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Capturando valor a escala en fabricación discreta con la Industria 4.0

Los esfuerzos de muchas compañías por aplicar las soluciones de la Cuarta Revolución Industrial quedan atascados en el “purgatorio de los pilotos”. Determinar dónde enfocarse y cómo escalar puede ayudar a generar impacto significativo y duradero.

La Industria 4.0 podría alcanzar un potencial de creación de valor para fabricantes y proveedores estimado en USD 3,7 billones en 2025, 1 y hay altas perspectivas de que conduzca a la próxima revolución industrial en fabricación discreta. Sin embargo, apenas el 30 por ciento de las compañías están capturando valor a escala a partir de soluciones de Industria 4.0. Las compañías tienden a visualizar el desarrollo tecnológico futuro en lugar de identificar las áreas de mayor impacto y vincularlas a los factores generadores (o “drivers”) de valor de la Industria 4.0. Adicionalmente, ciertos aspectos de gobierno corporativo y anclaje organizacional suelen ser poco claros. Las dificultades resultantes, producto de recursos limitados, altos costos de escalamiento, falta de claridad acerca del valor para el negocio y una cantidad abrumadora de potenciales casos de uso, hacen que la mayoría de las empresas queden atascadas en el “purgatorio de los pilotos” (Gráfico 1).

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Para ofrecer una perspectiva sobre cómo salir del atascamiento, nuestro nuevo informe, Industria 4.0: Capturando valor a escala en fabricación discreta, destaca dos aspectos clave: dónde enfocarse y cómo escalar.

Sobre la base de las investigaciones más recientes de McKinsey y de una serie de entrevistas, arribamos a un conjunto de ideas relevantes. 2

Dónde enfocarse: Arquetipos de fábricas y drivers de valor clave por industria

Observamos dos dimensiones principales que diferencian los tipos de fábricas en función de sus drivers de valor clave de Industria 4.0: cantidad de variantes producidas en una fábrica y tamaño promedio de lote. A lo largo de estas dimensiones, hemos detectado tres arquetipos de fábricas, con imperativos de productividad específicos que permiten identificar drivers de valor clave por industria (Gráfico 2):

  • La fabricación en lotes pequeños apunta a mantener su eficiencia incluso con lotes de un solo producto.
  • La personalización masiva pone el acento en posibilitar cierto grado de variación entre productos, manteniendo a la vez altas tasas de producción y calidad consistente.
  • La producción en grandes volúmenes tiene como objetivo automatizar por completo los procesos y maximizar la efectividad global de los equipos (OEE), con flexibilidad suficiente para adaptarse al mix de productos.
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Para cada arquetipo de fábrica, los drivers clave de valor son esenciales para generar impacto a escala. La representación del estado futuro bajo estándares de Industria 4.0 para maquinaria (fabricación en lotes pequeños), automóviles (personalización masiva) y electrónica de consumo (producción en grandes volúmenes) proveen ejemplos concretos sobre cómo capturar el impacto de la Cuarta Revolución Industrial.

Maquinaria: Representación del estado futuro en una industria de fabricación en lotes pequeños

Con una larga tradición de configuraciones de fábrica flexibles y especialistas altamente calificados, la industria de maquinaria es un ejemplo perfecto de fabricación en lotes pequeños. Impulsados por tres tendencias de la demanda ‒ alta volatilidad, un giro hacia los mercados en desarrollo y aumento de la personalización y la integración ‒, tres drivers de valor clave de la Industria 4.0 resultan particularmente relevantes:

  • Un modelo integrado de información de producto, desde la fase de ingeniería hasta la puesta en marcha, que posibilita la producción eficiente a nivel global, así como métodos eficaces para administrar la creciente complejidad de los productos generada por la demanda de sistemas a medida.
  • La capacitación digital de los trabajadores es un driver de valor clave para empresas con un alto número de empleados temporarios y para aquellas que enfrentan una caída general de la disponibilidad de personal calificado. Soluciones similares pueden ayudar a entrenar rápidamente a los empleados o desagregar tareas en pequeños pasos fáciles de ejecutar por personal sin formación específica.
  • La optimización de OEE basada en datos puede crear valor significativo si las compañías logran generar valor agregado para sus productos, por ejemplo mediante mecanizado. Este driver de valor es por lo tanto relevante solamente para el sector de operaciones pesadas.

La representación resultante de la fábrica del futuro para la industria de maquinaria muestra cómo estos tres drivers clave se descomponen en casos de uso tangibles y basados en el valor (Gráfico 3).

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Automóviles: Representación del estado futuro en una industria de personalización masiva

La producción de automóviles lideró la adopción de los principios de producción modernos, como Lean y Six Sigma. Los sistemas de producción subyacentes están diseñados para soportar la complejidad de productos con “personalización masiva”. Sin embargo, estándares de emisiones más estrictos, la creciente demanda de personalización, y el retroceso del costo y las mayores capacidades de los robots obligan a la industria a continuar transformándose. Tres drivers de valor de la Industria 4.0 prometen tener impacto a gran escala:

  • Rutas de fabricación y programación flexibles, balanceo de cargas y gestión del desempeño bajo principios de Industria 4.0, basados en una infraestructura de TI integrada y analítica avanzada, capaces de mejorar sensiblemente la productividad del pre-montaje y el ensamblado final.
  • Los circuitos de control cerrados, caracterizados por inspecciones de calidad en la línea con sensores, minimizan el retrabajo gracias al rápido reconocimiento y corrección de las desviaciones en el proceso. Tales circuitos pueden capturar valor a escala, especialmente cuando son necesarios nuevos procesos y curvas de aprendizaje rápidas para hacer frente a cambios en la cadena de valor y los métodos de producción (inducidos, por ejemplo, por un mayor uso de materiales livianos).
  • Dada la tendencia hacia robots más baratos y con más funciones, la extensión de la automatización hasta el ensamblado final (por ejemplo, utilizando sistemas de percepción basados en inteligencia artificial o robots colaborativos que no requieren vallados de protección) reducirá fuertemente los costos laborales.

Nuestra representación de la fábrica automotriz del futuro detalla los drivers de valor clave a través de casos de uso tangibles basados en el valor, y el informe provee ejemplos de implementación exitosa (Gráfico 4).

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Electrónica de consumo: Representación del estado futuro en una industria de producción en grandes volúmenes

Durante las dos últimas décadas, la mayoría de los fabricantes de equipos originales (OEMs) de electrónica de consumo han subcontratado grandes partes de sus redes de producción a proveedores de fabricación por contrato (CM, por su sigla en inglés). Cadenas de valor complejas enfocadas en la producción en gran volumen comenzaron a surgir a medida que los OEMs buscaban reducir su base de costos gracias a las economías de escala del CM y “variabilizar” parte de sus costos fijos de producción. De cara al futuro, la industria se enfrentará a varias tendencias: ciclos tecnológicos más cortos, mayor demanda de variantes de productos, aumento de la competencia, cambios en la fuerza laboral y un giro hacia una economía más circular. Estas tendencias aumentarán el potencial de la Industria 4.0 para ofrecer ventajas competitivas por medio de drivers de valor clave:

  • Abordar el problema de la mano de obra manual a través de la automatización ‒ especialmente en áreas de pre-montaje y ensamblado final, ensayos y empaque ‒ contrarrestará la presión por mayores salarios y la menor disponibilidad de personal calificado. La automatización también reducirá el desperdicio (ante la amenaza que plantea un mix de productos cada vez más complejo) y posibilitará circuitos de control cerrados.
  • Estos circuitos cerrados, consistentes en controles de calidad con sensores, reducen el desperdicio y mejoran el rendimiento detectando desviaciones en los procesos, analizando sus causas raíz y realizando correcciones automáticas. Ello a su vez contribuye a acelerar las curvas de aprendizaje y posibilita conversiones más frecuentes. Simultáneamente, mejora la eficiencia general de los recursos de fabricación, volviéndola más económica y “verde” (con menos desperdicio). Los circuitos cerrados de control y el mayor nivel de automatización son muy valiosos, ya que evitan el error humano y posibilitan la corrección automática de desviaciones.
  • La trazabilidad de productos y componentes en toda la cadena de suministro mejora la transparencia en todos los sectores, desde procesamiento de materiales base hasta productos para consumo y reciclaje. Esta funcionalidad no solo facilita los reclamos por garantías y los retiros de productos, sino que además permite a OEMs y fabricantes por contrato concentrarse en los proveedores, lotes de componentes y pasos específicos de los procesos que condujeron a defectos puntuales. La trazabilidad es asimismo un elemento facilitador clave de la economía circular, y apoya las acciones de los OEMs tendientes a prevenir las falsificaciones. También ayuda a controlar el proceso de producción al establecer un vínculo entre posibles defectos de los productos y los parámetros exactos utilizados en el proceso de producción.

La representación de la fábrica de electrónica de consumo del futuro proporciona casos de uso tangibles y basados en el valor, con descripciones detalladas de los drivers de valor clave (Gráfico 5).

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Cómo escalar: Poner el foco en el valor, movilizar a la organización y modernizar la infraestructura

Tres principios clave conducen la captura de valor a escala a través de Industria 4.0:

  • Pensar desde el valor hacia atrás, y no desde la tecnología hacia adelante. El foco en los factores generadores de valor y una visión convincente de la Industria 4.0 son cruciales.
  • Centrarse en las personas, no en las herramientas. Con el respaldo de la alta dirección, las empresas necesitan re-enfocar sus transformaciones en el desarrollo de competencias y encararlas como un emprendimiento estratégico organizacional. La transformación debe estar informada por una mentalidad clara del liderazgo del negocio, y no basada solamente en los procesos de TI o de ingeniería.
  • Innovar con la infraestructura hacia un stack tecnológico integrado y una representación clara del estado futuro. La infraestructura debe posibilitar las operaciones locales antes de ser escalada globalmente, ya que muchos casos de uso generan valor por medio de la infraestructura local.

Descargue Industry 4.0: Capturing value at scale in discrete manufacturing, el informe completo en que se basa este artículo (PDF–2.2MB).

Sobre los autores

Florian Garms es Consultor de McKinsey & Company con base en la oficina de Berlín; Christian Jansen es Socio Asociado de la oficina de Hamburgo; Christoph Schmitz es Socio Senior de la oficina de Frankfurt; y Stefan Hallerstede es Socio Asociado de la oficina de Múnich, de la cual Andreas Tschiesner es Socio Senior.

Los autores desean agradecer a William Advinin, Harald Bauer, Andreas Behrendt, Matthias Breunig, Andras Kadocsa, Richard Kelly, Bodo Koerber, Martin Linder, Alpesh Patel, Gérard Richter y Krish Suryanarayan por sus contribuciones a este artículo.

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