Revista Metalmecánica Ed. 2 Vol. 27 (AbrMay)

METALMECANICA.COM INFORMACIÓN TÉCNICA Y DE NEGOCIOS PARA LA INDUSTRIA EN AMÉRICA LATINA

SE ENVÍA ARCHIVO DE PORTADA APARTE REPARACIÓN DE PARTES COMPLEJAS Un nicho abierto por la manufactura aditiva

WWW.METALMECANICA.COM

EDITORIAL

www.metalmecanica.com Edición 2 Vol 27 Abril - Mayo 2022 ISSN 0124-3969

HEADQUARTERS B2BPortales, Inc C/O MMCO 2155 Coral Way Miami, FL 33145 EEUU Tel.: +1 (305) 448 68 75 Calle 73 # 10 - 83, Torre C Piso 4 Bogotá, Colombia

EDITOR-IN-CHIEF Dr.-Ing. Miguel Garzón miguel.garzon@b2baxioma.com PRODUCTION Agencia La Fábrica - Mercadeo Estratégico DESIGN AND LAYOUT Paola Niño paolan.lafabrica@gmail.com Estefania Chacón estefaniac.lafabrica@gmail.com

SALES REPRESENTATIVES UNITED STATES, CANADA & BRAZIL Teri Rivas Associate Publisher +1 (561) 358-6077 teri.rivas@axiomab2b.com LATIN AMERICA MEXICO Carmen Bonilla Cel: +52 (81) 1378-1703 Tel: +52 (81) 1492-7353 carmen.bonilla@axiomab2b.com Stella Rodríguez Cel: +52 1 (55) 1882-4802 Tel: +52 1 (55) 539-32028 stellar@prodigy.net.mx EUROPE FRANCE, SPAIN & PORTUGAL INDIA Eric Jund Ph: +33 (0) 493 58 7743 Fax: +33 (0) 493 24 00 72 eric.jund@axiomab2b.com (Except France, Spain & Portugal) Lerner Media Consulting Martina Lerner Ph: + 49 (6) 2269-71515 lerner-media@t-online.de

ASIA Sydney Lai Marketing Manager Ph: +886-42329-7318 X 16 sydneylai@ringier.com.hk TAIWAN Ringier Trade Publishing Ltd Amber Chang Ph: +886 (4) 232 - 97318 Ext. 11 amberchang@ringier.com.hk EAST CHINA Ringier Trade Media Ltd. Vivian Shang Ph: +86-21 6289 5533 Vivian@ringiertrade.com NORTH CHINA Ringier Trade Media Ltd. Maggie Liu Ph: +86-20 8732 3316 maggieliu@ringiertrade.co HONG KONG Ringier Trade Publishing Ltd Michael Hay Ph: +85 (2) 236 - 98788 Ext. 11 mchhay@ringier.com.hk

¡POR EL DERECHO

U

A REPARAR!

no de los pilares fundamentales de la economía circular es la extensión de la vida útil de los productos: Reducir la tendencia descabellada que nos ha llevado como sociedad a aceptar la obsolescencia programada de muchos de nuestros elementos de consumo.

Una iniciativa llamada “El derecho a reparar” (https://repair.eu ) está siendo divulgada en el continente europeo para asegurar que (inicialmente) los fabricantes de dispositivos electrónicos apliquen una serie de requerimientos de diseño que permitan ensamblar y desensamblar sus productos, para reemplazar componentes clave.

En el corto plazo los activistas se proponen crear una etiqueta que proponga una escala de “Reparabilidad” para los productos como teléfonos y laptops, tal como existen hoy en día etiquetas de consumo energético.

Esta iniciativa está llamando la atención rápidamente para extenderse hacia otras industrias. Y por supuesto es el caso de la nuestra. La comisión para el transporte del parlamento europeo indicó en un documento que sugiere explorar los beneficios que traería a los procesos de reparación una combinación eficiente de escaneo e impresión 3D. Precisamente nuestro artículo de portada trata sobre esta temática: las posibilidades de negocio que se abren en nuestra región para la reparación de piezas complejas usando las nuevas tecnologías de manufactura aditiva. ¿Por qué no hacer un buen negocio de esto ahora que posiblemente sea parte de la manera de mantener nuestras máquinas? MMI

DR.-ING. MIGUEL GARZÓN IMAGE BANK Shutterstock • Freepik PREPRESS & PRINTING Quad Graphics Colombia S.A.S.

METALMECÁNICA 27-2

Metalmecánica Internacional miguel.garzon@b2baxioma.com

3

CONTENIDO PRODUCCIÓN INTELIGENTE

08

www.axiomab2b.com

¿Un GPS para talleres? la pieza "decidirá" como fabricarse

CEO Mariano Arango L. mariano.arango@axiomab2b.com OPERATIONS MANAGER Diego Carvajal diego.carvajal@axiomab2b.com ADMINISTRATIVE AND FINANCIAL MANAGER Óscar Higuera oscar.higuera@axiomab2b.com HEAD OF GROWTH Laura Restrepo laura.restrepo@axiomab2b.com DIRECTOR OF OPERATIONS Iván García ivan.garcia@axiomab2b.com HEAD OF CONTENT Alejandra Leguizamón alejandra.leguizamon@axiomab2b. com PRINT AND EVENTS PRODUCT LEAD Jennifer Guio jennifer.guio@axiomab2b.com BOARD OF DIRECTORS Marcelino Arango L. Diego Carvajal

13 18 El rol de los datos en la transformación digital

Implementando la manufactura esbelta

Unión por difusión Innovación para unir metales disímiles MERCADO E INDUSTRIA Hecho en Colombia, por Colombianos Prohibida la reproducción total o parcial del contenido de esta revista sin autorización expresa de los editores.

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

27 41

La opinión de los columnistas no refleja necesariamente la posición editorial de la revista METALMECÁNICA Las imágenes que ilustran los temas no corresponden a publicidad, son utilizadas según el archivo fotográfico de revista METALMECÁNICA y Axioma B2B Marketing para fines editoriales.

La industria 4.0 apunta en dirección a la implementación de los gemelos digitales

56 México supera a Alemania y se coniverte en el cuarto productor de autopartes a nivel mundial

TECNOLOGÍA

44

Reparación de partes con manufactura aditiva: Un gran nicho de trabajo por explotar

54

Seco Tools inaugura una nueva planta de producción en México

PRODUCCIÓN I N T E L I G E N T E

08 ¿Un GPS para talleres? la pieza "decidirá" como fabricarse

13 La industria 4.0 apunta en dirección a la implementación de los gemelos digitales

18 El rol de los datos en la transformación digital

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

8

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

¿UN GPS PARA TALLERES?

LA PIEZA "DECIDIRÁ" COMO FABRICARSE La gestión de la producción debe ser adaptativa, capaz de ajustarse a diferentes necesidades técnicas y a las limitaciones impuestas por el mercado.

Por: Jose F. Pulido Jiménez

E

n el pasado encuentro latinoamericano Smart Production, organizado por la revista Metalmecánica Internacional, el Prof. Dr.-Ing. Kristian Arntz tuvo la oportunidad de describir, desde su experiencia y trabajo en diversas instituciones de manufactura en Alemania, cómo pensar la planeación de producción de una manera inteligente e integral, a la luz de las opciones que el desarrollo digital ha posibilitado.

La “visión de la producción del futuro” -comenta el Dr. Arntz- inicia desde el concepto de que la tecnología y la digitalización se han de mantener tanto al servicio de la productividad como del ser humano, al que no reemplazan sino que potencian, facilitando su capacidad de toma de decisiones.

Desde esta orilla se piensa entonces en una gestión inteligente de producción que ‘piense’ en equipo junto con las personas que finalmente determinan qué secuencias de fabricación se requieren para un componente dado. Bajo este marco se ha empezado a pensar en una fabricación donde su organización sea adaptativa, esto es, que sea capaz de ajustarse tanto a diferentes necesidades técnicas como a aquellas limitaciones impuestas por el mercado mismo.

METALMECÁNICA 27-2

Este concepto de ‘organización inteligente’ se suma -e idealmente se antepone- a los conceptos de fabricación que han sido tema de discusión en las décadas más recientes, entre los cuales se cuentan: la versión tradicional, donde el taller se organiza de acuerdo con funciones comunes a cada uno de los equipos (torneado en una zona, fresado en otra); la versión industrializada, en cuyo caso se orienta la producción a núcleos de fabricación de componentes que comparten características comunes; y la versión de automatización completa, en la cual la secuencialidad de labores de fabricación se logra optimizar para un mismo tipo de componentes con características conocidas y bien delimitadas.

El cambio más reciente entre los mencionados, al pasar de un concepto de organización automatizada a uno inteligente, es la reacción a la falta de flexibilidad a la que se ha llegado en talleres con un grado demasiado alto de automatización. Un bloqueo en este tipo de organizaciones, por ejemplo, provoca -con muy alta probabilidad- la parada de toda una línea de fabricación y, del mismo modo, un proyecto de fabricación de nuevos componentes suele implicar una ardua tarea de montaje de nuevas líneas o de reorganización y optimización de secuencias de fabricación existentes.

9

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

PROF. DR.-ING. KRISTIAN ARNTZ Director de la cátedra de procesos de manufactura, Universidad de ciencias aplicadas de Aachen, Alemania

‘ORGANIZACIÓN INTELIGENTE’ DE LA PRODUCCIÓN

La organización inteligente de la producción implica, en cambio, un entendimiento profundo del efecto de cada proceso sobre los componentes en fabricación para, de esta manera, poder funcionar tal como funciona un sistema automatizado de navegación GPS. Con información de entrada suficiente tal como el tráfico, los sentidos de las calles y carreteras, las distancias y el tipo de movilización elegida, es capaz de orientar al usuario por la ruta óptima para llegar a su destino. En caso de fabricación, se hablaría de aquella secuencia de fabricación que represente un menor gasto de recursos en tiempo y dinero.

El Dr. Arntz identifica cinco retos para la implementación de esta aproximación: La necesidad del mercado de fabricar piezas únicas, las cuales deben ajustarse a la capacidad de fabricación existente en cada taller y pueden no contar con suficiente información de piezas ya fabricadas con anterioridad.

El dinamismo requerido en cuanto a control de procesos, donde existen factores de difícil control tales como la disponibilidad de herramental y materias primas, así como la tenencia de

10

diseños finales de componentes a fabricar (muchos cambios se dan en etapas avanzadas de proyectos).

Las fuentes de información requeridas para hacer una integración transversal de procesos (organización-diseño-fabricación) suelen basarse en herramientas de software disímiles entre sí.

LA TECNOLOGÍA Y LA DIGITALIZACIÓN SE HAN DE MANTENER TANTO AL SERVICIO DE LA PRODUCTIVIDAD COMO DEL SER HUMANO, AL QUE NO REEMPLAZAN SINO QUE POTENCIAN, FACILITANDO SU CAPACIDAD DE TOMA DE DECISIONES.

Las predicciones de tiempos o costos de manufactura no siempre son precisas y, dependiendo del proceso, pueden diferir entre 20% y 80% del tiempo real utilizado para llevar a cabo una tarea.

El cambio demográfico continuo hace que los ‘expertos’ de la producción no estén de manera permanente para establecer una secuencia de manufactura óptima con base en experiencias anteriores.

Para lidiar con los puntos anteriores, se propone un trabajo de desarrollo en cuatro puntos mediante los cuales sea posible hablar de una ‘organización inteligente’.

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

Por lo general este trabajo se desarrolla en el taller de la mano del equipo de ‘expertos’ más conocedores de cada proceso, quienes determinan la secuencia de operaciones para llegar a un producto final. Sin embargo, a pesar de la gran capacidad humana para lograr esta determinación, en muchos de los casos un sistema digital alimentado con la información correcta tendrá una mayor capacidad para considerar y dimensionar las implicaciones de elegir una secuencia u otra, partiendo de cientos o miles de combinaciones de alternativas que lograrían una misma pieza resultante al final.

AL PASAR DE UN CONCEPTO DE ORGANIZACIÓN AUTOMATIZADA A UNO INTELIGENTE ES POSIBLE REACCIONAR A LA FALTA DE FLEXIBILIDAD A LA QUE SE HA LLEGADO EN TALLERES CON UN GRADO DEMASIADO ALTO DE AUTOMATIZACIÓN, DONDE UN BLOQUEO EN UNA MÁQUINA SIGNIFICA EL PARO DE TODA UNA LÍNEA.

1

PRIMER RETO: LA CLASIFICACIÓN DE COMPONENTES

El primer punto por tratar es el de la clasificación de componentes de acuerdo con sus características geométricas. Si bien es cierto que muchas herramientas de CAM son capaces de proponer y optimizar de forma cada vez más poderosa trayectorias de herramienta y parámetros de fabricación, para componentes complejos no es suficiente establecer los parámetros para un solo proceso. En tal caso, es necesario poder extraer de manera automatizada las características (features) de un diseño de componente y tener la capacidad de decidir de qué manera se va a trabajar cada una de ellas. Con esto se busca tener la capacidad de empezar desde un bloque de material sobre el cual se pueda prever una secuencia de fabricación en procesos que puedan ser diferentes entre sí, conociendo entre cada paso cómo se va afectando la geometría de tal bloque hasta llegar a la pieza final.

METALMECÁNICA 27-2

Una metodología para extracción de características geométricas, usada cada vez más en la actualidad, se basa en ‘voxels’, los cuales son representaciones tridimensionales de un componente a base de cubos, similar al concepto de un pixel en una imagen bidimensional. Con la ayuda de herramientas de análisis mediante inteligencia artificial, es posible correlacionar tipos de características geométricas (escalones, curvas, agujeros, superficies, etc) con uno o varios procesos, para poder proponer una o múltiples secuencias de fabricación para la pieza estudiada.

2

INFORMACIÓN Y SECUENCIAS DE FABRICACIÓN

En segundo lugar, la ‘Organización inteligente’ de la producción debe contar con un componente de entendimiento entre diferentes fuentes de información, entre las cuales se pueden listar las áreas de planeación, manejo CAM y parametrización de máquina. El entendimiento de ellas tres, por lo menos, puede entregar información clara, completa y actualizada de cómo se fabrica cierto componente y cuánto tarda,

11

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

basado en la clasificación de componentes explicada en el punto anterior. Esta trazabilidad de la información es clave para poder realizar una estimación realista de costos y tiempos que pueda permitir una toma de decisiones informada a nivel del taller.

La existencia de tal trazabilidad da la entrada al tercer punto donde se generan secuencias de fabricación de manera automatizada, con base en las capacidades del proceso y las características geométricas del componente a fabricar. Esta ruta es posible de realizar ya que, al tener la posibilidad de manejar información transversal a la organización, es posible realizar una estimación a priori de tiempos y costos asociados a una secuencia establecida. En ese marco, el sistema de organización inteligente logra funcionar como un sistema de navegación, al determinar la ruta óptima para la fabricación de cierta componente.

LA ESTANDARIZACIÓN SE HA VENIDO LLEVANDO GRAN PARTE DE LA FLEXIBILIDAD EN EL TALLER DE FABRICACIÓN. PARA RECUPERARLA, SE PREVÉ QUE EL CAMINO REQUERIRÁ DEL TRABAJO HUMANO-MÁQUINA A NIVEL DIGITAL

Y, FINALMENTE, LA CAPACIDAD DE PREDECIR

El Dr. Arntz concluye con la necesidad de predecir tiempos y costos asociados a la fabricación de piezas ya que, lamentablemente, es posible que la clasificación de componentes propuesta en el primer punto no tenga suficiente información como para poder mapear operaciones en piezas con geometrías totalmente nuevas.

En un estudio realizado entre 2017 y 2020 entre algunos talleres alemanes se encontró que la diferencia entre la estimación de tiempos de fabricación mediante sistemas inteligentes y el tiempo real varió cerca de 24% en procesos de fresado, 18% en procesos de electroerosión por hilo y 82% en electroerosión por penetración.

Es por lo anterior que el modelo de análisis basado en datos es tratado como una ‘caja negra’ ya que de-

12

pende puramente de la disponibilidad de información extraída de manera posterior a la validación de una secuencia de manufactura. La propuesta es, por esto, unir esta aproximación con una de ‘caja blanca’, la cual esté basada en modelos matemáticos que logren explicar la física detrás de cada proceso. El resultado, una ‘caja gris’ que no tarde tanto en la generación de un modelo físico detallado pero que aporte precisión a aquellas decisiones automáticas basadas en datos.

La estandarización se ha venido llevando gran parte de la flexibilidad en el taller de fabricación. Para recuperarla, se prevé que el camino requerirá del trabajo humano-máquina a nivel digital, desde el cual se logren enriquecer las capacidades de organización inteligente de secuencias de fabricación para lograr, de esta manera, fortalecer la capacidad de planeación y conocer a profundidad el propio proceso.

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

LA INDUSTRIA 4.0 APUNTA

EN DIRECCIÓN A LA IMPLEMENTACIÓN DE LOS GEMELOS DIGITALES

Tomar decisiones rápidas en tiempo real, mantener la productividad y mejorar la calidad del producto final son algunas de las ventajas que trae a la industria la implementación de esta tecnología.

Por: Miguel Durán

13

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

E

l doctor ingeniero Diego Alejandro Muñoz, profesor de la Escuela de Matemáticas de la Universidad Nacional de Colombia, fue uno de los doce speakers de Smart Production, la cumbre de la revista Metalmecánica que tuvo como eje central el uso de herramientas de la Industria 4.0 para aumentar la productividad.

Muñoz, quien en su trabajo como investigador ha estado vinculado a la industria manufacturera, es experto en crear modelos matemáticos, sustentados en leyes físicas y principios lógicos, para entender y optimizar procesos industriales. En Smart Production habló sobre modelamiento y gemelos digitales, una alternativa para aprovechar los datos y mejorar la toma de decisiones.

“Esta charla tiene que ver con dos elementos fundamentales. El modelamiento y la forma como este puede ayudarnos a hacer control adecuado y riguroso para la optimización de procesos industriales”, señala Muñoz y agrega que todo se enmarca entornos de trabajo con procesos complejos.

DR.-ING. DIEGO ALEJANDRO MUÑOZ profesor de la Escuela de Matemáticas de la Universidad Nacional de Colombia

14

¿QUÉ SON PROCESOS COMPLEJOS?

El investigador define los procesos complejos como un tipo de sistema en donde se tienen involucradas muchas variables y parámetros de operación. “En nuestra cabeza podemos tener algunas relaciones de tres, cuatro o cinco variables y saber qué efecto tiene cuando se realiza algún cambio en la operación. Sin embargo, hay sistemas donde ese número es de 100, 200 o 500 variables. Eso se vuelve inmanejable”, comenta.

Al ser tantas las variables se involucran diferentes fenómenos, como transferencia de masa, energía, calor, etc. Así mismo se presentan diferentes tipos de operaciones, ya sea en paralelo, en serie o en ciclos, que hacen que sean difíciles de operar. “A eso es lo que llamamos un proceso complejo, porque de alguna manera toca usar herramientas computacionales para operar y tomar decisiones sobre este tipo de sistemas”, dice Muñoz.

Por ser un proceso complejo, constantemente se está tomando mucha información de los sistemas. Con esta se observa qué puede estar sucediendo y se toman decisiones. Muñoz precisa que con toda esa información se puede modelar para tomar decisiones mucho más acertadas con los gemelos digitales.

¿QUÉ ES UN GEMELO DIGITAL?

“Es representar el objeto real con toda la información que se tiene disponible”, explica el investigador y señala que se usa para poder observar un comportamiento de interés. “Muchas veces se quiere tener toda la repre-

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

sentación completa del objeto real, pero en la práctica a veces es imposible o es complejo desde el punto de vista computacional operar sobre ese tipo de representaciones, por eso el gemelo va estar limitado a lo que realmente interesa”.

Los gemelos digitales que están formulados bajo representaciones matemáticas tienen una alta capacidad de predicción. Con estos se pueden tomar decisiones de optimización o control en sistemas que van permitir hacer seguimiento de lo que se quiere.

TIPOS DE GEMELOS DIGITALES

PARA LOGRAR PROCESOS DE MODELADO EXITOSOS ES IMPORTANTE LA INTERACCIÓN ENTRE EMPRESAS Y ACADEMIA. LA ACADEMIA TIENE LA INFORMACIÓN EN CUANTO A METODOLOGÍAS, ALGORITMOS, IMPLEMENTACIÓN DESDE EL PUNTO DE VISTA MATEMÁTICO, PERO QUIEN CONOCE EL PROCESO SON AQUELLOS QUE LO OPERAN.

El primero es la ‘caja blanca', basado completamente en primeros principios y leyes de conservación. En este se tiene toda la información fenomenológica del sistema.

Sin embargo, Muñoz señala que normalmente son difíciles de obtener porque se desconocen muchas cosas de lo que está sucediendo en los procesos que se operan, “por eso terminan siendo computacionalmente muy complicados”.

La ‘Caja negra’, el segundo tipo, usa correlaciones empíricas. Muñoz explica que estas toman datos, relacionan las variables de acuerdo a la información que se tiene y tienen la capacidad de hacer buenas predicciones, “pero insuficiencia en cuanto al fenómeno que está ocurriendo en el sistema”.

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

“LA RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS VA A ALIMENTAR LOS GEMELOS DIGITALES PARA QUE ESTOS, BASADOS EN LAS LEYES FÍSICAS QUE GOBIERNAN LOS PROCESOS, PUEDAN AYUDAR A TOMAR DECISIONES EN TIEMPO REAL, PARA QUE LAS MISMAS MÁQUINAS OPTIMICEN SUS PROCESOS”.

La combinación de estos dos sistemas genera el tercero: la ‘Caja gris’, el cual permite construir modelos que tienen una estructura que puede ser fenomenológica. “Esta nos dice lo que realmente está pasando, pero para algunas cosas que no se pueden calcular exactamente se debe usar correlaciones empíricas”, señala Muñoz y explica que a este tipo de modelos se le llaman empíricos de base fenomenológica.

¿CÓMO SE CREAN LOS GEMELOS DIGITALES?

El primer paso es tener muy claro lo que se quiere modelar, por

16

ende se debe tener una descripción sobre lo que está pasando en el sistema. En segunda instancia se deben definir algunas hipótesis de modelado, tratando de buscar las analogías más cercanas sobre lo que está sucediendo en el sistema.

En tercer lugar se parten las cosas en ‘pedazos’, comenta Muñoz y explica que modelar algo complejo como un todo es difícil.

“Si se centran en pedazos del sistema y se aplican las cosas que se saben en cada uno de esos subsistemas se puede tener un modelo completo del sistema grande”. Por último, se deben aplicar principios de conservación, leyes y todo lo que se tiene en la teoría de sistemas para representar matemáticamente lo que se quiere modelar.

“En las tres primeras etapas es clave la participación de las empresas y las industrias”, afirma Muñoz. Después de estas hay un conjunto de técnicas y teorías que se pueden construir si se tiene la información completa brindada por estas. El investigador destaca que para lograr procesos de modelado

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

exitosos es importante la interacción entre empresas y academia.

“En la industria hay una necesidad por tener los gemelos digitales, pero también se debe entender que esta se resuelve si ambas partes están integradas”, señala y agrega que, la academia tiene la información en cuanto a metodologías, algoritmos, implementación desde el punto de vista matemático, pero quien conoce el proceso son aquellos que lo operan.

UNA SOLUCIÓN QUE PUEDE AYUDAR A MUCHAS INDUSTRIAS

Un gemelo digital se puede obtener con una buena interacción de forma sencilla en 4 o 5 meses. “Todo no se puede quedar en construir el gemelo y ya, eso se deben usar en aplicaciones reales para la toma de decisiones inteligentes”, afirma Muñoz.

En este caso el internet de las cosas y los estimadores de estado, representado en los sensores físicos y la conectividad son clave para seguir este tipo de sistemas.

“Por un lado se tiene sensores que pueden tomar medi-

das que se transmiten de forma inalámbrica a receptores.

Estos toman la información y se puede visualizar”, explica Muñoz y agrega que esos datos se pueden relacionar para predecir cosas con los modelos matemáticos.

Para el investigador, la mayoría de los procesos en la industria son complejos, por eso es importante adicionar gemelos digitales con la ayuda del internet de las cosas para la toma de decisiones en las empresas y responder preguntas claves en la operación.

Miguel Garzón, editor de la revista Metalmecánica, afirma que este es el verdadero futuro de la industria 4.0.

“La recopilación y análisis de datos va a alimentar los gemelos digitales para que estos, basados en las leyes físicas que gobiernan los procesos, puedan ayudar a tomar decisiones en tiempo real, para que las mismas máquinas optimicen sus procesos”.

Por último, destaca que es ahí donde entra el concepto de la flexibilización de la producción, de cómo tomar decisiones rápidas en tiempo real en caso de que algo cambie en la línea de producción, manteniendo la productividad y la calidad.

EL ROL DE LOS DATOS

EN LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL

Para digitalizar la industria manufacturera, es fundamental iniciar procesos de transformación que tengan como protagonista a la información que emana de los procesos productivos.

Por: Jorge Iván Parada Hernández

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

L

a transformación digital es una prioridad a corto plazo para las plantas de manufactura y uno de los métodos más efectivos para lograr este fin es el internet de las cosas industriales (o IIoT por sus siglas en inglés). Según Anupkumar Ketkale, business head de Bosch Digital, cosechar la información producida a partir de los equipos y circuitos de producción puede ser de provecho para impulsar la digitalización de la manufactura.

PREPARATIVOS Y ETAPAS INICIALES PARA LA TRANSICIÓN DIGITAL

Durante su presentación en Smart Production, el ejecutivo explicó que para iniciar estos procesos de digitalización se necesita una gran cantidad de planeación en la medida que se debe diagnosticar cómo se encuentra la planta de producción en términos de comunicación y dependencia de sistemas. "Hay que considerar una gran cantidad de factores. El tiempo, transparencia, agilidad, calidad y costo son importantes [para calibrar la transformación]" dijo Ketkale.

Durante este diagnóstico, es necesario definir el objetivo de la transformación, pues es posible "digitalizar la fábrica, entrar al espacio conectado de la industria o a la mera transformación del negocio". A esta etapa se le conoce como el "Digital Jump Start."

COSECHAR LA INFORMACIÓN PRODUCIDA A PARTIR DE LOS EQUIPOS Y CIRCUITOS DE PRODUCCIÓN PUEDE SER DE PROVECHO PARA IMPULSAR LA DIGITALIZACIÓN DE LA MANUFACTURA.

En uno de los ejemplos ofrecidos por Ketkale se evidencia esta transición. Por medio de la adquisición de los llamados productos conectados, una fábrica puede convertirse en una digital; estos son los que permitan la posibilidad de recolectar datos de la planta de manufactura además de conectarla más entre sus partes.

METALMECÁNICA 27-2

Una vez la implementación de dichos productos se ponga en marcha, es vital digitalizar estos medidores que se evidenciarán durante esta transición. Solo así se puede entender el impacto de la transformación en sus etapas iniciales: ¿Cuánto varía el tiempo de preparación de procesos productivos? ¿Hay tiempos cortos de inactividad? ¿Cuál es el ciclo óptimo operativo? ¿Cuál es la velocidad de respuesta en caso de un mal funcionamiento de la cadena productiva?

Esta recolección de datos, para fortuna de los usuarios, se convertirá en una solución que madurará sola a medida que los datos se tabulen en la plataforma de escogencia del cliente. Según Ketkale: "después de 3, 6 u 8 meses, no habrá que introducir nueva información.

La solución madurará sola. El 95% de la información estará en la plataforma y esta podrá darles respuestas automáticas en adelante."

LA DIGITALIZACIÓN MADURADA Y LA OPTIMIZACIÓN DE SOLUCIONES

Existen niveles de profundidad en cuanto al proceso de la transformación y el siguiente escalón se trata de una inspección de las capacidades de la maquinaria en una planta de manufactura (o OEE Monitoring por sus siglas en inglés). Aquí entran factores como la disponibilidad de la máquina, su productividad, y la calidad de su trabajo.

El ejecutivo de Bosch insiste que en el camino a la transformación digital consta de tres etapas. La primera de estas es la llamada Manufactura Lean, en la que se forma un equipo de expertos, se analiza la operación productiva y se inicia el proceso de digitalización. Después llega la etapa de Manufactura Habilitada, en donde prácticas como la implementación de servicios de nube se adoptan, y Fábrica Conectada, donde estos procesos son refinados y estandarizados, incluso permitiendo la implementación de arquitecturas híbridas entre servidores locales y la nube.

El mismo ponente explicó este proceso de Bosch en su propia transformación digital. "Se comienza con algunos pilotos pequeños en los que vimos algunas ganancias en eficiencia, en nuestro inventario. Una vez vimos el potencial, lo aplicamos a todas nuestras cadenas de valor; primero empezamos con una, luego lo

19

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

ANUPKUMAR KETKALE business head de Bosch Digital

implementamos en todas dentro de una misma planta. Vimos un ahorro exponencial. Después implementamos la solución en otras plantas. Así creamos una Red de Producción Internacional (RPI)".

La ventaja de este modelo de Bosch es que, como es su caso, al tener varias plantas en muchos países, se puede rastrear el mejor desempeño y la información valiosa de esta, para así implementarla para todas las demás plantas de la compañía. "En vez de crear distintas estrategias para distintas plantas, implementamos la solución de mejores resultados en ellas. Al reciclar el ciclo, ahorramos tiempo. Eso nos permite mantenernos sostenibles", señaló Ketkale.

¿QUÉ SE PUEDE ESPERAR?

El ecosistema que se establece con la transformación digital se puede describir de la siguiente forma. Un conjunto de dispositivos y sensores recolectan la información que luego es transferida a través de protocolos de productividad a través de un Gateway, que asegura que los datos puedan ser leídos por el sistema de más alto nivel. Aquí es cuando son almacenados en plataformas o servicios de nube, que a su vez son mediados por protocolos de gestión.

Una vez construido este ecosistema, es de esperar un gran volumen de información que proviene

20

de las máquinas, por lo que hay que atender a una "sostenibilidad de los datos". "Recolectamos los datos, los procesamos, le aplicamos el conocimiento de la Industria; ahí es cuando se crean los nodos y hacemos 'clustering' de datos. Si ya tenemos estos clusters de datos, significa que la información está segregada y sabemos qué datos necesitamos. En este punto nos deshacemos de la información no necesaria", explicó el ejecutivo de Bosch.

ESTA RECOLECCIÓN DE DATOS, PARA FORTUNA DE LOS USUA­RIOS, SE CONVERTIRÁ EN UNA SOLUCIÓN QUE MADURARÁ SOLA A MEDIDA QUE LOS DATOS SE TABULEN EN LA PLATAFORMA DE ESCOGENCIA DEL CLIENTE.

En la medida que el proceso de recolección de datos se mantenga, este se va a refinar con el tiempo. Al principio es posible que el volumen de información parezca considerable, pero eventualmente, este se podrá optimizar. "Los sensores recolectan datos por segundo; casi un terabit de información al día. No queremos toda esa información", dice Ketkale.

Aquí es cuando viene una etapa de visualización, que es sucedida por la de 'causalidad' en la que los encargados de la transformación digital, en conjunto a los gerentes de planta y demás tomadores de decisiones, proceden a interpre-

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

tar los datos para tomar decisiones y gestionar nuevos procesos.

Con la información digitalizada, las ventajas de trabajar con estos datos que produce la planta de manufactura son: Impacto positivo en el ROI: debido a la mejora en productividad Mejora en las métricas: debido a la recolección de datos mejorada, que permite análisis y toma de decisión más informado Visibilidad y transparencia: debido a la accesibilidad de datos remota y centralizada sobre la planta de manufactura Se evita la recolección de datos manuales: debido a que se hace más efectiva, automática y sin sesgos para una parte humana.

LA INFORMACIÓN DIGITALIZADA TIENE VENTAJAS SOBRE EL ROI, LA MEJORA DE LAS MÉTRICAS Y LA TRANSPARENCIA DE LA INFORMACIÓN.

CASOS DE ÉXITO

El modelo de soluciones de Bosch se ha podido aplicar por fuera de sus propias plantas y ha tenido un significativo impacto en donde sea que se ha implementado. Un ejemplo de esto es la automatización de tanto una empresa de manufactura textil de alcance global como de un fabricante de componentes aeroespaciales.

"Obviamente tuvimos que adaptar la estrategia de planificación y de programación, ya que los ecosistemas de cada industria son diferentes. Así implementamos una plataforma que se puede personalizar, optimizamos las estrategias de programación con algoritmos basados en reglas para que el usuario final pueda personalizarlos después dependiendo de sus necesidades", según Ketkale.

Otro caso de éxito fue una colaboración entre Bosch e IBM, en la que trabajaron juntos para implementar una solución que mejorara un problema de efervescencia dentro de una compañía de cerveza. Cuando la botella

22

era destapada, el líquido salía despedido del envase, generando un desperdicio del producto. Por este desperfecto, la compañía perdía 30.000 dólares mensuales.

Gracias a la implementación de la solución conjunta, las pérdidas se han disminuido a 10.000 dólares mensuales apenas en sus etapas tempranas.

Si bien son prometedores los avances de la IIoT y el uso de la información que producen las máquinas, es necesario que los diferentes rubros industriales se adapten rápidamente a esta tendencia para favorecer su desarrollo. "No podemos eliminar el 100% de los fallos, pero sí se puede optimizar y predecir el momento del daño, lo que nos permite reducir el costo de mantenimiento", puntualizó el ejecutivo. MMI

METALMECÁNICA 27-2

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

ETAPAS DE LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL

MANUFACTURA HABILITADA Adopción de prácticas como la implementación de servicios de nube.

MANUFACTURA LEAN

FÁBRICA CONECTADA

Formación de un equipo de expertos, análisis de la operación productiva e inicio del proceso de digitalización.

Los procesos son refinados y estandarizados, permitiendo la implementación de arquitecturas híbridas entre servidores locales y la nube.

INNOVACIÓN

27

34

Implementando la manufactura esbelta

La robótica colaborativa incrementa calidad

PRODUCCIÓN INTELIGENTE

26

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

IMPLEMENTANDO

LA MANUFACTURA ESBELTA

La filosofía lean es una aliada para la productividad de las empresas. Un caso de estudio ilustra de qué manera puede ayudar a una empresa del sector metalmecánico, y qué retos existen aún para la implementación.

Por: Verónica Alcántara

A

nte un incremento de demanda que se esperaba para 2022, Tuercas y Candados (Tycsa), una mediana empresa mexicana del sector metalmecánico, comenzó un proyecto de transformación lean que le permitió duplicar su producción en el área de Ensamble y Remachado en solo seis meses, con una inversión mínima.

Tycsa tiene 55 años de experiencia en estampado, maquinado en CNC y diseño y fabricación de herramentales para las industrias de electrodomésticos, electrónica y automotriz en el estado de Nuevo León.

Cuenta con 80 empleados que operan en tres turnos.

Está certificada en ISO 9001:2015.

En 2016, la compañía se acercó al Centro de Competitividad de Monterrey (CCM), filial de la Cámara de la Industria de la Transformación de Nuevo León (Caintra), para comenzar su transformación lean. Así implementaron herramientas lean como 5S’s en toda la planta, VCM (Value Stream Maping), SMED (Single-Minute Exchange of Dies) y algunas otras.

METALMECÁNICA 27-2

27

INNOVACIÓN PRODUCCIÓN INTELIGENTE

Pero el año pasado, uno de sus clientes les planteó la necesidad de un nuevo número de parte, lo que representó un reto para el área de Ensamble y Remachado. Hasta ese momento la capacidad de producción en remachado era de 78,000 piezas a la semana y su cliente requería 92,000.

El equipo encabezado por Servando Cárdenas, ingeniero de Procesos y Eduardo Lázaro, ingeniero de Mejora Continua, identificó la necesidad de reducir tiempos muertos para cumplir con la nueva demanda.

Una vez más se acercaron al CCM para solucionar las áreas de oportunidad detectadas.

“Lo primero que nos recomendaron fue involucrar a todos, tanto a los directivos como al nivel operativo.

Después, comenzamos con el VCM para identificar cómo estaba el flujo de información, desde que nuestro cliente nos enviaba la orden de compra, cómo lo estábamos canalizando, a quién llegaba y cómo nosotros bajábamos esa información”, explica Eduardo Lázaro.

EL PORCENTAJE PROMEDIO DE USO DE LEAN MANUFACTURING O MANUFACTURA ESBELTA A NIVEL MUNDIAL ES DE

EN AMÉRICA LATINA ES DE SÓLO

SEGÚN LA CONSULTORA BAIN & COMPANY.

Con el mapa de valor se dieron cuenta de que había triangulación de la información, y comenzaron a solucionar las fallas, explica Servando Cárdenas. En este proceso involucraron a todas las áreas, desde servicio al cliente, almacén de inventarios, producto terminado, materia prima, compras, ingeniería de procesos, y herramentales.

28

En los meses siguientes se dedicaron a estandarizar procesos, las posibles modificaciones, e hicieron observación para detectar fallas. A la par trabajaron en la concientización de la gente en la nueva forma de trabajar, en el orden y en la limpieza.

“Algo que no considero un obstáculo, pero que era necesario cambiar, fue la mentalidad de la gente, el tener un cambio en la forma de trabajar, desde las estaciones de trabajo, hasta la manera de producir. No tomó mucho tiempo porque había juntas cada dos o tres días para ver los avances y mostrarles a todos los beneficios de sus actividades”, comenta Servando Cárdenas.

Durante el proceso, se utilizó AutoCAD para el diseño de diagramas de movimientos y conocer los desplazamientos del personal del área, el tiempo que perdían por el cambio de modelo, entre otras actividades. El área de estudio comprendía cinco estaciones de trabajo en la parte de ensamble y dos prensas en remachado.

Con la información obtenida, mediante Solidworks se rediseñaron las estaciones de trabajo para hacerlas más eficientes a la hora de ensamblar las piezas. Y con el sistema JobBoss se hizo la gestión de la materia prima para determinar cuánto se necesitaba por semana y por mes para tenerla disponible siempre.

Una vez identificada la problemática, se plantearon cuatro métricas como meta. Antes del proyecto el OEE estaba en 75% y se logró elevarlo a 89%. En 5S’s estaban al 70% y subió a 81%.

Además, el cambio de modelo en las máquinas involucradas les tomaba 40 minutos por desplazamientos y otras actividades que no agregaban valor. Con la implementación de SMED, se logró reducirlo a 10 minutos.

También se mejoró el ciclo de cada persona, que era de 350 piezas por hora, y se elevó a 430 piezas.

Al final se aumentó en 48% su capacidad de producción. Pasaron de 16,000 a 32,000 piezas para llegar a más de 100,000 unidades semanales, más de lo que solicitaba su cliente. Incluso, en ensamble pasaron de fabricar 108,000 piezas a 163,400 cada semana. La inversión fue mínima y se aplicó en el cambio de estaciones de trabajo.

“Con todos estos resultados positivos, ahora la gente cambió su chip y están siendo muy propositivos, con nuevos proyectos tanto para el área de Ensamble y Remachado, como para otras áreas de la planta”, asegura Eduardo Lázaro.

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

VISTAZO A LAS HERRAMIENTAS LEAN DIGITALES PALANCAS A NIVEL DE PISO

LEAN DIGITAL

EFICIENCIA DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN

TECNOLOGIAS AVANZADAS

MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD Y EL RENDIMIENTO

PALANCAS EN SUPERVISIÓN INCREMENTO DEL OEE Y DE LA UTILIZACIÓN

EXCELENCIA S&OP

MANTENIMIENTO PREDICTIVO

PLANEACIÓN DE LA PRODUCCIÓN INTELIGENTE Y ADAPTATIVA MACHINE LEARNING Y HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN MODELAJE AVANZADO

VISIBILIDAD DE LA CADENA DE SUMINISTRO E2E

AUTOMATIZACIÓN DE LA INTELIGENCIA

DISPOSITIVOS Y HERRAMIENTAS DE LA FÁBRICA DIGITAL

MANUFACTURA ADITIVA VEHÍCULOS AUTÓNOMOS / DRONES ROBOTS

HERRAMIENTAS DE MONITOREO DEL DESEMPEÑO DE PLANTA SISTEMAS DE CÁMARAS Y DISPOSITIVOS DE REALIDAD AUMENTADA

PLATAFORMAS IoT y FACILITADORES

INTERNET DE LAS COSAS (SENSORES Y ACTUADORES) CIBERSEGURIDAD, INFRAESTRUCTURA Y CAPACIDADES COMPUTACIONALES

Fuente: Bain & Company

Un beneficio adicional es que aun cuando sólo dos personas obtuvieron la certificación lean, en realidad los conocimientos se replicaron entre más de 15 personas que ahora están capacitadas para nuevas implementaciones. Ahora Tycsa también tiene entre sus planes iniciar su transformación digital.

LA FILOSOFÍA LEAN

La filosofía Lean está más vigente que nunca. Su objetivo es optimizar el sistema de producción eliminando las tareas que no agregan valor, lo que hoy en el mundo global es la meta de cualquier empresa competitiva en el mercado global.

El boom de Lean comenzó en los años 80, sin embargo, a decir de Héctor García, líder de Transformación Esbelta y Digital del CCM, no se ha logrado permear como modelo de trabajo a todas las empresas.

A pesar de haber demostrado su efectividad en la mejora de las operaciones, el porcentaje promedio de uso

30

de lean manufacturing o manufactura esbelta a nivel mundial es de 54%. En Norteamérica, sin contar a México, ese porcentaje es de 59%. Europa llega a 52% y AsiaPacífico a 56%, pero en América Latina es de sólo 33%, según la consultora Bain & Company.

La industria metalmecánica y de manufactura en general en México, no están muy lejos de esta realidad. Las grandes empresas son ejemplo de transformación lean y excelencia operativa, Metalsa y Frisa, son solo dos casos de empresas mexicanas, pero las pymes tienen mucho por hacer.

El sector automotriz ha impulsado a muchas empresas a la excelencia operativa, pero en metalmecánica hay otras aplicaciones donde está el mayor volumen de pymes que en ocasiones no cuentan ni siquiera con los básicos de la gestión empresarial, carecen de acceso a financiamiento y tienen una cultura de trabajo deficiente.

Como en el caso de Tycsa, las empresas del sector metalmecánico enfrentan ciertas problemáticas co-

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

CLAVES PARA EL ÉXITO DE UNA IMPLEMENTACIÓN LEAN Todas las empresas poseen la capacidad de realizar los mismos productos, utlizando los mismos materiales, la diferencia está en la manera en cómo lo hacen.

Considerar un enfoque práctico incremental de los cinco principios Lean: Valor, Flujo, Cadena de Valor, Jalar y Perfección, orientado a maximizar el valor para el cliente o mercado.

Adoptar progresivamente el mindset relacionado a optimización del costo estándar del producto o servicio sin comprometer calidad y seguridad.

Definir una aplicación interrelacionada de técnicas y herramientas esbeltas orientado a minimizar el desperdicio existente en la operación.

Desarrollar un liderazgo de abajo hacia arriba e interdisciplinaridad en la formación de equipos de trabajo.

Reducir las barreras de comunicación con base en la posición jerárquica que ocupa el personal.

Instaurar función de mentores y asesores a los gerentes, coordinadores y supervisores.

Fomentar el empowerment para ejecutar una toma de decisiones sin presiones y que sirva para aprender de errores. La principal razón de cambio es el individuo mismo.

Desarrollar estrategias de recompensa e incentivos con la finalidad de construir autoestima y satisfacción en el talento humano.

Fuente: Mtro. Alex Suárez, coautor del libro Estrategia y operaciones esbeltas: camino directo a la sobrevivencia y desarrollo de nuestras empresas, Editorial Digital Tecnológico de Monterrey, México 2020.

METALMECÁNICA 27-2

31

INNOVACIÓN

munes como la falta de capacidad de producción o las fallas en sus equipos, de acuerdo con Héctor García del CCM. Y estos pueden resolverse mediante Lean sin requerir una fuerte inversión.

Con un uso tan intensivo en maquinaria, los primeros pasos de los talleres metalmecánicos en Lean tendría que incluir la medición del OEE (Overall Equipment Effectiveness). Este es un indicador clave dentro de Lean, y otros como el SMED (Single-Minute Exchange of Dies), y las 5S’s también tienen que vivir en la sangre de todos los operadores.

Por ejemplo, calculando el OEE se pueden descubrir los desperdicios ocultos, saber si hay microparos porque la máquina es más lenta o paros por falta de materiales o por cambio de modelo, etcétera.

Con 5S’s se logra más orden en el piso de producción y habrá menor pérdida de tiempo en buscar piezas, materiales o herramientas. También se tendrá un lugar de trabajo más seguro y se podrá producir más y con mayor calidad.

Otras herramientas de Lean como el TPM (Total Productive Maintenance), ayudan a tener mayor confiabilidad de los equipos, menos fallas y mayor tiempo de disponibilidad que implica fabricar más piezas con mayor calidad.

El análisis de causa raíz es quizá el secreto del éxito del Toyota Production System (TPS) que dio origen a Lean, de acuerdo con Héctor García. Y es uno de sus principales aportes, ya que permite desarrollar el ojo crítico de los operadores para detectar problemas y solucionarlos desde su origen.

ESBELTO DIGITAL

Para Alex Suárez, coautor del libro “Estrategia y operaciones esbeltas: camino directo a la sobrevivencia y desarrollo de nuestras empresas”, lo que las compañías deben saber de la filosofía Lean es que es un aliado estratégico para ser más competitivo. “[Al adoptar Lean] se genera un impacto significativo al fomentar una flexibilidad externa y una eficiencia interna. Así solventamos presiones ligadas a calidad (estándares de clientes globales), flexibilidad (corridas más cortas y mayor variedad), velocidad (menor tiempo de entrega y procesamiento) y procesos simples (capaces, repetibles y dependientes)”, explica.

Pero en el contexto actual, con la llegada de la Industria 4.0, la excelencia operativa no es el único requisito para ser competitivo. Ahora, la transformación digital también lo es.

32

Si la empresa tiene implementado Lean, como sistema de trabajo –dice Alex Suárez– entonces la implementación de Industria 4.0 será relativamente más sencilla porque no se necesitará organizar, estandarizar y nivelar las operaciones, porque eso ya se tiene con Lean.

Un reporte de Bain & Company indica que mientras la empresa lean tradicional produce una reducción de 15% en costos de operaciones clave, la empresa esbelta digital (digital lean) reduce esos costos hasta 30%, gracias a que las herramientas digitales proveen información más precisa y oportuna sobre las operaciones, con lo que aumenta el impacto de Lean.

Antes de ser una empresa esbelta digital, lo primero será la implementación exitosa de la filosofía Lean en toda la organización. Alex Suárez, quien también es académico del Tecnológico de Monterrey, recomienda tomar en cuenta los siguientes puntos antes de iniciar un sistema de excelencia

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

CÓMO LAS CAPACIDADES DIGITALES SON EL FUNDAMENTO DE LA EXCELENCIA EN MANUFACTURA

CADENA DE SUMINISTRO

PLANTA

SUMINISTRO DE MERCADO

ORDEN A ENTREGA

FABRICACIÓN O COMPRA ESTRATÉGICA

FACTOR DE COSTO DE COMPETITIVIDAD

PLANEACIÓN DE OPERACIÓN Y VENTAS

LAYOUT DE PLANTA Y BALANCEO DE LÍNEAS NIVELACIÓN DEL TRABAJO Y FLEXIBILIDAD UTILIZACIÓN Y OEE CALIDAD Y RENDIMIENTO PROCEDIMIENTOS ESTÁNDAR DE OPERACIÓN ERGONOMÍA Y 5S

HERRAMIENTAS DIGITALES

FLEXIBILIZACIÓN Y DIMENSIONAMIENTO DE LA FUERZA LABORAL

PLATAFORMAS IOT Y FACILITADORES

TECNOLOGÍA DE AUTOMATIZACIÓN DE PROCESOS

PALANCAS DE SOPORTE Y DIRECCIÓN

PALANCAS A NIVEL DE PISO

DESEMPEÑO DE PLANTA

RED DE PLANTA / TAMAÑO ÓPTIMO

INTEGRACIÓN DE PROVEEDORES

PLANEACIÓN Y CRONOGRAMA DE PRODUCCIÓN MANEJO TOTAL DE LA CALIDAD (TQM) MANTENIMIENTO PREDICTIVO CAPACIDADES Y HERRAMIENTAS LEAN Y SIX SIGMA CIP/ KAIZEN MANEJO DE INVENTARIO Y LOGÍSTICA

HERRAMIENTAS Y DISPOSITIVOS PARA LA PLANTA DIGITAL

FUNCIONES DE SOPORTE DEL DIMENSIONAMIENTO Y LA FLEXIBILIDAD

TECNOLOGÍAS AVANZADAS

CAPACIDAD MEJORADA (ENTRENAMIENTO), CAMBIOS DE COMPORTAMIENTO, MANEJO DEL DESEMPEÑO Fuente: Bain & Company

Identificar el valor percibido asociado al producto o servicio desde el punto de vista del cliente/mercado.

Definir un costo objetivo asociado a dicho valor.

Definir el flujo de valor a analizar. Mapear el estado actual de la operación con mediciones esbeltas. Detectar áreas de oportunidad.

Mapear el estado futuro al crear una operación estable, con flujo regulado, y nivelada y estandarizada.

Iniciar una empresa extendida al definir coordinación y desarrollo a la constelación de valor entre proveedores y clientes.

Implementar programa de proyectos lean y comunicar su progreso. Celebrar oportunidades de éxito.

Buscar la perfección.

METALMECÁNICA 27-2

Sostener ambiente Lean basado en gestión estratégica esbelta y enfoque en conducta humana al moldear un comportamiento hacia el deseo, capacidad y responsabilidad de mejorar continuamente.

Lo ideal es comenzar con una determinada unidad de negocio o una familia de productos de mayor volumen para que los beneficios e impacto sean visibles, y se fomente un ambiente de confianza en su aplicación, destaca el experto.

“Es de vital importancia que la alta dirección admita una necesidad de cambio y reconozca la filosofía Lean como un catalizador de operaciones de clase mundial”, destaca el experto. MMI

33

Cortesía: Universal Robots

INNOVACIÓN

LA ROBÓTICA COLABORATIVA

INCREMENTA CALIDAD El uso de cobots es una tendencia al alza en la industria, ayudando a las personas a evitar tareas monótonas, repetitivas y potencialmente lesivas para la salud. Su correcta implementación requiere lograr un ambiente colaborativo, capacitación de parte del personal y una planeación minuciosa de la mano del proveedor.

Por Dr.-Ing. Laura Flórez editora en jefe de Reportero Industrial

L

a robótica colaborativa puede ser definida como la incorporación de robots en las operaciones productivas en interacción directa con humanos.

La diferencia entre lo que podríamos llamar “robótica convencional” frente a robots colaborativos, o cobots, es que en la última los robots trabajan codo a codo con humanos, reemplazándolos en labores repetitivas y monótonas, tienen menor velocidad y no tienen rejas de protección, ya que deben frenarse si llegan a interactuar con humanos. Por su parte, la robótica convencional es de mucha más alta velocidad, permite levantar cargas mucho mayores y está diseñada para operar en celdas de producción, dentro de rejas o cerramientos, ya que, por su alta velocidad, podría causar lesiones a los humanos.

La tecnología de cobots ha estado disponible desde la década de 1990 y viene creciendo en popularidad. De hecho, de acuerdo con la IFR, Federación Internacional de Robótica, se espera que los cobots superen para el 2025 la presencia de robots industriales en la industria automotriz. Durante los últimos cinco años las ventas de cobots se han disparado. Según cifras de la consultora ABI, entre 2015 y 2017 se observaron crecimientos anuales del 60%, y se espera que las ventas alcancen unos USD$ 5 mil millones para 2025.

METALMECÁNICA 27-2

Sin embargo, en América Latina su penetración se ha limitado principalmente a empresas de alta tecnología, como la industria automotriz. En México se calcula que, de los 3000 robots que hay, apenas un 10% son colaborativos. Para muchas empresas la implementación de soluciones robóticas es aún un escenario hipotético, cuando la verdad es que muchos sectores hoy en día podrían beneficiarse de la implementación de robots colaborativos en términos de reproducibilidad, calidad y seguridad.

¿CUÁNDO VALE LA PENA USAR COBOTS?

Uriel Fraire, Sales Manager para México y Centro América de Universal Robots, explica que la robótica colaborativa puede emplearse en cualquier industria donde se tengan tareas repetitivas y monótonas. “Sobre todo, aplicaciones que tienen un riesgo ergonómico para evitar las lesiones que vienen con las tareas repetitivas”.

Desde su punto de vista, los cobots son una alternativa para “democratizar la robótica”. Los altos estándares que hoy se exigen en la industria “son reflejo de los clientes, que exigen mejor calidad dentro de los productos”. Los cobots vienen a ayudar a que los procesos de manufactura sean mucho más uniformes y mucho más eficientes.

35

INNOVACIÓN

La pandemia trajo un cambio importante de paradigma en la industria. En la medida en que se volvió imperativo no depender de personas para dar continuidad a la operación, y lograr mantener sin interrupciones la producción pese a los requerimientos de aislamiento por contagio, se ha hecho más importante trabajar en la implementación de celdas productivas que no dependan de humanos.

Y es aquí donde la robótica colaborativa ha cobrado cada vez más vigencia. “Nosotros hemos notado un incremento en el interés de las empresas, obviamente por directrices corporativas, pero también para lograr el distanciamiento social”, afirma Freire. Sin embargo, es enfático en que los robots no reemplazan a las personas. “Buscamos reemplazar actividades, no personas. Creemos firmemente en que estamos haciendo implementación de robots para ayudar a las personas. No debería haber personas haciendo trabajos de robots”.

MÉXICO TIENE APROXIMADAMENTE 47 ROBOTS POR CADA 10 MIL TRABAJADORES DE MANUFACTURA. APROXIMADAMENTE DOS TERCERAS PARTES ESTÁN EN LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ.

Para tener una implementación exitosa, el primer paso es hacer un análisis del proceso, ver cómo se hace en este momento, qué tareas se hacen de forma manual, listar las etapas y analizar las diferentes actividades, estudiar el “layout” o la forma en que entra o sale el producto. “La ventaja es la huella que utiliza el robot es muy pequeña, y el robot es muy flexible”, afirma Freire.

Para lograr una implementación exitosa, destaca la necesidad de tener una buena capacitación y un buen acompañamiento técnico del proveedor seleccionado.

Y también ajustar las expectativas a la realidad. “Lo que nosotros buscamos es que haya personas trabajando con robots”. Uno de los errores más comunes que se comete al implementar cobots es pensar que el proceso se va a automatizar al 100%. Otro error es no capacitarse, no tomarse el tiempo de entender lo que está

36

pasando con el proceso, y es justo allí donde resulta importante contar con un partner tecnológico que acompañe con el conocimiento.

Cortesía: Universal Robots

SOLDADURA: MÁS CALIDAD, MÁS SEGURIDAD La soldadura es, por excelencia, una tarea donde los Cobots pueden desempeñar un gran papel. Se trata de una tarea que exige altísima reproducibilidad, alta consistencia en la aplicación del cordón y que además representa un riesgo de salud importante, tanto por el daño visual que puede causar a los operadores como por el riesgo de inhalación. Además, es posible programarlos para la soldadura en aplicaciones donde el volumen no sea muy alto, y además se cambie con frecuencia el programa de producción. Tanto la calidad como el rendimiento pueden mejorar sustancialmente, además de que no se requiere depender de operadores especializados, que son difícil conseguir, entrenar y retener. En el portafolio de Universal Robots, los cobots de la e-Series pueden equiparse con herramientas y fuentes de energía para automatizar la soldadura MIG, TIG, láser, de plasma y por puntos. Además, al tener una pequeña huella (footprint) en la planta, es posible encajarlos dentro de las líneas existentes.

METALMECÁNICA 27-2

INNOVACIÓN

¿DÓNDE SE PUEDE APLICAR ROBÓTICA COLABORATIVA? EMPAQUETADO Y PALETIZADO: lograr que los envíos estén contados, empaquetados y apilados correctamente.

ATORNILLADO reproducir el grado de precisión y velocidad de manera idéntica.

PULIDO aplicar la fuerza de pulido o lijado de manera reproducible y homogénea.

TRANSFORMACIÓN DE PLÁSTICOS ensamble de productos, soldadura, manipulación posmoldeo.

ANÁLISIS DE LABORATORIO evitar tareas repetitivas y omisiones humanas.

PEGADO, DISPENSADO Y SOLDADURA dosificación constante de material de aporte o unión.

MONTAJE ensamble de productos en diferentes materiales, mejorando velocidad y calidad.

CONTROL DE CALIDAD mediante una cámara se puede hacer inspección y retiro de piezas defectuosas.

PICK & PLACE reducir ciclos y materiales de desecho.

METALMECÁNICA 27-2

37

INNOVACIÓN

Para Freire, al evaluar el retorno a la inversión no debe contemplar solamente el costo del operador. También es importante considerar el “scrap”, los tiempos muertos, la trazabilidad en el producto y los beneficios que se obtienen en calidad y en tiempos de producción. “Comprar un robot al final es una decisión financiera. Hay que tener en cuenta muchos factores para tener un dato certero de cuánto impacto va a tener esa aplicación dentro de mi proceso”.

DE LOS

3000

que tomar en cuenta estos niveles de cooperación para entender si tu aplicación es o no para un robot colaborativo”.

En el mismo foro, Pablo Minjares, Director de la División de Robótica en México de Stäubli, señala que cualquier aplicación es susceptible de ser automatizada. “Lo que hace que una solución sea colaborativa es el ambiente de trabajo”, afirma. La decisión entre escoger un robot colaborativo y uno industrial va a depender de la aplicación. “Si tu necesitas tener una producción muy alta, con un tiempo de ciclo muy reducido, una solución colaborativa no es la ideal. Entonces cada aplicación decide cuál solución se va a dar. Hay que hacer análisis de inercias, de tiempos de ciclo, para ver el robot que vas a seleccionar”.

Robots

QUE HAY HOY EN DÍA EN MÉXICO, APROXIMADAMENTE UN

SON ROBOTS COLABORATIVOS.

ROBÓTICA INDUSTRIAL VERSUS COLABORATIVA

A la hora de seleccionar y aplicar exitosamente robótica colaborativa, los expertos son enfáticos en estudiar primero la aplicación y entender el potencial. Durante el foro “Robótica industrial, colaborativa y móvil”, que tuvo lugar en la pasada Expomanufactura en la Ciudad de Monterrey, se discutió cómo se define la robótica colaborativa y en qué oportunidades conviene a una industria considerarla.

Sergio Bautista, director de robótica y automatización discreta de ABB México, señaló que a la hora de determinar qué es robótica colaborativa hay que considerar todo un ecosistema. “Un robot sin reja no necesariamente es un robot colaborativo. Hay más cosas que se tienen que tomar en cuenta. El tipo de robot, de capacidad de carga, la velocidad que necesitas, entre otros. Una cosa es interactuar con un humano en una zona constantemente, otra es interactuar en momentos intermitentes, y otra cosa es compartir una zona geográfica en la planta, en la que pudiesen convivir en momentos muy precisos. Hay

38

LO QUE HACE QUE UNA SOLUCIÓN SEA COLABORATIVA ES EL AMBIENTE DE TRABAJO. ES IMPORTANTE TENER EN CUENTA LOS NIVELES DE COOPERACIÓN Y TENER LAS HERRAMIENTAS DE FIN DE BRAZO ADECUADAS.

Minjares afirma que “dependiendo del tipo de colaboración que se requiera, hay que tener en cuenta que a mayor colaboración menor productividad. A mayor cercanía del hombre y de la máquina, por temas de seguridad va a bajar la productividad. No todas las aplicaciones pueden ser colaborativas, hay que ver caso por caso”.

Angel Valle, gerente de ventas para México y Latinoamérica de Schunk, señala que “es importante conocer el estándar que vamos a tener para cada aplicación. Hay aplicaciones donde de plano ni siquiera es posible poner una persona, para qué pones un robot colaborativo donde no va haber nadie. Entonces ahí puedes tener un robot industrial, con otra velocidad y otra capacidad de carga”.

También destaca la necesidad de generar un ambiente colaborativo, que incluya no solo el robot sino también el layout y el “gripper”, o herramienta de fin de brazo.

“Si le pones una herramienta que no es colaborativa, el proceso puede ser de ultima generación pero no tiene sentido la inversión. Es importante acercarse con los especialistas en la materia”, afirma. MMI

METALMECÁNICA 27-2

TECNOLOGÍA

41 Unión por difusión: Innovación para unir metales disímiles

44

51

Reparación de partes con manufactura aditiva: Un gran nicho de trabajo por explotar

¿Cómo diseñar para manufactura aditiva?

TECNOLOGÍA

UNIÓN POR DIFUSIÓN

INNOVACIÓN PARA UNIR METALES DISÍMILES La tecnología de unión por difusión permite combinar las propiedades de materiales diferentes.

Por ejemplo en una aplicación multi-metal es posible dar mejor resistencia a la corrosión o reducir el peso. También se ha empleado para enfriamiento de contorno.

Foto cortesía de PVA TePla

Por Contribución de PVA TePla

E

l proceso de difusión es un método esencial de unión de metales para lograr una interfaz de alta pureza, cuando dos metales similares requieren una integridad estructural superior. El proceso involucra la aplicación de alta temperatura y presión a metales que tienen una compatibilidad, dentro de una prensa caliente, lo que causa que los átomos en las superficies sólidas metálicas se interdispersen y se unan.

Probablemente, hoy en día no hay otro método comercial viable para unión de materiales que permita tener resultados tan consistentes. La presión inducida por una herramienta de prensa caliente, combinada con sensores de ciclo cerrado y software para el control preciso a nivel micrométrico, puede producir una presión constante a través de varios decímetros cuadrados para el ensamble de un componente. Como resultado, esta tecnología ha atraído el interés de ingenieros de diseño en las industrias aeroespacial, de energía y de semiconductores.

41

TECNOLOGÍA

Con un grado tan alto de control del proceso, la unión por difusión se usa cada vez más para unir metales diferentes. Los procesos comerciales de interés incluyen la unión de titanio con aleaciones de hierro y níquel, las aleaciones de titanio con acero inoxidable e incluso algunas aplicaciones de aluminio con metal.

El proceso también permite el acoplamiento entre diferentes aleaciones en el mismo grupo de materiales, como acero bajo al carbono, acero para herramientas y compuestos de matriz metálica.

Para usar con éxito la unión por difusión, se requiere una comprensión de las complejidades de la interfaz y su efecto sobre las propiedades químicas y termomecánicas de la unión. Sin embargo, con el enfoque tradicional de la industria en la soldadura y la soldadura fuerte, ha habido una educación formal mínima sobre la unión por difusión, según Thomas Palamides, gerente sénior de productos y ventas de hornos industriales PVA TePla AG, un fabricante mundial de hornos industriales y sistemas de nitruración PulsPlasma.

El proceso implica aplicar alta temperatura y presión a metales que se emparejan en una prensa caliente, causando que los átomos de las superficies metálicas sólidas se dispersen de una interfaz a la otra y se unan. Foto cortesía de PVA TePla

“Combinar las propiedades beneficiosas de diferentes metales es la razón principal para explorar la unión por difusión. Sin embargo, cuando los fabricantes se comunican [con nosotros al respecto], a menudo entienden poco acerca de cómo se deben diseñar, preparar o manipular las piezas. Es posible que tengan preguntas sobre los datos del proceso y necesiten orientación sobre temas como el calentamiento, el enfriamiento y las tasas de prensado”, dice Palamides.

LA UNIÓN POR DIFUSIÓN TAMBIÉN TIENE ENORMES APLICACIONES POTENCIALES PARA EL ENFRIAMIENTO DE CONTORNO EN MOLDES. EL CONCEPTO ES UNIR CAPAS DE LÁMINAS DE METAL QUE CONTIENEN ESTRUCTURAS DE CANALES O MICROCANALES MAQUINADOS.

Consultar con un socio de fabricación experto suele ser la forma más rápida de considerar los posibles beneficios de la unión por difusión. El enfoque también puede ayudar a adaptar la unión por difusión al proceso del fabricante de manera rentable.

LOS BENEFICIOS DE LA UNIÓN POR DIFUSIÓN

La importancia de diseñar una junta de metal diferente a menudo radica en el deseo de exponer la superficie de metal correcta a condiciones ambientales específicas en las que una sola aleación puede no funcionar tan bien.

Otra razón es introducir sistemas de materiales que sean más livianos o que brinden un nivel de resistencia a la corrosión que solo se puede lograr “empaquetando” metales diferentes.

La unión por difusión también tiene enormes aplicaciones potenciales para el enfriamiento de contorno. El concepto es unir capas de láminas de metal que contienen estructuras de canales o microcanales maquinados.

Cuando se combinan, los canales pueden proporcionar refrigeración o disipación de calor. Las capas se pueden

42

METALMECÁNICA 27-2

TECNOLOGÍA

unir hasta una altura de pila de 600 mm en la prensa de unión por difusión MOV, conservando la resistencia de los materiales originales.

Otra aplicación relacionada con el enfriamiento de contorno es para moldes de inyección de plástico hechos en diseños de 2 capas de acero para herramientas de baja aleación con acero inoxidable como STAVAX.

COMPRENDER LA UNIÓN POR DIFUSIÓN

El mundo académico ha investigado uniones disímiles durante décadas y gran parte de la atención se ha centrado en materiales de alto rendimiento como las aleaciones de titanio. Según Palamides, al expandirse más allá del titanio comercialmente puro (CP), a menudo se encuentra la existencia de una capa intermetálica en la interfaz de acoplamiento después del procesamiento.

“Los elementos solutos, como Cu, Ni y Ag, son los principales impulsores de la formación de capas intermetálicas en el titanio”, dice.

El proceso de unión por difusión puede ocurrir como un proceso de unión en estado sólido o en fase líquida.

Históricamente, la unión de material puro similar ha sido como una operación de estado sólido. Este método simplifica el proceso desde el punto de vista del ensamblaje, ya que las superficies de contacto se pueden emparejar fácilmente antes de colocar una carga en el horno. También se pueden usar pasadores de alineación y soldadura por puntos para este proceso. Debido a que no hay fase líquida presente en la unión por difusión, se produce una ligera deformación en la superficie. Esto resulta de la presión aplicada que se utiliza para aplanar las asperezas de la superficie y romper los óxidos superficiales residuales antes de la unión.

En el proceso de unión por difusión en fase líquida, una capa intermedia normalmente se funde en las superficies de contacto. En este caso, se usa una presión más baja que la unión por difusión de estado sólido, y se produce incluso menos deformación en la superficie.

Según el ciclo térmico y la composición de la combinación de materiales de la capa intermedia y la capa intermedia seleccionada, se produce una interdifusión entre la capa intermedia y los materiales base a cada lado de la junta a través de procesos metalúrgicos conocidos como cambio de fase eutéctica o peritéctica.

El grosor de la capa de reacción intermetálica final es el resultado primero de la difusión en fase líquida y segundo de la difusión en estado sólido. La fuerza de unión

METALMECÁNICA 27-2

es una función de los compuestos intermetálicos formados, el grosor de la zona intermetálica y anomalías, como vacíos, en la interfaz.

EXPLORANDO EL PROCESO

Si bien existe una amplia investigación sobre el tema, a los ingenieros de diseño aún les puede resultar difícil convertir la información en la fabricación real de una pieza específica. Cuando este sea el caso, puede ser útil asociarse con expertos con una amplia base de datos de parámetros de procesamiento exitosos de aplicaciones anteriores y acceso a equipos a escala industrial.

LA FUERZA DE UNIÓN ES UNA FUNCIÓN DE LOS COMPUESTOS INTERMETÁLICOS FORMADOS, EL GROSOR DE LA ZONA INTERMETÁLICA Y ANOMALÍAS, COMO VACÍOS, EN LA INTERFAZ.

“En la mayoría de los casos, comenzamos a hablar con el fabricante sobre la introducción de nuevos diseños, y consultamos sobre posibles materiales, diseños y también realizamos corridas de unión previa según sea necesario”, dice Palamides. PVA TePla brinda soporte, incluidas combinaciones específicas de materiales, tiempos de procesamiento y temperaturas.

Señala que un diseño adecuado permitirá la unión por difusión de ensamblajes, ya sea una interfaz íntima o varias interfaces planas paralelas simultáneamente. Sin embargo, las superficies que no son perpendiculares a la fuerza de compresión del ariete hidráulico no se unirán correctamente.

Palamides dice que el fabricante comienza trabajando con sus equipos mecánicos, térmicos y de modelado.

Una vez que se completa un diseño, el siguiente paso es fabricar muestras de prueba que sean fieles a las características de la interfaz final.

“Ubique un proveedor que pueda realizar ejecuciones de prueba de servicio por contrato. Proponga una matriz de prueba para asegurarse de que su cronograma esté alineado con los objetivos del proyecto”, dice Palamides. MMI

43

REPARACIÓN DE PARTES CON MANUFACTURA ADITIVA: UN GRAN NICHO DE TRABAJO POR EXPLOTAR

La sostenibilidad marca el futuro de la manufactura. Permitir la extensión del ciclo de vida de un producto en la economía circular es uno de los pilares fundamentales de esta crucial tendencia global. La reparación y restauración son pasos cruciales del ciclo de vida de los productos metalmecánicos, ya que garantizan que los productos al final de su vida útil vuelvan a estar como nuevos (o lo más cercanos posible a este estado) antes de continuar su ciclo de vida.

Por Dr.-Ing. Miguel Garzón

TECNOLOGÍA

E

n Latinoamérica, la disponibilidad de recursos técnicos y económicos a lo largo de la historia nos ha hecho “buenos” en el arte de la reparación. Sin embargo, muchos de estos procesos de reacondicionamiento de piezas para darles una nueva vida, han venido siendo realizados manualmente por trabajadores calificados o altamente experimentados. Lo conocemos sobre todo por procesos de reparación con soldadura de piezas de industrias mineras o de los moldes y troqueles.

El advenimiento de la manufactura aditiva (MA) ha animado a los investigadores metalmecánicos a ahondar en su potencial para la reparación y restauración automatizadas, convirtiéndola así en un método más eficaz para la remanufactura de productos en vista de la necesidad de extender los ciclos de vida para una economía circular

EXTRACCIÓN GLOBAL DE MATERIALES Cuatro categorías principales entre 1970 y 2017 en millones de toneladas. Se obtuvo sumando la extracción doméstica total de todas las naciones individualmente.

MILLONES DE TONELADAS

100 000 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000

EL MUNDO UTILIZA CADA VEZ MÁS RECURSOS NATURALES

El último reporte disponible de la agencia ambiental de las naciones unidas, el Global Resources Outlook 2019, destaca que desde 1970 casi se ha triplicado la extracción de materiales a nivel global. Pasando de 27.1 miles de millones de toneladas a 92.1 miles de toneladas cuando se suma la producción de todos los países.

Desde el año 2000 se ha notado una aceleración en la tasa de crecimiento en los requerimientos de materiales globalmente, llegando a un 3.2% anual entre el 2000 y el 2017, en comparación con un crecimiento promedio del 2.3% anual que se vivió entre 1970 el 2000. Esta aceleración es explicada por las grandes inversiones en infraestructura y en el aumento del estándar material de vida de países en desarrollo y en transición, especialmente en Asia.

Esta tendencia de elevación de consumo global está llevando al agotamiento de recursos, aumento en el consumo energético y por supuesto, al notable deterioro ambiental que estamos viviendo. Es por esto que parte de las políticas de implementación de la economía circular hablan del aumento de la vida útil de los bienes de consumo. En muchos ámbitos entendemos estos conceptos como la reutilización o recuperación de los componentes al final de la vida de servicio de un producto. Sin embargo, estrategias de remanufactura pueden devolver un producto usado a su desempeño inicial (o incluso mejor) de una manera aún más eficiente ambiental y energéticamente al aprovechar gran parte de la estructura de un equipo sin necesidad de cambiar y remanufacturar todo el producto.

40 000

NUEVOS MODELOS DE NEGOCIO EN BASE A LA REPARACIÓN

30 000 20 000 10 000 0 1970 1975 1980 1980 1980 1995 2000 2005 2010 2015

BIOMASA

COMBUSTIBLES FÓSILES

METALES

MINERALES NO METÁLICOS

La extracción de metales como hierro, aluminio y cobre, entre otros, se incrementó de 2,600 millones de toneladas en 1970 a 9,100 millones de toneladas en 2017. Esto refleja la importancia de estos materiales en la industria de la construcción, energía e infraestructura de transporte, equipos y manufactura de muchos bienes de consumo en países en transición.

Fuente: UNEP e IRP, 2018 Cortesía Trumpf

46

Existen iniciativas hoy en día por parte del parlamento europeo, como la del “derecho a reparar”, en la cual se le quiere dar a los consumidores el derecho a reparar los productos que compran. En base a esto, los fabricantes deben dar fácil acceso a piezas de repuesto con el fin de aumentar la vida útil de los productos. En la preparación del reporte llamado “Plan de acción para una nueva economía circular” del parlamento europeo, el comité para el transporte, de esta institución específicamente sugiere “explorar los beneficios potenciales para los procesos de reparación usando una combinación eficiente de escaneo e impresión 3D”.

Aunque inicialmente la iniciativa “derecho a reparar” está pensada para equipos electrónicos de consumo,

METALMECÁNICA 27-2

TECNOLOGÍA

Foto cortesía: repair.eu situaciones como la disrupción en las cadenas de suministro global han generado que la temática haya sido discutida en múltiples foros. Un reciente seminario organizado por CECIMO discutió con expertos industriales la ampliación de la iniciativa hacia industrias como la aeroespacial, gas y petróleo y médica específicamente usando MA.

ESTRATEGIAS DE REMANUFACTURA PUEDEN DEVOLVER UN PRODUCTO USADO A SU DESEMPEÑO INICIAL (O INCLUSO MEJOR) DE UNA MANERA AÚN MÁS EFICIENTE AMBIENTAL Y ENERGÉTICAMENTE AL APROVECHAR GRAN PARTE DE LA ESTRUCTURA DE UN EQUIPO SIN NECESIDAD DE CAMBIAR Y REMANUFACTURAR TODO EL PRODUCTO.

Durante el evento, Paolo Gregori, director general de ProM Facility -Trentino Sviluppo Spa, afirmó que el uso de MA brinda acceso a la fabricación distribuida y

METALMECÁNICA 27-2

bajo demanda, lo que podría impulsar las economías regionales y locales, permitiendo que las industrias ubiquen las competencias necesarias en su área.

Adicionalmente durante el seminario, los oradores destacaron que para los diferentes sectores (aeroespacial, petróleo y gas y atención médica) que enfrentan los desafíos de almacenar cientos de repuestos, podría ser una excelente oportunidad para desarrollar nuevos modelos de negocios. Estos nuevos modelos contemplan la digitalización de inventarios y las instalaciones de fabricación distribuida para brindar un mejor servicio y evitar interrupciones en la producción.

El seminario dejó en claro que solo la cooperación entre proveedores de tecnología, usuarios finales y legisladores podría ayudar a lograr una transición de producción que reduzca la huella ambiental, aumente la eficiencia de la manufactura e impulse la creación de nuevos modelos de negocio basados en la fabricación distribuida.

Entre estos últimos se encuentra el de la creación de talleres que provean las piezas localmente a través de inventarios virtuales, incluyendo la capacidad de prestar servicios de ingeniería para detectar posibles mejoras en los equipos a la hora de necesitar piezas nuevas.

Adicionalmente, se habló del servicio de reparación de partes usando manufactura aditiva.

47

TECNOLOGÍA

RETOS Y DESAFÍOS PARA LA REPARACIÓN DE PRODUCTOS CON MANUFACTURA ADITIVA

Los desafíos en la reparación y restauración con MA radican principalmente en los aspectos de complejidad geométrica, ajustes y tolerancias, compatibilidad de materiales y requisitos de pre- y postprocesamiento.

La principal categoría de proceso aditivo con mayor capacidad para la reparación de piezas ya existentes es la Deposición Directa de Energía (DED), en la que la deposición de material en forma de polvo coincide en el espacio con el foco de la energía térmica que se usa para fundir el metal. Este proceso es llamado también Deposición Metálica por Láser (LMD, por su sigla en inglés). Aquí se pueden encontrar procesos como el chorro de electrones, la fundición por arco de plaza o incluso el recubrimiento láser. Este último, puede usar material de aporte en forma de hilo a través de la boquilla, en cuyo caso es un tipo de proceso de modelamiento por deposición de fundido (FDM, por su sigla en inglés), siguiendo el mismo principio que la extrusión de filamentos poliméricos conocida por las impresoras 3D caseras.

La mayoría de las aplicaciones que existen hoy en día para la reparación de piezas por medio de manufactura

aditiva se encuentran en el sector aeronáutico y minero-energético, donde las piezas, sea por tamaño, costo y/o disponibilidad deben ser puestas de nuevo funcionamiento con iguales o mejores condiciones que en su estado original en el menor tiempo posible. A esto se debe agregar que la complejidad geométrica de piezas como álabes de turbinas, partes para motores y generadores es alta y no facilita el trabajo de soldadura a mano. Por esto la capacidad de movimiento por control numérico de un equipo especializado para manufactura aditiva es clave.

PRE-PROCESAMIENTO (DIGITALIZACIÓN DE LAS SUPERFICIES)

El primero de los requisitos para reparar una pieza con ayuda de trayectorias de máquina es tener los planos en 3 dimensiones del segmento de producto a realizar, al igual que las referencias en el espacio, para poder localizar el punto de inicio de la deposición de material y en qué direcciones se debe mover la máquina. Para esto, el uso de herramientas de escaneo 3D y software de ingeniería inversa son cruciales para convertir las nubes de puntos generadas por los escáneres en mallas y posteriores cuerpos en 3D con las características geométricas deseadas.

PROCESO DE DEPOSICIÓN LASER METÁLICA

DIRECCIÓN DE PROCESAMIENTO

HAZ DE LÁSER

GAS PROTECTOR

ALIMENTACIÓN DE POLVO

PISCINA DE FUNDIDO (MATERIAL DE SUSTRATO Y POLVO)

MATERIAL DEPOSITADO

ZONA DE FUSIÓN

ZONA AFECTADA POR EL CALOR PIEZA DE TRABAJO

Cortesía Trumpf

48

METALMECÁNICA 27-2

TECNOLOGÍA

TOLERANCIAS

Uno de los principales aspectos a tener en cuenta on la preparación de las trayectorias digitales del procedimiento aditivo es la tolerancia geométrica de la adición de “cordones” de material capa a capa. La mayoría de los sistemas modernos pueden ofrecer tolerancias del orden de los 150 µm, por lo que es posible llegar a una forma cercana a la original, pero definitivamente debe tenerse en cuenta un proceso de acabado final por algún proceso de mecanizado.

LA MAYORÍA DE LAS APLICACIONES QUE EXISTEN HOY EN DÍA PARA LA REPARACIÓN DE PIEZAS POR MEDIO DE MANUFACTURA ADITIVA SE ENCUENTRAN EN EL SECTOR AERONÁUTICO Y MINEROENERGÉTICO.

COMPATIBILIDAD DE MATERIALES

Uno de los aspectos más importantes tiene que ver con la escogencia del material de aporte correcto para el trabajo de reparación que se quiera realizar. En múltiples ocasiones no es absolutamente necesario que el material de aporte sea exactamente el mismo del que está hecha la pieza original. Por supuesto es claro que se debe verificar que haya una posibilidad de generar una unión metálica entre los dos materiales a fundir.

Una ventaja importante de este proceso es que la generación localizada de calor con el láser permite evitar el daño metalúrgico de grandes volúmenes de material.

Esto disminuye también la presencia de grietas y deformaciones en el producto final.

Como ejemplo, la firma TRUMPF ofrece materiales de aporte que sirven como recubrimiento superficial para aumentar la capacidad de resistencia al desgaste.

Para esto, en el caso de una pieza fabricada en fundición de hierro gris, es posible aplicar una capa de un material compuesto por acero inoxidable como matriz y carburo de tungsteno (CERMET) como material duro sobre una interfaz de unión fabricada en níquel.

METALMECÁNICA 27-2

49

TECNOLOGÍA

POST-PROCESAMIENTO

Un tema clave a tener en cuenta para la reparación de piezas basadas en manufactura aditiva es la necesidad de generar el acabado superficial requerido a partir de un proceso adicional de mecanizado. Típicamente, para geometrías complejas se utiliza el fresado de 5 ejes, e incluso el rectificado. En piezas rotacionalmente simétricas se utilizan procesos de torneado y torneado duro para alcanzar la calidad superficial final. Adicionalmente es importante tener en cuenta si es necesario realizar un proceso de tratamiento térmico, no solo para aliviar los posibles esfuerzos residuales obtenidos durante la reparación de la pieza, sino para alcanzar los niveles de dureza necesarios para soportar las cargas de su uso diario.

LA MAYORÍA DE LOS SISTEMAS MODERNOS PUEDEN OFRECER TOLERANCIAS DEL ORDEN DE LOS 150µm, POR LO QUE ES POSIBLE LLEGAR A UNA FORMA CERCANA A LA ORIGINAL, PERO DEFINITIVAMENTE DEBE TENERSE EN CUENTA UN PROCESO DE ACABADO FINAL POR ALGÚN PROCESO DE MECANIZADO.

Foto cortesía: Trumpf

TECNOLOGÍAS DISPONIBLES

En principio existen dos posibilidades para usar procesos de DED o LMD en la reparación de piezas con MA: Las máquinas dedicadas, únicamente capaces de realizar los procesos de adición de material; o las máquinas híbridas que tienen la capacidad de realizar procesos de mecanizado (pueden ser basadas en máquinas de fresado, o en tornos) y de aporte de material con fundición láser.

Un ejemplo de las primeras es la TruLaser Cell 3000 de la firma TRUMPF, en la cual se puede producir piezas de pequeño y mediano tamaño, incluso para grandes series gracias a sus amplias capacidades de auto-

50

matización. Esta máquina puede aportar material en 3 dimensiones gracias a su capacidad de movimiento en 5 ejes. En principio, gracias a la adaptabilidad de sus cabezales, se puede utilizar esta máquina para soldar y cortar además de su uso para hacer MA. Como ejemplo de las máquinas híbridas se puede hablar de la línea Integrex i AM de Mazak, la cual está diseñada en una plataforma multitarea basada en torno, con la cual se pueden fabricar o reparar piezas mediante LMD y luego se pueden acabar con alta precisión mediante cabezales de torneado o fresado en 5 ejes. MMI

METALMECÁNICA 27-2

TECNOLOGÍA

¿CÓMO DISEÑAR PARA MANUFACTURA ADITIVA?

En manufactura aditiva se diseña para la función final del producto y no pensando en cómo puede ser manufacturado.

Por Verónica Alcántara

L

a manufactura aditiva ha cambiado el concepto de diseño para la manufactura, ahora se tiene total libertad, no hay limitaciones, ni siquiera de fabricación, asegura Henning Bergold, presidente de Grupo Abstract, consultora y proveedora de tecnologías 3D. Una encuesta de Jabil sobre manufactura aditiva reveló que seis de cada 10 empresas, es decir, 60% de ellas consideran que esta tecnología ha cambiado su forma de pensar y producir.

“Llegamos a una era donde se diseña para la función final del producto y no basados en cómo el producto puede ser manufacturado, es un cambio de filosofía radical”, aseguró el experto.

El mundo de la manufactura aditiva requiere pensar en 3D, ya no se puede diseñar como se hacía antes. Para sacar el mayor provecho de esta tecnología se deben considerar cinco factores: consolidación, personalización, optimización, velocidad y precisión.

Durante el webinar “La nueva era de la impresión 3D”, Henning Bergold explicó que el diseño aditivo permite optimizar las piezas para reducir su peso, aumentar la resistencia, mejorar su desempeño térmico, etcétera.

El diseño convencional se puede llevar a un nuevo diseño aditivo y lograr un nuevo componente que pue-

METALMECÁNICA 27-2

51

TECNOLOGÍA

Mesago, Mathias Kutt de ser más económico que toda la suma de componentes fabricados de forma convencional.

Los ahorros pueden estar por ejemplo en la resistencia a las fallas. Una pieza con muchos componentes puede ser propensa a rupturas, pero con una sola pieza hecha con manufactura aditiva, tendrá menor riesgo de fallas.

“Hemos entrado en una etapa donde toda nuestra cultura de diseño tiene que cambiar, porque hasta ahora hemos sido formados los diseñadores, técnicos e ingenieros, pensando en cómo se va a fabricar. Ya esa limitación no la tenemos, ahora diseñamos para lo que queremos que el producto haga”, enfatizó.

Según la encuesta de Jabil, seis de cada 10 empresas aumentarán el uso de manufactura aditiva. El 45% de las encuestadas la usarán para fabricar herramentales, moldes o cualquier tipo de equipo para producción de piezas finales.

Hoy en día, la manufactura aditiva se usa en su mayoría (73%) en actividades de investigación y desarrollo.

El prototipado (72%) sigue siendo uno de los más grandes segmentos de uso, sin embargo, su crecimiento está siendo más lento.

52

DE LAS EMPRESAS USABAN

Manufactura

ADITIVA PARA LA FABRICACIÓN DE HERRAMENTALES EN 2017.

EN 2021, ESTA CIFRA HABÍA SUBIDO A UN

La fabricación de herramentales creció de 30% de empresas que la utilizaban para esto en 2017, a 57% en 2021. La producción de piezas finales creció de 27% en 2017 a 62% el año pasado. Así, la manufactura aditiva sigue ganando terreno en la industria, y es hora de cambiar la forma en que se diseña para aprovechar todas sus ventajas. MMI

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E

54 Seco Tools inaugura una nueva planta de producción en México

I N D U S T R I A

56 México supera a Alemania y se coniverte en el cuarto productor de autopartes a nivel mundial

62 Nuevos sectores podrían beneficiarse del nearshoring en México

64 Mayores avances con mayor precisión

MERCADO E INDUSTRIA

SECO TOOLS INAUGURA UNA NUEVA PLANTA

DE PRODUCCIÓN EN MÉXICO En mayo finaliza la etapa de construcción y se espera que en junio entre en operación.

La planta está ubicada en Saltillo, Coahuila y tendrá la capacidad de aprovisionar al mercado norteamericano de herramientas especiales.

Por Miguel Durán CO SE sía rte co to Fo s ol To

SECO MÉXICO SERÍA LA ÚNICA UNIDAD DE PRODUCCIÓN PARA HERRAMIENTA DE DIAMANTE Y TAMBIÉN LA ÚNICA PARA PRODUCCIÓN DE HERRAMIENTAS ESPECIALES.

54

Y

a han pasado dos años desde que Seco Tools adquirió la división de herramientas de corte de Quimmco Centro Tecnológico (QCT), una empresa privada mexicana y filial del Grupo Quimmco. Esta ha sido considerada una división líder en la fabricación de herramientas de carburo sólido, especializada en productos personalizados y reacondicionamiento.

"Con esta adquisición, construimos una base aún más sólida en Norteamérica para nuestro negocio de herramientas especiales", declaró Fredrik Vejgården, presidente en ese entonces de Seco Tools. En la misma línea, Rob Keenan, Presidente de Seco Norteamérica, comentó: "Este es un gran complemento para nuestra cartera de productos y servicios en Norteamérica".

Al igual que a muchos sectores, la pandemia y la situación de los chips empezaron a afectar la operación, cuenta Luis Enrique Granda, Production Unit Manager de Seco en México. Este panorama complejo, sin embargo, no impidió una planeación a largo plazo para esta división, que incluyó construir y adecuar nuevas instalaciones de acuerdo con el estándar de

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

Seco en cuanto a arquitectura, espacios, layout de maquinaria, entre otras características.

Desde entonces se empezó la construcción en Saltillo, Coahuila, la cual finalizará en el mes de mayo y entrará en operación en junio de 2022. “Esta tendrá un espacio más amplio donde tenemos una disposición de maquinaria en base a celdas de manufactura, conforme al flujo correcto de materiales, todos los estándares eléctricos, de aire y de emisiones”, afirma Granda.

LA ACTIVIDAD NO SE DETIENE EN LA PLANTA

Desde el año pasado empezó la transferencia de maquinaria, tecnología y diseño. “Desde el segundo semestre del 2021 y lo que va de este año el parque de máquinas ha incrementado en un 35-40% la capacidad de producción”, señala Granda.

El área de PCD y de herramientas de diamante creció un 125%, de tal manera que en la planta actual de Seco cuenta con una capacidad de más del doble en toda la fabricación, reacondicionamiento y reafilado de herramientas de diamante. “Y en lo que es nuestra área de carburo estamos recibiendo maquina y tecnología para todo lo que es nuestra parte de rectificado”, puntualiza.

LUIS GRANDA

Production Unit Manager, SECO Tools de México

Todo este trabajo se ha realizado con el apoyo de los equipos de Seco Suecia y Estados Unidos, con quienes el equipo de México se reúne semana a semana para los entrenamientos de fabricación de nuevas herramientas y productos que están siendo transferidos a México. “Antes esta planta fabricaba solo localmente. En este momento estamos fabricando y exportando hacia Estados Unidos y hacia Europa”, afirma Granda y añade que están trabajando en automatizar la mayor parte de los procesos.

Actualmente la actividad principal de Seco México es la producción de herramientas especiales. Granda detalla que la gran mayoría de sus productos son herramientas a la medida conforme lo requieren los clientes. “En este año

METALMECÁNICA 27-2

LIZARDO ROJAS

Gerente de Ingeniería SECO Tools de México

vamos a empezar a fabricar herramientas estándar, pero a volúmenes más bajos”.

Por su parte, Lizardo Rojas, Engineering Manager de Seco México, señala que están en la capacidad de atender un proyecto de por ejemplo 60 herramientas, dependiendo de lo que lleve el proceso. “Antes presentamos sólo la propuesta de la broca. Ahora lo que hacemos es que con el equipo de ventas atendemos lo que son las herramientas custom tool y lo que es de línea, tanto indexable como estándar y se arma la propuesta completa”.

Todo esto en medio de un contexto donde ha aumentado la demanda del mecanizado de aluminio con herramientas de diamante. “Ya hemos trabajado con partes de inyección de aluminio que son parte de Tesla, por ejemplo”. La posibilidad de volver a poner a punto herramientas especiales, en particular herramientas de diamante, evita a las empresas locales el costoso y dispendioso proceso de enviar la herramienta a Europa. “También (dispondemos de) la capacidad de afilado de herramienta para hacerlo localmente, máquinas y know how, que hasta ahora ha sido difícil de conseguir en México”, comenta Rojas.

Esto se convierte en un cambio fundamental en las reglas del juego, y habilita a la industria local para mejorar sus tiempos de entrega y sus costos de operación.

Granda afirma que hay un mercado latente en México y Seco está en capacidad de atenderlo. Rojas apoya ese pensamiento pero también destaca que en el caso de toda América, Seco México sería la única unidad de producción para herramienta de diamante y también la única para producción de herramientas especiales.

“Ahora estamos trabajando para empezar a atender Sudamérica y Brasil”, señala Rojas y destaca el aumento y fortalecimiento del personal de ingeniería y de aplicaciones, pasando de 20 a 45 expertos, e incrementando el equipo de ventas ante la alta demanda de empresas como STALLANTIS, Nemak, Tupy, Ford, Jonh Deere, Linamar, General Electric, entre otras.

55

MERCADO E INDUSTRIA

MÉXICO SUPERA A ALEMANIA COMO

EL CUARTO PRODUCTOR DE AUTOPARTES Así lo dio a conocer Alberto Bustamante, presidente de la Industria Nacional de Autopartes, quien destacó el crecimiento de la industria alcanzando cifras prepandemia y recibiendo máximos históricos en inversión extranjera directa.

Por Miguel Durán

L

a industria mexicana de autopartes estima que al cierre del 2022 alcance una producción cercana a los 100 mil millones de dólares, marcando una clara diferencia frente al 2021 y generando un crecimiento del 6.3%.

Estos números positivos son el reflejo del buen momento por el cual atraviesa el sector, el cual acaba de superar a Alemania y se posiciona como cuarto productor de autopartes a nivel mundial.

La noticia la dio a conocer Alberto Bustamante, presidente de la Industria Nacional de Autopartes (INA), quien mostró las cifras que ponen a México por encima de Alemania. Y es que para el 2019, la producción de vehículos en el país europeo llegaba a los 4.6 millones de unidades fabricadas de vehículos ligeros. En el 2020 esa cifra cayó a 3.7 millones y en el 2021 a 3.3 millones. “Al verlo en una escala del tiempo durante los últimos seis años, se ve que desde el 2015 empezó a bajar la fabricación. Por ende, no solo la pandemia los afectó”, apunta.

Así mismo el país europeo ha caído en la exportación y producción de autopartes. En el 2018 mandaba 62 mil millones de dólares, en 2019 ya eran 69 mil millones, pero en el 2020 bajó a 50 mil. “En el 2021 llegó a 65 mil millones de dólares y se estima que la tendencia continúe a la baja”, explica el directivo

56

En cuanto a la producción, en el 2019 el país europeo alcanzaba una cifra superior a los 98 mil millones de dólares. “Los datos del 2021 muestran que Alemania no se ha recuperado aún, ni siquiera está cerca de las cifras prepandemia. Ahora está en 87 mil millones de dólares”, señala Bustamante y agrega que estos datos revelan que México es ahora el cuarto productor a nivel mundial de autopartes, ya que en el 2021 el país azteca llegó a los 94 millones de dólares, siete más que Alemania.

LA PRODUCCIÓN DE AUTOPARTES SIGUE ARRIBA

En México, Canadá y Estados Unidos sigue creciendo la producción de autopartes, todo esto derivado de las reglas de origen del Tratado de Libre Comercio de América del Norte, la sustitución de importaciones, las nuevas inversiones y demás. Estados Unidos ha conseguido con esto una producción superior a los 247 mil millones de dólares.

En el caso de México, si todo continúa según lo planeado, se espera que la proyección de producción de la industria llegue cerca a los 100 mil millones de dólares para cerrar el 2022, gracias al fortalecimiento de la inversión extranjera. Muestra de eso es el estado de Coahuila, el cual tiene el 17.2% del total de la producción nacional seguido de Chihuahua (11.9)% y Nuevo León (11.4%).

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

FLASH DE PRODUCCIÓN DE AUTOPARTES EN MÉXICO $10,000

MILLONES DE DÓLARES

$9,000

DIGITAL

2021*: $94,898

$8,000

2021*: $99,351

$7,000 $6,000 $5,000 $4,000 $3,000 $2,000 $1,000 $-

ENE

FEB

MAR

ABR

2019

MAY 2020

JUN 2021

AJUSTE A PRONÓSTICOS 2021

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

2022

97,834

2019

MES

PRODUCCIÓN ANUAL MILLONES DE US DOLLAR

VARIACIÓN

2020

DICIEMBRE

$ 93,554

+19,3 %

2021*

94,898

ENERO

$ 93,778

+19,6 %

2022*

99,351

FEBRERO

$ 94,898

+21,0 %

78,439

MILLONES DE DÓLARES

Fuente: INA con información de INEGI, incluye autopartes que están consideradas en otras Ramas del código SCIAN (2019-2020). *Pronóstico 2021 & 2022 basado en datos deIHS Markit

En cuanto a las exportaciones de autopartes, para enero del 2022 se había mandado a Estados Unidos el 90% del total de la producción, seguido de Canadá y Brasil. “Todas las exportaciones que van a estos últimos tres países corresponden al equipo original. Las que van a Japón, Alemania y China son de equipos de repuesto”, explica Bustamante.

Las principales autopartes exportadas por México a enero del 2022 son las más intensivas en mano de obra y que difícilmente pueden ser sustituidas en su fabricación por robots, por eso el país es competitivo en este campo.

Así mismo, el principal origen de importaciones es Estados Unidos con el 52.8% y le sigue China con el 14.5%. Aunque el país asiático se ha mantenido como el segundo proveedor, se espera que el porcentaje siga disminuyendo, de acuerdo a los porcentajes de contenido

58

regional firmados en el Tratado de Libre Comercio de América del Norte.

Por último, señala Bustamante, la industria genera 870 mil empleos de forma directa. “Por cada empleo que se genera en la industria terminal, se crean 10 en la industria de autopartes”, añade.

LA OTRA CARA DE LA MONEDA

En la parte terminal la tendencia sigue a la baja en las exportaciones y el mercado interno. Aunque se registra un leve crecimiento en el mes de marzo, el primer trimestre del año no refleja cifras positivas.

Fausto Cuevas, director general de la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz (AMIA), señala que durante el mes de marzo la producción creció un 0.8%. Las exportaciones disminuyeron 2.5% y las ventas cayeron un 1.2%. “Eso quiere decir que respecto a los resultados

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

del primer trimestre la producción muestra un crecimiento del 3.4%, la exportación una disminución del 1.8% y las ventas cayeron un 2.9%”.

LAS PRINCIPALES AUTOPARTES EXPORTADAS POR MÉXICO A ENERO DEL 2022 SON LAS MÁS INTENSIVAS EN MANO DE OBRA Y QUE DIFÍCILMENTE PUEDEN SER SUSTITUIDAS EN SU FABRICACIÓN POR ROBOTS.

Durante el mes de marzo se produjeron 305.976 unidades, logrando 2.461 más que en marzo del 2021. Sin embargo, con respecto a 2019 aún se tiene una producción por debajo del 12.7%. El acumulado del primer trimestre fue de 849.045 unidades, un 3.4% por arriba de los pro-

ducido en el 2021, pero un 15.1% por debajo del 2019, año en el que se produjeron en el periodo 999.672 unidades.

El 80% de los producidos en marzo correspondió a camiones ligeros, de esto el 49% fue de vehículos de uso múltiple, el 31% pick up, 13% autos compactos y 5.4% en subcompactos. El restante fue de automóviles. “Estos volúmenes de producción llevaron a que se tuviera una capacidad de ocupación de la capacidad instalada del 87%, comparado con el 70% en promedio del año pasado”, señala Cuevas.

“Marzo es un buen mes, porque es el primero donde se registra una recuperación en producción, sin embargo, aún no podemos hablar de que hay una tendencia”, afirma Cuevas. De lo producido en el primer trimestre el 80% se destinó a la exportación. Tan solo en el mes de marzo esta cifra llegó al 86%, con 262.494 unidades, 6.375 más que el año pasado, sin embargo, con respecto al 2019 aún la industria está un 19.4% por debajo, donde se exportaron 325.703 unidades.

En el trimestre se exportaron 680.992 unidades, un 1.8% por debajo del año pasado y un 19.2% por debajo del 2019. Para Cuevas es aún prematuro pensar en que se puedan mantener los crecimientos. “Todo depende de

MERCADO E INDUSTRIA

PRODUCCIÓN DE ALEMANIA VS. MÉXICO EN EL SECTOR DE AUTOPARTES PRODUCCIÓN 2017-2021 (MILLONES DE DÓLARES)

93,698

2017

90,978

99,600

2018

97,133

98,200 2019

97,228

82,000 2020

78,884

87,224 2021

94,778

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

MÉXICO ALEMANIA

Fuente: INA con información de Eurostat & INEGI

cómo vayan los volúmenes de producción y si esto nos permite avanzar con mejores expectativas”.

Según las exportaciones por destino, la región de América del Norte es la principal, pues se envía el 86.6% de la producción, siendo Estados Unidos con el 79.6% el país donde más se exporta. Le siguen Canadá y Alemania con volúmenes muy inferiores. De las exportaciones, el 80% fueron de camiones ligeros y el 20% de automóviles.

Con estas cifras, la participación de la industria mexicana en el mercado de los Estados Unidos en el mes de marzo fue de 203.709 vehículos, un 5.3% más que en marzo del 2021. “México fue el único país exportador a Estados Unidos que presentó un crecimiento”, afirma.

En el trimestre la exportación a Estados Unidos fue

60

de 542.111 vehículos, una variación positiva del 0.3% respecto al primer trimestre del 2021, lo cual le ha permitido a la industria mexicana mantener una participación en el mercado de Estados Unidos del 16.3%.

Por otro lado, Guillermo Rosales, presidente ejecutivo de la Asociación Mexicana de Distribuidores de Automotores (AMDA), señaló que en el reporte de mercado interno automotor para el mes de marzo se registró la tercera tasa anual negativa del 2022. La caída fue del 1.2% en comparación con marzo del 2021. En total el primer trimestre del año registra una comercialización de 253.382 unidades para una disminución del 2.9%.

“Con los resultados del mes de marzo, nos tenemos que ir hasta el 2014 - 2015 para encontrar cifras similares a la venta de vehículos. Para poder retornar los

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

números altos se prevé que puede ser en el 2024, e incluso 2025”, afirma Rosales y agrega que la industria se encuentra en una fase de estancamiento donde se tiene ligeras caídas y una perspectiva negativa.

El factor principal para explicar este dato sigue siendo la falta de inventario por la escasez de semiconductores y algunos otros componentes, así como retrasos en la cadena logística. Rosales explicó que en febrero se tenía contemplado que se comercializaran 82.179 unidades, lo cual estuvo por debajo en un 3.2%.

Por marcas, Nissan encabeza el ranking de ventas con el 18.4%, seguido de Chevrolet con el 14.3%. Más lejos en números está Toyota (9.6%), Kia (9.1%) y Volkswagen (8.9%), esta última, una de las más afectadas por la falta de inventario. También se encuentra Mazda, Hyundai, Ford, Suzuki y MG, que entra por primera vez al top 10 de ventas de México. Estas marcas integran el 80.4% del total de las ventas.

Por último, Rosales señaló que la estimación del total del año está en 1.015.400 unidades, “lo que nos estaría colocando en un nivel de estancamiento en relación con el 2021”.

NUEVOS SECTORES PODRÍAN BENEFICIARSE

DEL NEARSHORING EN MÉXICO Las interrupciones en cadena de suministro han replanteado el mapa mundial de abastecimiento, y en la nueva configuración México queda en un lugar privilegiado. Asegurar las nuevas oportunidades depende de la disponibilidad de materia prima, mano de obra calificada y de mejoras en logística y seguridad.

L

as industrias con mayor potencial de nearshoring son la de dispositivos eléctricos/mecánicos y la de maquinaria industrial, según un reporte de Bain & Company.

A nivel mundial 75% de las empresas han experimentado interrupciones en su cadena de suministro por la pandemia. Hoy México tiene potencial como destino atractivo para acercar operaciones de producción o nearshoring, desde Asia a Norteamérica.

62

Para Estados Unidos es una prioridad reducir la dependencia de Asia. En la última década las importaciones desde México al mercado estadounidense se han concentrado en la industria de equipo de transporte y alimentos y bebidas.

Sin embargo, frente al contexto actual, los sectores de dispositivos eléctricos/mecánicos (equipo médico, artículos fotográficos, etc) y maquinaria industrial (transformadores, bombas industriales, etc), tienen un mayor potencial de nearshoring en México, de acuerdo con el informe “Oportunidades de nearsho-

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

ring para empresas mexicanas”, de la consultora Bain & Company.

Cada una de esas industrias representó cerca de 17% de las importaciones estadounidenses en 2020.

Y estos son sólo los sectores más destacados ante la necesidad de relocalizar operaciones de producción.

Entre los países más interesados en reubicar sus operaciones, además de Estados Unidos, están China, Alemania, Canadá, Dinamarca y Francia. Sin embargo, Bain & Company destaca que para atraer esas inversiones, México debe resolver ciertos obstáculos.

MEXICO FRENTE AL NEARSHORING Actualmente México tiene cuatro factores a su favor como destino para el nearshoring:

Husos horarios alineados con Estados Unidos, lo que facilita la comunicación entre centros de producción en comparación con el cambio de horario con China y Europa.

DE LOGRARLO, LAS

Exportaciones MEXICANAS DE MANUFACTURA QUE HOY REPRESENTAN ENTRE

4-5%

ANUAL, PODRÍAN CRECER A ENTRE

6-7%

LO QUE EQUIVALDRÍA A USD 8,000 MILLONES ANUALES ADICIONALES.

“Para consolidar esas oportunidades, México debe desarrollar un ecosistema de producción que asegure el abasto de materiales primas e insumos, disponibilidad de mano de obra calificada y mejora de infraestructura logística y seguridad”, asegura el estudio.

De lograrlo, las exportaciones mexicanas de manufactura que hoy representan entre 4 y 5% anual, podrían crecer a entre 6 y 7%, lo que equivaldría a USD 8,000 millones anuales adicionales.

El estudio de la consultora indica que las ciudades con más atractivo para el nearshoring en el país son Monterrey, Tijuana y Querétaro, debido a la consolidación de su entorno industrial.

METALMECÁNICA 27-2

Costos de transporte y tiempos de entrega más asequibles y rápidos debido a la proximidad y a la baja complejidad.

El T-MEC eliminó los aranceles a las exportaciones de México a Estados Unidos, favoreciendo la producción mexicana en diversas industrias, especialmente en la fabricación de automóviles y componentes automotrices.

Una industria manufacturera experimentada que cuenta con altos estándares de calidad y una fuerza de trabajo altamente preparada. El valor agregado bruto de la industria manufacturera en México es de USD 221,000 millones y contribuye con 18% al PIB nacional.

Además, en los últimos seis años el país se ha posicionado mejor que China en cuanto a costos de producción. “Esto podría generar un cambio significativo en las tendencias de importaciones de compañías estadounidenses y europeas del sector automotriz, de electrodomésticos, maquinaria, muebles, plásticos, entre otras”, señala Bain & Company.

63

MERCADO E INDUSTRIA

MAYORES AVANCES

CON MAYOR PRECISIÓN

Una historia de éxito de demuestra cómo un taller de fabricación de moldes ha incrementado su velocidad de producción y sus ventas gracias a herramientas de corte de alta calidad.

Por BIG DAISHOWA

L Foto cortesía BIG DAISHOWA

64

a manufactura de moldes y troqueles en México representa una enorme veta para la sustitución de exportaciones. Se estima que, del total del consumo de estos componentes en territorio nacional, que ronda los 7 mil millones de dólares, se fabrica localmente menos de 5%. Solo en moldes, se estima una demanda superior a los 2,000 millones de dólares, según datos de la Asociación Mexicana de Manufactura de Moldes y Troqueles (AMMMT), con un área de oportunidad de crecimiento muy grande en la región.

La producción de moldes es una tarea altamente especializada que requiere no solo de experiencia en fabricación metalmecánica, sino también de una gran calidad en acabados y precisión dimensional, pues fallas micrométricas pueden causar muchas complicaciones no solo en el proceso de inyección de plástico (lo cual puede significar pérdidas económicas cuantiosas), sino también en la calidad del producto final.

Es por este motivo que el uso de herramientas de corte de alta gama es casi una condición “sine qua non” para poder alcanzar los objetivos deseados.

Usarlas no solo garantiza la calidad y precisión bus-

METALMECÁNICA 27-2

MERCADO E INDUSTRIA

cada, sino que permite reducir costos de fabricación y acelera el tiempo de cada operación.

Ramón Lozano Iriarte, director de la empresa Moldes y Diseño, se ha apoyado con la tecnología de BIG DAISHOWA para cumplir con los estándares de calidad que necesitan sus clientes. Diseñador industrial de profesión, Lozano se incorporó en el mercado de la fabricación de moldes luego de algunos años dedicado a la publicidad.

Fue su propia formación académica y su espíritu creativo el que le llevó a considerar un área de la transformación que le permitiera dar salida a sus ideas.

Encontró en los moldes ese canal y desde el taller de su pequeña empresa, atiende a la industria de inyección de plásticos, termo formados y soplados. Además, ha fabricado routers CNC de su propia creación.

Establecido en la municipalidad de Coyoacán, Ciudad de México, Moldes y Diseño inició operaciones en 2001. Desde entonces han proveído de moldes a empresas como Mold Plastic (juguetes y sonajas), Lacoplast (trompos y yo-yos), Canon Mexicana (refacciones y diversos moldes), Lux Pirotecnia (equipos especiales), Arista (envases de shampoo y crema), Schwabe y Osto-Med (productos farmacéuticos) y Pro Quintana (calaveras y faros de automóvil), entre otras.

1018.” También emplean aluminio, duraluminio, cobre y latón.

La maleabilidad y dureza de cada metal puede ser extremadamente diferente, por lo que tanto a Lozano, como a su equipo, que en total suma 6 operadores, se les ha hecho necesario mantenerse en un proceso de aprendizaje permanente. Esto significa un conocimiento profundo de los procesos de fabricación, pero también de las herramientas que se deben utilizar para los procesos, tales como el taladrado y el rimado, que son fundamentales para la elaboración de cavidades en los moldes.

“En un principio teníamos herramientas convencionales como brocas y cortadoras de cobalto y carburo en un inicio”, comenta el empresario. “Esto provocaba que el tiempo de fabricación fuera lento y apenas ajustado a las tolerancias establecidas”. También los obligaba a maquinar con avances muy conservadores con las herramientas, con ciclos de barrenados muy largos. Incluso, era necesario detener las operaciones para afilar o para cambiar las herramientas.

Durante su primer año de operación tuvieron un acercamiento con Heinz Ulb, quien entonces fungía como representante de la marca para Maquinaria Industrial (MISA), un distribuidor de la marca Big Kaiser, hoy Big Daischowa. Heinz Ulb de desempeña actualmente como director en México de BIG DAISHOWA.

DE LA MANO DE LOS EXPERTOS

AL ACELERAR EL TIEMPO DE PRODUCCIÓN Y ENTREGA NO SOLO LOGRAN UNA MAYOR SATISFACCIÓN POR PARTE DEL CLIENTE, SINO QUE, ADEMÁS, LIBERAN CAPACIDAD EN EL TALLER PARA PRODUCIR MÁS MOLDES CON NUEVOS PROSPECTOS.

Lozano adquirió entonces una serie de equipos de máquinas herramienta, como un centro de maquinado de 3 ejes, algunos tornos convencionales y CNC, fresadoras, taladros convencionales y equipos EDM, tanto de hilo como de penetración. “Para fabricar nuestros productos utilizamos toda clase de metales, principalmente aceros, tales como P20, 41140, A3. A5, TC10 Tratados y Recocidos, así como placas comerciales y

METALMECÁNICA 27-2

Lozano comparte que fue Ulb quien le mostró las herramientas directamente en la operación. Sin demos, ni catálogos de por medio. “Quedé sorprendido de la diminución de tiempo y su impacto en el costo de fabricación. De ahí surgió un gusto por las herramientas influenciado por la pasión de Heinz y de todo su equipo”.

Al ser herramientas de alta gama, los acabados en las cavidades también son de alta precisión, lo cual es fundamental en la fabricación de moldes. Así es como comenzaron a adquirir herramientas BIG DAISHOWA para las diferentes operaciones y en función de los moldes que les fueron requiriendo sus clientes.

Entre los primeros productos comprados destacan las brocas espada. Posteriormente adquirieron otras herramientas y equipos de sujeción, entre los que podemos destacar brocas porta insertos de varias medidas, conos de inducción de refrigerante para brocas, cabezales de boreado de acabado cabezales de des-

65

MERCADO E INDUSTRIA

baste (“rough boring”) desde 2.087” hasta 3.386” y brocas porta insertos de varias medidas.

Lozano advierte que, aún cuidando estas herramientas con avances y parámetros de corte conservadores, los tiempos de maquinado de las placas se han mejorado considerablemente. Antes, comenta, “una placa nos podría tomar uno o dos días para ser maquinada, mientras que con los productos de BIG DAISHOWA nos toma apenas un par de horas. Sumado a esto, los acabados de boreado son excelentes y quedan casi pulidos, y las medidas finales se logran con una precisión enorme. La última herramienta, un boring para desbaste rudo, que es una maravilla, permite abrir diámetros de 60 a 130 mm en una sola pasada. Y la máquina lo hace con una enorme facilidad”

USD

2000

millones

ES LA DEMANDA ESTIMADA ACTUAL DE FABRICACIÓN DE MOLDES PARA EL MERCADO MEXICANO.

El tiempo se convirtió en uno de los mayores beneficios con las nuevas herramientas, pues al acelerar el tiempo de producción y entrega no solo logran una mayor satisfacción por parte del cliente, sino que, además, liberan capacidad en el taller para producir más moldes con nuevos prospectos. “Si el cliente recibe su molde más rápido, podemos iniciar también un pedido nuevo”.

Aunque no es su core business, en Moldes y Diseño también llevan a cabo tareas de mantenimiento y reparación de moldes con algunos de sus clientes. Para ello, incluso realizan tareas de ingeniería inversa apoyados con software CAD/CAM. Esto permite entregar un valor adicional a sus clientes. “La globalización de los mercados nos ha impulsado a competir con calidad y servicio, y esto no sería posible sin tecnología

66

Foto cortesía BIG DAISHOWA de punta, y en este sentido, las herramientas de BIG DAISHOWA hablan por si solas. Es tal su calidad y durabilidad, que nosotros seguimos empleando herramientas que adquirimos en 2001”.

Además de la tecnología, Lozano aprecia mucho el servicio que le han ofrecido a la par de las herramientas, pues es como tener un equipo de consultores con él, apoyándole a tomar siempre la decisión más adecuada sobre la herramienta que debe emplear para cada operación. “Tenemos un taller de 200 m2, pero nos dan un trato como si fuéramos un gran corporativo, eso nos da mucha tranquilidad, pues el soporte post venta es continuo y nunca me han dejado solo con cualquier duda sobre el uso de las herramientas”.

METALMECÁNICA 27-2

¡VISITE EL CONTENIDO DE METALMECÁNICA!

ESCANEE EL CÓDIGO QR Y ENCUENTRE MÁS TEMAS DESTACADOS DEL SECTOR