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Jul 17, 2023

Cómo los buenos datos darán forma a la naturaleza del trabajo en la fabricación de metales

La transparencia de la información impulsará la tienda de la Industria 4.0. Imágenes: TRUMPF Cambiar

La transparencia de la información impulsará la tienda de la Industria 4.0. Imágenes: TRUMPF

El cambio está en marcha en la industria de la chapa. Alguien que entró en el negocio hace 30 años se convirtió en un experto en el oficio después de años de experiencia. Hoy en día, un fabricante con láseres, punzonadoras y plegadoras modernas puede convertir a un novato en la fabricación en un empleado productivo extraordinariamente rápido.

De hecho, el conocimiento requerido para ser productivo es sustancialmente menor de lo que solía ser. La habilidad sigue siendo importante en la fábrica moderna, pero la curva de aprendizaje para los nuevos empleados es más corta. Sin embargo, para crecer y progresar, las personas aún necesitan conocimiento, pero también necesitan aplicar ese conocimiento de nuevas maneras.

A medida que la fabricación de metales avanza hacia la Industria 4.0, las nuevas trayectorias profesionales generarán nuevas oportunidades, especialmente para aquellos que están abiertos al cambio y a nuevas formas de pensar, en gran parte encabezados por la inteligencia basada en datos dentro de las máquinas y el software. Los que están ansiosos por aprender, que miran más allá de la pieza que están formando o del nido que están cortando, obtendrán los beneficios.

La escasez de mano de obra calificada que ya dura décadas ha empujado a los fabricantes de máquinas y software a responder a la necesidad con tecnología que permite a los menos experimentados producir más y con mayor calidad que nunca. El conocimiento tradicional se ha "horneado en el pastel" a medida que el software realiza el trabajo que los comerciantes hace 30 años solían calcular con lápiz y papel.

Este cambio ha cambiado la forma en que las personas pasan sus carreras. Aquellos que comenzaron en el taller hace 30 años probablemente pasaron toda su carrera allí. Es posible que hayan progresado en un solo departamento o se hayan movido a través de varios departamentos, tal vez eventualmente convirtiéndose en un líder o supervisor de departamento. Hoy en día, los novatos en chapa pueden comenzar como operadores de máquinas y luego progresar a la programación de máquinas o convertirse en técnicos de CAD/CAM. La tecnología también libera a los operadores de tener que especializarse en un tipo de maquinaria y facilita la capacitación cruzada en todo el taller.

El modelo 3D ayuda a que una trayectoria profesional tan orientada digitalmente sea más común que nunca. Al principio de sus carreras, tal vez incluso durante sus primeros días o semanas en el trabajo, los nuevos empleados ven los modelos 3D de las piezas que están fabricando. Esas representaciones en 3D se incrustan en su vida laboral.

En algunas tiendas, los nuevos empleados no sabrán qué es un viajero de papel. Todo lo que necesitan es un ticket de trabajo, un código de matriz de puntos o un código de barras. Las marcas de piezas eliminarán la necesidad de papel adjunto. Y el plano, el modelo 3D, las instrucciones de trabajo, los materiales básicos de capacitación: acceden a todo en la pantalla, ya sea una tableta, computadora portátil, terminal de computadora o en el control de la máquina. Han interactuado con el software durante toda su carrera y conocen las realidades del taller, por lo que pasar del taller a la oficina no es un gran salto.

La separación entre la "oficina" y la "tienda" será menos clara. El modelo 3D comienza en la oficina, fluye a través de la programación y la programación, donde los procesos se simulan, programan y secuencian de manera óptima, previendo posibles cuellos de botella. En el piso de producción, los empleados de primera línea ven pantallas para ver qué sigue. No están revolviendo montañas de papel ni luchando contra un cuello de botella inesperado. Están haciendo lo que los clientes pagan: están fabricando buenas piezas.

En el viejo mundo de la fabricación, un operador podría comenzar su día revisando paquetes por los trabajos organizados en paletas cerca de la máquina, luego mirar hacia arriba para ver a su supervisor caminando rápidamente hacia ella. Pasó los últimos 30 minutos caminando frenéticamente entre las oficinas y la tienda. Un cliente necesita algo de inmediato, y ahora le está pidiendo al operador que deje todo para que suceda.

Entonces, comienza la lucha contra incendios. El operador habla con el líder del departamento, espera a que el conductor del montacargas entregue los espacios en blanco (maniobrando alrededor de todo el trabajo en proceso), verifica nuevamente con su supervisor y luego comienza a doblar. Durante todo ese tiempo, el ariete de la prensa dobladora no se ha movido. Cambia sus herramientas, realiza algunas pruebas de plegado y luego, por fin, comienza la ejecución. Mientras tanto, la recolección de palets llenos de WIP en su estación de trabajo no ha disminuido.

En lugar de viajeros de papel, toda la información que los operadores necesitan saber estará disponible en la pantalla.

En el nuevo mundo de fabricación de la Industria 4.0, el operador de frenos llega para su turno, revisa el tablero del taller y luego ve su horario de trabajo en su tableta adyacente al freno. El primer elemento de la lista es un trabajo que un cliente cambió en el último minuto y ahora necesita de inmediato. No importa, el operador lo ve como el siguiente trabajo de la lista. Se asegura de tener las herramientas adecuadas y comienza a doblar.

Tal flujo automatizado de información requiere menos gestión práctica. Los controles intuitivos, las señales visuales y otras tecnologías han facilitado la configuración, por lo que no necesita depender de una persona dedicada a la configuración. Como nueva operadora que trabaja actualmente con equipos modernos, no pasará sus días calculando manualmente las deducciones de plegado o desarrollando secuencias de plegado y estrategias de medición para asegurarse de cumplir con las tolerancias requeridas. Toda esa inteligencia está integrada en el software.

Aun así, sabe cómo se forma un radio en un troquel en V y cómo los ligeros cambios en el grosor del material afectan el resultado. De hecho, ve una simulación de proceso directamente en el controlador de su máquina. Ella sabe lo importante que es la utilización de la máquina y, de hecho, puede ver su informe de utilización de la máquina allí mismo en la pantalla.

En este nuevo mundo de fabricación, los datos están en el asiento del conductor. Los operadores trabajan menos en el proceso y más en el proceso. Durante la producción (cuando están trabajando en el proceso), solo ven lo que necesitan ejecutar a continuación. No tendrán que preocuparse por la cantidad de trabajo que tienen que completar durante un turno completo. Comenzarán a generar piezas y luego ejecutarán lo que aparece a continuación en la pantalla. En este punto, el software ha optimizado las secuencias de trabajo para garantizar un flujo óptimo. Si un cliente solicita un cambio, el software reorganiza el flujo.

Todo este tiempo, el operador continúa fabricando piezas. Una carretilla elevadora automática, o AGV, llega al centro de trabajo con un palé de piezas en bruto. El siguiente trabajo aparece en la pantalla del operador, quien cambia las herramientas según sea necesario, activa el programa y comienza a doblar.

En este nuevo mundo, la producción en un centro de trabajo específico, como libras por hora o piezas por hora, importa menos, simplemente porque todos saben cuán variable puede ser. Después de todo, el tiempo de ciclo de una pieza de un solo pliegue será mucho más corto que el de una pieza de ocho pliegues. En cambio, la utilización de la máquina se vuelve más importante que nunca, y es aquí donde los operadores se convierten en verdaderos dueños del proceso. Los sensores rastrean la utilización de la máquina automáticamente. Durante una reunión al final del turno o una breve reunión a la mañana siguiente, los operadores y los líderes de equipo hablan sobre los números de utilización en el contexto de los trabajos ejecutados en el turno anterior. ¿Por qué esta máquina estuvo inactiva más de lo esperado? ¿Estaba esperando material? ¿Por qué?

Cuanto más automatizado está un fabricante, más importantes se vuelven las cifras de utilización para dirigir la producción. Un láser de 12 kW sin automatización podría tener una baja utilización simplemente porque las personas no pueden mantener la máquina alimentada. Si ese mismo láser en una configuración automatizada experimenta una baja utilización, algo anda mal. ¿Nos falta material? ¿Hubo una avería inesperada?

Con respecto a esas averías, quienes ingresen al campo hoy experimentarán el mantenimiento reactivo como algo poco común. Gracias al mantenimiento predictivo, las máquinas ahora pueden "decir" efectivamente a las personas que se están enfermando antes de averiarse por completo. Los técnicos de mantenimiento interactúan con los proveedores de máquinas a través de aplicaciones para teléfonos inteligentes. A menudo, los proveedores de máquinas se comunican cuando detectan una serie de mensajes de error en el controlador. La función de mantenimiento ahora está completamente basada en datos.

Imagine a los nuevos operadores pisando el suelo por primera vez. Ven a otros operadores trabajando a un ritmo constante. Tienen tiempo para descansos, por supuesto, pero cuando están lejos de su máquina, no están corriendo para resolver una crisis. Están estudiando métricas como la utilización de la máquina del día anterior, o quizás la hora anterior, y hablan sobre cómo se podría mejorar la operación. Cuando no están lejos de la máquina, están constantemente fabricando piezas, cambiando según sea necesario y trabajando de manera eficiente en un trabajo tras otro.

Ese equipo de novatos comienza su entrenamiento. Muchos reciben clases de capacitación en línea que los ayudan a ponerse al día en un entorno virtual, aprendiendo los conceptos básicos de la lectura de planos pero también familiarizándose con el entorno del modelo 3D. No solo están pasando pruebas de opción múltiple, sino que se sumergen en un gemelo digital de la operación.

Las carreras en el taller de Industry 4.0 serán variadas, pero todas compartirán un hilo común en la fabricación de metales: los buenos datos impulsarán las decisiones.

Con una combinación de capacitación en línea y tradicional, están haciendo buenas piezas en solo unos días o semanas después de ser contratados. Aún así, el entrenamiento no se detiene. Usando herramientas de aprendizaje virtual, continúan absorbiendo los fundamentos del proceso y se someten a múltiples sesiones de capacitación durante las semanas y meses siguientes. Aprenden sobre software, pero también aprenden cómo reaccionan diferentes metales a procesos de fabricación específicos. La capacitación ayuda a los nuevos empleados a adoptar los fundamentos de la fabricación de metales. También aprenden a ver el software como una herramienta que les ayuda a aprovechar al máximo ese conocimiento para hacer el trabajo de la manera más eficiente posible.

Estos nuevos empleados tienen una multitud de carreras potenciales frente a ellos. Podrían adoptar el modelo sólido y avanzar hasta la programación de máquinas, o incluso pasar a un puesto de técnico o ingeniero de CAD/CAM. O podrían aceptar el proceso y ascender hasta la gestión de operaciones, el análisis de datos o una función de mejora continua. De hecho, la operación de Industria 4.0 probablemente empleará a más personas en algún tipo de función de mejora, analizando todo el flujo del proceso desde la cotización hasta el envío. Lo más importante es que toman decisiones basadas en datos, no en corazonadas o simplemente porque algo les resulta familiar.

Alternativamente, los empleados podrían ascender a roles en ventas, estimaciones o compras, aunque en el mundo de la Industria 4.0, esas funciones laborales pueden ser muy diferentes de lo que son hoy. Los datos sólidos permiten que toda la operación produzca más cerca de la demanda del cliente, con menos WIP entre los centros de trabajo y menos stock en bruto, lo que a su vez reduce la cantidad de capital de trabajo en el taller.

Digamos que una torre en un centro de corte por láser tiene 10 hojas de 0,25 pulg. material. La tienda ha anidado cinco de esas hojas. Al mismo tiempo, el software sabe que un pedido entrante requerirá ocho hojas más. Esto desencadena la acción de compras, que ordena el material de inmediato.

La Industria 4.0 no eliminará la necesidad de material en bruto, por supuesto. Las tiendas necesitan amortiguadores, ya que los desafíos recientes de la cadena de suministro han demostrado muy bien. Dicho esto, Industry 4.0 permitirá a los gerentes de compras tomar decisiones que nuevamente se basan en datos reales, no en una intuición.

Los encargados de compras se centran en esos datos y trabajan para optimizar los acuerdos de compra. Los que están en el procesamiento de pedidos hacen lo mismo, a veces conectándose directamente a los sistemas de planificación de recursos empresariales del cliente. En lugar de ingresar una pila de órdenes de compra manualmente, las transacciones se realizan electrónicamente, sin necesidad de intervención humana.

Aquellos en ventas y estimación se enfocarán menos en "estimar" un trabajo. De hecho, contar con buenos datos hará que cotizar sea mucho más una ciencia, en función de las tarifas reales de las máquinas y los costos reales de materiales y mano de obra. La cotización de prototipos y pedidos de baja cantidad también se automatizará mucho más, y los clientes cargarán archivos CAD en 3D y recibirán cotizaciones poco después, en minutos o incluso segundos.

La función de ventas y estimación se concentrará en los trabajos inusuales y los contratos a más largo plazo. La gran diferencia: armados con datos, negociarán en función de las capacidades reales y los costos reales.

Un hilo común conecta la trayectoria profesional de la tienda Industry 4.0: la importancia de los buenos datos y la inteligencia procesable derivada de ellos. En muchos sentidos, la transparencia de los datos ayudará a derribar los silos.

El procesamiento de pedidos es un buen ejemplo. Históricamente, esas órdenes de procesamiento las arrojaban "sobre la pared" a un programador, que barajaba una pila de viajeros de trabajo, que luego se enviaban al piso de producción. La planta tardó días o semanas en producir métricas; cuando finalmente estuvieron disponibles, fueron inútiles. Los problemas y la subsiguiente extinción de incendios ya habían ido y venido. Por el contrario, en la tienda Industry 4.0, los datos actúan como el gran unificador. La programación se realiza electrónicamente y los algoritmos que controlan esa programación se perfeccionan con el tiempo.

El empleado de la Industria 4.0 ve el panorama completo, desde la cotización inicial hasta el envío final, y la transparencia de los datos fomenta una cultura de mejora a lo largo de toda la cadena de valor. Es posible que no pasen años perfeccionando el arte de cortar o doblar, pero aprenderán a usar los datos para hacer que toda la operación sea más eficiente, menos estresante y, en última instancia, un mejor lugar para trabajar.

Comprender la utilización de la máquina se vuelve aún más importante en el fabricante de la Industria 4.0.