ANÁLISIS EN PROFUNDIDAD
Por Beatriz Royo
La pandemia evidenció que el sector manufacturero europeo es muy vulnerable a eventos sin precedentes para los que no está preparado. Según varios informes de la Unión Europea, este sector, que fue el más afectado, está experimentando un crecimiento más lento que otras áreas de la economía.
Aunque no se puede subestimar el apoyo de los gobiernos, la resiliencia de las empresas manufactureras fue determinante para prosperar durante esos tiempos difíciles. La COVID-19 puso de manifiesto la capacidad de muchas compañías de ser “flexibles o reconfigurables”, adaptarse y crecer. Desde entonces, las disrupciones se están convirtiendo en la nueva normalidad (por ejemplo, las guerras en Ucrania y Gaza o el cambio climático). Las empresas necesitan ser capaces de operar en entornos VUCA —volátiles, inciertos, complejos y ambiguos— y la respuesta para afrontar estos desafíos es aumentar la resiliencia de las firmas manufactureras.
La resiliencia solo puede lograrse mediante una digitalización rápida
En industrias con un volumen de producción medio o alto, la resiliencia solo puede lograrse mediante una reconfigurabilidad y digitalización rápida. Esta transformación debe alcanzar todos los niveles productivos, desde la fábrica, la maquinaria o los procesos individuales, hasta las interacciones a lo largo de la cadena de suministro.
R3GROUP es un proyecto piloto europeo de cuatro años de duración que nació con la ambición de apoyar a las empresas manufactureras europeas proporcionándoles acceso a herramientas digitales. El objetivo es permitir una rápida reconfigurabilidad para adecuarse a entornos de fabricación VUCA. Se centra en cuatro escenarios de cambios con una fuerte influencia en la industria manufacturera.
Escenarios VUCA que afectan a la industria manufacturera
Empresas de toda Europa participan en R3GROUP con el fin de demostrar si las tecnologías de la Industria 4.0 conducirán a un sector manufacturero más resiliente, rápido y reconfigurable. En el marco del proyecto, ensayarán diferentes tecnologías digitales. Con ello se pondrá de manifiesto si es posible responder con mayor agilidad a eventos externos y ser más proactivas en la prevención de riesgos. La lista de tecnologías y casos de uso que se explican a continuación se han elaborado priorizando a las personas.
Conectividad con el IoT
Uno de los elementos para reconfigurar un sistema de producción es su integrabilidad. La gestión de la producción es un desafío a múltiples niveles, que abarca desde la fábrica hasta las oficinas de ingeniería y gestión, las interacciones internas y los flujos de la cadena de suministro ascendente y descendente. La Asset Administration Shell (AAS) es la arquitectura de referencia donde se encapsularán todos los datos.
Una AAS es una implementación de un gemelo digital para aplicaciones industriales, una herramienta que dota a cualquier componente de la capacidad de compartir información con el mundo IoT digital. Se despliega en la nube con un enfoque de sistema ciberfísico de producción en el que las tecnologías de la información y comunicación en las oficinas y las tecnologías de operaciones en la fábrica han evolucionado para converger en una plataforma integrada única.
La plataforma digital resultante es la base tecnológica para el proyecto y las fábricas inteligentes del futuro.
Evolución de la convergencia IT-OT hacia un sistema integrado. Fuente: Conrad Leiva
Gemelos digitales multinivel
Las cadenas de suministro manufactureras necesitan ser capaces de calcular los efectos de las posibles reconfiguraciones para navegar con éxito en entornos VUCA. Esto permite identificar cuál es el camino óptimo a través de decisiones informadas. Por lo tanto, R3GROUP considera los gemelos digitales multinivel como un habilitador clave para evaluar los resultados de la reconfigurabilidad.
Gemelos digitales de unidades
Comprenden la máquina, el proceso de fabricación y la pieza final. Se implementan combinando modelos sustitutos, modelos basados en datos y técnicas de inteligencia artificial para explorar relaciones no lineales.
Gemelos digitales de líneas
Los gemelos digitales a nivel de línea, como el desarrollado por el fabricante de tubos de cobre Halcor en Grecia, integran datos provenientes de cada paso de producción y control de calidad (QA). Esto posibilitará desarrollar algoritmos avanzados de reenrutamiento y reprogramación que optimicen el flujo de materiales y reduzcan los tiempos de entrega y costos.
Gemelos digitales de fábricas
Utilizarán los resultados de herramientas de reconfiguración para brindar apoyo a la toma de decisiones estratégicas. Gorenje, una empresa eslovena de fabricación de herramientas para las industrias del hogar y la automoción, utilizará la información procedente de fábrica y los sistemas de información heredados para respaldar la programación y planificación de la producción y su diseño.
Gemelos digitales de la cadena de suministro
A partir de ellos se evalúa el impacto de las decisiones combinando los datos integrados en la plataforma con información externa y haciendo uso de diferentes técnicas de análisis, optimización y simulación. Katty-fashion, un fabricante rumano de ropa femenina de primer nivel, está transformando la fase de diseño de sus productos con la creación de prototipos digitales en vez de físicos. Por un lado, se espera que esto genere muchos beneficios al evitar la provisión, fabricación y transporte de muestras. Por otro lado, esta transformación sustancial podría mejorar la disponibilidad y calidad del producto final. Por tanto, la compañía está aprovechando datos valiosos y las tácticas y conocimientos generados en los procesos productivos y logísticos para desarrollar gemelos digitales de productos y cadenas de suministro. Estos gemelos ayudarán a comprender las consecuencias de este cambio y a crear modelos de costos, operativos y ambientales más precisos que respalden la toma de decisiones.
Decisiones en tiempo real
Más allá de la industria manufacturera y los casos de éxito de R3Group, se espera que los responsables de la cadena de suministro tomen decisiones más rápidas, informadas y acertadas en tiempo real. Para ello es necesario saber qué ocurre en la supply chain en cada momento y prever escenarios futuros. Someter la cadena de suministro a una prueba de estrés ─a diferentes disrupciones─ y examinar cómo reaccionaría puede ayudar a detectar debilidades y determinar los pasos a seguir para hacerla más robusta.
Un ejemplo real del potencial de los gemelos digitales en la cadena de suministro es la firma china de comercio electrónico JD.com. Fue el minorista que logró mayores ingresos gracias a la reconfiguración de la red de suministro durante la COVID-19. En aquel entonces, JD.com gestionaba 41 parques logísticos en China y contaba con casi 1.300 bodegas y más de 9 millones de unidades de stock.
JD.com aborda la planificación y las operaciones de su cadena de suministro ascendente y descendente, es decir, desde sus insumos hasta la llegada al cliente final. En una supply chain de dos niveles, los centros de distribución ascendentes podrían haber sido incapaces de distribuir productos debido a los brotes de COVID-19 que provocaron limitaciones en los desplazamientos. En esos casos, JD.com reconfiguraba su cadena de suministro para responder a las interrupciones.
La tecnología puede ayudar a las empresas a aumentar los ingresos
La compañía logró completar los pedidos a través de otros centros de distribución o utilizando la estrategia de pedidos pendientes. Sin embargo, el uso de centros de distribución alternativos disminuyó la tasa de cumplimiento de pedidos y generó importantes costos de transporte adicionales. La plataforma de gemelos digitales de la cadena de suministro se utilizó para examinar objetivos conflictivos. Esta innovadora herramienta para la colaboración entre humanos e IA en la toma de decisiones combinó datos históricos en tiempo real con el conocimiento de procesos comerciales como las políticas corporativas, así como enfoques y algoritmos de IA de vanguardia.
Marco de la plataforma de gemelos digitales de la cadena de suministro de JD.com
La tecnología puede ayudar a las empresas a aumentar los ingresos hasta en un 10 %, acortar el tiempo de comercialización en un 50 % e incrementar la calidad del producto hasta en un 25 %. No obstante, por lo general, la implementación de gemelos digitales requiere la participación de casi todos los equipos, ya que debe cubrir los procesos esenciales de gestión de la cadena de suministro. Esto puede resultar un poco abrumador y dar lugar a ciertos errores. En consecuencia, las empresas deben analizar las cadenas de suministro y diseñar una hoja de ruta priorizando las áreas críticas que, cuando se mejoren, generarán una mayor rentabilidad.
Cadena de suministro inteligente impulsada por la tecnología
Dado el enfoque innovador de los gemelos digitales, las oportunidades para construir y reforzar la cadena de suministro inteligente son considerables. Los profesionales deben adoptar las últimas tecnologías para construir una supply chain inteligente impulsada por gemelos digitales y mantenerse por delante de la competencia. Hacer realidad esta visión lleva tiempo, pero la transformación vale la pena. La combinación de datos internos con disrupciones externas llevará a anticipar las necesidades de reconfiguración. Como resultado, las tecnologías digitales permitirán cadenas de suministro más resilientes, rápidas y reconfigurables en toda Europa.
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BEATRIZ ROYO La Dra. Beatriz Royo es profesora asociada del programa internacional de Logística MIT-Zaragoza (España). Sus principales áreas de investigación son la movilidad urbana, el diseño de redes, la colaboración en la cadena de suministro, la digitalización y la sostenibilidad. |
Referencias:
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