Producción controlada por pedido de un manillar de bicicleta personalizado

Por primera vez, Plattform Industrie 4.0 ha combinado los diversos aspectos de la Industria 4.0 que se han desarrollado en sus grupos de trabajo en un marco general completo. Sobre la base del escenario de aplicación de “producción controlada por pedido (OCP)”, muestra cómo los diferentes ámbitos estándares -investigación, leyes, seguridad, trabajo y habilidades- interactúan entre sí. También explica el impacto práctico de estos aspectos en las empresas, especialmente en el caso de las pymes. El foco se pone en un manillar de bicicleta hecho a medida y fabricado automáticamente para una bicicleta eléctrica.

En los últimos años, la industria de la fabricación ha experimentado una transformación sostenida y hace frente a diferentes retos con motivo de la digitalización y las demandas cambiantes en el mercado: muchos productos están cambiando a un ritmo cada vez mayor; por ejemplo, en la fabricación de vehículos. La gama de materiales utilizados aumenta constantemente: entran en juego el aluminio, los aceros de alta resistencia y los plásticos reforzados con fibra. Una y otra vez, se requieren nuevas capacidades específicas que son esenciales para la fabricación.
Además, la fuerte dinámica del mercado y el cambio en el comportamiento de los clientes están incrementando la presión competitiva: la innovación y los ciclos de producto son cada vez más cortos y las nuevas tecnologías de fabricación se están implantando en el mercado. Esto significa que las empresas deben reaccionar más rápido y tomar decisiones de inversión ad hoc para seguir siendo competitivas. Este no es solo el caso de los bienes de consumo, sino también el de los bienes de capital.
Así, un creciente número de empresas industriales está comenzando a contrarrestar esta tendencia y a evitar prolongados procesos de decisión sobre inversiones. Su estrategia consiste en mejorar la interconexión de sus capacidades de fabricación; por ejemplo, las tecnologías disponibles en la empresa o las habilidades del personal, incluso más allá de los límites de la empresa. Esto les permite adaptarse rápidamente a un mercado cambiante y a las condiciones del pedido y hacer el mejor uso de las capacidades de las instalaciones de producción existentes, no solo en cuanto a máquinas, sino también en relación al personal y a toda la organización. ¿Cómo? Las empresas ofrecen sus capacidades de producción disponibles a otras compañías y, de ese modo, aumentan la utilización de su propia maquinaria. Otras empresas pueden acceder a estas capacidades, ampliando así temporalmente su propio espectro productivo.
Para implantar estas relaciones dinámicas en la práctica de una manera rentable, las capacidades de producción externa deben incorporarse en los propios procesos de producción de la empresa de la manera más independiente y automática posible. Esto ayuda a combinar los módulos de procesos individuales de forma mucho más flexible y temprana que hasta la fecha, y a hacer uso de sus capacidades específicas. Las relaciones entre las empresas a lo largo de la cadena de valor -hoy en día relativamente rígidas y negociadas por separado- se están transformando en una red de cadena de valor dinámica y en gran parte fragmentada que cambia según lo requiera el pedido individual.
Esta tendencia se describe con más detalle en el escenario de aplicación “producción controlada por pedido”, desarrollado por Plattform Industrie 4.0. La producción controlada por pedido implica que los fabricantes también pueden incorporar módulos de producción externos automatizados en gran medida. Así, amplían sus propias capacidades de producción y capacidades ad hoc en línea con la demanda. No se requiere ninguna inversión para este proceso. Esto permite a las empresas reaccionar de manera muy flexible a los cambios del mercado y las demandas de los clientes.
El escenario de aplicación “producción controlada por pedido”, desarrollado por Plattform Industrie 4.0, incluye todas las instalaciones y los pasos de producción y describe cómo todos los pedidos se planifican, adjudican y controlan de manera completamente automática. Este es un proceso complejo que implica muchos aspectos y demandas variadas: desde requisitos técnicos y un código de máquina común, hasta un intercambio seguro de datos, pasando por requisitos legales y nuevas demandas de habilidades del personal. Tomando como guía las preguntas clave de los Grupos de Trabajo de Plattform Industrie 4.0 (estándares, investigación, seguridad, leyes y mano de obra), se ha ilustrado, a modo de ejemplo concreto, lo que se necesita para llevar a cabo una “producción controlada por pedido” adecuada para la aplicación práctica. El ejemplo en el que se ha centrado es la producción controlada por pedido de un manillar de bicicleta personalizado.

El manillar de bicicleta personalizado
En esencia, el escenario de aplicación “producción controlada por pedido” analiza cómo una empresa, en este caso un fabricante de bicicletas, puede adjudicar automáticamente contratos para incorporar capacidades de empresas externas en su propio sistema de producción.
El ejemplo de un manillar hecho a medida para una bicicleta eléctrica muestra cómo podría implementarse este proceso en la práctica:

1. Un fabricante de bicicletas eléctricas ofrece a sus clientes una amplia gama de opciones de configuración para montar su propia bicicleta personalizada. El fabricante obtiene los componentes individuales de proveedores para luego utilizarlos para montar las bicicletas.
2. Además de las piezas estándar, que el fabricante obtiene de mayoristas, también existen otros componentes que deben fabricarse de manera específica de acuerdo a las demandas del cliente.
3. Por ejemplo, el cliente puede elegir entre una amplia variedad de manillares de bicicleta. Junto a los modelos estándar, que están hechos de tubo de aluminio o plástico reforzado con fibra de carbono, también hay un modelo fabricado mediante fabricación aditiva. En lugar de ser un tubo con absorción de impactos, este manillar tiene una estructura con una distribución de fuerza optimizada dentro del manillar, lo que ofrece nuevas posibilidades de diseño. Si el cliente desea una geometría de manillar particular o funciones operativas adicionales para el sistema de transmisión eléctrica o para un sistema eléctrico de cambio de marchas, gracias al innovador proceso de fabricación estas demandas se pueden tener en cuenta durante el proceso de producción.
4. Utilizando la herramienta de configuración proporcionada por el fabricante de la bicicleta, los clientes pueden cambiar la forma del manillar y la posición de los controles. El sistema de configuración garantiza que las solicitudes sean factibles, que cumplan con los requisitos operativos de los componentes y que sean compatibles con el resto de piezas de la bicicleta.
5. El diseño de la estructura del manillar con distribución optimizada de fuerza ejemplifica el valioso know-how del fabricante. El software interno del fabricante traza automáticamente el diseño en función de la configuración.
6. Como se prevé que haya una demanda muy fluctuante para el tipo de manillar diseñado por el cliente, el fabricante ha decidido no invertir en la compra de sus propias máquinas. En cambio, cada vez que se realiza este tipo de pedido, el fabricante subcontrata a un proveedor externo. Con el fin de mantener los costes de esta adquisición personalizada al mínimo, todo el proceso de adjudicación del contrato y fabricación del producto en sí debe ser automático.