Sistemas de fabricación: 6 sistemas y procesos comunes utilizados en la producción

Toda fábrica funciona con un sistema de fabricación, aunque no siempre lo parezca. La disposición de sus líneas de producción, cómo fluye el trabajo y en qué herramientas confían sus equipos día a día, todo eso forma parte de su sistema.

Y el tipo de sistema que utilice tiene consecuencias reales. Afecta a todo, desde el coste y el plazo de entrega hasta la calidad y la flexibilidad del producto. Tanto si construye motores a reacción, cosméticos formulados por lotes o prototipos impresos en 3D, su sistema determina cómo se realiza el trabajo.

En esta guía, desglosaremos seis sistemas de fabricación muy utilizados, desde los discretos a los continuos, y exploraremos dónde funciona mejor cada uno. También aprenderá cómo las herramientas modernas como las plataformas MES están cambiando lo que es posible en el taller.

Un sistema de fabricación es cualquier combinación de acciones y procesos utilizados a lo largo de la producción de cualquier mercancía. Aunque las empresas han desarrollado diferentes sistemas y procesos a lo largo del tiempo, éstos se han convertido en un elemento cada vez más importante de cualquier entorno de producción.

Desarrollar el sistema adecuado proporciona un medio a través del cual se pueden transmitir órdenes a las máquinas, distribuir órdenes a los trabajadores y son un componente cada vez más esencial del control de calidad.

Algunos de los sistemas más comunes utilizados para la fabricación incluyen:

• Fabricación discreta

• Fabricación repetitiva

• Fabricación en taller (personalización en masa)

• Fabricación por lotes

• Fabricación continua

• Manufactura aditiva

En este post, vamos a explorar estos diferentes sistemas y procesos utilizados por los fabricantes de todas las industrias del mundo.

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La fabricación discreta es un término que se refiere a cualquier tipo de proceso de montaje que da lugar a la construcción de productos acabados distintos, formados por cualquier número de piezas o componentes individuales. El concepto se aplica a menudo a las empresas que crean una variedad de productos con diferentes tamaños y características, incluyendo la mayoría de los bienes de consumo, teléfonos inteligentes, dispositivos médicos, automóviles y prendas de vestir.

La fabricación repetitiva puede ser similar a la fabricación discreta en el sentido de que describe la producción o el ensamblaje de bienes distintos que pueden descomponerse en sus componentes individuales, pero es más aplicable para procesos con poca o ninguna variación. Con los procesos de fabricación repetitiva, hay menos cambios entre los pasos, lo que se traduce en una mayor eficiencia de la producción. Los procesos de fabricación repetitiva se encuentran a menudo en entornos de producción de bienes duraderos como muebles y electrodomésticos, así como en muchos tipos de componentes electrónicos/eléctricos de consumo.

La fabricación en taller, también conocida como personalización en masa, es un proceso que combina la personalización de los productos a medida, cada vez más popular en muchos bienes de consumo, con los bajos costes y la eficiencia de producción que se encuentran en los sistemas de producción tradicionales. En contraste con los procesos de fabricación discretos y repetitivos, un entorno de taller de trabajo hace uso de áreas de producción definidas en contraposición a las líneas de montaje tradicionales. Esto permite a las empresas fabricar lotes más pequeños de productos personalizados, sin embargo, puede ser difícil de automatizar en función del nivel de personalización. Las industrias en las que se pueden encontrar procesos de personalización en masa incluyen la ropa y los muebles a medida, los automóviles especiales y cualquier bien de consumo que permita al consumidor personalizar el producto final.

Un proceso de fabricación por lotes implica un conjunto de ingredientes y una secuencia de uno o más pasos de producción que siguen un orden predefinido. Al final de cada secuencia se produce una cantidad fija de producto(s) para constituir un único lote. La elaboración de lotes posteriores sólo comenzará una vez que se hayan producido todas las cantidades fijas de productos. Los procesos de producción por lotes se encuentran a menudo en las industrias alimentaria y farmacéutica, ya que permiten un mayor control de la calidad, una mejor trazabilidad y tiempos de producción más cortos.

Un proceso de fabricación continua mueve la materia prima desde el inicio del proceso a través de cada paso de producción hasta llegar a un producto final. En lugar de esperar a que la unidad de producto esté completa (como en la fabricación por lotes), la materia prima se alimenta y procesa continuamente para producir unidades adicionales de producto. Los procesos de producción continua se encuentran principalmente en industrias en las que las instalaciones pueden funcionar ininterrumpidamente, como el refinado de petróleo, la producción de papel, la fabricación de productos químicos y cosméticos y algunos tipos de alimentos y bebidas.

La impresión 3D o los procesos de fabricación aditiva se encuentran entre las formas de producción más novedosas que no han dejado de ganar popularidad en la última década. En comparación con los métodos tradicionales de fabricación, la impresión en 3D ofrece varias ventajas en cuanto a personalización, complejidad, sostenibilidad e innovación. Como resultado, los procesos de fabricación aditiva han sido adoptados por una amplia variedad de industrias, desde la aeroespacial y de defensa hasta los fabricantes de dispositivos médicos y dentales.

Elegir un sistema de fabricación no consiste en perseguir el gráfico más eficiente de un libro de texto, sino más bien en adecuar los procesos a la realidad. Lo que importa es el tipo de producto que fabrica, el ritmo que necesita alcanzar y la forma en que su empresa está configurada para funcionar.

Qué sopesar en su decisión

Volumen de producción
Si está produciendo decenas de miles de la misma pieza, las líneas continuas o repetitivas suelen tener sentido. Cuando cada pedido es diferente, como diez componentes personalizados para diez clientes distintos, le conviene más una línea de trabajo o aditiva.

Complejidad del producto
Cuanta más variación y configuración tenga su producto, más flexibilidad necesitará del sistema. Ahí es donde sobresalen los talleres de trabajo, las configuraciones por lotes o los aditivos. Si su producto está muy estandarizado, un flujo continuo suele ser la opción más limpia.

Plazos de entrega
Los sistemas continuos y repetitivos están construidos para impulsar las piezas con rapidez. Los talleres de trabajo y los aditivos pueden hacer que se muevan más rápido al principio, pero no siempre mantienen ese ritmo una vez que la demanda aumenta.

Presión de costes
La economía unitaria suele favorecer a los sistemas continuos o repetitivos cuando se produce a escala. Si cada céntimo cuenta y los volúmenes son altos, esos son los sistemas que rinden.

Espacio e infraestructura
Los sistemas continuos exigen espacio dedicado en el suelo, apoyo de los servicios públicos e inversión a largo plazo. Las instalaciones por lotes y aditivas son más fáciles de mover, ampliar o reconfigurar.

Integración digital
La automatización y MES tienden a encajar mejor con los sistemas repetitivos, continuos y algunos discretos. Esas configuraciones son las que más se benefician de las herramientas digitales avanzadas.

Adaptar los sistemas a las situaciones

• Necesidad de escalar rápidamente a través de múltiples sitios con poca variación: Repetitivo o continuo

• Fabricación de productos personalizados de bajo volumen: Taller o aditivo

• Ejecución de la demanda estacional o de productos mixtos: Lote

• Buscando automatizar y conectar a través de MES: Repetitivo, continuo o discreto

• Creación de prototipos o desarrollo temprano de productos: Aditivos

• Reducción del coste unitario a escala: Continuo o repetitivo
  
  

El siguiente paso es ver cómo los enfoques híbridos están empezando a mezclar estos modelos para gestionar demandas más complejas y cambiantes.

Pasee por la mayoría de las plantas actuales y no encontrará un único sistema de libro de texto funcionando de extremo a extremo. Lo que verá son mezclas, una línea continua para el llenado de botellas y luego un cambio a la manipulación por lotes para el etiquetado. O una línea discreta que se ha atornillado con un par de impresoras 3D para piezas personalizadas. Estas configuraciones no se construyen para ganar un premio de diseño, sino para mantener el trabajo en movimiento sin tener que desmontarlo todo cuando cambia la demanda.

¿Por qué los talleres mezclan modelos con más frecuencia? Porque las herramientas han cambiado.

Los sensores están ahora en todas partes. Las máquinas pueden señalar problemas y modificar sus propios ajustes antes de que un operario se dé cuenta. Los ingenieros utilizan gemelos digitales para reproducir escenarios "qué pasaría si" sin tocar el suelo. El aprendizaje automático se está colando en la calidad y el mantenimiento, ayudando a los equipos a dejar de perseguir los problemas a posteriori. Y la automatización ya no es sólo para las instalaciones gigantes, de hecho, las operaciones más pequeñas pueden conectar robots modulares sin reescribir todo su proceso.

Todo esto cambia la forma en que se diseñan los sistemas. La vieja suposición de que una vez fijado un proceso, éste permanecía bloqueado, no se sostiene ahora. Las líneas de productos rotan más rápido. Los clientes quieren más variación. Las normativas no dejan de cambiar. El sistema tiene que flexionarse o se rompe.

Esa es la brecha que Tulip está tratando de cerrar. En lugar de un gran MES que espera estabilidad, le ofrece bloques de construcción más pequeños que puede encajar donde los necesite. Empiece con una sola aplicación en una línea piloto, luego añada más a medida que evolucione la operación. Al final, los procesos híbridos sólo funcionan si su software puede doblarse con ellos.

La fabricación moderna no se asienta en una caja. Gran volumen, variación compleja, o una mezcla de ambos, el sistema tiene que coincidir con cómo se desarrolla realmente el trabajo en su planta. Taller de trabajo, por lotes, aditivo, continuo: cada uno tiene su lugar, y muchas plantas los mezclan. La verdadera prueba es si sus herramientas digitales pueden seguir el ritmo. Un MES componible le ofrece esa flexibilidad: empiece por donde necesite y amplíe a medida que cambien las cosas.

Durante la última década, se ha producido una explosión en el número de proveedores de software que han entrado en el mercado con el objetivo de automatizar los sistemas de fabricación y resolver innumerables casos de uso y retos diferentes que se experimentan a diario en los entornos de fabricación.

Según Allied Market Research, se espera que el mercado mundial de software de gestión de operaciones de fabricación alcance los 15.200 millones de dólares en 2026. Aunque gran parte de este crecimiento estará compuesto por soluciones ya existentes, incluidas las soluciones puntuales aisladas y los sistemas de ejecución de fabricación (MES tradicionales, creemos que una nueva generación de soluciones sin código y IoT liderará el camino, captando un porcentaje cada vez mayor de la cuota de mercado.

Con la plataforma de operaciones de primera línea de Tulip, líder en la industria, los fabricantes pueden configurar una solución holística y flexible, independientemente del sistema o sistemas que tengan instalados en el taller. Ya sea que esté fabricando productos en líneas de montaje, en talleres de trabajo o en lotes, la biblioteca de aplicaciones de Tulippuede ayudarle a resolver cualquier desafío que exista en su entorno.

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