Autor: Rahul Garg, vicepresidente de maquinaria industrial de Siemens Digital Industries Software
Las empresas de maquinaria industrial tienen una oportunidad única para redefinir las posibilidades de producción e innovación en las fábricas. Para satisfacer la demanda de prácticas comerciales sostenibles, la creciente complejidad tecnológica, las cambiantes necesidades de los consumidores y la escasez de personal cualificado, la transformación digital se está volviendo cada vez más accesible y esencial. Este cambio no solo ayuda a las organizaciones a superar los desafíos actuales, sino que también promete un futuro más resiliente, adaptable y conectado.
Las empresas confían en los fabricantes de maquinaria para que las apoyen en su transición hacia la digitalización. Al adoptar la digitalización, los proveedores pueden ayudar mejor a sus clientes en su búsqueda de liberar su potencial y convertirse en empresas digitales. Al crear un entorno donde los datos impulsan las decisiones, los fabricantes de maquinaria pueden optimizar la toma de decisiones desde la planta de producción hasta la dirección, mejorando la velocidad, el flujo y la agilidad de su organización.
¿Qué significa convertirse en una empresa digital?
Aunque la digitalización ha avanzado durante años, la urgencia de conectar datos entre silos organizacionales se ha acelerado enormemente. Los clientes solicitan cada vez más que las empresas ofrezcan sus equipos como servicio, lo que marca una transición de la simple venta de máquinas a la prestación del servicio de dichas máquinas, lo que permite a los clientes considerar el costo como un gasto operativo en lugar de uno fijo.
Para prosperar en este entorno de fabricación en constante evolución, los proveedores deben adoptar el concepto de empresa digital. El modelo de empresa digital integra los ámbitos físico y digital, optimizando todo el ciclo de vida de las operaciones de la maquinaria, desde el diseño hasta la producción. Al adoptar este enfoque, las empresas pueden alcanzar sus objetivos y mejorar sus operaciones. El ingrediente clave para que esta receta funcione son los datos.
Al conectar lo físico con lo digital, las empresas pueden aprovechar datos de difícil acceso y traducirlos para impulsar sus operaciones comerciales. En esencia, la empresa digital proporciona a las organizaciones manufactureras una visión holística de sus procesos para, en última instancia, tomar decisiones más inteligentes. Pero para que esto sea una realidad, los fabricantes exigen a los fabricantes de máquinas máquinas más inteligentes y ágiles. Esto requiere que estos tomen la iniciativa de crear una empresa digital dentro de sus propios procesos de diseño y producción.
Los beneficios de evolucionar hacia una empresa digital incluyen:
- Mayor agilidad: Una base digital permite a las empresas adaptarse rápidamente a las cambiantes demandas del mercado y adaptarse con rapidez cuando sea necesario, impulsando así una mayor eficiencia operativa.
- Mayor transparencia: Al conectar y visualizar las operaciones, las empresas pueden identificar ineficiencias en máquinas, procesos o diseño, lo que les permite identificar áreas de mejora, lo que impulsa operaciones sostenibles y ayuda a reducir costos y aumentar la velocidad.
- Adopción más rápida de tecnología: Como empresa digital, los fabricantes de maquinaria pueden incorporar con mayor facilidad tecnologías emergentes, desde la robótica hasta la inteligencia artificial (IA), para impulsar mejoras de calidad y mantenerse a la vanguardia de la competencia.
Los componentes centrales de la empresa digital incluyen el gemelo digital integral, un hilo digital que combina todos los elementos de un gemelo digital de forma centrada en los procesos y aprovecha las herramientas y tecnologías de IA. Juntos, estos elementos impulsan el objetivo final de la automatización definida por software (SDA). Se trata de la transición de dispositivos basados en hardware a funcionalidades definidas por software.
El gemelo digital integral: la clave de la automatización
En el centro de la empresa digital se encuentra el gemelo digital integral escalable, que permite la integración fluida de los ciclos de vida del producto y la producción, incluyendo el software y la automatización. Permite a los fabricantes diseñar, simular, probar, mejorar y validar productos, producción y procesos.
Las organizaciones pueden implementar este enfoque integral en un entorno virtual utilizando potentes herramientas de simulación para mejorar la calidad de los productos, acortando al mismo tiempo los ciclos de diseño y reduciendo los costos. Además, el gemelo digital mejora la capacidad de resolución de problemas y permite a los fabricantes analizar cómo los clientes utilizan un producto determinado. La monitorización del rendimiento de las máquinas no solo permite a los fabricantes apoyar a los clientes y resolver sus problemas, sino que también les ayuda a aprovechar esos datos e incorporarlos al diseño y la ingeniería.
Con el gemelo digital integral, el fabricante de máquinas puede ayudar mejor a los operadores a alcanzar sus objetivos de transformación digital. Además, el fabricante de máquinas puede obtener ventajas como:
- Mejoras en sostenibilidad: La sostenibilidad comienza en la fase de diseño. Las simulaciones permiten una planificación eficiente del diseño y la producción, reduciendo los residuos y el impacto ambiental.
- Exploración virtual del diseño para un diseño óptimo: Los fabricantes de máquinas pueden explorar innumerables configuraciones de diseño digitalmente, lo que permite la creación de máquinas optimizadas para el rendimiento y la eficiencia.
- Simulación y validación virtual: Al simular y validar diseños en un entorno virtual, los fabricantes de máquinas pueden reducir la necesidad de costosos prototipos físicos y acelerar el tiempo de comercialización.
Aprovechando estas ventajas, el fabricante de máquinas puede adaptarse con mayor eficiencia a las demandas de próxima generación de sus clientes, impulsadas por su propia tecnología de gemelo digital. Los clientes del futuro esperan que el fabricante de máquinas les entregue un gemelo digital que pueda reducir los costos operativos y minimizar los tiempos de inactividad al facilitar el mantenimiento predictivo, optimizar el rendimiento y mejorar la calidad y la resolución de problemas.
Los proveedores de servicios ya están viendo los beneficios de la digitalización. Siemens colaboró con Festo, líder mundial en automatización de plantas y procesos para más de 300.000 clientes en todo el mundo, para crear una solución que permite diseñar y simular secuencias de movimiento cinemático y físico, así como la puesta en marcha virtual de máquinas y equipos, incluyendo motores, actuadores y sensores. Se trata de una aplicación interdisciplinaria para la ingeniería de sistemas: ingenieros mecánicos, eléctricos y de software, así como expertos en automatización, pueden utilizarla para desarrollar y validar sus conceptos de máquina y explorar rápidamente conceptos alternativos en un entorno de sistema compartido, según los requisitos del cliente, a lo largo de todo el proyecto. Los ingenieros de estas disciplinas pueden trabajar simultáneamente en proyectos utilizando Mechatronics Concept Designer, lo que reduce el tiempo de desarrollo hasta en un 30 %.
El software también ayuda al cliente final a utilizar la máquina para aprovechar el gemelo digital de la máquina o sistema y ponerla en marcha virtualmente. El modelo de la máquina se puede conectar al control de la máquina real para probar la funcionalidad de toda la aplicación. Estas funciones permiten a los ingenieros mecatrónicos agilizar considerablemente la puesta en marcha de la máquina real. Además, durante el funcionamiento continuo de la máquina, el gemelo digital puede utilizarse para el mantenimiento predictivo, minimizando así los costosos tiempos de inactividad.
En general, el gemelo digital integral tiene un inmenso potencial para optimizar los procesos de diseño y producción, tanto para el constructor como para el usuario, lo que lo convierte en una herramienta vital para satisfacer las demandas actuales.
El hilo digital: la estructura de las operaciones unificadas
Otro elemento clave de una empresa digital exitosa es el hilo digital: un marco conectivo de flujo continuo de datos a lo largo del ciclo de vida de un producto o activo. El hilo digital es un mecanismo que unifica todos los elementos de un gemelo digital, maximizando al mismo tiempo el potencial del gemelo digital integral en toda la empresa, transformando datos aislados en inteligencia colectiva.
Imagine el hilo digital como un mapa de tránsito, que guía los datos entre todos los puntos de una organización, de forma similar a como se conectan las paradas en una red de metro. A medida que las empresas maduran en su transformación digital, pueden expandir el hilo digital para integrar más áreas de la organización en un sistema unificado, impulsando operaciones ágiles que satisfagan las demandas del negocio.
Pero, ¿cómo se ve un hilo digital en la práctica? La convergencia TI/TO es un ejemplo de hilo digital en acción. Al conectar los mundos previamente aislados de las tecnologías de la información (TI) y la tecnología operativa (TO), la convergencia TI/TO crea un flujo continuo de información que conecta cada paso del proceso de diseño y fabricación. Esta convergencia permite que los datos se muevan rápidamente por toda la organización, creando un circuito cerrado donde la información obtenida se puede compartir entre equipos.
Danfoss, una empresa multinacional con una amplia cartera de soluciones y componentes industriales, ofrece diversas opciones para configurar modelos de productos específicos que se adapten mejor a las necesidades del cliente. La flexibilidad de una arquitectura integral de tecnologías de la información (TI) es vital para que Danfoss pueda servir con éxito a sus clientes. Para Danfoss, la digitalización de sus operaciones de fabricación garantiza una producción de alta calidad con repetibilidad y decisiones basadas en datos.
Siemens Opcenter es un factor clave para la digitalización de las operaciones de fabricación y respalda la amplia cartera de productos de Danfoss. «Desde una perspectiva de TI, contar con una herramienta unificada nos permite unificar los requisitos de diferentes plantas y nos permite ejecutar con mayor rapidez, ya que podemos contar con un modelo a seguir», afirma Allan Pedersen, Director Sénior de TI, Ingeniería y Fabricación de Danfoss.
La convergencia TI/TO también facilita la creación de un gemelo digital integral del entorno de fabricación para maximizar el rendimiento mediante la incorporación de datos de los sistemas de fabricación, haciéndolos más precisos y adaptables. Esta conectividad en tiempo real ayuda a los responsables de la toma de decisiones a responder rápidamente ante anomalías o cambios.
A medida que un número creciente de fabricantes implementa la convergencia TI/TO, los fabricantes de maquinaria se encargan de diseñar máquinas cada vez más compatibles, inteligentes y conectables. Al garantizar que la maquinaria sea capaz de intercambiar datos entre los sistemas TI y TO, los fabricantes de maquinaria desempeñan un papel fundamental para facilitar el flujo continuo de información necesario para sus clientes. Por consiguiente, el diseño de la maquinaria se convierte en un componente esencial para facilitar la convergencia TI/TO.
IA: el vehículo que impulsa las fábricas hacia el futuro
No es de extrañar que la IA esté mejorando la eficiencia de las empresas y automatizando las tareas cotidianas de los trabajadores. En el sector manufacturero, la IA industrial es lo que impulsará el concepto de digitalización a un nivel superior. Puede ayudar a descifrar la complejidad del mundo industrial y optimizar sistemas críticos que no pueden permitirse fallar. En otras palabras, la IA industrial se encarga de tomar los datos empresariales digitales y transformarlos en soluciones reales.
Los copilotos de IA permiten a los fabricantes de maquinaria acelerar la programación de PLC, lo que se traduce en una mayor productividad. (Crédito de la imagen: Siemens)
Así es como se puede utilizar la IA para optimizar la fabricación de maquinaria:
- Automatización de las tareas rutinarias: Los fabricantes de maquinaria pueden usar la IA para agilizar tareas repetitivas como la documentación, el dimensionamiento y el análisis de tolerancias, y en el futuro, potencialmente, las actualizaciones de diseño, lo que permite a los ingenieros centrarse en la innovación.
- Aceleración de lo importante: Los copilotos de IA permiten a los fabricantes de maquinaria acelerar la programación de PLC, lo que aumenta la productividad y permite una entrega más rápida de máquinas personalizadas.
- Mecanización de lo difícil: La IA proporciona a los fabricantes de maquinaria herramientas para abordar de forma proactiva los retos operativos, como mejorar la fiabilidad de las máquinas mediante el análisis de mantenimiento predictivo y minimizar el tiempo de inactividad de sus clientes.Diseño generativo: La IA también está revolucionando la forma en que los fabricantes de maquinaria abordan la innovación. Al explorar una amplia gama de posibilidades de diseño, la IA acelera el proceso desde el concepto hasta la finalización, ayudando a los fabricantes a lograr resultados óptimos con mayor rapidez y dentro del presupuesto.
La IA de diseño generativo también está revolucionando la forma en que los fabricantes de maquinaria abordan la innovación. Al explorar una amplia gama de posibilidades de diseño, la IA acelera el proceso desde el concepto hasta la finalización, ayudando a los fabricantes a lograr resultados óptimos con mayor rapidez y dentro del presupuesto.
La IA también mejora la accesibilidad a las herramientas de diseño. La predicción inteligente de comandos y la guía del flujo de trabajo agilizan las operaciones, ayudando a los nuevos usuarios a navegar rápidamente por herramientas complejas y a los diseñadores a trabajar de forma más eficiente. Al automatizar tareas repetitivas y simplificar flujos de trabajo complejos, la IA no solo acelera el diseño de máquinas, sino que también mejora la velocidad y la precisión en la construcción de las herramientas que impulsan la fabricación moderna. A medida que la IA se vuelve más accesible, es crucial democratizar su valor en toda la organización. Esto garantiza que todos los miembros de la empresa puedan aprovechar los conocimientos generados por la IA para maximizar la eficiencia operativa.
Empiece a convertir los silos en sinergias
La transición a una empresa digital requiere un cambio fundamental en la forma en que los fabricantes gestionan los datos y los flujos de trabajo. Hoy en día, la digitalización no es solo una aspiración, sino un imperativo para seguir siendo competitivos en un mercado cada vez más dinámico. La creación de una única fuente de información veraz para todos los datos de la organización establece una base fiable para la toma de decisiones, conectando los flujos de información entre departamentos.
Este flujo de datos unificado permite la interconexión de elementos de un gemelo digital integral, proporcionando información visual para evaluar y mejorar activos, procesos o instalaciones completas. Los datos conectados impulsan la mejora continua, lo que resulta en diseños y procesos más eficientes y adaptables.
La optimización empieza hoy, no mañana
Para los fabricantes de maquinaria, el modelo de empresa digital representa un enfoque transformador donde todos los aspectos del negocio están interconectados a través de datos, automatización e información en tiempo real. Al integrar un gemelo digital integral, establecer un hilo conductor digital y aprovechar la IA, las organizaciones pueden superar los sistemas obsoletos y fragmentados. Este cambio les permite construir un marco resiliente que no solo aborda los desafíos actuales, sino que también las prepara para afrontar proactivamente los futuros. A medida que más empresas adoptan este enfoque, se hace evidente que la adopción de la empresa digital es clave para garantizar una agilidad sostenida y el éxito a largo plazo.