La última era de la revolución industrial, la Industria 4.0, conecta y revoluciona varios aspectos de la industria, incluidos los procesos de fabricación y los procesos empresariales, como la cadena de suministro. La creciente demanda de productos personalizados por parte de los clientes es uno de los principales motores de esta transformación de la industria. Los procesos tradicionales son muy eficientes para la producción por lotes y de bajo coste en la fabricación a granel, pero son relativamente ineficientes para la fabricación de productos personalizados. Lo mismo ocurre con los procesos y modelos empresariales que se utilizan en torno a este estilo de fabricación. Se necesita un nuevo estilo de planificación de la producción que pueda simular los costes, la eficiencia y las necesidades de recursos en tiempo real para cualquier producto de personalización masiva.Industria 4.0 utiliza los sistemas ciberfísicos (CPS) y el Internet de las cosas (IoT) para introducir mejoras tecnológicas y humanas, lo que en última instancia se traduce en una mayor productividad, calidad del producto con un tiempo de fabricación y un precio del producto reducidos. Por lo tanto, el requisito de un esquema avanzado de planificación y programación de la producción se convierte en primordial. En este artículo, analizaremos cómo puede implementarse la planificación de la producción en la Industria 4.0 y las formas en que ayudará a los fabricantes de cualquier producto a adaptarse fácilmente a las demandas de los clientes y a realizar la transición sin problemas a la próxima economía industrial.
La Industria 4.0 trae consigo la necesidad de una nueva planificación de los procesos y la producción, en la que la mayor parte del entorno de trabajo se automatiza y los datos registrados se procesan utilizando la computación en la niebla, las nubes locales o los servidores de computación en la nube. Se espera que la comunicación entre máquinas aumente más que nunca. Estos cambios plantean algunas cuestiones y preocupaciones críticas en relación con los procesos de fabricación y planificación:
- ¿Es posible automatizar completamente la planificación de la producción utilizando CPS e IoT?
- ¿Puede traducirse el conocimiento humano en productos futuros?
El papel del software de planificación de la producción en la Industria 4.0 consistirá en abordar estos problemas de forma eficaz y garantizar que los procesos de toma de decisiones relacionados con la selección de procesos, la asignación de recursos, la secuencia de operaciones y la programación estén suficientemente automatizados con el importador de conocimientos de procesos anteriores. Esto debería dar lugar a la modelización del producto futuro, incluidas también las demandas de personalización basadas en el cliente.
La planificación tradicional de procesos que se utiliza actualmente en muchos sectores se basa exclusivamente en los conocimientos y la experiencia de la persona o el equipo que trabaja en el sistema. Las personas que trabajan en los sistemas son expertos en tecnología por experiencia más que por conocimientos. La actual demanda de cambio a las nuevas soluciones tecnológicas puede suponer una gran transición para estas personas. Esto podría ralentizar el progreso de estas industrias, especialmente de las PYME, que son más lentas en el proceso de adaptación. De ahí la importancia de que cada industria elabore su propia estrategia para implantar la Industria 4.0.
Todos los recursos de fabricación de la industria están ahora conectados para el intercambio de datos e información, lo que permite mejorar la calidad y el control de los procesos. La programación de la fabricación de productos y de la cadena de suministro se resuelve utilizando la programación dinámica con ayuda del Control Dinámico de Estructuras (CDE). Los datos y conocimientos se transforman en un software que toma una decisión basada en la especificación técnica del pedido y las combinaciones de materiales disponibles. Este tipo de planificación de procesos se ha adoptado por completo en muy pocos procesos industriales, como la soldadura. Para muchos fabricantes sigue siendo un reto averiguar cuál sería la técnica óptima si una industria fabrica varios productos con diferentes conjuntos de tecnologías. Además, el escalado de este esquema de tecnología única-producto único (por ejemplo, la soldadura) podría no ser fácil en múltiples tipos de productos. La visualización del proceso y la predeterminación de las necesidades de recursos serán cada vez más importantes. La simulación de toda la planificación de la producción con datos en tiempo real puede ser una solución eficaz a este problema.
Los «productos inteligentes» permiten a una industria incluir información sobre las demandas de personalización del consumidor, recoger opiniones que luego pueden utilizarse en bases de datos de conocimientos empleadas en las distintas fases del proceso de diseño, desarrollo y fabricación del producto. Entre ellas están la planificación de procesos, la secuenciación de operaciones y la programación. La colaboración entre los distintos parámetros del producto y las necesidades del consumidor en cada fase del ciclo de desarrollo permite al fabricante mejorar continuamente la calidad del producto y optimizar los costes de fabricación en tiempo real. El resultado es un producto globalmente mejor, tanto desde el punto de vista del consumidor como del fabricante. El software de planificación de productos permite que todo este ciclo gestione varios procesos, desde la selección de materiales, la forma, la geometría, la prioridad de la operación, el tiempo de operación, el coste y la disponibilidad de la máquina y muchos más. La planificación de productos también puede vincularse al ERP (software de planificación de recursos empresariales) en la nube para incluir información y datos a otras partes del ciclo de vida del producto, lo que da como resultado un producto mejor en cada iteración.
Un buen software de planificación de la producción que automatice las distintas tareas del ciclo de desarrollo del producto es imprescindible para la personalización masiva y la mejora de la eficiencia en la Industria 4.0. Por lo tanto, se puede concluir fácilmente que un buen software de planificación de la producción constituirá un elemento fundamental de la industria en la Industria 4.0.