A medida que ha cambiado la industria manufacturera mundial, el acceso a repuestos críticos para sectores como la energía y la defensa se ha vuelto más difícil.
Sumado a las interrupciones de las cadenas de suministro y al aumento de los costes de almacenamiento, resolver el problema de los repuestos se está convirtiendo en una prioridad empresarial.
Los repuestos digitales, fabricados mediante técnicas de manufactura avanzada, podrían ofrecer una solución.
En los años posteriores a la Segunda Guerra Mundial, muchas de las naciones más desarrolladas del mundo vivían un auge industrial. La reconstrucción de posguerra implicó reconstruir ciudades, infraestructuras críticas y sectores afectados. La edad de oro de la manufactura, que se prolongó hasta principios de la década de 1970, trajo una nueva prosperidad a muchos países e industrias, cimentada en el hierro y el acero.
Con el tiempo, sin embargo, la manufactura se ralentizó, las fábricas cerraron y los empleos se trasladaron al extranjero. No obstante, los equipos utilizados para operar industrias críticas como la energía, la defensa y el transporte, entre otras, permanecieron. Aunque se construyeron para funcionar en condiciones extremas, estos activos están envejeciendo y cada vez urge más mantenerlos con repuestos.
Cincuenta años después de la recesión mundial de la década de 1970, todavía no hemos resuelto de forma definitiva el problema de los repuestos. Para la industria energética, eso es motivo de preocupación.
El problema de los repuestos en la industria manufacturera
El problema de los repuestos consiste en la falta de las piezas necesarias para mantener equipos obsoletos. Estos equipos, que los proveedores ya no fabrican o que hace tiempo fueron modernizados, siguen siendo fundamentales para mantener las operaciones de industrias esenciales como la energía; la falta de esas piezas tiene un coste considerable.
Según algunas estimaciones, las averías de los equipos de producción cuestan a los fabricantes industriales unos 50.000 millones de dólares al año. Un informe de Siemens de 2022 reveló que, en el sector del petróleo y el gas (O&G), «el coste de una hora de inactividad se ha más que duplicado en tan solo dos años, hasta alcanzar casi los 500.000 dólares». El informe también indica que el coste anual de la inactividad de cada instalación de O&G asciende a 149 millones de dólares, «a pesar de que las empresas del sector redujeron el número de averías un 25 % y el tiempo total de inactividad un 16 %».
Aunque el mantenimiento planificado y predictivo mitiga el impacto de la inactividad, no es la única solución. En industrias como la energética, cuya disponibilidad puede afectar a los resultados económicos y la calidad de vida, las consecuencias de la inactividad pueden ser graves. En 2023, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. (CDC) publicaron un informe que reveló que, de las 470 muertes ocurridas entre 2014 y 2019 en instalaciones de extracción de petróleo y gas, en el 13,4 % de los casos los trabajadores realizaban tareas de reparación o mantenimiento.
Dado que la inactividad es costosa y peligrosa, la tecnología que puede reducir el tiempo de inactividad operativa al aumentar la disponibilidad de piezas ofrece una solución convincente. Aquí es donde entran en juego los repuestos digitales.
Repuestos digitales: una solución para la industria manufacturera
Los repuestos digitales son un método que consiste en almacenar y transferir digitalmente los datos de fabricación de repuestos. Estos «gemelos digitales» de repuestos pueden producirse donde y cuando se necesitan mediante tecnologías de fabricación aditiva (FA) u otros métodos de manufactura avanzada que se pueden implementar con rapidez, como la fundición rápida y el fresado CNC.
En particular, el uso de tecnologías de FA puede resolver dos graves desventajas de adquirir repuestos a través de las cadenas de suministro tradicionales. En primer lugar, los repuestos digitales fabricados mediante FA pueden acortar los plazos de producción. Ya sea fabricando piezas de uso final cualificadas o acelerando el moldeo por inyección con moldes impresos en 3D, la producción bajo demanda puede ahorrar meses, si no años, en los plazos de adquisición.
La segunda desventaja de las cadenas de suministro tradicionales que resuelven los repuestos digitales es el coste del almacenamiento. En 2018, las empresas de todo el mundo gastaban más de 320.000 millones de dólares al año en almacenamiento; una cifra que sin duda se ha disparado en los últimos años debido a las interrupciones de las cadenas de suministro tras la COVID-19. Los repuestos digitales, por su parte, permiten a las organizaciones crear inventarios digitales de piezas listas para imprimir, reducir los costes de mantener existencias y liberar capital que, de otro modo, quedaría inmovilizado en repuestos de lenta rotación.
Cómo puede integrar la industria manufacturera los repuestos digitales
Entonces, los repuestos digitales son la respuesta, pero ¿cómo pueden las organizaciones pasar de los repuestos tradicionales a un enfoque que priorice lo digital?
Quizá la respuesta al problema de los repuestos de la industria energética esté en la industria de defensa, que cuenta con algunas de las cadenas logísticas y de suministro más complejas del mundo. La importancia crítica de las misiones exige que los repuestos estén disponibles de inmediato —al igual que en el sector energético—, lo que requiere invertir en tecnologías y procesos que modernicen el mantenimiento de los equipos.
Hay dos formas de resolver el dilema de los repuestos digitales: digitalizarlo todo o digitalizar solo las piezas más prometedoras.
Para ilustrar el primer enfoque, el Instituto Nacional de Investigación Aeronáutica (NIAR) de la Universidad Estatal de Wichita ha creado con éxito gemelos digitales de activos críticos del Departamento de Defensa de EE. UU., como el vehículo blindado de transporte de personal M113, el bombardero B1 y el helicóptero Black Hawk. Con estas piezas digitalizadas, las distintas ramas de las fuerzas armadas pueden evaluar su fabricación aditiva para determinar si se pueden imprimir en 3D y, de ser así, con qué materiales. También pueden evaluar las piezas digitales para calcular el coste total de fabricación con métodos de manufactura avanzada, como la fabricación aditiva, frente al de las cadenas de suministro tradicionales.
El segundo enfoque consiste en evaluar las piezas antes de digitalizarlas para crear una lista prioritaria de las que pueden acelerarse para su homologación como repuestos digitales. El Equipo de Sistemas de Manufactura Avanzada del Cuerpo de Marines de Estados Unidos (USMC AMST) colaboró con 3YOURMIND para hacerlo. Durante el primer año del programa, se analizaron 10.000 piezas a partir de planos, archivos 3D y puntos de datos, y las evaluaciones indicaron cuáles ofrecían los mejores casos de uso técnico y empresarial para la fabricación aditiva. Estos resultados respaldan los esfuerzos del USMC por desarrollar su Digital Manufacturing Data Vault, que funciona esencialmente como un repositorio centralizado para almacenar información, incluidos repuestos digitales, con vistas a la fabricación bajo demanda.
El problema de los repuestos no desaparecerá si no abandonamos las frágiles cadenas de suministro de manufactura de alto margen y justo a tiempo, y adoptamos en su lugar un enfoque que priorice lo digital. Esta inversión en manufactura moderna no solo contribuye al mantenimiento de los activos envejecidos que hoy siguen operativos, sino que también nos prepara para afrontar los desafíos de mantenimiento de los equipos de próxima generación.
Al adoptar soluciones digitales e invertir en las técnicas de manufactura del futuro, podemos garantizar el funcionamiento continuo de los activos existentes y prepararnos para afrontar los retos futuros con agilidad y eficiencia. Ha llegado el momento de aprovechar el poder transformador de la tecnología para garantizar la fiabilidad y la longevidad de nuestros equipos y aumentar nuestra resiliencia ante futuras interrupciones de las cadenas de suministro.
