El concepto de automatización es sencillo: crear herramientas que realicen tareas con mínima intervención humana. Y la motivación para más automatización es simple: las empresas pueden hacer más con menos. "Más" significa que las empresas pueden vender y entregar un mayor volumen de productos y servicios que nunca antes. "Menos" se refiere al hecho de que, gracias a la automatización, se requieren menos recursos.

Automatización en la práctica

Las cosas son más complicadas en el mundo real, ya que la automatización puede producir diferentes resultados dependiendo de cómo las empresas la implementen y adopten. Sin embargo, hay algunas cosas que casi todos los tipos de automatización tienen en común. Esto incluye cosas como:

• Inversión inicial significativa
  Esto generalmente significa que la automatización no generará ganancias por un tiempo (meses o incluso años, dependiendo del tipo de automatización). Dado que la mayoría de las empresas tienen presupuestos limitados, gastar en automatización generalmente significa pedir dinero prestado.
• Mantenimiento
  Esto puede ser costoso debido a la complejidad del equipo y software de automatización. Los costos de mantenimiento incluyen reparaciones, calibraciones, repuestos y servicios ofrecidos por los fabricantes de equipos y sus socios.
• La obsolescencia es inevitable
  Las empresas deben tener en cuenta la obsolescencia para optimizar su inversión. La terminación de cualquier tecnología o equipo puede ser tanto disruptiva como costosa. Esto se agrava con la transición a nueva tecnología, que también puede ser costosa de adquirir e implementar.

El gráfico a continuación muestra un escenario hipotético de los costos y beneficios potenciales durante el ciclo de vida de la automatización, desde la selección e implementación hasta el mantenimiento y la optimización. Los costos iniciales tienen un impacto negativo en la rentabilidad; sin embargo, esto cambia con el tiempo a medida que se adopta y optimiza la automatización.

Esta publicación no se centra exclusivamente en el componente principal de la Industria 4.0, automatización industrial, porque cualquier tipo de automatización puede contribuir al éxito de una empresa.

Echemos un vistazo a varios tipos de automatización y sus ventajas o desventajas.

Automatización tradicional

Las formas primarias de automatización existieron durante milenios, pero la Primera Revolución Industrial hizo posible automatizar operaciones a gran escala. Como se describe en mi columna mensual anterior, la Segunda Revolución Industrial y la Tercera Revolución Industrial crearon las condiciones adecuadas para una expansión global impulsada por la tecnología. A medida que las empresas expandieron sus operaciones, comenzaron a usar software, y más tarde internet, para aumentar la productividad y rastrear eficazmente los costos e ingresos.

El software es omnipresente pero requiere más que mínima intervención humana

Si usas software empresarial, probablemente hayas notado que requiere entrada de datos, configuración y mantenimiento. Estas pueden ser actividades que consumen mucho tiempo, especialmente para software sofisticado como sistemas ERP. Aunque mudarse a la nube hizo que el mantenimiento fuera más manejable, otros desafíos permanecen. Un nuevo problema traído por la consumerización del software es la tendencia de "trae tu propio software", también conocida como TI en la sombra. Como resultado, los usuarios pueden utilizar software no adquirido, implementado y mantenido formalmente por su empleador. Tales herramientas pueden ayudar a los empleados con tareas diarias, sin embargo, estas herramientas pueden traer desafíos, como la incapacidad de integrar estas herramientas con otro software de la empresa. La privacidad y la seguridad son otro problema, ya que las empresas tienen poco o ningún control sobre estas herramientas.

El principal beneficio del software empresarial es que hay productos y soluciones para prácticamente cualquier necesidad empresarial. Esto puede incluir contabilidad, RRHH, ventas, marketing, adquisiciones, gestión de inventarios, e incluso producción de productos.

Control numérico por computadora (CNC) y controlador lógico programable (PLC)

A medida que el equipo se volvió más sofisticado, las empresas intentaron encontrar formas de controlarlo con intervención humana limitada. Algunas empresas aprovecharon los sensores en el piso de producción para rastrear el uso del equipo y características ambientales importantes como la temperatura y la humedad. Los proveedores de activos fijos crearon software que analiza la información recopilada por estos sensores para identificar problemas potenciales antes de que empeoren, como el sobrecalentamiento. Estas soluciones se llamaron software de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) y se utilizan para monitorear datos de equipos en tiempo real. Las herramientas SCADA pueden traducir instrucciones de trabajo en lenguaje de máquina para que los activos fijos funcionen como deberían.

Sin embargo, hay algunos inconvenientes en estas herramientas. El software SCADA generalmente requiere hardware específico como el controlador lógico programable (PLC), que son computadoras robustas para uso industrial, para funcionar correctamente. SCADA y PLC pueden ser desafiantes de implementar y mantener en múltiples instalaciones. Además, estas herramientas solo son compatibles con activos fijos sofisticados, que suelen ser prohibitivamente costosos.

Nuevos tipos de automatización

Los nuevos avances tecnológicos, incluidos la impresión 3D y los robots autónomos, no son diferentes de los tradicionales solo porque sean nuevos. Otra diferencia fundamental es que pueden completar operaciones sin intervención humana. Su propósito no es reemplazar a los empleados, sino automatizar tareas mundanas y repetitivas para que las personas puedan centrarse en tareas complejas. Esto es fascinante ya que Peter Drucker, uno de los padres de la gestión moderna, predijo esto en los años 90 cuando acuñó el término "trabajador del conocimiento". Su ensayo de 1992 La nueva sociedad de las organizaciones sugirió que "el conocimiento es el recurso principal para los individuos y para la economía en general". Predijo que "esta transformación no se completará hasta 2010 o 2020".

Los nuevos tipos de automatización descritos a continuación ayudan a los empleados a centrarse en el trabajo del conocimiento al automatizar tareas repetitivas. La mayoría de ellos aún no son convencionales, principalmente debido a sus costos y otras limitaciones, pero ya están alterando muchos sectores industriales, incluidos la fabricación y la logística.

Bots y software de automatización de procesos robóticos (RPA)

Un bot es un software programado para realizar tareas automáticamente. A diferencia del software empresarial que cubre múltiples operaciones, los bots se utilizan para tareas muy específicas, incluidos transferencias de archivos o proporcionar respuestas simples a preguntas básicas. Recientemente interactué con un bot creado por una cadena de farmacias. Aunque el bot podía dar mucha información sobre los medicamentos, la dirección de la farmacia y otra información genérica, no pudo decirme por qué se retrasó la receta. Algunos bots son más inteligentes que otros, pero su propósito principal es realizar tareas repetitivas que son simples y directas.

Miré las reseñas de G2 para software de automatización de procesos robóticos (RPA) para ver cómo las empresas usan bots. La nube de palabras a continuación resume los usos más importantes de los bots. Los beneficios más comunes fueron la reducción de tiempo, mejor eficiencia laboral, reemplazo de Excel y menos intervención humana. En cuanto al uso de bots para necesidades empresariales específicas, los más mencionados fueron correo electrónico, proyectos y finanzas. No hubo mención de operaciones de fabricación realizadas por bots y solo unas pocas referencias a inventario y cadena de suministro.

Los bots son relativamente fáciles de adoptar. Sin embargo, no tienen tasas de adopción más altas ya que no son utilizables para todos los departamentos de una empresa, al menos no todavía. Las empresas pueden crear bots personalizados para sus necesidades específicas, pero esto generalmente requiere una mayor inversión en software RPA y personal calificado.

Impresión 3D o bricolaje para fabricación ligera

La fabricación aditiva (un nombre elegante para la impresión 3D) permite a las empresas crear rápidamente objetos y productos que pueden venderse o usarse como componentes y partes. La impresión 3D requiere una inversión significativa en hardware (la impresora) y materiales utilizados para la impresión. También hay software de impresión 3D, que puede entregarse con la impresora o por separado. Otro desafío de la impresión 3D es adaptar modelos 3D al software de impresión 3D. Se necesita un modelo 3D del artículo antes de imprimirlo. Por lo general, esto se puede crear con software de diseño asistido por computadora. Las empresas pueden usar software de bibliotecas CAD para evitar costos iniciales. Esto permite a los usuarios encontrar miles de modelos 3D que pueden descargarse y modificarse fácilmente, sin tener el conocimiento profundo para construirlos desde cero.

Aunque las impresoras 3D son noticia por su capacidad para crear casas pequeñas y un barco de 25 pies y 5,000 libras, este tipo de tecnología se utiliza principalmente para crear piezas pequeñas. Otra desventaja de la impresión 3D es que no puede imprimir herramientas o equipos que tengan partes móviles, como motores. Teóricamente, todas las partes de un motor pueden imprimirse por separado y luego ensamblarse. Sin embargo, en la práctica, la mayoría de los materiales de impresión 3D no son lo suficientemente robustos para crear piezas de motor resistentes.

Internet de las cosas (IoT) e IoT industrial

Internet de las cosas (IoT) es un sistema que conecta dispositivos de todo tipo utilizando internet. Esto incluye teléfonos, máquinas y activos más sofisticados. Cuando se combina con tecnologías como GPS o RFID, las redes IoT pueden usarse para rastrear personas, vehículos e incluso animales. Las aplicaciones de IoT a menudo abarcan diferentes operaciones comerciales como fabricación y mantenimiento, ventas, servicio de campo y cadena de suministro.

Similar al control numérico por computadora (CNC), IoT requiere hardware y redes físicas, que se mantienen utilizando plataformas IoT. Hay productos de software para la gestión de dispositivos, desarrollo de aplicaciones IoT o análisis IoT. Estos productos no siempre están estrechamente integrados, lo que dificulta la adopción de IoT por parte de las empresas.

Un inconveniente significativo de IoT es el hecho de que requiere redes complejas para intercambiar datos entre dispositivos. Los dispositivos básicos como los teléfonos inteligentes pueden usar conexiones a internet Wi-Fi, pero el equipo sofisticado requiere sensores y redes personalizadas que requieren mantenimiento y consumen mucha energía. IoT puede necesitar su propia red dedicada. Esto es en parte por lo que los operadores de telecomunicaciones recientemente comenzaron a ofrecer redes de banda estrecha de bajo consumo para IoT.

Los robots pueden ser inteligentes, pero no siempre son inteligentes

Los robots se han utilizado en sectores industriales como la fabricación durante décadas. La característica principal de los robots solía ser que podían realizar operaciones complejas, pero no podían aprender. Sin alimentar a los robots con instrucciones y datos claros, simplemente no podían operar.

Los robots autónomos utilizan inteligencia artificial y aprendizaje automático para adaptarse a su entorno. Por ejemplo, los robots de almacén pueden evitar personas y otros objetos en movimiento. En la fabricación, los robots inteligentes pueden dejar de realizar tareas específicas cuando detectan a una persona en su proximidad. Algunos robots pueden mantenerse a sí mismos, no completamente, pero cosas simples como encontrar y conectarse a una estación de carga.

Como se muestra a continuación, se espera que el mercado de robots industriales crezca significativamente en el corto plazo.

Fuente: Federación Internacional de Robótica

Por ahora, los robots siguen siendo costosos, y la mayoría de las empresas no pueden permitirse invertir en robots autónomos. Vale la pena mencionar que el entorno físico donde funcionan los robots puede tener un impacto en su eficiencia. Esto significa que la infraestructura industrial, como almacenes e instalaciones de producción, también puede necesitar mejoras.

Automatización total e Industria 4.0

La automatización total es muy rara y solo hay unos pocos ejemplos de almacenes y fábricas totalmente automatizados:

• El primer almacén "sin humanos" del mundo se abrió en Shanghái en junio de 2018 y utiliza 20 robots para una superficie de 40,000 metros cuadrados. No es 100% sin humanos porque todavía requiere cinco personas para mantener las máquinas. Para comparar, un almacén de este tamaño típicamente emplea a 500 empleados.
• Las instalaciones de fabricación "sin luces" (o oscuras) dependen de robots que pueden trabajar en la oscuridad. El principal beneficio es que los robots pueden trabajar 24 horas al día y ser más eficientes que los humanos. Un gran ejemplo de fabricación sin luces es Fanuc, una empresa japonesa donde los robots fabrican otros robots.

Aunque la automatización total todavía está en su etapa inicial de desarrollo, se espera que acelere el ritmo. La automatización total proporcionará beneficios significativos a las empresas, tales como:

• Debido a la superior precisión de los robots y su disponibilidad ilimitada, las empresas experimentarán un aumento en la productividad y eficiencia.
• Esta tecnología mejorará la seguridad para los empleados, que estarán menos involucrados en trabajos peligrosos, y para los consumidores, que se beneficiarán de una mejor calidad de producto.
• La automatización total significa un tiempo más corto para llegar al mercado y una personalización de productos más fácil, ya que los robots se adaptan más rápido a nuevas instrucciones de trabajo que los humanos.

A pesar de todas las tecnologías inteligentes disponibles hoy en día, lograr la automatización total llevará décadas. Piensa en los robots autónomos como niños: pueden aprender, pero su rendimiento futuro depende de qué y cómo les enseñamos. Al igual que los niños, los robots necesitan más que información; necesitan entender la lógica detrás de lo que hacen.

Como se menciona en un artículo de investigación sobre Tendencias futuras en la automatización de procesos, "Un problema clave en la ingeniería de control es la aplicación a sistemas altamente complejos: el acoplamiento de sistemas heterogéneos complicados y grandes en los que están involucradas diferentes disciplinas y diferentes tipos de información están disponibles o deben descubrirse."

Aunque este informe se publicó en 2007, creo que su conclusión aún se aplica hoy en día.