La industria manufacturera atraviesa un período de cambios sin precedentes, mientras pasamos de la era industrial a la era de la información. Los fabricantes que mejor logren generar valor durante esta transición serán aquellos capaces de gestionar mejor la complejidad y adoptar la flexibilidad. Ha surgido una nueva capa de software de fabricación para responder a esta necesidad.
A partir de las conclusiones extraídas de cientos de operaciones de fabricación, incluidas pequeñas y medianas empresas y compañías de Fortune 500, este artículo analiza las necesidades de las operaciones de fabricación modernas y el papel del software a la hora de atenderlas.
La máquina más grande del mundo
La operación de fabricación moderna, en la que miles de trabajadores interactúan con cadenas de suministro globales y equipos automatizados para producir los productos que conocemos y apreciamos, es un sistema complejo y adaptativo. Por definición, este sistema no puede comprenderse plenamente examinando sus componentes individuales. Una lista de equipos y personal, junto con un diagrama del flujo de procesos, no basta para saber cómo funciona realmente una operación concreta.
La realidad es que la operación está llena de personas que toman decisiones inteligentes: desde los trabajadores encargados de realizar las tareas hasta los ingenieros que deben garantizar su funcionamiento continuo. Cada una de estas personas incorpora constantemente información nueva de su entorno y adapta su comportamiento para alcanzar mejor sus objetivos. En este tipo de sistema complejo, los cambios en las condiciones de la operación pueden tener un impacto no lineal en la producción.
Dada la enorme complejidad de todo esto, sería razonable suponer que este sistema global de fabricación se sustenta en una serie de programas informáticos avanzados. Al fin y al cabo, la era de la computación en la nube ha traído consigo una nueva generación de tecnologías de la información que nos ayudan a gestionar la complejidad en prácticamente todos los demás sectores.
Cuesta imaginar al profesional de ventas moderno sin Salesforce o al especialista en marketing sin Hubspot. ¿De qué otra manera accederían a los datos que necesitan para desempeñar sus funciones y organizarlos?
Y, sin embargo, estas herramientas de productividad basadas en la nube siguen brillando por su ausencia en el panorama de la fabricación. Basta con recorrer casi cualquier planta de producción para ver hojas de cálculo, pizarras y formularios en papel que se utilizan para hacer un seguimiento de los procesos de producción en busca de eficiencia.
¿Cómo es posible que el software moderno no haya atendido las necesidades del sector más grande del mundo y, posiblemente, el más complejo, donde los ciclos de retroalimentación en tiempo real y la toma de decisiones descentralizada son imprescindibles para seguir siendo competitivos?
Para comprender la situación actual, conviene considerar brevemente el contexto más amplio en el que surgió la máquina de fabricación moderna.
¿Cuántas variables podemos resolver?
En esencia, toda operación de fabricación puede reducirse a una secuencia de acciones, cada una de las cuales añade valor de forma incremental a un producto. Existen funciones como las de ingeniería industrial, de procesos y de calidad para intentar encontrar el estado óptimo que equilibre el rendimiento con la demanda del mercado y, al mismo tiempo, genere los menores gastos operativos posibles.
Históricamente, la fabricación se consideraba un sistema relativamente estático. Los ingenieros de fabricación intentaban determinar las distintas variables de entrada del sistema y lograr el proceso más eficiente.
Pensemos en la cadena de montaje. La idea clave detrás de ella consistía en distribuir los recursos de manera uniforme en un segmento concreto de la cadena de valor. La cadena de montaje permitía maximizar el rendimiento y reducir al mínimo la posibilidad de errores humanos al limitar el alcance del trabajo de cada persona. Cada trabajador hacía más, más rápido y mejor, y al mismo tiempo necesitaba menos formación.
El modelo de fabricación de la cadena de montaje funciona bien cuando tanto las variables de entrada como las demandas del sistema son estáticas y se pueden conocer. Las operaciones más eficientes eran aquellas que contaban con los sistemas mejor concebidos y ejecutados.
La tecnología aumenta las capacidades, y estas aumentan la complejidad
La introducción de nuevas tecnologías amplió las opciones disponibles para los fabricantes. Con cada nueva tecnología que se incorporaba al sistema estático, aumentaba exponencialmente el número total de combinaciones posibles que debían considerarse para lograr un diseño óptimo.
Además, la operación dejó de estar limitada por la geografía. Las cadenas de suministro empezaron a cruzar océanos y fronteras nacionales. Los componentes podían fabricarse internamente o adquirirse a cualquiera de una docena de proveedores. En este contexto, resulta imposible concebir el sistema de operaciones y las interdependencias asociadas. El sistema mecánico unificado que constituía la cadena de valor de la fabricación se fragmentó en varios subsistemas y se repartió entre distintos grupos de partes interesadas, cada uno encargado de optimizar su pequeña parte, pero con una visión limitada de su impacto en el sistema en su conjunto.
Para complicar aún más las cosas, la visión estática de la operación de fabricación solo funciona cuando se considera una operación relativamente estable, de gran volumen y con poca variedad. En realidad, las operaciones de fabricación deben adaptarse a las perturbaciones del sistema y a los cambios en la demanda de los consumidores.
La línea de productos actual no funcionará indefinidamente. Los productos y los sistemas que los fabrican se adaptan constantemente. No existe un estado óptimo estático para los subsistemas de fabricación interrelacionados. Más bien, se trata de un sistema que se adapta continuamente a su entorno. El objetivo de eficiencia óptima que los fabricantes persiguen sin cesar cambia cada día.
Nace un movimiento lean
En este contexto, a principios de la década de 1990 surgió una filosofía particular en un fabricante de automóviles japonés. Toyota fue la primera empresa en adoptar la perspectiva de que una operación de fabricación es un sistema complejo y adaptativo, al comprender que no existía un único estado óptimo que pudiera conocerse.
En cambio, Toyota trató la operación como un conjunto dinámico de subsistemas anidados cuyo estado óptimo nunca podría alcanzarse, pero que debía perseguirse continuamente. Para ello, incorporó ciclos de retroalimentación en todo el sistema mediante la medición continua de indicadores clave de rendimiento (KPI), como el rendimiento, el tiempo de ciclo, el retrabajo y la tasa de desperdicio de las operaciones.
Al supervisar estos KPI y buscar mejorarlos continuamente, era posible acercar el sistema a su estado de eficiencia óptima, que no dejaba de cambiar. Siempre que se detectaba una ineficiencia, se tomaban medidas para eliminarla. El objetivo era mejorar los procesos de forma continua.
A pesar de la avalancha de innovaciones tecnológicas introducidas en la fabricación desde que Toyota puso en marcha su hoy famoso sistema de producción, las herramientas que utilizan los líderes del mercado para identificar, supervisar y mejorar continuamente sus operaciones de fabricación apenas han cambiado.
Una visita a la mayoría de las principales plantas de fabricación revela que se utilizan formularios en papel para registrar defectos; cronómetros para calcular el tiempo de ciclo adecuado para completar los distintos pasos de una cadena de montaje manual; contadores manuales que se accionan cuando un producto no supera la inspección de calidad; y pizarras para hacer un seguimiento de los objetivos diarios de producción y del rendimiento a la primera pasada.
Estos métodos manuales de recopilación de datos requieren mucho tiempo y son propensos a errores; sin embargo, siguen siendo habituales en muchas de las operaciones más avanzadas tecnológicamente del mundo, algunas de las cuales producen precisamente las tecnologías que han vuelto obsoleto el papel en otros sectores.
¿Y el software?
La necesidad de una capa de conexión en la planta de producción que gestione la captura y difusión de datos de producción esenciales no es una idea nueva. El nombre genérico que recibe esta capa en la infraestructura de TI del fabricante es sistema de ejecución de fabricación (MES, por sus siglas en inglés).
Los fabricantes suelen adoptar un MES con la esperanza de aumentar la eficiencia de sus operaciones y controlar mejor el proceso de producción. La propuesta que se les presenta es la de un estado optimizado para la operación de fabricación, diseñado de forma centralizada e implementado de arriba abajo.
El problema fundamental de este enfoque es que estos sistemas intentan comprender y optimizar toda la operación de fabricación en el momento del diseño. La complejidad resultante se construye sobre modelos de datos rígidos que un ingeniero de software debe comprender y manejar. Pretender hacerlo con un sistema complejo y dinámico como la operación de fabricación es una misión imposible.
Cuando estos sistemas se implementan en la planta de producción y se enfrentan a la realidad de la producción, los cambios son inevitables. El equipo de TI o un proveedor de software externo debe gestionar esos cambios, y un ingeniero de software que probablemente sabe muy poco de fabricación debe implementarlos.
El proceso es lento, doloroso y costoso. Además, nunca termina. A medida que la operación diaria sigue adaptándose a un entorno cambiante, hay que hacer más cambios. Para el ingeniero de fabricación encargado de mantener la operación en marcha, a menudo resulta más eficaz recurrir a soluciones provisionales en papel que esperar meses a que se consolide una nueva actualización del software elegido.
En un sistema dinámico, la flexibilidad es la clave
Una ingeniera de procesos que empezaba su carrera contó que tuvo que aumentar la producción de una línea determinada de 250 unidades al día a más de 4.000 al día en menos de 12 meses. Para lograrlo, tuvo que revisar su proceso a diario. Sabía que no podía «resolver» cuál era la solución óptima. Había demasiadas incógnitas y el sistema era demasiado complejo.
En su lugar, adoptó una estrategia de experimentación rápida. Realizaba ajustes incrementales con regularidad, supervisaba su impacto en la producción y, después, adaptaba su plan en consecuencia. Era imposible lograr ese tipo de aumento de producción con el MES a medida. Los cambios en el sistema sencillamente llevaban demasiado tiempo, y ella tenía que demostrar aumentos de producción de dos dígitos cada semana mientras se apoyaba en los recursos existentes.
Cuando tuvo que decidir cómo hacer un seguimiento del impacto que tendría un ajuste concreto en la producción, su única opción fue imprimir formularios para registrar defectos y quedarse junto a la línea con un cronómetro para medir cuánto tiempo ahorraba el ajuste por cada producto fabricado. Reconocía sin reparos que estas herramientas manuales requerían mucho tiempo, eran incompletas, ineficientes y propensas a errores. Dedicaba la mayor parte del tiempo a recopilar datos, en lugar de diseñar realmente una solución mejor. Aun así, estas herramientas tenían una característica esencial y absolutamente fundamental: podía modificarlas y adaptarlas personalmente en apenas unos minutos.
Esta historia se repite cientos de veces cada día en todas las grandes operaciones de fabricación, mientras incontables ingenieros de fabricación adaptan sus procesos para lograr una mayor eficiencia. Estos ingenieros que trabajan en primera línea no necesitan una solución de software perfecta que les obligue a ceñirse a un estado óptimo idealizado. Necesitan un conjunto ágil de herramientas que les permita adoptar el cambio y gestionar la complejidad de forma descentralizada.
El auge de las aplicaciones de «código cero» para la fabricación
Está surgiendo una nueva generación de plataformas de aplicaciones «sin código», como Tulip, para responder a esta necesidad. En lugar de intentar diseñar una única solución que gestione de forma prescriptiva las operaciones cotidianas del fabricante, Tulip simplemente proporciona mejores herramientas a los ingenieros de fabricación que conocen sus procesos para comunicar cambios y ver sus efectos en tiempo real.
Los ingenieros de fabricación que trabajan en primera línea crean e implementan soluciones personalizadas para problemas concretos sin escribir ni una línea de código. Estas soluciones adoptan la forma de aplicaciones de fabricación.
Así es como funciona. Los ingenieros empiezan por analizar sus procesos e identificar un problema que hay que resolver. Quizá los trabajadores de la planta necesiten orientación para realizar un montaje personalizado complejo, quieran medir la eficacia general de una máquina o hacer un seguimiento de la causa raíz de los defectos que se producen en una nueva línea.
Los ingenieros responsables de estas operaciones crean aplicaciones con lógica y contenido personalizados. Después, pueden conectarlas a máquinas, sensores y sistemas de back-end de la planta de producción e incorporar sus datos.
Así, los ingenieros de fabricación pueden implementar rápidamente mejoras en los procesos, observar su impacto y adaptar sus soluciones a partir de datos concretos. Estas aplicaciones pueden implementarse como una solución independiente o en paralelo por decenas de ingenieros que trabajan en distintos problemas.
¿Hacia dónde se dirige la tecnología de fabricación?
Las operaciones de fabricación modernas son complejas. Los problemas surgen de maneras inesperadas y los pequeños cambios en el sistema pueden tener consecuencias no lineales en los costos y la producción. Estos sistemas no pueden comprenderse plenamente estudiando sus partes por separado. Sin embargo, están llenos de personas que toman decisiones inteligentes, capaces de incorporar constantemente información nueva y mejorar continuamente sus soluciones en respuesta a un entorno cambiante.
Ha surgido una nueva generación de software para ayudar a gestionar esta complejidad y dotar mejor a las personas que ocupan el centro de la operación de fabricación. Estas herramientas permiten a los ingenieros de fabricación implementar rápidamente soluciones a los problemas y medir su impacto. Este enfoque potencia una resolución de problemas descentralizada, pero conectada, que impulsa los sistemas complejos y adaptativos hacia un estado más eficiente.
La transformación ya está en marcha. El mundo se vuelve más complejo cada día, y los principios que impulsaron la eficiencia empresarial en el siglo XX no son adecuados para la era de la información.
En esta nueva era, los fabricantes que mejor gestionen la complejidad adoptando tecnologías que fomenten la toma de decisiones descentralizada tendrán una ventaja competitiva duradera frente a los rezagados del sector que se aferran a la idea del siglo XX de una operación controlada y ejecutada de forma centralizada.
