La industria manufacturera ha cambiado radicalmente en las últimas dos décadas. Hoy existen sistemas de automatización más accesibles, software de simulación, inteligencia artificial, manufactura aditiva, escaneo 3D, monitoreo de máquinas y herramientas digitales capaces de reducir significativamente los tiempos de desarrollo y producción.
Sin embargo, dentro de muchas plantas todavía encontramos una realidad contradictoria: piezas, herramentales y componentes que se siguen fabricando prácticamente de la misma manera que hace 20 años.
¿La razón? No siempre es porque el proceso tradicional sea mejor. Muchas veces simplemente es el proceso que conocemos, está aprobado y «siempre se ha hecho así».
Pero mantener un proceso durante años no necesariamente significa que siga siendo la alternativa más eficiente.
La manufactura está cambiando, ¿nuestros procesos también?
Durante décadas, procesos como el maquinado CNC, torneado, fresado, moldeo, fundición y fabricación convencional de herramentales han sido fundamentales para la industria y continuarán siéndolo.
El problema no está en utilizar tecnologías tradicionales.
El problema aparece cuando dejamos de cuestionarnos si siguen siendo la mejor opción para cada pieza que fabricamos.
Una pieza que hace 15 o 20 años solamente podía producirse mediante varios procesos de maquinado quizá hoy pueda fabricarse mediante manufactura aditiva.
Una pieza cuyo plano se perdió podría digitalizarse mediante escaneo 3D e ingeniería inversa.
Un componente que antes requería múltiples inspecciones manuales podría evaluarse utilizando metrología 3D.
Y una máquina cuyo desempeño se registraba manualmente podría generar información automáticamente mediante sistemas de monitoreo de producción.
La pregunta que deberían hacerse los departamentos de ingeniería no es:
«¿Cómo fabricamos actualmente esta pieza?»
Sino:
«Si tuviéramos que fabricar esta pieza por primera vez hoy, ¿elegiríamos el mismo proceso?»
¿Por qué las empresas mantienen procesos de manufactura durante tantos años?
Cambiar un proceso industrial no es tan sencillo como sustituir una máquina.
Un proceso puede involucrar procedimientos internos, capacitación, documentación, proveedores, parámetros validados, controles de calidad e incluso certificaciones.
Por eso existen razones perfectamente válidas para mantener procesos durante años.
Sin embargo, también existen factores que pueden limitar la innovación.
1. «Siempre lo hemos fabricado así»
Probablemente sea una de las frases más comunes dentro de manufactura.
Cuando un proceso funciona, existe poco incentivo para modificarlo. Pero mientras ese proceso permanece sin cambios, otras tecnologías continúan avanzando.
El resultado puede ser un proceso confiable, pero más lento o costoso de lo necesario.
2. El costo del cambio parece mayor que el costo de continuar
Comprar tecnología, capacitar personal o modificar procedimientos genera costos visibles.
En cambio, los costos de mantener un proceso poco eficiente pueden pasar desapercibidos:
- horas de operación;
- tiempo del personal;
- scrap;
- retrabajos;
- inventarios;
- tiempos de espera;
- mantenimiento;
- almacenamiento;
- dependencia de proveedores;
- paros por falta de refacciones.
Individualmente pueden parecer pequeños. Acumulados durante meses o años pueden representar cantidades importantes.
El costo por pieza no cuenta toda la historia
Uno de los errores más frecuentes al comparar tecnologías de manufactura es considerar únicamente:
¿Cuánto cuesta fabricar la pieza?
Supongamos que una pieza maquinada cuesta $500 y una alternativa fabricada mediante otra tecnología cuesta $600.
A primera vista, la primera opción parece mejor.
Pero faltaría analizar:
¿Cuánto tarda en estar disponible?
¿Necesita herramental?
¿Existe una cantidad mínima de fabricación?
¿Cuánto inventario debemos almacenar?
Por eso, al evaluar un proceso de manufactura conviene considerar el costo total de fabricación y operación, no solamente el precio unitario.
Tecnologías que están cambiando la forma de fabricar piezas
La llamada manufactura digital no significa reemplazar todas las máquinas de una planta.
Consiste en incorporar tecnologías que permitan fabricar, medir, analizar y optimizar procesos de una manera más eficiente.
Algunas de las tecnologías que están impulsando esta transformación son:
Manufactura aditiva
La impresión 3D industrial permite fabricar componentes directamente desde información digital, reduciendo en determinadas aplicaciones la necesidad de herramentales y múltiples operaciones.
Actualmente puede utilizarse para fabricar:
- prototipos funcionales;
- jigs y fixtures;
- grippers;
- ayudas de ensamble;
- protectores;
- componentes para automatización;
- refacciones;
- piezas de bajo volumen;
- geometrías complejas;
- componentes personalizados.
Esto no significa que la impresión 3D vaya a sustituir al CNC o al moldeo por inyección.
Significa que ahora existe otra herramienta disponible para ingeniería.
Escaneo 3D e ingeniería inversa
¿Qué ocurre cuando existe físicamente una pieza, pero no tenemos su CAD?
Durante años, reconstruir geometrías complejas podía requerir una gran cantidad de mediciones manuales.
Actualmente, el escaneo 3D permite capturar digitalmente la geometría de componentes existentes y utilizar esa información como base para procesos de ingeniería inversa, inspección y rediseño.
Esto resulta especialmente útil para:
- refacciones descontinuadas;
- moldes y herramentales;
- componentes modificados manualmente;
- piezas sin documentación;
- equipos antiguos;
- componentes importados con largos tiempos de entrega.
Digitalizar estos activos también permite comenzar a crear un inventario digital de piezas críticas.
Metrología 3D
La inspección también está evolucionando.
Los sistemas modernos de metrología y escaneo 3D pueden capturar grandes cantidades de información de la superficie de una pieza y compararla contra su modelo CAD.
Esto facilita visualizar desviaciones dimensionales, deformaciones y determinadas variaciones geométricas que pueden resultar difíciles de interpretar utilizando únicamente mediciones puntuales.
La información obtenida puede ayudar no solamente a determinar si una pieza cumple, sino también a entender qué está ocurriendo dentro del proceso de fabricación.
Simulación
Otra transformación importante sucede antes de fabricar.
Las herramientas de simulación de procesos permiten evaluar virtualmente determinados escenarios antes de invertir material, tiempo de máquina o recursos.
El objetivo es sencillo:
detectar problemas digitalmente antes de encontrarlos físicamente.
Monitoreo de máquinas y datos de producción
Muchas plantas poseen maquinaria capaz de generar información valiosa, pero una parte de esos datos nunca se utiliza.
Los sistemas de monitoreo pueden ayudar a conocer indicadores como:
- tiempo productivo;
- tiempo detenido;
- utilización;
- causas de paro;
- desempeño por máquina;
- tendencias de producción.
Tener máquinas no convierte automáticamente una planta en una fábrica inteligente.
Utilizar los datos para tomar mejores decisiones sí puede acercarla a ese objetivo.
Entonces, ¿debemos reemplazar los procesos tradicionales?
No.
Modernizar manufactura no significa reemplazar todo lo existente por tecnología nueva.
Una máquina CNC puede seguir siendo la mejor solución para miles de componentes. La inyección de plástico puede ser imbatible cuando hablamos de determinados volúmenes. Los métodos tradicionales de inspección continúan siendo adecuados para muchas características.
La clave está en evitar utilizar una tecnología simplemente porque es la que históricamente hemos utilizado.
El objetivo debería ser seleccionar el proceso que tenga mayor sentido técnico y económico para cada aplicación.
En muchas ocasiones, incluso, la mejor solución será combinar tecnologías tradicionales y digitales.
7 preguntas para saber si una pieza debería fabricarse de otra manera
Si una empresa quiere identificar oportunidades de mejora sin transformar toda la planta de un día para otro, puede comenzar seleccionando algunas piezas y preguntando:
- ¿Cuánto tiempo tarda actualmente fabricar esta pieza?
- ¿Cuántas operaciones diferentes necesita?
- ¿Requiere herramentales especiales?
- ¿Genera scrap o retrabajos recurrentes?
- ¿Tenemos que mantener inventario por sus largos tiempos de entrega?
- ¿Existen restricciones geométricas provocadas únicamente por el proceso actual?
- ¿Existe actualmente otra tecnología capaz de fabricarla de forma más eficiente?
Si varias respuestas revelan problemas, probablemente exista una oportunidad para revisar el proceso.
No empieces cambiando una fábrica. Empieza cambiando una pieza.
Hablar de Industria 4.0, automatización y transformación digital puede hacer parecer que modernizar una planta requiere inversiones enormes.
No necesariamente.
Una estrategia práctica consiste en comenzar con un problema concreto.
Una pieza.
Un fixture.
Una refacción.
Una inspección.
Un proceso que genera demasiados retrabajos.
Un componente que tarda semanas en llegar.
Se puede seleccionar un caso, evaluar diferentes tecnologías, medir resultados y determinar si existe una mejora real.
Si funciona, el modelo puede repetirse.
De esta manera, la transformación tecnológica deja de ser un proyecto abstracto y comienza a convertirse en una serie de mejoras medibles dentro de producción.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la manufactura digital?
La manufactura digital es el uso de tecnologías digitales para diseñar, fabricar, inspeccionar, monitorear y optimizar productos y procesos de producción. Puede incluir manufactura aditiva, simulación, escaneo 3D, metrología digital, automatización, software industrial y análisis de datos.
¿La impresión 3D puede reemplazar al maquinado CNC?
No de forma general. Ambas tecnologías tienen ventajas diferentes. La impresión 3D puede resultar especialmente atractiva para geometrías complejas, personalización, prototipos, herramentales y determinados volúmenes bajos, mientras que el CNC continúa siendo una tecnología fundamental para numerosas aplicaciones industriales.
¿Qué procesos de manufactura pueden digitalizarse?
Pueden digitalizarse diferentes etapas, desde diseño e ingeniería hasta producción, inspección, mantenimiento y monitoreo de maquinaria. La oportunidad depende del proceso y del problema que se quiera resolver.
¿Cómo empezar un proyecto de transformación digital en manufactura?
Una forma práctica es identificar un problema específico con impacto medible, establecer el desempeño actual, evaluar una tecnología alternativa, realizar una prueba y comparar los resultados antes de escalar la solución.
¿Qué beneficios puede generar modernizar un proceso de manufactura?
Dependiendo de la aplicación, puede ayudar a reducir tiempos de fabricación, inventarios, desperdicios, retrabajos y tiempos muertos, además de aumentar la flexibilidad y proporcionar mayor información para la toma de decisiones.