Fabricación digital: el (verdadero) futuro de la Industria 4.0

Cuando hablamos de Industria 4.0 nos viene a la cabeza el concepto de fábricas inteligentes, en la que todos los procesos están interconectados y suministran una cantidad masiva de datos que, esta vez sí, seremos capaces de explotar gracias a potentes herramientas de análisis para mejorar su eficiencia y productividad.

La Industria 4.0 no es sólo un tema de automatización de procesos, de robotización de la producción, de herramientas de análisis de datos masivos, de interacción entre máquinas, de seguir haciendo lo mismo pero cada vez con más tecnología: es un cambio de paradigma industrial en el que las empresas evolucionan y se transforman, modificando su visión tradicional del negocio.

Desde el punto de vista de transformación de los procesos de fabricación, el gemelo digital es uno de los avances tecnológicos más disruptivos asociado al desarrollo de la Industria 4.0. y, desde mi punto de vista, la fabricación digital es la verdadera revolución industrial que nos permitirá ser realmente competitivos en la era 4.0.

Tendemos a asociar el concepto de gemelo digital con el desarrollo de producto, pero donde adquiere realmente todo su valor es en el desarrollo y optimización de procesos productivos. Tomemos, por ejemplo, el caso de un fabricante de componentes para la automoción, o una empresa farmacéutica, que deben diseñar un nuevo proceso de producción para una nueva referencia, o modificar uno existente.

Tradicionalmente, para validar un proceso productivo, primero los ingenieros de proceso han de desarrollarlo y probarlo a pequeña escala, en planta piloto, para luego realizar pruebas a escala industrial. Posteriormente se realizan las modificaciones oportunas sobre los datos de diseño, iterando estas etapas tanto como sea necesario hasta dar por bueno el resultado. Finalmente, en un tercer paso, hay que implantar ese proceso en un entorno productivo real, con sus exigencias y restricciones y sus ineficiencias, que ahora se abren paso y nos dan un baño de realidad, hasta dar con las condiciones que estabilizan el proceso y permiten su sistematización.

¿Qué tal si conseguimos simular virtualmente todas estas etapas, asegurando la continuidad digital de todos los datos implicados en el desarrollo, desde el diseño a la producción industrial, pasando por la etapa de industrialización? Gracias a la fabricación digital podemos simular todas y cada una de las etapas del proceso antes de que exista físicamente la línea de producción.

Pero hay más: no solo podemos simular diferentes escenarios y cargas de trabajo para elegir las condiciones óptimas del proceso, sino que también podemos introducir variables que sólo se dan en el mundo real, como pueden ser paradas inesperadas o interrupciones del suministro, para modular la simulación y validar la consistencia del proceso, pudiendo incluso detectar cuellos de botella que nunca hubiéramos podido prever en un modelo clásico de diseño de procesos.

Cuando los modelos de fabricación digital son correctamente aplicados los resultados de la simulación digital son prácticamente idénticos a los obtenidos sobre el terreno, además de que el hecho de disponer de modelos tridimensionales de los procesos facilita muchísimo la discusión y la valoración de potenciales problemas porque, literalmente, puedes ver aquello de lo que estás hablando. Y medirlo. Los datos acumulados en el continuo digital facilitan la búsqueda de patrones para prever desviaciones o detectar tendencias que se alejan del óptimo de fabricación, permitiendo la adopción de soluciones preventivas, con el consiguiente ahorro de costes y mejora de la capacidad de servicio.

Al final, la propia simulación digital se retroalimenta de manera que es capaz de encontrar la forma de mejorar y optimizar los procesos de forma continua. ¿Hay límites para la fabricación digital? Solo los que impongamos a la imaginación, el resto es una cuestión de parametrizar y modelar la realidad para virtualizarla y optimizarla.