Las fábricas del mañana necesitarán mejores procesos, no solo mejores robots
Por Ron Harbour y Jim Schmidt
Harvard Business Review
Procesos de negocios
Cuando la gente piensa en la fábrica automotriz del futuro, la primera palabra que se me ocurre es la automatización. Piensan en la fábrica de "luces apagadas" con la que el presidente ejecutivo de General Motors, Roger Smith, fantaseó en 1982, y Elon Musk habla sobre la construcción actual: plantas tan dominadas por robots y máquinas que no necesitan luces para funcionar.
No hay duda de que la industria automotriz continuará buscando enérgicamente soluciones de automatización para reducir el costo de producción de automóviles. Pero la realidad es que cualquier avance importante en cuanto a costo y eficiencia ya no será posible solo a través de la automatización, ya que la mayoría de las tareas que se pueden automatizar en una fábrica automotriz ya se han abordado.
Cuando llegue una Factory of the Future real, no se verá diferente porque hemos automatizado los procesos que usamos hoy. Se verá diferente porque habremos inventado procesos y diseños completamente nuevos para la construcción de automóviles que requieren técnicas de fabricación completamente nuevas.
Toma el taller de pintura. Hoy en día, en la mayoría de los mercados maduros, está automatizado en más del 90 por ciento, sin embargo, sigue siendo una de las secciones de la fábrica más costosas e intensivas en uso de espacio. Los robots, en lugar de humanos, realizan la mayoría de las tareas (aplicar capas protectoras de corrosión, sellador, imprimador, capa base y capa transparente para lograr los acabados altamente pulidos que nos gustan en nuestros automóviles), pero el proceso en sí no es diferente de lo que eran 30 años hace. Por ejemplo, en la planta de BMW en Spartanburg, Carolina del Sur, procesar un automóvil en el taller de pintura es una tarea de 12 horas que involucra a más de 100 robots y requiere un vehículo en la línea de ensamblaje de pintura para viajar cuatro millas dentro de la fábrica. el proceso esta completo
Claramente, tiene que haber una mejor manera de pintar un automóvil, pero para que esa operación sea más eficiente y se eliminen los costos se requerirá el desarrollo de un nuevo proceso. Tal vez sea el enfoque experimental de aplicar una sola película sobre el automóvil y luego hornearla, como en un horno de cerámica, actualmente en pruebas en laboratorios de investigación automotriz. O la impresión tridimensional de todo el cuerpo del automóvil en el color que ordena un cliente, eliminando por completo la necesidad de una tienda de pintura y taller de carrocería tradicional. Sea lo que sea, tendrá que ser algo más que agregar unos pocos robots más a la mezcla para hacer una diferencia significativa en el costo de producir un auto.
Hoy, dos tercios de los trabajadores de la industria automotriz, los humanos, se encuentran en la sección de la asamblea general. Automatizar esta sección ha resultado ser más difícil porque la personalización y la complejidad de los automóviles de hoy en día requieren la flexibilidad que proporcionan los seres humanos. La mayoría de las fábricas están produciendo varios modelos de automóviles simultáneamente, y la combinación de esos modelos a menudo cambia dependiendo de la demanda. Sería costoso, incluso posible, reprogramar robots y máquinas para poder acomodar los cambios diarios en los horarios de producción de la fábrica.
También hay algunas tareas en la línea de ensamblaje para las cuales los humanos son más adecuados, como manejar todas las complejidades de instalar y conectar los arneses de un automóvil: el sistema nervioso de un vehículo. Con un mercado futuro que se espera que consista en vehículos eléctricos y autónomos, los sistemas eléctricos necesitarán transmitir más datos de manera más rápida e infalible, en comparación con el automóvil de hoy en día. La consecuencia para la planta de ensamblaje: más cables y conectores que conducen a arneses de cables más largos y pesados. Para que esta operación sea automática, nuevamente se requerirá un nuevo proceso, tal vez inalámbrico, con los sistemas eléctricos operando a través de módulos electrónicos o conectándose a través de la nube.
También se deberá desarrollar un nuevo proceso para ensamblar vehículos eléctricos ya que implican la instalación relativamente sencilla del paquete de baterías y un motor eléctrico. Las tareas más simples pueden prestarse mejor a los robots, pero también se omitirán varios pasos en la línea. El salto adelante se logrará mediante el desarrollo de un nuevo proceso, en este caso, electrificar el auto, no automatizando uno viejo.
Los nuevos robots colaborativos, o cobots, también están agregando un nuevo giro: en lugar de amenazar la supervivencia de los humanos en la línea de ensamblaje reemplazándolos, los cobots mejoran sus habilidades nativas. Con tamaños que van desde dos a cuatro pies de alto, estos asistentes automatizados trabajan con humanos para realizar tareas que quizás sean ligeramente peligrosas o repetitivas, o que requieran una agilidad especial para trabajar en lugares difíciles o difíciles de alcanzar, como trabajar debajo de autos . Por ejemplo, Renault ha implementado cobots en algunas plantas para ayudar a construir los pernos de torsión del tren motriz con una cierta tolerancia, una tarea que puede ser tediosa para los humanos de forma consistente y eficiente.
Al hacer que estos pequeños ayudantes sean atractivos para las empresas, los cobots pueden ser relativamente económicos, a menudo cuestan menos de $ 50,000 cada uno. Son fáciles de reprogramar: los trabajadores de la línea de montaje a menudo pueden manejar la reprogramación por sí mismos. Esto les permite volver a realizar tareas rápidamente, lo que aumenta su valor y versatilidad.
A diferencia de gran parte de la automatización robótica actual que debe mantenerse cercada, con señales de seguridad que advierten a los empleados que mantengan su distancia, los cobots realizan tareas en fábricas sin dañar a los humanos ya que están programados para detenerse cuando hay un objeto frente a ellos. Con sus brazos oscilantes, pueden recuperar ciertas piezas pequeñas de los contenedores para sus socios humanos.
Otro ejemplo de automatización que mejora las habilidades nativas de los humanos es el exoesqueleto. Los trabajadores usan estos artilugios cibero-esque para que sean lo suficientemente fuertes como para levantar neumáticos de camiones pesados o aliviar el estrés en sus cuerpos al realizar tareas repetitivas de montaje aéreo. Esta automatización portátil se vuelve particularmente importante a medida que la edad promedio de los trabajadores de producción aumenta por encima de 40, como lo ha hecho en muchas economías industrializadas, como Estados Unidos, Europa occidental y Japón.
El sueño de Roger Smith de una fábrica de luces apagadas solo se ha realizado en unas pocas operaciones-robots que construyen robots, por ejemplo-y no en el mundo automotriz. Pero hay otros caminos hacia la fábrica automotriz del futuro que probablemente estarán pavimentados con la invención humana, y aunque los robots y la automatización serán parte de la imagen, las luces seguirán encendidas.
Ron Harbour es socio principal de la práctica global de manufactura automotriz de Oliver Wyman.
Jim Schmidt es vicepresidente de Oliver Wyman en la práctica de Industrias Automotrices y de Fabricación.
Harvard Business Review
Procesos de negocios
Cuando la gente piensa en la fábrica automotriz del futuro, la primera palabra que se me ocurre es la automatización. Piensan en la fábrica de "luces apagadas" con la que el presidente ejecutivo de General Motors, Roger Smith, fantaseó en 1982, y Elon Musk habla sobre la construcción actual: plantas tan dominadas por robots y máquinas que no necesitan luces para funcionar.
No hay duda de que la industria automotriz continuará buscando enérgicamente soluciones de automatización para reducir el costo de producción de automóviles. Pero la realidad es que cualquier avance importante en cuanto a costo y eficiencia ya no será posible solo a través de la automatización, ya que la mayoría de las tareas que se pueden automatizar en una fábrica automotriz ya se han abordado.
Cuando llegue una Factory of the Future real, no se verá diferente porque hemos automatizado los procesos que usamos hoy. Se verá diferente porque habremos inventado procesos y diseños completamente nuevos para la construcción de automóviles que requieren técnicas de fabricación completamente nuevas.
Toma el taller de pintura. Hoy en día, en la mayoría de los mercados maduros, está automatizado en más del 90 por ciento, sin embargo, sigue siendo una de las secciones de la fábrica más costosas e intensivas en uso de espacio. Los robots, en lugar de humanos, realizan la mayoría de las tareas (aplicar capas protectoras de corrosión, sellador, imprimador, capa base y capa transparente para lograr los acabados altamente pulidos que nos gustan en nuestros automóviles), pero el proceso en sí no es diferente de lo que eran 30 años hace. Por ejemplo, en la planta de BMW en Spartanburg, Carolina del Sur, procesar un automóvil en el taller de pintura es una tarea de 12 horas que involucra a más de 100 robots y requiere un vehículo en la línea de ensamblaje de pintura para viajar cuatro millas dentro de la fábrica. el proceso esta completo
Claramente, tiene que haber una mejor manera de pintar un automóvil, pero para que esa operación sea más eficiente y se eliminen los costos se requerirá el desarrollo de un nuevo proceso. Tal vez sea el enfoque experimental de aplicar una sola película sobre el automóvil y luego hornearla, como en un horno de cerámica, actualmente en pruebas en laboratorios de investigación automotriz. O la impresión tridimensional de todo el cuerpo del automóvil en el color que ordena un cliente, eliminando por completo la necesidad de una tienda de pintura y taller de carrocería tradicional. Sea lo que sea, tendrá que ser algo más que agregar unos pocos robots más a la mezcla para hacer una diferencia significativa en el costo de producir un auto.
Hoy, dos tercios de los trabajadores de la industria automotriz, los humanos, se encuentran en la sección de la asamblea general. Automatizar esta sección ha resultado ser más difícil porque la personalización y la complejidad de los automóviles de hoy en día requieren la flexibilidad que proporcionan los seres humanos. La mayoría de las fábricas están produciendo varios modelos de automóviles simultáneamente, y la combinación de esos modelos a menudo cambia dependiendo de la demanda. Sería costoso, incluso posible, reprogramar robots y máquinas para poder acomodar los cambios diarios en los horarios de producción de la fábrica.
También hay algunas tareas en la línea de ensamblaje para las cuales los humanos son más adecuados, como manejar todas las complejidades de instalar y conectar los arneses de un automóvil: el sistema nervioso de un vehículo. Con un mercado futuro que se espera que consista en vehículos eléctricos y autónomos, los sistemas eléctricos necesitarán transmitir más datos de manera más rápida e infalible, en comparación con el automóvil de hoy en día. La consecuencia para la planta de ensamblaje: más cables y conectores que conducen a arneses de cables más largos y pesados. Para que esta operación sea automática, nuevamente se requerirá un nuevo proceso, tal vez inalámbrico, con los sistemas eléctricos operando a través de módulos electrónicos o conectándose a través de la nube.
También se deberá desarrollar un nuevo proceso para ensamblar vehículos eléctricos ya que implican la instalación relativamente sencilla del paquete de baterías y un motor eléctrico. Las tareas más simples pueden prestarse mejor a los robots, pero también se omitirán varios pasos en la línea. El salto adelante se logrará mediante el desarrollo de un nuevo proceso, en este caso, electrificar el auto, no automatizando uno viejo.
Los nuevos robots colaborativos, o cobots, también están agregando un nuevo giro: en lugar de amenazar la supervivencia de los humanos en la línea de ensamblaje reemplazándolos, los cobots mejoran sus habilidades nativas. Con tamaños que van desde dos a cuatro pies de alto, estos asistentes automatizados trabajan con humanos para realizar tareas que quizás sean ligeramente peligrosas o repetitivas, o que requieran una agilidad especial para trabajar en lugares difíciles o difíciles de alcanzar, como trabajar debajo de autos . Por ejemplo, Renault ha implementado cobots en algunas plantas para ayudar a construir los pernos de torsión del tren motriz con una cierta tolerancia, una tarea que puede ser tediosa para los humanos de forma consistente y eficiente.
Al hacer que estos pequeños ayudantes sean atractivos para las empresas, los cobots pueden ser relativamente económicos, a menudo cuestan menos de $ 50,000 cada uno. Son fáciles de reprogramar: los trabajadores de la línea de montaje a menudo pueden manejar la reprogramación por sí mismos. Esto les permite volver a realizar tareas rápidamente, lo que aumenta su valor y versatilidad.
A diferencia de gran parte de la automatización robótica actual que debe mantenerse cercada, con señales de seguridad que advierten a los empleados que mantengan su distancia, los cobots realizan tareas en fábricas sin dañar a los humanos ya que están programados para detenerse cuando hay un objeto frente a ellos. Con sus brazos oscilantes, pueden recuperar ciertas piezas pequeñas de los contenedores para sus socios humanos.
Otro ejemplo de automatización que mejora las habilidades nativas de los humanos es el exoesqueleto. Los trabajadores usan estos artilugios cibero-esque para que sean lo suficientemente fuertes como para levantar neumáticos de camiones pesados o aliviar el estrés en sus cuerpos al realizar tareas repetitivas de montaje aéreo. Esta automatización portátil se vuelve particularmente importante a medida que la edad promedio de los trabajadores de producción aumenta por encima de 40, como lo ha hecho en muchas economías industrializadas, como Estados Unidos, Europa occidental y Japón.
El sueño de Roger Smith de una fábrica de luces apagadas solo se ha realizado en unas pocas operaciones-robots que construyen robots, por ejemplo-y no en el mundo automotriz. Pero hay otros caminos hacia la fábrica automotriz del futuro que probablemente estarán pavimentados con la invención humana, y aunque los robots y la automatización serán parte de la imagen, las luces seguirán encendidas.
Ron Harbour es socio principal de la práctica global de manufactura automotriz de Oliver Wyman.
Jim Schmidt es vicepresidente de Oliver Wyman en la práctica de Industrias Automotrices y de Fabricación.
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