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Manipulación de materiales

El futuro toma forma

Por Ruari McCallion

Octubre 2021

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Las fábricas y la maquinaria de manipulación de materiales del futuro

El desarrollo de la inteligencia artificial y la necesidad de sostenibilidad serán determinantes para el diseño y la organización física de las fábricas del futuro y, en consecuencia, también para el diseño de los vehículos del sector logístico. Ruari McCallion investiga…

¿Recordaremos 2020/21 como los años del cambio? ¿O como los años de la crisis que aceleraron el cambio? La confluencia de problemas, crisis y urgencias de carácter diverso ha forzado cambios en la cadena de suministro y en el modus operandi establecido en los sectores manufacturero y logístico. Entre las tendencias consolidadas tenemos la Industria 4.0, los esfuerzos hacia la sostenibilidad y las presiones legislativas para reducir la contaminación y el consumo energético.

Las fábricas dejan atrás la producción masiva y avanzan hacia la personalización masiva y los «lotes de uno»: productos estándar con un alto grado de contenido y prestaciones a medida.

Los productores de alimentos cuentan cada vez con más tecnología para obtener cultivos fuera de temporada y aumentar la producción de plantas y animales.

Varios cambios comenzaron hace ya tiempo, pero la COVID-19 ha acelerado su ritmo.

El modo de producción también atraviesa importantes alteraciones. Quizá el ejemplo más extremo en la actualidad sea el concepto de microfábrica del fabricante de vehículos comerciales Arrival (ver cuadro). No obstante, el aumento de la conectividad, la personalización, la automatización y la supervisión en tiempo real mediante «gemelos digitales», además de nuevas tecnologías como la fabricación aditiva (es decir, la impresión en 3D) y el diseño generativo, sin olvidar las «fábricas conectadas», alterarán el panorama de la producción y la distribución. Ello también tendrá un efecto sobre la logística: desde el tamaño, la distribución y la función de los almacenes hasta el diseño de los vehículos de manipulación de materiales albergados en ellos.

Juha Nyman, Director, Solutions Strategy and Business Development, Cat® Lift Trucks EAME

Juha Nyman, director de estrategia de soluciones y desarrollo de negocio en Cat® Lift Trucks EAME

«La personalización masiva y la exigencia de entregas muy rápidas están alterando la cadena logística», afirma Juha Nyman, director de estrategia de soluciones y desarrollo de negocio de Cat® Lift Trucks para la región EAME. El futuro no está en una cadena de suministro que abarque todo el planeta. Debemos contar con piezas preensambladas más cerca del consumidor para poder realizar el montaje final con rapidez y efectuar la entrega en 24 horas. Ello nos acerca al ideal de producción LEAN.

«Creo que esto es lo que se esperará en el futuro, además de más y más personalización adaptada a los gustos individuales. Es algo que, probablemente, está modelando la cadena logística europea mucho más que los costes locales de la mano de obra», explicó. La pandemia de la COVID-19 ha concienciado a las empresas logísticas y productores que no pueden depender tanto de la mano de obra humana, que, por ejemplo, podría encontrarse de baja por enfermedad al completo. Todas estas presiones impulsan la tendencia hacia una mayor automatización en la manipulación de materiales y otros sectores.

«Creo que esto es lo que se esperará en el futuro, además de más y más personalización adaptada a los gustos individuales. Es algo que, probablemente, está modelando la cadena logística europea mucho más que los costes locales de la mano de obra»

Juha Nyman

«Necesitamos equipos dotados de interoperabilidad que puedan conectarse e integrarse fácilmente con los sistemas de gestión», sostiene Jani Mahonen, director de desarrollo de servicios y soluciones digitales para la región EAME de la misma empresa. La gestión y las operaciones requieren software compatible. Igual que las distintas máquinas deben ser capaces de hablarse entre sí en el área de producción de una fábrica inteligente, también los equipos de seguimiento, despaletización, carga y descarga en estantes, recogida, colocación y paletización necesitan poder comunicarse con los sistemas de gestión de la organización. La pregunta es: ¿hasta qué punto pueden automatizarse los sistemas? ¿Cuán lejos estamos de los «almacenes a oscuras»?

«Parece una idea bastante probable, por ejemplo, en el sector de las bebidas, que tienen cargas muy uniformes y estandarizadas, cantidades muy altas y la cadena logística completa bajo su control», prosigue Jani Mahonen. Más allá de eso, la tendencia quizá avanza en sentido contrario. Los tamaños de los lotes se están reduciendo enormemente, y las operaciones se subcontratan a grandes empresas logísticas. Sin embargo, la brevedad de los periodos de contratación no fomenta una inversión significativa en grandes equipos fijos de automatización.

Se necesita además cierta flexibilidad en la manipulación de materiales, de modo que los almacenes no deberían estar ni completamente automatizados ni desautomatizados: deberían ofrecer una combinación de ambas estrategias. Incluso la fábrica y la cadena logística inteligente más plenamente integrada necesitarán cierta «cobotización» con seres humanos, robots y automatización trabajando juntos. No obstante, habrá ideas disruptivas, y el desafío será adaptarse a lo que suceda.

«Hay una gran variedad de nuevas ideas, también en los sectores de la logística y la producción, pero resulta bastante difícil pronosticar cuál de ellas se está imponiendo», dice Juha Nyman. Históricamente, es fácil identificar a los ganadores transcurridos varios años. Debemos encontrar el equilibrio entre el miedo al futuro, la pérdida de puestos de trabajo que podría acarrear, y las oportunidades que nos depara.

«La balanza se inclina considerablemente hacia una visión optimista», asegura Jani Mahonen.

«La automatización funciona mejor allí donde puedas estandarizar el proceso, pero las excepciones son frecuentes prácticamente en cualquier lugar: la mercancía que llega no siempre está en perfecto estado, el producto no puede someterse a un proceso estándar o cualquier otra cosa», explica Juha Nyman. «La flexibilidad que tiene el ser humano para enfrentarse a todo eso no tiene rival. Por eso creo que, en el futuro, las personas seguiremos teniendo trabajo en la logística».

Jani Mahonen, Digital Services and Solutions Development, Cat® Lift Trucks EAME

Jani Mahonen, desarrollo de servicios y soluciones digitales en Cat® Lift Trucks EAME

“We need equipment with interoperability, that can connect and integrate with management systems easily,” said Jani Mahonen, the same organisation’s Director, Digital Services and Solutions Development for EAME. Management and operations need software compatibility. Just as different machines have to be able to speak to each other on the production floor of a smart factory, so do tracking, depalletising, shelf loading and unloading, pick, place and palletising equipment need to be able to communicate, within the organisation’s management systems. The question is, then: how far can systems be automated? How far are we from ‘lights-out’ warehouses? “It looks quite likely in the case of, for example, the beverage industry, where you have very standardised, uniform loads, very high quantities and the whole logistics chain under your control,” Jani Mahonen continued. Beyond that, the trend is maybe the other way. Batch sizes are becoming so small and operations are outsourced to large logistical operators – but with contract periods that are sufficiently short that they discourage significant investment in fixed, heavy automation. They also need some flexibility in their materials handling so warehouses should neither be fully automated nor non-automated; they should be mixture. Even the most fully integrated, smart logistical chain, smart factory will need ‘cobotisation’; with human beings, robots and automation working together. But there are going to be ideas that disrupt, and the challenge will be to adapt to whatever happens. “There are all sorts of novel ideas, including in the areas of logistics and manufacturing – but it’s rather difficult to predict which one of them is winning,” said Juha Nyman. Historically, the winners seem to be obvious in hindsight, after a few years. There is a balance to be struck between fear of the future – potential job losses – and the opportunities. “The balance is very much on the optimistic side,” said Jani Mahonen. “Automation works best where you can standardise the process but, almost everywhere, there some exceptions: incoming goods aren’t in good shape, they can't be handled with a standard process or something,” said Juha Nyman. “No one's as flexible in handling those as a human being. That makes me believe there will still be jobs for people in logistics in the future.”

Arrival: la fábrica inteligente de la fábrica inteligente.

Arrival Ltd. diseña y construye vehículos eléctricos. La empresa de paquetería UPS ha encargado una flota de 10.000 furgones Arrival para sus operaciones en los Estados Unidos.

El modo convencional de satisfacer este pedido consistiría en aumentar la producción en las plantas existentes, pero Arrival adopta un enfoque distinto. Establece microfábricas cerca de los mercados a los que sirve, para lo cual aprovecha y desarrolla capacidades y empleo locales.

Estas microfábricas están altamente automatizadas, pero la diferencia real se encuentra en su configuración y en cómo evolucionarán. La maquinaria está interconectada, y la fábrica al completo usa inteligencia artificial (IA) para adaptarse por sí sola y mejorar el rendimiento y la productividad.

«El mejor modo de resolver retos complejos de software es darles a los ordenadores la capacidad de aprender sin programarlos con instrucciones explícitas», sostiene Doug Morton, jefe de estrategia tecnológica en Arrival. «Si defines las reglas y el resultado deseado, entrenas a la máquina para que haga uso de los datos y optimice así todo el proceso intermedio».

Ello implicará, inevitablemente, que las plantas de las fábricas y las líneas de producción evolucionarán y se harán irreconocibles para los ojos de los humanos.

La microfábrica de Arrival ya presenta un aspecto distinto, puesto que la producción se organiza en unidades cuadradas, no en líneas de producción.

«Lo que hacemos con la microfábrica es renunciar al deseo de saber explícitamente, por adelantado, cómo se realizará cada operación», explica Doug Morton. «Mientras que los humanos se adaptan para superar las limitaciones en los procesos de producción existentes, nosotros vemos una oportunidad muy interesante de superar las ineficiencias en el entorno de la fábrica».