Keith Thornhill, Siemens Digital Industries, Jefe de Alimentos y Bebidas, analiza por qué es hora de que los fabricantes adopten la fábrica inteligente.
Cada vez que me preguntan por qué los fabricantes de alimentos y bebidas deberían considerar seriamente los beneficios de invertir en tecnologías avanzadas, a menudo describo el escenario de una panadería comercial a toda velocidad a las cinco de la mañana.
A medida que los panes se transportan en cintas transportadoras hacia cortadoras y envolvedoras automáticas, alguien en la línea observa que algo no está bien con el producto. Tras una investigación adicional, se revela que una noche inusualmente fría ha visto la temperatura de la fábrica caer un par de grados más de lo previsto. Como resultado, la masa no ha logrado alcanzar su temperatura de prueba óptima de 34ºC y, por lo tanto, no ha aumentado lo suficiente. En consecuencia, todo el lote se arruina, la entrega de la mañana se retrasa, los clientes están muy descontentos y todo el proceso de producción ahora está fuera de horario.
En sectores de márgenes increíblemente delgados, como productos horneados y confitería, este tipo de situación puede ser muy común, sin embargo, muchos fabricantes lo atribuyen a la mala suerte y vuelven a los mismos métodos y procesos que siempre han utilizado. Pero, ¿qué pasaría si hubiera una manera de garantizar una consistencia mucho mayor del producto, erradicar las colisiones de la cinta transportadora, evitar el tiempo de inactividad evitable causado por la falla de la máquina y reducir los costos de energía en un 30 por ciento? ¿Qué pasa si la temperatura y los tiempos podrían coincidir automáticamente con las condiciones ambientales sin interrumpir toda la operación? ¿Qué pasaría si pudiera entregar bandejas de suministros a medida, paletas o cajas de productos mixtos y entregárselos a un cliente la semana siguiente o incluso el mismo día?
El hecho es que las tecnologías requeridas para proporcionar tales cambios transformadores dentro de la fabricación ya existen, sin embargo, el sector de alimentos y bebidas aún no ha aprovechado plenamente el potencial de la Industria 4.0. Las razones de tal resistencia son comprensibles. El miedo a la interrupción de lo que se considera un proceso ya altamente optimizado es una de las principales objeciones. La falta de un ROI garantizado y rápido es otra, ya que es una preocupación que el personal no estará lo suficientemente capacitado para maximizar la inversión en tecnología. Además, cuando inicia una discusión sobre el equipo de monitoreo y la posibilidad de vincularlos a través de una interfaz remota para capturar 'grandes datos', a menudo surgen preocupaciones sobre la ciberseguridad. Además, dado que los productos van directamente a la cadena alimentaria humana, la prevención de la manipulación, física o digital, es primordial.
Sin embargo, en mi experiencia, una vez que un fabricante de alimentos invierte en algunas herramientas iniciales de monitoreo de equipos, que inmediatamente comienzan a calcular dónde se pueden obtener ganancias de productividad, dónde se pueden reducir los costos de energía y cómo puede reducir la cantidad de tiempo de inactividad a través de un mantenimiento más predictivo , entonces el potencial de la digitalización se vuelve más claro y más atractivo.
Abrazando la digitalización
En la conferencia Siemens Talks Digital celebrada en Liverpool a principios de este año, Ocado y Amazon demostraron el cambio hacia la personalización masiva y la venta minorista de alimentos a pedido, que inevitablemente afectará la forma en que se producen y distribuyen los alimentos. La digitalización puede ayudar a abordar esta tendencia. Por ejemplo, el enfoque tradicional para el desarrollo de nuevos productos requiere la consideración no solo de la etapa de I + D del producto para la formulación, sino también los desafíos de la ampliación comercialmente viable de la producción, empaque y distribución.
La digitalización puede agilizar todo este proceso visualizando cada etapa, probando y ratificando diferentes opciones, probando el modelo de negocio y mapeando el proceso de producción más eficiente de principio a fin. Llamamos a esto el 'hilo digital', que se ejecuta a través de cada parte del ciclo de desarrollo del producto. Ayuda a las empresas a basar sus decisiones en pruebas sólidas en lugar de estimaciones aproximadas, y si surge la necesidad de retroceder y ajustar diferentes elementos para lograr un resultado más rentable o de mayor margen, pueden hacerlo.
Otra área en la que la Industria 4.0 puede marcar una diferencia significativa en el sector de alimentos y bebidas es con respecto al cumplimiento y la procedencia del producto. Los productos que contienen altos niveles de azúcar, refrescos y productos horneados están sujetos a regulaciones estrictas, y el tema de los alérgenos alimentarios, tanto desde la perspectiva del etiquetado como del control de calidad, ocupa un lugar destacado en la agenda de alimentos y bebidas. Estos problemas afectan todos los aspectos del proceso de producción de alimentos y bebidas, desde el desarrollo de nuevas formulaciones para reducir los niveles de azúcar, sal y grasa, hasta garantizar que cada lote producido se pueda rastrear y rastrear completamente en términos de la procedencia de sus ingredientes.
En respuesta, los fabricantes deben ser más ágiles y adaptables. Tomemos, por ejemplo, un negocio que tiene que responder al impuesto al azúcar y trabajar en una nueva formulación con el objetivo de que tenga el mismo sabor para mantener contentos a los clientes leales. Si bien los esfuerzos se centran en la cocina de desarrollo, nadie ha considerado cómo podría comportarse una nueva versión del producto con menos azúcar dentro de la configuración de producción existente. El punto de fusión puede ser más bajo, la viscosidad puede ser diferente y la solidificación puede llevar más tiempo. De repente, las tuberías que lograron un flujo uniforme y constante se están obstruyendo, el tiempo de curado ha aumentado y el costo por unidad ha aumentado dramáticamente. Los retrasos posteriores en la producción también tienen un efecto negativo en sus clientes y, de repente, toda la línea de productos se ha vuelto comercialmente inviable.
Sin embargo, el uso de un enfoque de 'gemelo digital' permite a los fabricantes desarrollar la versión baja en azúcar en una fábrica virtual. Esto proporciona una imagen más precisa de cómo reaccionarán las nuevas formulaciones y cómo una empresa podría necesitar ajustar sus sistemas actuales. La fábrica de huevos de Pascua de Kinnerton en Norfolk trabajó recientemente con Siemens para mejorar su línea de producción. Anteriormente, su sistema presentaba una mezcla de tecnologías, algunas de las cuales eran antiguas y difíciles de mantener, lo que resultó en problemas de rendimiento y desafíos para mantener la consistencia del producto. Buscaba una solución basada en la modernización en lugar de 'extraer y reemplazar', por lo que exploramos un enfoque de automatización totalmente integrada (TIA). Esto implicaba usar una serie de monitores que integraban varios elementos de una línea de Kinnerton en un solo sistema de control de movimiento,
Al ver más claramente dónde tenían capacidad, por qué se producían cuellos de botella y qué tan sincronizados estaban muchos de sus procesos de producción, pudieron mejorar la productividad en la línea en un 15 por ciento. Kinnerton no consideró que esto abarcara 'Industria 4.0', sino más bien una forma de optimización en una de sus líneas a través de cuadros inteligentes con la palabra Siemens estampada en ellos. Yo diría que lo que logramos con Kinnerton es el mismo primer paso en el viaje de digitalización que muchos de los fabricantes de alimentos y bebidas deberían considerar.