Los fabricantes se convierten en proveedores de servicios

En el proyecto en consorcio »Smart Factory as a Service« (FABaaS), se desarrolla todo el proceso de extremo a extremo en una empresa productora en un modelo de negocio basado en el uso, desde el pedido hasta la fabricación, la entrega y el pago. © TRUMPF/Foto: Markus Breig (KIT/CroM)

El sistema de accionamiento en la planta de producción ya no debe considerarse solo como un componente funcional relevante, sino también como un «detector de estado» para garantizar un nivel de productividad alto y constante. © WITTENSTEIN SE

Los socios del consorcio del proyecto «Productivity as a Service» están investigando un modelo de negocio basado en el uso para máquinas de mecanizado, en el que las empresas del sector de procesamiento de metales pagan un paquete que incluye una máquina herramienta, herramientas de mecanizado y servicios de TI. Los altos costos de adquisición de la máquina herramienta quedan eliminados. © MAPAL Dr. Kress KG

La transmisión inteligente con la función «cynapse» de WITTENSTEIN SE cuenta con un módulo de sensor integrado con placa de identificación electrónica e interfaz IO-Link. Puede, por ejemplo, detectar, almacenar, mostrar y procesar temperatura, vibraciones, tiempo de funcionamiento y orientación de montaje. © WITTENSTEIN SE

En el futuro, los carpinteros y fabricantes de muebles ya no tendrán que comprar máquinas de rebajar. En su lugar, la máquina seguirá siendo propiedad del fabricante y pagarán mensualmente por su uso. © Michael Weinig AG

No es necesario comprar una máquina para poder utilizarla: la digitalización hace posibles nuevos modelos de negocio que se basan en el intercambio automatizado de datos. Los expertos de la ciencia y la industria aclaran en el gran proyecto de investigación »X-Forge« qué condiciones deben cumplirse para que estos modelos de negocio sean viables económica y técnicamente.

La digitalización no solo ha cambiado la forma en que las empresas manufactureras producen sus bienes. También las relaciones comerciales que las empresas establecen entre sí han evolucionado en el marco de la cuarta revolución industrial. De la cadena de valor rígida se ha convertido en una red de valor flexible, que ya no conoce procesos fijos y cuyos actores cambian constantemente. Esta interacción compleja recuerda a un ecosistema natural de animales, plantas y microorganismos, por lo que los expertos también llaman a esta red de valor un Ecosistema Digital.

Un ecosistema digital se mantiene en marcha gracias al intercambio automatizado de datos entre todos los actores. Y este intercambio constante posibilita nuevos modelos de negocio basados en datos, en los que los fabricantes no solo se convierten en proveedores de servicios, sino que también todos los procesos en una planta de producción pueden entenderse como servicios individuales: Everything as a Service (XaaS). En el gran proyecto de investigación X-Forge, expertos de la investigación y la industria analizan algunos de estos nuevos modelos de negocio y aclaran qué datos deben recopilarse y intercambiarse, y cómo se puede implementar técnicamente esta transferencia de datos.

X-Forge se divide en cuatro proyectos de consorcio. En todos participa el Instituto Fraunhofer para la Tecnología de Producción y Automatización IPA:

Cuando la fresadora envía una factura

El sector de la madera en Baden-Württemberg está compuesto principalmente por pequeñas y medianas empresas familiares. Los altos costos de adquisición de máquinas de alta tecnología novedosas a menudo solo pueden afrontarse con mucho esfuerzo. Por eso prefieren mantener su parque de máquinas existente, posponer inversiones durante años y correr el riesgo de quedar rezagados frente a sus competidores. Una posible solución: Pay per Use. Las máquinas de trabajo de madera siguen siendo propiedad del fabricante, y los carpinteros y fábricas de muebles pagan mensualmente por su uso.

Los investigadores, liderados por Oliver Schöllhammer, jefe del departamento de Estrategia y Desarrollo Empresarial en el Fraunhofer IPA, están analizando cómo debe configurarse un modelo de negocio basado en el uso para que sea igualmente atractivo tanto para los fabricantes como para los usuarios, en el proyecto de consorcio »Wood Working as a Service« (WOODaaS). La pregunta central es: ¿Qué se factura al final del mes y cómo se realiza la facturación y el pago? Para responder, Schöllhammer y su equipo necesitan averiguar si los datos generados por los sensores de las fresadoras y sierras existentes son suficientes para el nuevo modelo de negocio y qué otros datos podrían ser necesarios recopilar. Al final, las facturas, los procesos de pago y mantenimiento deben activarse de forma automatizada.

Además del Fraunhofer IPA, participan en el proyecto de consorcio la empresa de maquinaria Michael Weinig AG de Tauberbischofsheim (líder del consorcio), la ingeniería Roth GmbH & Co. KG de Billigheim y Hogra-Holz GmbH de Limbach en el distrito de Neckar-Odenwald. El Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg financia WOODaaS con casi 2,3 millones de euros del programa de apoyo InvestBW.

La máquina de mecanizado que se configura a sí misma

Los subcontratistas y proveedores de procesamiento de metales enfrentan una fuerte presión de precios en la competencia internacional. Por ello, deben utilizar sus máquinas de mecanizado de manera efectiva, es decir, casi las 24 horas, con una calidad de proceso y fabricación constante y alta, incluso en series pequeñas y piezas individuales, a bajos costos. Esto también debe lograrse mediante un modelo de negocio basado en el uso: en el futuro, los subcontratistas y proveedores no necesitarán adquirir máquinas costosas. En su lugar, pagarán por un paquete que incluye la máquina herramienta, la herramienta de mecanizado y los servicios de TI.

Estos últimos también deben incluir procesos de pago y mantenimiento automatizados, además de algoritmos inteligentes que intervengan de forma autónoma en el proceso de mecanizado y mejoren los parámetros del proceso en funcionamiento. Así se evitará un desgaste excesivo y daños en las piezas. »Los mecánicos de mecanizado ya no tendrán que lidiar con ajustes en la máquina ni contratar servicios externos para optimizar sus procesos de producción«, dice el científico Schöllhammer del Fraunhofer IPA. Él y su equipo quieren lograr esto combinando los datos de proceso y producción, que actualmente están separados, y haciendo accesible un algoritmo de autoaprendizaje.

En el proyecto de consorcio »Productivity as a Service« (PRODaaS), además del Fraunhofer IPA, participan la empresa Karl Walter Formen- und Kokillenbau GmbH & Co. KG de Göppingen, el fabricante de sensores Blum-Novotest GmbH de Grünkraut en el distrito de Ravensburg, la empresa de maquinaria F. Zimmermann GmbH de Neuhausen auf den Fildern, el fabricante de herramientas MAPAL Dr. Kress KG (líder del consorcio) y la plataforma c-Com GmbH (ambos de Aalen). El Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg financia PRODaaS con alrededor de tres millones de euros del programa de apoyo InvestBW.

El sistema de accionamiento que da consejos para mejorar la calidad del producto

Para la mayoría de las empresas, cada vez es más difícil identificar y aplicar potenciales de optimización en sus productos o procesos de fabricación. Sin embargo, gracias a la digitalización, surgen continuamente nuevas ideas para realizar más mejoras. Así, Paul Thieme y sus colegas del Centro de Competencia DigITools en el Fraunhofer IPA están recopilando y haciendo accesibles todos los datos generados durante todo el ciclo de vida de un sistema de accionamiento, provenientes de WITTENSTEIN SE, en el proyecto de consorcio »Product Life Cycle Enrichment as a Service« (PLCEaaS).

Este centro de datos centralizado es una llamada »cáscara de gestión«, que funciona como un expediente digital y almacena todos los datos relevantes, desde la producción de las piezas individuales, el montaje y la entrega del sistema de accionamiento completo, hasta la fase de uso, incluyendo fallos, paradas, daños, reparaciones y mantenimiento. Con una caja de herramientas analítica sencilla de usar, estos datos pueden prepararse y analizarse. »Con este enfoque, se puede realizar mucho más que solo mantenimiento predictivo«, dice Thieme. »También proporciona indicios sobre cómo usar el sistema de forma más eficiente en recursos y revela al fabricante cómo podría mejorar aún más la calidad del producto.«

En el proyecto de consorcio PLCEaaS participan, además del Fraunhofer IPA y WITTENSTEIN SE de Igersheim (líder del consorcio), ASCon Systems Holding GmbH y TruPhysics GmbH (ambas de Stuttgart). El Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg financia PLCEaaS con aproximadamente dos millones de euros del programa de apoyo InvestBW.

Una fábrica llena de servicios

Los socios del proyecto en el consorcio »Smart Factory as a Service« (FABaaS) van un paso más allá. No solo se trata de desarrollar la operación de una máquina individual o el ciclo de vida de un producto específico en un modelo de negocio basado en el uso, sino de todo el proceso de extremo a extremo en una empresa productora: desde el pedido, la fabricación, la entrega y el pago. »Desde hace tiempo, es práctica habitual externalizar la venta, la logística o la gestión de pagos«, explica Anja Reuter del Centro de Competencia DigITools en el Fraunhofer IPA. »Pero dividir todo lo que sucede en una planta de producción en servicios externos individualizables es un enfoque nuevo para la producción, que solo es posible gracias a la digitalización.«

Pero, ¿hasta qué punto una producción basada en servicios bien orquestados resulta rentable para todos los involucrados? ¿Qué datos deben recopilarse y compartirse? ¿Qué datos se pueden intercambiar sin infringir la ley? ¿Qué requisitos técnicos deben cumplir las máquinas y cómo está diseñada la arquitectura de TI? Todas estas preguntas las aclara Reuter y sus socios en el proyecto de consorcio FABaaS, y finalmente implementan algunos servicios como ejemplo.

Participan en FABaaS, además del Fraunhofer IPA, el Instituto Fraunhofer para la Organización y la Economía del Trabajo IAO, la empresa TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH & Co. KG de Ditzingen (líder del consorcio), los dos proveedores de software Heidelberg Mobil International GmbH y XETICS GmbH de Stuttgart, los fabricantes de sensores SICK AG de Waldkirch y Kinemic GmbH de Karlsruhe, el fabricante de tecnología de vacío J. Schmalz GmbH de Glatten, la empresa STOPA Anlagenbau GmbH de Achern, la empresa ACD Elektronik GmbH de Achstetten en el distrito de Biberach y la consultora internacional umlaut SE. El Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg financia FABaaS con casi cinco millones de euros del programa de apoyo InvestBW.