¿Qué es la fabricación?

La fabricación es el proceso de transformación de materias primas o componentes en productos acabados. Es un sector crucial de la economía mundial, que aporta billones de dólares al comercio mundial anualmente y emplea a millones de personas. Desde sus orígenes en la Edad de Piedra, la fabricación se ha transformado en un sector impulsado por la innovación y la tecnología, pasando de las herramientas básicas neolíticas de su pasado a las complejas fábricas inteligentes de hoy con procesos automatizados, equipos siempre conectados y fabricación rica en datos.

¿Qué es el software de fabricación?

En los últimos años, el aumento de las expectativas de los clientes ha dado lugar a cambios de demanda más dinámicos y a la personalización de órdenes. Como resultado, los fabricantes deben confiar en los avances en la potencia informática y el software de fabricación para automatizar las fábricas tradicionales y tomar las decisiones correctas.

El software de fabricación gestiona la información y los procesos en todo el proceso de fabricación. Fabricar el software de ERP en la nube puede ayudar a unificar los datos en toda la planta y ponerlos a disposición de otros sistemas departamentales de finanzas, ingeniería y operaciones. Al integrar el software ERP y el software de gestión de la cadena de suministro (SCM), los sistemas de software de fabricación basados en la nube pueden convertirse en el eje central de las iniciativas de la industria 4.0 que ayudan a los fabricantes a fabricar productos de forma más metódica mediante el uso de los materiales y recursos adecuados en varias fábricas, eliminando los desechos y dando lugar a productos de alta calidad, mejorando la eficiencia y aumentando los márgenes.

¿Cuáles son los tipos de software de fabricación?

El software de programación de fabricación considera el estado de los recursos de mano de obra, los materiales y el equipo para crear programas de producción detallados. Este software utiliza sistemas de planificación y control de inventario de las necesidades de material (MRP) o de fabricación a tiempo (JIT) para garantizar que se cumplan los requisitos de demanda detallados después de tener en cuenta todas las restricciones de suministro.

El software de sistemas de ejecución de fabricación (MES) gestiona la ejecución de procesos físicos que transforman las materias primas en productos terminados ejecutando órdenes de trabajo y supervisando la eficiencia de producción y los datos de control de calidad en las líneas de productos o incluso en varios sitios.

El software de mantenimiento de plantas de fabricación es necesario para maximizar la fiabilidad y el tiempo de actividad de los activos, especialmente los equipos de línea de producción, para garantizar una producción continua. Junto con las innovaciones, como los sensores del internet de las cosas (IoT) para la supervisión de activos y los gemelos digitales, este software permite el mantenimiento predictivo donde se pueden anticipar fallos y programas de mantenimiento que se pueden optimizar para reducir los costos de mano de obra y piezas de repuesto. Esto sustituye al software de mantenimiento preventivo anterior para la fabricación, lo que puede provocar tiempos de inactividad innecesarios y costos de mantenimiento superiores.

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Otros tipos de sistemas de software, como el software de gestión del ciclo de vida del producto (PLM), se pueden conectar con el software de fabricación para garantizar que los diseños de productos se fabrican de manera metódica utilizando los materiales y recursos adecuados en varias fábricas. Esto da lugar a productos de alta calidad que se pueden fabricar en gran volumen y con márgenes de beneficio mejorados.

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Una breve historia de la fabricación

La fabricación puede llegar hasta la era de la nueva piedra, cuando se crearon por primera vez herramientas básicas para moler alimentos, teñir y tejer textiles, y licor de fermentación y destilación. La siguiente fase de desarrollo fue introducida por los antiguos griegos y romanos, que se acreditan la invención de tornillos, poleas y palancas, los bloques de construcción de las primeras máquinas. Durante este tiempo, el trabajo fue realizado por expertos artesanos que finalmente formaron gremios para proteger sus artesanías y privilegios.

A finales del siglo XVIII Gran Bretaña, la introducción del sistema de fábrica creó la primera revolución industrial, con la industria textil pasando de los métodos de producción manual a las máquinas con motores de vapor. La siguiente revolución industrial llegaría un siglo después, marcada por la disponibilidad de transporte ferroviario, comunicaciones telegráficas y electricidad. Las invenciones notables durante este periodo incluyen la bombilla incandescente y el automóvil. A principios del siglo XX, la Ford Motor Company popularizó la producción en masa con la aplicación de maquinaria especializada y accesorios en líneas de montaje.

La invención del transistor en 1947 allanó el camino para las computadoras digitales, que a su vez condujeron a avances en tecnologías de transporte y comunicación, tales como comunicaciones inalámbricas, que darían forma a la tercera revolución industrial. La fabricación eficiente (también conocida como fabricación a tiempo) fue desarrollada por Toyota en la década de 1930, pero solo se hizo popular en la década de 1970 cuando los autos japoneses capturaron una cuota de mercado significativa. Este método de producción tenía como objetivo reducir los tiempos de procesamiento y los niveles de inventario en la fábrica, así como los tiempos de respuesta del proveedor.

Hoy estamos en la cuarta revolución industrial, o industria 4.0, que se caracteriza por la automatización de la fabricación tradicional utilizando tecnología inteligente. Estas tecnologías incluyen el Internet de las cosas (IoT), computación en la nube, robótica, inteligencia artificial, aprendizaje automático y procesamiento de lenguaje natural. Las herramientas de análisis y datos en tiempo real se ponen en manos de trabajadores individuales para permitir la toma de decisiones descentralizada, un principio importante de la industria 4.0.

Tipos de técnicas de fabricación

Una forma de clasificar la fabricación es analizar las técnicas utilizadas para satisfacer la demanda del cliente.

Fabricación a stock (MTS)

MTS es una técnica de producción tradicional en la que los productos se fabrican de acuerdo con la demanda prevista y luego se mantienen como inventario en salas de exposición o almacenes. Las previsiones de demanda se basan en datos de ventas anteriores, condiciones económicas actuales y tendencias macroeconómicas.

Las ventajas incluyen el uso eficiente de los recursos debido a los calendarios de producción previsibles y la reducción del costo de producción debido a las economías de escala. Los clientes también pueden recibir los productos terminados mucho más rápido, ya que normalmente están en inventario. El principal inconveniente es la mayor posibilidad de excedentes de inventario y, a la inversa, de existencias de inventario. Esto puede deberse a previsiones de demanda inexactas debido a factores externos, como el clima y los eventos económicos y geopolíticos.

Ordenar (MTO)

MTO es una técnica de producción en la que los productos se personalizan de acuerdo con las especificaciones del cliente, y la producción solo comienza después de que se recibe un pedido. Es común en industrias especializadas, como la aeroespacial, la construcción y la alta tecnología. Un subconjunto de este tipo de fabricación, llamado "ingeniero a pedido", se aplica a productos que requieren una cantidad significativa de trabajo de diseño de ingeniería por adelantado.

El principal beneficio de MTO es que no hay exceso de inventario que deba venderse con un descuento o desechado. Cada pedido aceptado se cumple y los clientes reciben sus pedidos según sus especificaciones. Las desventajas incluyen plazos más largos para que los clientes reciban productos terminados y, para el fabricante, la exposición a las fluctuaciones del suministro de materias primas, que pueden requerir un mayor nivel de inventario de las existencias de seguridad. La demanda desigual también puede causar cierres, que pueden ser costosos, ya que las fábricas necesitan un alto uso de la línea de producción para ser rentables.

Realizar ensamblaje (MTA) o ensamblaje para orden

El proceso de montaje es un híbrido de las técnicas MTS y MTO en las que las piezas o subensamblajes componentes se producen en función de las previsiones de demanda. El ensamblaje final solo comienza cuando un cliente realiza una orden. El fabricante puede aceptar pedidos personalizados porque la configuración final del producto solo tiene lugar durante el ensamblaje final. El producto terminado también se puede entregar al cliente mucho más rápido en comparación con la técnica MTO. Sin embargo, si los clientes no realizan pedidos, el fabricante podrá conservar una cantidad considerable de inventario de componentes.

Tipos de procesos de fabricación

Otra forma de clasificar la fabricación es examinar el método de producción y el tipo de productos acabados producidos.

Fabricación discreta

La fabricación discreta implica la producción de artículos fácilmente identificables y detallados, por ejemplo, ordenadores personales y electrodomésticos. Una lista de materiales se utiliza para definir las piezas de componentes y las materias primas que componen el producto acabado distinto. La producción suele tener lugar en una línea de ensamblaje en la que el artículo distinto se duplica para cumplir la cantidad requerida por el programa de producción. Los reacondicionamientos y las configuraciones debidos a la producción de diferentes productos utilizando la misma línea de ensamblaje pueden hacer que este sea un proceso complejo.

Fabricación con procesos

La fabricación de procesos difiere de la fabricación discreta en la forma de creación del producto. Utilizando recetas y fórmulas, las materias primas e ingredientes se convierten en un producto terminado a través de cambios químicos y físicos. Mientras que el producto acabado se produce generalmente a granel, se puede dividir en unidades distintas más pequeñas que el cliente puede consumir.

Existen dos métodos de fabricación de procesos: fabricación de procesos por lotes y fabricación continua de procesos. La fabricación de procesos por lotes implica la producción de un producto en una ejecución estándar o un tamaño de lote determinado por el tamaño del buque, las tarifas de línea o la longitud de ejecución estándar. Es comúnmente utilizado por la industria de alimentos y bebidas, entre otros. Por el contrario, la fabricación continua de procesos opera 24/7/365 con periodos muy largos entre cierres. Es utilizado por industrias como el petróleo y el gas.

Fabricación de modo combinado

Para satisfacer los cambios en las expectativas de los clientes, algunos sectores utilizan la fabricación discreta y por procesos. Un ejemplo es la industria de bienes envasados al consumidor, que produce algunos productos utilizando un proceso de mezcla por lotes antes de empaquetarlos en unidades discretas. Este método puede resultar difícil para los fabricantes que necesitan ejecutar este proceso en una línea de producción mediante una aplicación de sistema de ejecución de fabricación (MES).

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Fabricación de tiendas de trabajo

La fabricación de la tienda de trabajo es para lotes más pequeños de productos personalizados, que pueden ser MTO o MTS. Debido a que requiere una configuración y secuenciación únicas de los pasos del proceso, se utilizan áreas de producción específicas en lugar de líneas de montaje, por ejemplo, una tienda de máquinas que fabrica piezas personalizadas para otros fabricantes de maquinaria industrial, aeronaves o equipos de alta tecnología.

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Fabricación repetitiva

Algunos sectores requieren un flujo constante de productos con tiempos mínimos de configuración o de cambio, por ejemplo, los sectores de la automoción y los bienes de consumo duraderos. En la fabricación repetitiva, se configuran líneas de ensamblaje dedicadas o celdas de fabricación para el mismo producto o familia de productos, la producción se ejecuta el 24/7/365 y el material de trabajo en curso no se mueve a un área de almacenamiento temporal.

Fabricación inteligente y fábricas inteligentes

La fabricación inteligente es el término general para los esfuerzos por modernizar las prácticas industriales a través de una combinación de equipos, instalaciones, productos, datos y procesos más inteligentes. Este término incluye los conceptos paralelos de industria 4.0 y la fábrica inteligente.

En las fábricas inteligentes, el entorno de producción se ejecuta con una intervención humana mínima utilizando nuevas tecnologías de fabricación industrial. Los sensores detectan problemas de equipo antes de que no se produzcan costosos tiempos de inactividad. La fabricación aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D, permite la personalización, la creación rápida de prototipos y la producción de gran volumen de piezas de forma intrincada. Un gemelo digital, la representación digital de un objeto físico que siempre se actualiza con datos de su contraparte física, permite crear prototipos de diseño más rápidos y una supervisión continua del rendimiento del equipo.

Todas estas tecnologías requieren software de aplicación, desde los programas locales utilizados para ejecutar sensores hasta la fabricación de sistemas de ejecución que supervisan y coordinan recursos en varias líneas de producción. La integración con la planificación de recursos empresariales y otro software de gestión de la cadena de suministro garantiza que los diseños de productos se fabriquen de forma metódica, utilizando los materiales y recursos adecuados en varias fábricas, lo que da lugar a productos de alta calidad y a márgenes de beneficio mejorados.

¿Cuál es el futuro de la fabricación?

La fabricación seguirá siendo el principal medio por el que transformamos las materias primas en productos acabados. Los países que actualmente dependen de la agricultura y otras industrias para la mayor parte de su PIB evolucionarán y utilizarán la industria manufacturera para promover su agenda industrial y aumentar el empleo. Las empresas y fabricantes de tecnología seguirán impulsando los avances en informática y software para cumplir la promesa de la fabricación inteligente y dar forma al futuro de la industria 4.0 y más allá.