Industria 4.0

El reto de calcular el retorno de la inversión en la Industria 4.0

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La Industria 4.0 es un conjunto formado por potentes técnicas y tecnologías capaces de transformar la manera de hacer negocios de muchas empresas de fabricación. Mediante el uso de robots, vehículos guiados de forma automática, células autónomas, sensores IoT (linternet de las Cosas) y análisis basado en inteligencia artificial, la Industria 4.0 puede ayudar a las empresas a superar los principales retos a los que se enfrentan ayudándoles a utilizar mejor la mano de obra y los equipos.

También favorece la mejora continua y el control de costes aprovechando capacidades ocultas y optimizando los procesos.

Aunque puede aportar grandes beneficios, la adopción de la Industria 4.0 impone grandes retos y uno de los más complejos es demostrar que el proyecto proporcionará el retorno de la inversión (ROI) exigido. Las empresas suelen calcular el ROI de la nueva maquinaria de producción, como una nueva prensa que puede producir más productos en menos tiempo o un motor más eficiente que reducirá los costes energéticos, pero con la Industria 4.0 el ROI es más intangible ya que las mejoras se basan en un mejor uso de los datos y no en recuentos y medidas físicas.

En última instancia, la Industria 4.0 depende de la tecnología inteligente para capturar datos que puedan convertirse en conocimientos prácticos para realizar acciones: si los datos no se miden con exactitud, el proceso no se puede mejorar. Sin mejoras, la tecnología no ofrece un retorno de la inversión.

Red Lion, fabricante representado por Farnell, está especializado en soluciones que permiten a las empresas visualizar los datos de sus procesos para garantizar la incorporación de mejoras. Barry Turner, Red Lion Technical Business Development Manager, afirma: "Si no tenemos claro adónde vamos y por qué vamos allí es muy difícil decidir si realmente hemos llegado. Al principio de un proyecto tenemos que decidir el resultado empresarial que queremos conseguir, por ejemplo, al conectar los datos de control de procesos con nuestro sistema de datos informáticos. ¿Qué intentamos hacer y cómo vamos a medirlo a posteriori para determinar si hemos logrado el objetivo?".

Tres áreas clave para mejorar el ROI

Para obtener el ROI adecuado de un proyecto y demostrar que se ha conseguido hay que centrarse en algunas áreas clave.

• Evaluación de los indicadores clave de rendimiento

La Industria 4.0 puede ayudar a mejorar la calidad de los productos, la eficiencia, la disponibilidad de la producción y el consumo de energía. Las empresas deben identificar los indicadores clave de rendimiento relevantes en estas áreas y realizar su seguimiento antes, durante y después de la ejecución del proyecto. De este modo, los fabricantes pueden estar seguros de haber comprobado el ROI. También puede haber ventajas cualitativas que, si bien no afectan las ganancias, pueden aumentar la eficacia de las operaciones, por ejemplo, haciendo que los datos estén disponibles de forma más oportuna. Esto podría permitir la intervención más temprana en un proceso para reajustarlo a las especificaciones, evitando así pérdidas y manteniendo el alto nivel de calidad del producto.

• Identificación de puntos críticos

La mejor estrategia global para implementar la Industria 4.0 consiste en centrarse en las áreas con mayor potencial de mejora que puedan aumentar los márgenes de beneficio. Al centrarse en los puntos más críticos, es posible usar los datos para informar la toma de medidas que mejoren el rendimiento. La mejor manera de lograr una ROI razonable es mediante pequeños proyectos que puedan mostrar una mejora medible en periodos de 90 a 120 días.

Kevin Goohs, Director of IoT Implementation Strategy Omega Engineering, fabricante representado por Farnell y especialista en soluciones de monitorización de procesos y detección, afirma: "Para conseguir el ROI necesario, una vez integrados los datos, empiece con un proyecto piloto. Así podrá empezar a identificar patrones en sus equipos que antes no había visto. A esa escala no se tarda mucho en ver cómo se podría mejorar la calidad del producto y la calidad del proceso con datos que nunca habían estado disponibles".

• Mayor aprovechamiento de los empleados

Ante los problemas laborales y la escasez de personal cualificado que afectan el funcionamiento de las empresas, es primordial aprovechar mejor lo que puede ser un recurso costoso. Las técnicas de la Industria 4.0 permiten aprovechar mejor y con más eficacia la mano de obra al evitar la necesidad de tomar lecturas físicas de los datos de los dispositivos de medida ni de registrar los resultados en papel. Las lecturas más rápidas y exactas garantizan una mejor calidad y un menor número de reclamaciones, impulsando la calidad y la eficiencia en toda la planta, lo que contribuye a lograr un alto ROI general.

Acceso rápido a buenos datos

Lograr un ROI medible depende a menudo de un acceso rápido a datos que puedan mostrar dónde pueden realizarse mejoras en un plazo razonable. Estos datos se han de agregar a través de un panel de control para mostrar la información esencial que necesitan los directivos.

Las nuevas tecnologías inteligentes facilitan la recogida y el cotejado rápido de datos, lo que a su vez facilita la gestión, el seguimiento y la justificación del ROI. Advantech, fabricante representado por Farnell, ofrece una serie de soluciones para la recogida de datos que van desde sensores inteligentes hasta módulos inteligentes con inteligencia incorporada. También suministra soluciones de backend que permiten a los usuarios "arrastrar y soltar" diferentes tipos de cálculos de ROI, como la eficacia general de los equipos y el uso energético.

Matt Dentino, Industrial Internet of Things Channel Manager de Advantech en Norteamérica, comenta: "Nuestros módulos proporcionan la inteligencia en el backend para convertir fácil y rápidamente los datos en información que está inmediatamente disponible para las directivas. Normalmente no se necesitan ni el análisis de las vibraciones ni los datos de las muestras de aceite. Lo que sí se precisa, en cambio, es saber cómo afectan a la línea de producción. ¿Cómo afecta al número de productos fabricados? ¿Cómo repercute sobre el resultado final? ¿Cuál es el coste residual?

"Todo eso se puede integrar ahora en pantallas de paneles de control que se pueden crear fácilmente y proporcionan el ROI. Ya no necesitará que alguien realice lecturas físicas para determinar su consumo de energía. Ahora esas cifras se reúnen en minutos, si no en segundos".

El coste de la inactividad

Las interrupciones de la producción por fallos en los equipos pueden costar muchos cientos de miles de euros en poco tiempo.

Por ejemplo, un análisis de ABB Motors ha indicado los costes potenciales derivados del fallo de un motor. [1]

El análisis estudió un motor de 315 kW con una eficiencia del 95,5% empleado en un proceso continuo. Suponiendo un coste de la energía de 0,11€/kWh y con el motor en funcionamiento durante 8.400 horas al año, el coste de funcionamiento durante 20 años sería de unos 7 millones de euros. Esta cifra extremadamente elevada si se compara con un precio de compra aproximado de 18.000 €.

Sin embargo, el coste de no usar el motor es igualmente significativo. El análisis citaba el ejemplo de un motor utilizado en la industria del petróleo y el gas, en el que un fallo de este tipo podría provocar pérdidas de 220.000 €/h. Eso significa que una sola parada de diez horas a lo largo de los 20 años de vida útil del motor provocaría pérdidas de unos 2,2 millones de euros.
Las inversiones en tecnologías de la Industria 4.0 pueden justificarse aludiendo a este tipo de pérdidas potenciales que suelen deberse a la falta de experiencia en el mantenimiento predictivo, que usa datos y análisis para determinar qué máquinas corren el riesgo de quedar fuera de servicio mucho antes de que realmente suceda.


Alexandra Rangel, National PowerXpert Application Engineer de la división de componentes de potencia de Eaton, socio de Farnell, destaca la importancia del mantenimiento predictivo basado en los datos para lograr de esta forma el ROI requerido: "El personal que mantiene las instalaciones, que las hace funcionar, empieza a jubilarse y sus conocimientos no se transmiten. Muchas fábricas, plantas e incluso instalaciones normales están empezando a plantear su mantenimiento predictivo en lugar del preventivo".

"Es primordial disponer de la capacidad de reunir datos acerca de diferentes parámetros del estado del sistema o recibir alarmas de cada componente y cotejarlos en una ubicación central", afirma Rangel. "Eso permite predecir las prioridades en la próxima ronda de mantenimiento porque los datos muestran que algo no va bien o, de otro modo, intervenir activamente antes de que ocurra algo. El mantenimiento programado "preventivo" se realiza, como el término indica, con regularidad, pero eso significa a veces que tiene lugar cuando no es necesario. Además, puede pasar por alto los indicadores de que algo va a ir mal porque nadie busca un problema en algo que acaba de revisar el mes pasado.

"Lo más importante que se debe tener en cuenta es: ¿cuánto va a costar si esa herramienta se daña? ¿Y si detiene toda la planta de fabricación? Y, si el proceso se interrumpe durante ocho horas, ¿cuánto está perdiendo por no poder procesar los productos? Así, la capacidad de recopilar los datos y tomar decisiones inteligentes al respecto, va a jugar a favor del ROI en su conjunto".

Conclusión

Utilizar la tecnología de IoT y las técnicas de la Industria 4.0 en un entorno de fabricación aporta grandes beneficios pero también plantea importantes retos. Uno de estos últimos es justificar el coste de las soluciones propuestas demostrando que pueden producir un retorno de la inversión razonable.

Los principales proveedores de soluciones para la Industria 4.0, como Red Lion, Advantech y Eaton, cuyos productos están disponibles a través de Farnell, pueden ayudar a los fabricantes a superar estos retos y hacer que la Industria 4.0 funcione para ellos.

Kevin Goohs de Omega concluye: "Creo que con el paso del tiempo el ROI se hará evidente. O se adoptan las tecnologías, o se enfrentará poco a poco el problema de gestionar sus instalaciones de forma eficaz. El ROI servirá para mejorar la capacidad de competir en el mercado y mejorar la calidad de los productos".

Referencias

[1] https://drivesncontrols.com/news/fullstory.php/aid/5847/What_is_the_real_cost_of_owning_a_motor_.html

 

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