Los directivos del sector manufacturero se enfrentan hoy a una enorme variedad de tecnologías nuevas y prometedoras, desde la inteligencia artificial hasta la maquinaria conectada y la impresión 3D, todas ellas capaces de ofrecer alguna combinación de ahorro de costes, mejoras de calidad y mayor flexibilidad. Resulta tentador pensar que un fabricante podría modernizarse simplemente sustituyendo sus procesos antiguos por otros nuevos que incorporen estas tecnologías. Sin embargo, el registro histórico sugiere que eso no basta.
Como describimos en nuestro documento The Digital Factory Report, podemos recurrir a una analogía con finales del siglo XIX, cuando los directivos se apresuraron a electrificar sus fábricas. La electrificación parecía un impulso evidente de la productividad, pero durante más de tres décadas no produjo ningún avance notable. Justo antes de 1920, la situación empezó a cambiar: las ganancias derivadas de la electrificación se aceleraron y representaron la mitad de todo el crecimiento de la productividad en el sector manufacturero durante la década de 1920.
El retraso de la electrificación
El economista de Stanford Paul David explicó el desfase entre la introducción de la electrificación y su impacto en la productividad en su clásico artículo de 1990 The Dynamo and the Computer. El problema, según constató, era que los directivos, en un primer momento, simplemente superpusieron “un sistema técnico sobre un estrato preexistente”. Las fábricas de finales del siglo XIX utilizaban sistemas de “transmisión grupal”, con una rueda hidráulica o una máquina de vapor que accionaba grandes grupos de máquinas mediante sistemas de poleas y correas. En la primera oleada de electrificación, los directivos sustituyeron sin más las antiguas fuentes de energía por motores eléctricos nuevos, que siguieron accionando grandes grupos de máquinas a través de esos mismos sistemas de poleas. Obtuvieron ahorros modestos en combustible, así como un control ligeramente mejor, pero sus fábricas siguieron funcionando exactamente igual que antes.
A principios del siglo XX, una nueva generación de fábricas empezó a utilizar la electrificación de otra manera. En lugar de instalar motores centralizados que accionaban las máquinas mediante ejes giratorios, comenzaron a emplear el “accionamiento individual”, en el que se instala un único motor eléctrico en cada máquina, que la acciona de forma independiente. Las ventajas de la electrificación resultaron ser profundas, de maneras que los primeros electrificadores no habían imaginado.
Como los ejes de la transmisión grupal perdían energía por fricción con rapidez a lo largo de la distancia, las primeras fábricas se organizaban en torno a la transmisión de la energía y no al flujo de trabajo y mercancías. Debían ser compactas para mantener las máquinas cerca de las fuentes de energía, y cualquier reorganización era un proceso engorroso.
En cambio, en las décadas de 1920 y 1930 nacieron fábricas que podríamos reconocer como casi contemporáneas. Sin ejes de transmisión grupal sujetos a sus techos, las fábricas podían ser instalaciones luminosas y bien ventiladas, con distribuciones eficientes en una sola planta que podían reorganizarse con rapidez en respuesta a las exigencias del mercado. La electrificación transformó la manufactura, pero solo después de que los directivos estuvieran dispuestos a rediseñar todo su negocio en torno a las capacidades fundamentales de la maquinaria eléctrica.
Las fábricas que utilizaban sistemas de transmisión grupal (arriba) se organizaban en torno al flujo de energía a través de ejes giratorios y correas. Eran peligrosas, ineficientes e inflexibles. La fábrica moderna (abajo) surgió en la década de 1920, cuando una nueva generación de directivos de fábrica construyó plantas con motores eléctricos individuales en cada máquina. Las instalaciones resultantes eran luminosas, eficientes y flexibles, con distribuciones que reflejaban el flujo de materiales y de trabajo, libres de las limitaciones del suministro de energía mecánica.
No compute
Paul David escribió su análisis en un periodo en que los economistas se enfrentaban a otra paradoja de la productividad: los ordenadores se habían vuelto omnipresentes y parecía evidente que deberían impulsar la productividad, pero esas ganancias no se habían materializado. (“Se puede ver la era informática en todas partes excepto en las estadísticas de productividad”, bromeó el economista Robert Solow en 1987).
Las empresas primero se limitaron a trasladar funciones concretas —como la nómina, la gestión de inventarios y la contabilidad— a los ordenadores. Esto generó algunas mejoras modestas de eficiencia, pero difícilmente supuso una revolución. Las ganancias reales no vendrían de ahorrar un poco de dinero en la gestión de registros, sino de reorganizar empresas y sectores enteros en torno a los ordenadores. De hecho, desde mediados de la década de 1990 hemos visto el auge de toda una generación de empresas valiosas que inventaron modelos de negocio nuevos y fundamentalmente digitales en torno a la informática y las redes.
Los fabricantes actuales se encuentran en una posición similar a la de las empresas semidigitalizadas que David describió a principios de la década de 1990. Hay soluciones tecnológicas individuales disponibles para una amplia gama de problemas a los que se enfrentan los fabricantes: la inteligencia artificial puede reducir los costes laborales en tareas como el control de calidad; la maquinaria conectada puede reducir los tiempos de inactividad al advertir con antelación de las necesidades de mantenimiento; y la impresión 3D ofrece prototipado rápido, producción flexible, y ahorros en la fabricación de series pequeñas y medianas.
Los fabricantes que adopten estas tecnologías sin un plan de reinvención acabarán como las fábricas textiles del siglo XIX que se electrificaron sustituyendo una única máquina de vapor por un único motor eléctrico, obteniendo solo mejoras incrementales y sin llegar a aprovechar todo el valor de las nuevas tecnologías.
Formas de reimaginar la manufactura en una era digital
Exponemos las tecnologías que con mayor probabilidad transformarán la manufactura en nuestro nuevo documento, The Digital Factory Report. Se agrupan en tres grandes ámbitos —la inteligencia artificial, la fabricación aditiva y las máquinas conectadas/la robótica inteligente— y, lo que es crucial, cada uno de ellos está vinculado a varios modelos de negocio nuevos que se construyen en torno a la aparición de la tecnología.
Los fabricantes pueden fijarse en varios ejemplos tempranos de éxito de fábricas digitales que impulsan cambios en los productos y en los modelos de negocio. Entre ellos se cuentan:
Personalización masiva, en la que los productos se diseñan y fabrican en función de cada consumidor. Las primeras aplicaciones han surgido en sectores de alto valor, como los productos sanitarios, pero la reducción de los costes de las tecnologías de fabricación digital promete llevar la personalización masiva a productos de menor valor, como la electrónica de consumo, la confección y el equipamiento deportivo.
Ejemplo: Align Technology, que ha tratado a más de 5 millones de pacientes ortodóncicos con sus alineadores dentales Invisalign. Align reconoció que la producción digital, que comienza con un escaneado 3D de la boca del paciente y continúa con un proceso de fabricación basado en la impresión 3D, podía ayudarle a consolidar un negocio ortodóncico nacional a partir de un mercado fragmentado que hasta entonces dependía de técnicas de fabricación artesanales.
Desarrollo continuo de productos, en el que los productos físicos se refinan constantemente para ofrecer mejoras o llegar a nuevos mercados. Damos por sentado que el software, especialmente cuando reside en la nube, se mejora de forma continua. Pero cambiar un producto físico resulta mucho más gravoso, dados el coste y la complejidad de la reconversión de maquinaria, por lo que tienden a evolucionar mediante lanzamientos ocasionales de grandes versiones. La flexibilidad inherente a la fabricación digital reduce los costes de desarrollo de producto y de reconversión, y hace posible el desarrollo continuo de productos.
Ejemplo: Airbus utiliza más de 1.000 piezas impresas en 3D en su avión comercial más reciente, el A350-1000. Algunas piezas son estructurales, pero la mayoría son arneses de cableado y conductos de aire no críticos que deben reconfigurarse cada vez que se modifica la distribución de la cabina. Al imprimir en 3D estos componentes, Airbus evita los costes de reconversión y las interrupciones de la cadena de suministro; atender una demanda de un cliente de una nueva configuración de cabina solo requiere un rediseño digital. En teoría, Airbus podría actualizar las distribuciones de cabina de cada avión que sale de la línea de producción.
Cadenas de suministro digitales, que combinan archivos de diseño digitales con instalaciones de producción flexibles y automatizadas capaces de fabricarlos. Al hacer viable la fabricación distribuida y reducir las necesidades de inventario, reducen el coste y el riesgo de la cadena de suministro, y hacen posible atender mercados de formas que de otro modo no serían viables o rentables.
Ejemplo: Deutsche Bahn, el operador ferroviario alemán y proveedor mundial de logística, ha constatado que el 50 % de las piezas de repuesto que necesita para mantener sus trenes puede imprimirse en 3D. Mediante la impresión 3D para fabricar las piezas de repuesto de sus trenes, Deutsche Bahn reduce su costoso inventario de repuestos, actualmente valorado en 600 millones de euros, aumenta la fiabilidad y aporta flexibilidad a la planificación de la flota ferroviaria, al hacer posible operar trenes, algunos de los cuales tienen 50 años, sin apoyo a largo plazo de sus fabricantes originales.
Las cadenas de suministro digitales también ofrecen una forma de responder al régimen arancelario global emergente: las especificaciones de los productos pueden transmitirse digitalmente a fábricas distribuidas, que pueden producirlos para los mercados locales sin exposición a aranceles.
Cuando surgen nuevas tecnologías de fabricación, es fácil pensar en ellas en términos de aplicaciones concretas: los requisitos que pueden cumplir, los tipos de productos que pueden fabricar. Pero los mayores rendimientos son para quienes son capaces de construir nuevos modelos de negocio que se sostengan sobre ellas y están dispuestos a reordenar sectores enteros en torno a ellas.
