¿Cómo influye la Industria 4.0 en la organización?

La última década ha visto a empresas que operan bajo crecientes niveles de perturbación. Cambiar rápidamente las preferencias de los clientes, así como la incertidumbre de la demanda y las interrupciones, son sistemas de planificación desafiantes en grados sin precedentes. Los intereses de seguridad nacional, las barreras comerciales y las perturbaciones logísticas están empujando a las empresas a encontrar alternativas a las cadenas de suministro globalizadas. Las grandes oscilaciones de la demanda exigen una drástica reducción de los costos operacionales y de capital en algunas zonas y un rápido crecimiento en otras. El distanciamiento físico y el trabajo a distancia están obligando a los fabricantes a reconfigurar los flujos de fabricación y la gestión. Mientras tanto, el aumento de la preocupación mundial por el impacto ambiental de las actividades humanas ha obligado a las empresas a replantearse las estrategias de fabricación.

Para hacer frente a estas perturbaciones, las empresas de la industria avanzada (IA) están aprovechando la Industria 4.0 para lograr un cambio más rápido y sostenible, demostrado de manera más dramática en los fabricantes “faro” que han liderado la implementación de la Industria 4.0. A través de la Global Lighthouse Network (GLN), una colaboración de investigación entre el Foro Económico Mundial y McKinsey sobre el futuro de la producción y la Cuarta Revolución Industrial, 103 sitios alrededor del mundo han sido identificados como faros, habiendo transformado con éxito sus fábricas a través de la Industria 4.0. Estas empresas están aprovechando la tecnología digital para crear organizaciones más ágiles y centradas en el cliente. Este enfoque permite a los fabricantes mirar más allá de la productividad con el fin de centrarse en mejorar su sostenibilidad, agilidad, velocidad al mercado, personalización y satisfacción del cliente: un total de cinco áreas de impacto.

Retos que hay que superar

Perspectivas más populares

Los faros son excepcionales en su capacidad para superar los obstáculos que se interponen entre muchas empresas y la transformación digital. Una encuesta de la Industria 4.0 de 2020 realizada por McKinsey a más de 800 empresas a nivel mundial reveló tres grandes áreas de desafío: obstáculos financieros, problemas organizativos y obstáculos tecnológicos.

Los obstáculos financieros suelen incluir los altos costos asociados con el escalamiento de despliegues digitales que no proporcionan beneficios a corto plazo a la organización, y por lo tanto no proporcionan un fuerte incentivo para la inversión. Los casos de uso que no proporcionan un valor claro y cuantificable a la organización también pueden dar una hoja de ruta poco clara para el éxito digital.

Los problemas organizativos a menudo implican una baja aceptación y una falta de concentración por parte del liderazgo como un intento empresarial de lograr una transformación digital. Esto dificulta el éxito potencial del esfuerzo y su viabilidad a largo plazo. Un conocimiento insuficiente de las capacidades digitales y la falta de talento de la organización pueden impedir que se realicen esfuerzos transformadores más amplios y a escala adecuada.

Los obstáculos tecnológicos suelen incluir un bajo apoyo de los asociados para ampliar el despliegue y hacer frente a múltiples opciones de plataformas, lo que dificulta la capacidad de una organización para trasladarse rápidamente a un nuevo territorio. El punto de partida de la transformación también puede parar cuando los líderes no están convencidos de su capacidad para aumentar el tamaño y el alcance de la arquitectura digital que elijan para su implementación.

Las empresas de IA han intentado muchos enfoques para superar estas barreras y lograr un mejor rendimiento mediante transformaciones de la fabricación digital. Un examen de los faros de fabricación avanzada revela dos razones críticas por las que sus transformaciones tuvieron éxito: en primer lugar, eligieron los casos de uso correcto; en segundo lugar, buscaron formas en que esos casos de uso pudieran reforzarse mutuamente.

A partir de 16 sitios en 2018, la GLN ha crecido a 103 sitios a partir de 2022. Casi el 60 por ciento de los faros actuales son empresas de IA (Exposición 1).

La industria 4.0 ha ayudado a estas empresas a avanzar a través de los KPI que impulsan el crecimiento. Estos KPI abarcan las cinco áreas de impacto e incluyen KPI de sostenibilidad, como las emisiones de gases de efecto invernadero; KPI de productividad, como la producción en fábrica; KPI de agilidad, como la reducción del tiempo de plomo; otros KPI de velocidad al mercado; y personalización (Exhibición 2).

Las empresas que crearon con éxito faros se centraron en los casos de uso que tuvieron un impacto material en estas cinco áreas, lo que les permitió tener éxito cuando los esfuerzos anteriores fracasaron. Aunque hay muchos casos posibles de uso de la Industria 4.0, cuatro son significativamente más populares en las empresas de IA que en las que no lo son. Vemos ejemplos de estos casos de uso en tres fabricantes de automóviles (un fabricante de vehículos de lujo en Europa y dos fabricantes de automóviles, uno en Europa y otro en Asia), y en una empresa europea de productos blancos.

Automatización flexible. Las empresas utilizan robótica inteligente para automatizar con precisión los trabajos manuales anteriores. Por ejemplo, el fabricante europeo de automóviles conectó robots para gestionar eficientemente el flujo del proceso y recoger los datos necesarios para supervisar el proceso, optimizar el flujo de producción y reducir las pérdidas. El fabricante de vehículos de lujo utilizó una automatización robusta con colaboración entre personas y máquinas para mejorar la eficiencia, la calidad y la ergonomía.

La fábrica de productos blancos aumentó la efectividad general del equipo (OEE) en un 11 por ciento a través de la agregación de alarmas automáticas, priorización y resolución de problemas con análisis. La empresa pone máquinas específicas y alarmas personalizadas en los relojes inteligentes de los operadores y gerentes y otras pantallas interactivas. La misma compañía utiliza tableros digitales para monitorear los recursos de producción y recopilar datos de producción en tiempo real, incluyendo las razones de los paros.

La compañía automotriz asiática redujo su tiempo de fabricación de troqueles en un 47 por ciento utilizando un sistema de monitoreo y programación de la producción en tiempo real, con flujos de trabajo integrados y tabletas que sustituyen a los procesos basados en papel para los operadores. También aumentó la producción en un 6 por ciento al conectar toda su maquinaria de producción a un único sistema de información de fabricación que rastrea las métricas de rendimiento y detecta automáticamente los cuellos de botella.

Análisis de calidad. Las empresas utilizan análisis avanzados para identificar y remediar las causas profundas de los defectos de calidad. El fabricante europeo de automóviles instaló un dispositivo táctil con aplicaciones en cada estación de trabajo para guiar la resolución de problemas en tiempo real, la identificación y dirección automáticas para piezas y vehículos, y la trazabilidad de unidades. El resultado: un aumento del 40 por ciento en el cumplimiento de las tareas correctamente en el primer pase.

La empresa de automóviles de lujo está utilizando mantenimiento y asistencia inteligentes, empleando tecnología de sensores inalámbricos para permitir a los empleados de mantenimiento monitorear constantemente las líneas de producción. El trabajo ha bajado un 5 por ciento.

Inspecciones basadas en la IA. Las empresas utilizan sistemas de visión para inspeccionar productos y aprovechar la inteligencia artificial/aprendizaje automático para identificar defectos. La empresa de bienes blancos utiliza el modelado de costos para ayudarle a decidir qué hacer y qué comprar. También supervisa su estado de red, energía y activos en tiempo real para controlar y ajustar el consumo.

La misma empresa también reduce su tiempo de comercialización con el diseño rápido de prototipos a través de la fabricación de aditivos tridimensionales. Realiza maquetas y prototipos funcionales de nuevos productos en materiales inteligentes.

Entre un 13 y un 19 por ciento más de faros AI citaron uno de los cuatro casos de uso como uno de sus casos de uso de mayor impacto, en comparación con faros no AI (Exposición 3). La automatización flexible, la gestión del rendimiento digital y el análisis de calidad fueron universalmente populares entre las empresas de IA y no AI: hasta el 69 por ciento de las empresas citaron uno como caso de uso con el mayor efecto. Del mismo modo, la inspección de la IA también era mucho más frecuente en las empresas de IA que en sus pares no pertenecientes a la IA.

Los casos de uso sinérgico producen mayores impactos

Seguimiento del progreso de la transformación digital

Para mantener las pestañas en los esfuerzos de transformación digital, las empresas necesitan establecer métricas que los líderes puedan rastrear con eficacia. Las métricas deben ser transparentes y responsables en todos los grupos interesados que lleven a cabo la transformación. La Red Mundial de Faros demuestra que los líderes deben seguir las siguientes métricas clave.

Rendimiento de la inversión digital. ¿Están los rendimientos monetarios realizados a lo largo de toda la vida útil de las inversiones en capacidades digitales alineados con las métricas internas de la empresa, como la tasa interna de rendimiento (IRR) y el ROI?

Porcentaje del presupuesto anual de tecnología gastado en iniciativas digitales audaces. ¿Cuánto de su presupuesto tecnológico es el gasto de la organización en iniciativas digitales que impulsan el valor?

Tiempo de aplicación digital para el mercado. ¿Cuál es el calendario para implementar aplicaciones en iniciativas de transformación y frente a fuentes externas?

Porcentaje de iniciativas líderes vinculadas a la digital. ¿Qué tan motivados están los líderes para apoyar las iniciativas de transformación digital?

métricas de atracción, promoción y retención para los mejores talentos técnicos. ¿Tiene la empresa una red de trabajadores que contribuyan a las capacidades digitales y el rendimiento?

Los fabricantes de automóviles y la empresa de productos blancos emplearon casos de uso múltiple en sus negocios. Aunque los casos de uso son efectivos individualmente, las sinergias entre ellos en combinación producen aún mejores resultados. Estas sinergias permitieron a las empresas aprovechar su inversión única en una pila de tecnología para perseguir casos de uso múltiple en lugar de solo uno o dos, lo que dio lugar a un impacto aún mayor que puede generar a lo largo del tiempo (véase la barra lateral, “Track the progress of digital transformation”).

Por ejemplo, considere la fábrica europea de automóviles, que ahora es una de las plantas de vehículos comerciales de mejor rendimiento en Europa. Esta planta implementó una herramienta digitalmente habilitada por primera vez, un dispositivo táctil con aplicaciones en cada estación de trabajo para garantizar un mejor rendimiento a través de soporte en tiempo real para solucionar problemas, identificación automática para guiar piezas y vehículos, y trazabilidad de unidades para garantizar un proceso de calidad.

Al mismo tiempo, la fábrica conectaba a las personas para impulsar el rendimiento al permitir soluciones digitales de gestión diaria. Estas soluciones se basan en información precisa que se proporciona en tiempo real y contribuye a la toma de decisiones, la reactividad y la competitividad. La empresa utilizó la vía digital y la traza, un flujo logístico flexible desarrollado para garantizar que las piezas y los vehículos son rastreables y se ajustan a las normas. El sistema incluye etiquetas de identificación de radiofrecuencia (RFID) en piezas y embalajes, trazabilidad de piezas de blockchain de extremo a extremo, automatización de gestión de tareas de embalaje para operadores de carretillas elevadoras y sincronización de piezas de kitting con la línea de montaje.

Eso no fue todo. La fábrica también optimizó el tiempo del ciclo del robot a través de análisis de datos en controladores lógicos programables (PLCs). Conectó robots para gestionar eficientemente el flujo del proceso y recopilar los datos necesarios para monitorear los procesos, optimizar el flujo de producción y reducir las pérdidas. La firma implementó soluciones digitales que mejoran la sostenibilidad al impulsar el consumo de energía. Por ejemplo, utiliza una plataforma digital y un dron equipado con una cámara térmica para encontrar y controlar las fugas de temperatura en el techo.

En conjunto, estos cambios ayudaron a la planta a reducir los incidentes de garantía en un 50 por ciento, aumentar su flexibilidad para hacer frente a sus muchas configuraciones de vehículos, y reducir los costos de fabricación en más de 10 por ciento.

La fábrica de automóviles de lujo también vio beneficios sustanciales de la implementación de casos de uso múltiple. Utilizó análisis de datos inteligentes para controlar el mantenimiento predictivo y recopilar datos que permiten a las máquinas autoservicio en cuestión de minutos, emparejando eso con un suministro de material confiable y sistemas de transporte autónomos que aumentaron la eficiencia.

A continuación, la empresa añadió un programa inteligente de mantenimiento y asistencia que cuenta con empleados de mantenimiento que monitorean constantemente la línea de producción en cada lugar, utilizando tecnología de sensores inalámbricos en el proceso de garantía de calidad. Combina una automatización robusta con la colaboración trabajador-máquina para aumentar la eficiencia, calidad, y ergonomía.

Esta combinación de fabricación digital y procesos magros y orientados a la estrategia permitió mejorar la calidad, reducir los costos y aumentar la productividad. Disminuyó el tiempo de inactividad no previsto de un activo crítico en un 25 por ciento.

Embarcar en el viaje de la Industria 4.0

Las organizaciones de IA que buscan embarcarse en sus viajes de la Industria 4.0 pueden usar lecciones de estos sitios de faros exitosos. Al aprovechar la tecnología digital en los casos de uso más eficaces, cada vez más empresas pueden generar un impacto desmesurado en varios KPI diferentes. Las empresas que pueden desplegar la Industria 4.0 a escala están transformando sus organizaciones no sólo para abordar las perturbaciones más difíciles de hoy, sino también para prepararse para las nuevas perturbaciones del mañana.

Sobre el(los) autor(es)

Enno de Boer es socio principal en la oficina de McKinsey en Nueva Jersey; Yorgos Friligos es socio asociado en la oficina de Miami; Yves Giraud es un experto de alto nivel en la oficina de Ginebra; David Liang es socio asociado en la oficina del Área de la Bahía; Yogesh Malik es socio principal de la oficina de Washington, DC; Nick Mellors es socio de la oficina de Seattle; Rahul Shahani es socio asociado en la oficina de Nueva York; y James Wallace es consultor en la oficina de Chicago.