Salva el planeta y su balance conectando el diseño con el proceso de fabricación
Como fabricantes, somos conscientes de la velocidad con que las cosas cambian. Y también sabemos que la innovación disruptiva es cada día más frecuente debido a las actuales tendencias del consumo, a los avances tecnológicos y a los cambios en la población activa. ¿Hemos pensado en el impacto financiero y medioambiental que supone conectar el diseño con el proceso de fabricación?
La confluencia de las diferentes tendencias de fabricación actuales pueden llevar al caos o resultar una oportunidad. Para lograr el máximo provecho de estos cambios, los fabricantes necesitamos replantear nuestros medios de fabricación y de entrega de productos. Estas disrupciones, aprovechadas adecuadamente, pueden resultar positivas para la empresa y para el medio ambiente. Pero es preciso trabajar sobre todo en las siguientes tres áreas:
1. Los fabricantes deben producir más
La población global va a alcanzar para el año 2050 la abrumadora cifra de 10,000 millones, la mitad de ellos de la clase media. Esto significa que habrá muchas más personas con una elevada capacidad de consumo que demanden más productos en respuesta a su forma de vida urbanita. Responder a esta demanda es todo un reto, como lo es gestionar la ingente cantidad de datos que genera, que se espera que alcance los 600 zettabits para el año 2020.
2. Los fabricantes deben usar tecnología para fabricar mejor
La tecnología de hardware y de software es cada día más sofisticada. Los avances en inteligencia artificial (IA) y en aprendizaje automático permiten a los diseñadores de producto manejar multitud de datos de los consumidores para innovar más rápido. En los procesos de fabricación son ahora habituales los equipos conectados mediante el internet de las cosas industrial y nuevas técnicas automatizadas. Toda esta tecnología avanzada está promoviendo que los productos tengan más calidad, variedad y rendimiento.
3. Los fabricantes deben producir con un impacto menor o nulo en el planeta
El sector industrial es responsable de gran parte del dióxido de carbono emitido a la atmósfera y, según el Banco Mundial, esta emisión supone la quinta parte de las emisiones totales y la misma proporción de las emisiones mundiales. El sesenta por ciento de los 8300 millones de toneladas de plástico de todo el mundo se encuentra ahora en vertederos o en entornos naturales. Muchos lugares del planeta sufren los efectos de la contaminación industrial, una consecuencia imprevista de la respuesta al crecimiento y al cambio de los mercados en los últimos 100 años.
Fabricar más, hacerlo mejor y con un impacto menor o nulo requiere que los fabricantes utilicen los datos que generan para anticipar todo lo posible las necesidades cambiantes de los consumidores, reaccionar a esos cambios y vincular estrechamente la relación entre su diseño y los procesos de fabricación.
Un proceso de diseño y fabricación conectados resulta fundamental porque vincula unas operaciones que hasta ahora eran independientes para generar un valor añadido. Los profesionales del diseño y de la ingeniería sostenibles destacan la importancia del pensamiento sistémico y de evaluar con frecuencia el impacto de los productos, tanto al inicio del proceso de diseño como a lo largo del mismo. La lógica del pensamiento sistémico y de la conectividad es encontrar unas oportunidades insólitas, escondidas a lo largo de todo el proceso, y capitalizarlas antes de que se vuelvan económicamente prohibitivas. La mejor manera de promover el pensamiento sistémico es entender todos los elementos del sistema y relacionar los datos de todos estos componentes durante el proceso de diseño que se está desarrollando.
Por ejemplo, al conectar los procesos de fabricación al diseño, las implicaciones de unas técnicas de fabricación avanzadas, como los aditivos híbridos y los procesos sustractivos, pueden desvelar unas posibles opciones o unas limitaciones del diseño que no se hubieran analizado de otras maneras. Se puede aprovechar el aprendizaje automático para enlazar estos procesos. El software puede utilizar datos de fabricación para generar nuevos diseños que los optimicen y lograr soluciones de diseño y soluciones de compromiso complejas, entre ellos maximizar la sostenibilidad de los componentes, asegurar el cumplimiento de las normas al elegir los materiales o controlar los costos de producción.
Un ejemplo precoz de conexión de procesos integrales es el diseño biónico de Airbus de unas particiones de cabina más ligeras para sus aviones. Airbus redujo el peso de sus gruesas particiones relacionando la fabricación y el diseño con los datos y el aprendizaje automático mediante diseño generativo, un proceso que considera los objetivos y límites del diseño y genera innumerables opciones. Airbus generó más de 10,000 opciones de diseño con el objetivo de reducir el peso manteniendo la integridad estructural y la seguridad. Airbus, pensando en la fabricación desde el inicio del proceso de diseño, pudo finalmente reducir el peso de sus particiones en un 45 por ciento. Los 1300 millones de dólares ahorrados anualmente en combustible suponen que cada gramo eliminado en el peso de los aviones significa un impacto positivo tanto sobre el balance como sobre el planeta.
La circularidad es una tendencia emergente que se verá acelerada por los procesos integrales conectados con datos. El “supraciclaje” repetido de los recursos, que conecta la cadena de suministro y el flujo de recursos con el final de la vida útil de los productos, refleja este concepto de circularidad. La extracción y el procesado de las materias primas son costosos y están sujetos a oscilaciones en los precios de los productos básicos, crean grandes volúmenes de residuos y degradan el medio ambiente local. Solo la extracción y la producción de aluminio virgen supone el uno por ciento de las emisiones globales de gas de efecto invernadero. Si añadimos este dato a la cantidad creciente de residuos electrónicos, que se espera que alcance los 50 millones de toneladas antes del 2018, el problema resulta evidente.
Recientemente, Apple se comprometió a utilizar únicamente materiales renovables o reciclados. Para que Apple lo consiga resulta fundamental conectar los programas de devolución del producto por el consumidor y los productos que están al final de su vida útil con el inicio de la cadena de suministros. Un robot llamado Liam desmonta un iPhone en solo 11 segundos, aproximadamente 1,2 millones de iPhone al año. Estos componentes desmontados se reciclan y se vuelven a usar para la fabricación de nuevas unidades del iPhone, disminuyendo la necesidad de procesar nuevas materias primas. Identificar y validar estas oportunidades requiere procesos de conexión integrales que compartan y den sentido a los datos disponibles. Uno de estos procesos sería conectar la gestión de vida de los productos (PLM, del inglés Product Lifcycle Management) con el desmontaje de maquinaria para diseñar nuevos sistemas. Apple incluso podría aprender del uso y desmontaje y aplicarlo a los nuevos diseños para mejorar la vida útil, reducir la velocidad de retirada del producto y desmontarlos más rápidamente mediante robots Liam.
Oportunidades de futuro
Los flujos de trabajo del futuro irán más allá de los ejemplos de Airbus y Apple. Las posibilidades de nuevos diseños y métodos de fabricación permitidas por la rápida incorporación de los datos en los procesos de fabricación, combinados con el aprendizaje automático y la IA , pronto permitirán fabricar con solo apretar un botón. La clave para lograrlo está en tener en cuenta todo el flujo en el proceso de fabricación, proponer soluciones imaginativas y vincular la cadena de suministros con el diseño, la fabricación, el uso del producto y el final de su vida útil de manera innovadora y optimizada. Airbus relacionó el diseño con los procesos de fabricación. Apple conectó los flujos de residuos con los flujos de materiales. Ninguno de ellos habría sido posible en un proceso tradicional lineal o sin una tecnología avanzada.
La influencia del gobierno
Aunque la tecnología está evolucionando rápidamente, se dan otras razones urgentes para empezar a conectar los procesos con los datos y así producir más y mejor con menos. Desde hace tiempo las iniciativas gubernamentales se han esforzado por limitar el impacto ambiental de la fabricación, como, por ejemplo, los mandatos de la Unión Europea sobre reciclado y toxicidad y el histórico Acuerdo de París. Muchos países centran sus esfuerzos en efectuar reducciones en el suministro de energía y el transporte, en cambio, China se inclina claramente por medidas sobre los recursos y la eficiencia energética que afectan a los fabricantes.
Uno de cada tres consumidores prefiere comprar marcas más sostenibles.
Estas tendencias gubernamentales también están influyendo en la demanda de todo el mercado, desde la electrónica de uso personal hasta los automóviles o los artículos para el hogar. Estudios recientes han demostrado que uno de cada tres consumidores prefiere comprar marcas más sostenibles, y casi tres de cada cuatro millennials está dispuesto a pagar más por una opción más sostenible.
La empresas están tomando nota. Walmart anunció recientemente que eliminará 1000 millones de toneladas de dióxido de carbono de su cadena de suministros trabajando con sus socios fabricantes y necesitarán conectarse a los procesos y datos de todas las compañías. Los fabricantes de automóviles compiten por una producción totalmente eléctrica que les exige rediseñar los coches desde el inicio y aplicar un planteamiento sistémico al conjunto de sus procesos.
Aumentar las prestaciones, la personalización y la calidad de los productos y mejorar los procesos nos permitirá competir y sobrevivir. Tomando las decisiones adecuadas sobre todo lo que se produce y la manera de hacerlo nos permitirá realizar más con un impacto menor o nulo sobre las personas y el medio ambiente. La oportunidad de aprovechar los flujos de trabajo y de producir más y mejor con menos está aquí.
La versión inglesa de este artículo apareció en el número de febrero de 2018 del Manufacturing Leadership Journal. Traducción del extracto autorizado.