La ola de tecnologías e ideas que están revolucionando las manufacturas

La nueva revolución industrial

Por John Koten para The Wall Street Journal

Imagen de WSJ / Ryan Etter

Una oscura noche de tormenta hace dos semanas en Schenectady, en el estado de Nueva York, Ken Hislop se relajaba en su casa cuando su celular comenzó a vibrar en su bolsillo. Era un mensaje de texto urgente de la fábrica de General Electric Co. donde trabaja.

Poco después, llegó un segundo mensaje y luego otros dos. Los textos eran enviados por pequeños sensores incrustados dentro de una serie de máquinas, algunas de los cuales parecen enormes mezcladoras de cemento invertidas. Una violenta tormenta con truenos que pasaba por la zona había causado problemas.

"Supe enseguida que nos habíamos quedado sin energía en la planta", afirma Hislop, un ingeniero de fabricación. Rápidamente encendió su iPad y accedió a mapas animados que le mostraban todo lo que sucedía en las instalaciones de US$170 millones que fabrican enormes baterías de torres para teléfonos celulares, plantas energéticas y otros usuarios. Aunque el apagón había sido momentáneo, gran parte del equipo en la fábrica tuvo que reiniciarse y cualquier problema, por mínimo que fuera, podía significar costosas demoras de producción. "Recibía un informe en primera persona y en tiempo real", relata Hislop, quien también podía ver un video de la tormenta tomado desde el tejado de la planta. La información le permitió cerciorarse de que las máquinas se reiniciaran en la secuencia apropiada y que el material sensible de las baterías no hubiese sufrido daños.

Bienvenido a la Nueva Revolución Industrial, una ola de tecnologías e ideas que están haciendo que las manufacturas automatizadas tengan poco que ver con los talleres polvorientos y sucios de antaño. La revolución amenaza con hacer añicos los modelos de negocios que han imperado desde hace mucho tiempo, modificar los patrones del comercio global y revivir la industria estadounidense.

Las grandes empresas tienen a su disposición una variedad de nuevas herramientas para construir fábricas más inteligentes y simples y explorar productos, materiales y técnicas innovadoras que antes eran inviables. Gracias a la caída de los precios, las pequeñas empresas tienen acceso a equipos de manufactura y herramientas de diseño más baratos, que le dan incluso a las firmas novatas de un solo empleado la posibilidad de crear innovaciones que pueden sacudir el mercado.

Muchos comparan la era actual con los primeros días de la computación, cuando personas con iniciativas que practicaban un hobby en su garaje introdujeron grandes avances que cambiaron la faz de una industria.

Pequeño y ágil

"La manufactura atraviesa por un cambio que es igual de significativo que la introducción de partes intercambiables o la línea de producción, tal vez más", afirma Michael Idelchik, quien encabeza la unidad de tecnologías avanzadas del laboratorio de investigación global de GE, ubicado a unos 15 minutos de la planta de baterías. El futuro no les pertenecerá "a las cadenas globales de suministro dispersas conectadas a una red de grandes fábricas distantes", señala, sino a "operaciones de manufactura pequeñas y ágiles que usen herramientas altamente sofisticadas y materiales nuevos".

No cabe duda de que un término como la Nueva Revolución Industrial suena algo pomposo, dado el profundo impacto que tuvo la Revolución Industrial original, no sólo sobre los negocios, sino también sobre los estándares de vida en todo el mundo. Además, no hay dudas de que a pesar de todo lo que se dice, muchas cosas seguirán produciéndose con técnicas que fueron perfeccionadas hace mucho tiempo.

Pero el nombre, por grandilocuente que suene, se justifica. Las repercusiones, aún en una etapa inicial, se están acelerando gracias a la convergencia de una serie de tendencias: el bajo costo y la accesibilidad de grandes cantidades de datos asociados a la computación en la nube; el costo decreciente de los sensores electrónicos, microprocesadores y otros componentes que pueden usarse para fabricar máquinas más hábiles, y los avances en software y tecnología de comunicaciones que posibilitan manejar la manufactura con un nuevo nivel de precisión y dan lugar a nuevas formas de colaboración.

Fabricación flexible

Los adelantos tecnológicos ahora permiten que las empresas inventen nuevas formas de fabricar objetos que representan un alejamiento extremo del modelo clásico de la línea de producción.

El más significativo de estos pasos es, con holgura, la manufactura aditiva, un proceso de fabricación de objetos tridimensionales de virtualmente cualquier forma a partir de un modelo digital. Estas máquinas exóticas pueden usar una gama de materiales —desde pulpa de celulosa al cobalto— y crear objetos tan variados como zapatillas, surtidores de combustible para aviones y, a largo plazo, órganos humanos. Y una sola pieza de equipo de manufactura puede ser programada para fabricar una variedad de objetos prácticamente ilimitada.

En un recorrido por un laboratorio de equipos de manufactura avanzada que construye Autodesk Inc. en San Francisco, su presidente ejecutivo, Carl Bass, señala una marca en el piso, donde se ubicará una sofisticada máquina controlada por computadora.

Bass cuenta que la planta donde se fabrica el aparato es tan avanzada que casi no hay que prender la luz porque las máquinas hacen todo. En una universidad en Inglaterra, una impresora de 3-D se replicó a sí misma. De todos modos, los fabricantes también afrontan grandes desafíos en esta nueva era. Por un lado, la manufactura aditiva funciona con modelos digitales de objetos y las empresas son mucho más vulnerables al robo de propiedad intelectual.

La suela de una máquina nueva

La zapatilla Flyknit, de Nike Inc. ofrece una idea más concreta de cómo las nuevas tecnologías están cambiando los métodos de fabricación.

Aunque muchas zapatillas parezcan productos de alta tecnología, casi todas se siguen fabricando en líneas de montaje que ponen un énfasis sorprendente en la mano de obra humana. El año pasado, sin embargo, Nike comenzó a fabricar Flyknit de otra forma.

Los ingenieros de la empresa modificaron una máquina para fabricar chalecos y la convirtieron en una que teje toda la parte superior del zapato en una sola pieza que luego se adosa a la lengüeta y a la suela. Cuando se cose el zapato, un programa de software registrado le indica a la máquina que altere los materiales que usa —un poco más de poliéster aquí, un poco menos allá— para añadir resistencia o flexibilidad donde sea necesario.

Lo más importante es que la máquina hace todos estos ajustes sin costos adicionales. La tecnología le permitió a Nike fabricar un zapato con sólo unas pocas partes en lugar de decenas y con hasta 80% menos de desechos. "El Flyknit de Nike es el primer producto de consumo producido en masa fabricado con manufactura aditiva", afirma Maurice Conti, director de innovación estratégica en Autodesk, que trabajó con Nike en el proyecto Flyknit.

Las implicaciones de esto son obvias y profundas: la justificación para fabricar zapatos en países de salarios bajos comienza a evaporarse y las ventajas de ubicar las máquinas más cerca del cliente —en parte para una entrega más veloz— cobran mayor importancia. Adidas AG ya está produciendo una zapatilla, la Primeknit, en su país de origen, Alemania.

No nos apresuremos

Pero resta por verse si este fenómeno generará un resurgimiento del empleo fabril en Estados Unidos que alcanzó su apogeo en 1979 con unos 19,5 millones de trabajadores, los que han descendido a cerca de 12 millones en la actualidad, según la Oficina de Estadísticas Laborales de EE.UU. La oportunidad real está en el crecimiento de microfábricas avanzadas y especializadas, y en legiones de pequeños emprendimientos dedicados a fabricar cosas viejas de formas nuevas y artículos por encargo.

Un importante signo de los tiempos que corren es que el mayor fabricante de impresoras 3-D de EE.UU., 3D Systems Corp. presentó un modelo a botones de US$1.299 el año pasado en EE.UU., un precio al alcance de la mano de las empresas más pequeñas y los usuarios individuales. Kits para fabricar una impresora que funciona con software del proyecto de fuentes abiertas RepRap pueden llegar a costar apenas US$400.

Una empresa llamada Bespoke Holding Inc., una filial de 3D Systems, ya fabrica extremidades del cuerpo artificiales. Otra, Organovo Holdings Inc. utiliza la impresión en 3-D para crear tejido humano que se emplea en los laboratorios médicos.

Nuevos métodos

La manufactura aditiva podría traer otros cambios que son igual de radicales que las "fábricas" controladas desde el garaje de una casa. La manufactura aditiva posibilita crear diseños o estructuras que no eran factibles mediante las dos formas de fabricación tradicionales: moler (esculpir material a partir de un bloque macizo) y moldear (verter material líquido que se endurece en un molde). Ambas técnicas son notablemente mejoradas por la producción en masa puesto que la calidad suele aumentar y los costos caen a medida que crece el volumen.

Pero la manufactura aditiva permite la creación de materiales con muchas partes y componentes móviles sin ensamblar. Y como el proceso es controlado por completo por computadoras, siguiendo instrucciones digitales precisas, la primera pieza que se fabrica es tan buena como la última. El costo incremental de producir una parte se vuelve estrictamente una función del tiempo y los materiales.

Diseñadores e ingenieros de GE estudiaron objetos antiguos y esqueletos prehistóricos de aves, y se adentraron en nuevas topologías, en busca de inspiración para nuevas formas de diseño.

Su razonamiento: siglos de fabricar cosas con las restricciones de los viejos métodos podrían haber tenido como consecuencia que sus predecesores descartaran estructuras innovadoras simplemente porque no había forma práctica de producirlas a través del molido o moldeado. Hoy, podrían ser muy factibles.

De todos modos, este nuevo contexto plantea grandes desafíos para los fabricantes. En Internet aparecen abundantes archivos digitales de objetos físicos con las respectivas instrucciones para fabricarlos.

"Doy muchos discursos sobre este tema ante grupos manufactureros y la gente suele quedarse callada durante la parte de preguntas y respuestas", afirma Christine Furstoss, quien supervisa a 450 ingenieros y científicos que trabajan en materiales, estrategia energética y tecnología de procesamiento en el centro de investigación de GE.

"Pero posteriormente, se acercan en privado y quieren hablar de lo asustados que están. La gente tiene una pequeño vistazo de la forma en que esto podría transformar su negocio, y no están seguros de cómo reaccionar". / Por John Koten para The Wall Street Journal.