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Tapa

La carrera de la Industria 4.0

Las estrategias para impulsar la manufactura avanzada en Brasil incluyen la creación de centros de investigación y el apoyo a startups

El montaje de aviones en Embraer abolió los dibujos en papel y la totalidad del proceso se monitorea en forma digital

Embraer

Entidades empresariales, gobierno y agencias de fomento discuten las estrategias para estimular y organizar la difusión de la manufactura avanzada en Brasil, un conjunto de tecnologías en las cuales se basan los procesos industriales inteligentes. El desafío consiste en asegurar la competitividad de la industria brasileña ante una transformación que cobra preponderancia en Europa y Estados Unidos, aportando mayor eficiencia y flexibilidad a las líneas de producción y reduciendo los costos. Esta tendencia también se conoce con el nombre de Industria 4.0, en alusión a lo que sería una cuarta revolución industrial, con un impacto en la forma de producir equivalente al que generó la invención de la máquina de vapor, el advenimiento de la energía eléctrica en las industrias en el siglo XIX y, en un pasado más reciente, la integración de la electrónica y la automatización a las plantas fabriles.

El avance de la manufactura de punta en diversas cadenas productivas tendrá un impacto creciente sobre la industria nacional, sostiene el economista Rafael Moreira, asesor del Ministerio de Industria, Comercio Exterior y Servicios (MDIC) para la Industria 4.0. “La presión competitiva será cada vez más intensa y las empresas brasileñas tendrán la necesidad de modernizarse”, sugiere Moreira, quien coordina un grupo de trabajo del MDIC creado en el mes de julio con la misión de establecer una política nacional de manufactura avanzada. “Algunas empresas brasileñas ya están posicionadas en los niveles más maduros de la Industria 4.0, pero son la excepción. Ciertas instituciones de investigación se encuentran en el estado del arte de algunas tecnologías de la Industria 4.0, aunque su conexión con el entramado industrial sea débil”. En su opinión, el reto radica en equilibrar las demandas de ciertos segmentos industriales brasileños y las inversiones necesarias en investigación y desarrollo (I&D) para la generación de nuevas tecnologías. Uno de los objetivos del grupo del MDIC consiste en estimular la creación de testbeds, que son vidrieras de aplicaciones de conceptos de la Industria 4.0 en las cuales se testean en un ambiente que simula la planta fabril las soluciones que exploran el uso de tecnologías. Los testbeds, según sostiene Moreira, pueden mostrarles a las empresas el potencial de las tecnologías e impulsar la inversión privada en manufactura avanzada.

Oak Ridge National Laboratory Uso de polímero para la impresión en 3D en una planta de demostración de manufactura agregada del Laboratorio Nacional Oak Ridge, en Estados UnidosOak Ridge National Laboratory

Consorcios
En el mes de mayo, la FAPESP abrió una convocatoria para la selección de empresas o consorcios de empresas que quieran convertirse en colaboradoras de la Fundación para la creación de un futuro centro de investigación en ingeniería de manufactura avanzada. El plazo para el envío de propuestas rige hasta el 11 de febrero de 2018. Luego de la selección, se lanzará otro llamado destinada a escoger instituciones de educación superior y de investigación interesadas en albergar ese centro. Carlos Américo Pacheco, presidente del directorio del Consejo Técnico Científico de la FAPESP, subrayó, en el marco del lanzamiento de la convocatoria, que la FAPESP marchó a la par de lo que está sucediendo en el área a nivel mundial, pero específicamente junto a los programas desarrollados en Alemania y Estados Unidos, manteniendo contactos con los líderes de las asociaciones de industriales brasileñas. “Se trata de una decisión basada en una necesidad irreversible de la industria y del desarrollo brasileño”, sostuvo.

La manufactura avanzada se basa en una combinación de tecnologías. Una de ellas está compuesta por los sistemas ciberfísicos, capaces de monitorear, valiéndose de sensores y software, un conjunto de dispositivos, máquinas y equipamientos en un proceso de manufactura y lograr que se comuniquen entre sí. Su contrapunto son los sistemas electrónicos incorporados, que funcionan en forma aislada y autónoma. Otras tecnologías involucran el análisis de macrodatos para extraer tendencias en enormes volúmenes de información producidos por las máquinas; la computación en nube, donde se almacenan los datos; la internet de las cosas, que recaba y transmite datos a distancia (lea el artículo); la realidad aumentada, que superpone gráficos y videos en el mundo real, ayudando a monitorearlo, y la impresión 3D, que permite la fabricación de productos personalizados, entre otras. Tales recursos permiten trabajar con un nivel mínimo de existencias y conectar varios puntos de las cadenas productivas. Para los países desarrollados, como en los casos de Estados Unidos o Alemania, la mejora en la eficiencia lograda con la Industria 4.0 también resulta valiosa para enfrentar la competencia china, puesto que no logran competir con los costos de su mano de obra.

La mayoría de estas tecnologías ya se encuentran disponible, pero cuestan caras, acota João Alfredo Delgado, director de Tecnología de la Asociación Brasileña de la Industria de Máquinas y Equipamientos (Abimaq). “No existe nada que sea esencialmente novedoso. Sucede que estas tecnologías se sofisticaron y hoy en día permiten que las empresas empiecen a producir de un modo que no conseguían hacerlo anteriormente”, afirma. En Brasil, las tecnologías de manufactura avanzada se están implementando en forma más consistente en las grandes empresas o en filiales de compañías multinacionales. En las unidades de Embraer, por ejemplo, el montaje de los aviones comenzó a realizarse prescindiendo del papel y el proceso se monitorea en forma digital. Para la fabricación de un avión se elaboran miles de dibujos que actualmente sólo existen en un medio digital. “La integración nos brinda la oportunidad de entender lo que está ocurriendo en la planta fabril en tiempo real”, dijo João Carlos Zerbini, gerente de Tecnología de Manufactura y Automatización Industrial de Embraer.

El núcleo de Abimaq reunió a startups que desarrollan soluciones en manufactura avanzada

En el exterior, Brasil está visto como un mercado prometedor para aquellas empresas que desarrollan soluciones de la Industria 4.0. La filial brasileña de la multinacional alemana Trumpf, que comercializa máquinas de fabricación láser, inaugurará este mes una planta de demostración de sus soluciones en Industria 4.0 en Chicago, Estados Unidos, y está invitando a un grupo de empresarios brasileños a conocerla. “Como las sucursales brasileñas de las multinacionales están adecuándose a la manufactura avanzada, esto conllevará un impacto inmediato en las cadenas de sus proveedores, que estarán obligados a adaptarse”, explica João Visetti, presidente del directorio de la filial de Trumpf en Brasil. La empresa invirtió en el perfeccionamiento de sus máquinas, tornándolas conectables. “Nuestra apuesta de I&D consistió en el desarrollo de software interno y en la adquisición de startups especializadas en soluciones para la industria 4.0”, explica.

Las empresas nacionales también se están movilizando. Un buen ejemplo es Romi, una compañía que en el mes de abril presentó una máquina que combina mecanización con manufactura agregada, que es capaz de elaborar piezas metálicas extrayendo o agregando capas, en un proceso similar a la impresión 3D, desarrollado por una empresa de Inglaterra, sólo que en este caso lo hace con polvo metálico. “Existen empresas en el exterior que utilizan soluciones de este tipo, adaptando la manufactura aditiva a máquinas de mecanizado ya existentes”, dice Douglas Alcântara, gerente de ingeniería de productos de Romi. “Nuestra solución es más armónica. La máquina ya viene con la tecnología incorporada, siendo capaz de registrar y recibir datos sobre los procesos y enviarlos en forma instantánea a los clientes”.

Bildschön GMBH El Instituto Fraunhofer, de Alemania, desarrolla soluciones de manufactura avanzada para la industria biotecnológicaBildschön GMBH

Para Delgado, de Abimaq, el país reúne las condiciones necesarias como para convertirse en un proveedor de tecnologías en manufactura avanzada. “Somos competentes para el desarrollo de sensores y software para la industria 4.0”, explica. Lo que falta, según Delgado, es una articulación entre los grupos y mayor apoyo a los mismos. “Conozco a varios jóvenes investigadores que fabricaron impresoras 3D en el país, pero no hay impresoras brasileñas en el mercado. El problema quizá no sea tecnológico, sino de generación de demanda y crear spin-off en las universidades”.

El centro de investigación en ingeniería propuesto por la FAPESP puede colaborar para aunar esfuerzos, comenta el director de Abimaq. “Necesitamos crear centros competentes para el desarrollo de soluciones nacionales. Éstos pueden detectar problemas y ayudar a las empresas a afrontarlos”, sostiene. Con interés análogo, Abimaq creó un núcleo de startups que están trabajando con tecnologías de manufactura avanzada. “La idea es ver qué competencias pueden aportar”, explica Delgado, quien resalta la dificultad de las industrias para realizar I&D en manufactura avanzada. “Hay muchas tecnologías involucradas y no puede mantenerse una estructura en I&D dedicada a todas ellas. Nuestra sugerencia para las empresas consiste en trabajar con grupos multidisciplinarios y la ayuda externa de centros competentes”.

Fraunhofer Iff En Alemania se están desarrollando robots que interactúan con los seres humanos para utilizarlos en la industria y en serviciosFraunhofer Iff

Mantenimiento predictivo
Una de las empresas del grupo de Abimaq es Birmind Automação, de la ciudad de Sorocaba (São Paulo), cuyo objetivo son grandes clientes interesados en servicios de optimización industrial. La empresa dispone de un software que, al abastecerlo con los datos recabados en equipos fabriles, puede predecir cuál es el momento para realizar mantenimiento y cuáles son sus costos. “El programa transforma las informaciones en valores financieros. Puede mostrar, por ejemplo, cuánta materia prima está desperdiciando un proceso a raíz de la performance defectuosa de una válvula y, con ello, que el retorno financiero obtenido mediante la reducción del consumo en comparación con el costo del recambio de esa pieza torne ventajoso al mantenimiento. Tenemos casos en grandes industrias donde logramos economías significativas de soda cáustica, energía eléctrica y otros diversos tipos de insumos”, explica Diego Mariano de Oliveira, uno de los socios de Birmind, que cuenta con clientes en segmentos tales como la industria química y la siderurgia. “Nuestra solución sólo funciona si el cliente ya dispone del nivel de automatización que caracterizó a la Industria 3.0. Si no fuera ése el caso, es necesario adaptar la maquinaria”.

En tanto, la empresa Automatsmart Tech, fundada hace un año e instalada en el Parque Tecnológico de Sorocaba, creó una plataforma de gestión de datos de mantenimiento industrial basada en algoritmos de análisis, almacenamiento de datos en la nube y uso de dispositivos móviles. Las informaciones recabadas en la planta de la fábrica se envían a un banco de datos y se analizan por medio de algoritmos de inteligencia artificial, que realizan cómputos y revelan tendencias. “Las decisiones sugeridas deben adecuarse y ser validadas por un administrador, que recibe las informaciones en una tablet”, subraya el ingeniero Elias Aoad Neto, gerente de Proyectos y socio de la empresa. Esta solución está siendo testeada en la empresa Johnson Controls y los emprendedores ya la están ofreciendo a grandes compañías. La empresa se está mudando. Recibió una invitación para integrarse al Up Lab, una aceleradora de empresas alojada en el Senai (el Servicio Nacional de Aprendizaje Industrial) de São Caetano do Sul (São Paulo), que creó una célula de desarrollo de tecnologías en manufactura avanzada. “Vamos a acelerar el crecimiento de la empresa en un polo especializado en Industria 4.0”, dice.

Para Rafael Moreira, del MDIC, no será sencillo generar políticas para la manufactura avanzada que logren articular las actividades de agentes públicos y privados. “Necesitaremos instrumentos innovadores”, dice. “Notamos que algunos países, incluso después de lanzar sus iniciativas para la industria 4.0, tardaron uno o dos años en ejecutar medidas reales en colaboración con el sector privado. Se presentaron dificultades en cuanto a la articulación, para diseñar proyectos viables y para acordar medidas de estímulo a la competitividad con disposiciones para el desarrollo industrial”, añade.

Inspección inteligente de piezas
Autaza, una startup instalada en una incubadora de empresas del Parque Tecnológico de São José dos Campos, desarrolló sistemas de inspección industrial mediante el monitoreo computarizado que se están utilizando en ensambladoras automotrices. Con la solución ideada por la empresa, se disponen cámaras que fotografían piezas en una línea de producción y que emplean recursos de inteligencia artificial para evaluar su calidad. “Ideamos un software que analiza la imagen de cada pieza elaborada e informa por medio de datos objetivos si la misma se encuadra dentro de los parámetros de control de calidad de la empresa”, relata Renan Padovani, uno de los socios de Autaza. Según Padovani, la tecnología evita el desperdicio en el descarte de piezas defectuosas.

Autaza

“El monitoreo computarizado basa su inspección en criterios matemáticos, y no en el ojo humano”. La empresa se basó en un proyecto cooperativo elaborado mediante un convenio entre la filial brasileña de General Motors y el Centro de Competencia en Manufactura, laboratorio del Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), en São José dos Campos. De acuerdo con Padovani, ese modelo de startup resulta adecuado para impulsar la manufactura avanzada en Brasil. “La mayoría de las montadoras de automóviles no disponen de un sistema automático de control de calidad y requieren de soluciones personalizadas. Una startup como la nuestra logra advertir sus necesidades y desarrollar el mejor sistema de inspección”. La innovación de Autaza está siendo utilizada en otras dos empresas en Brasil y en el exterior, además de en GM.

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