El papel del MES en la fabricación aeroespacial y de defensa

Las fábricas inteligentes se han convertido en una necesidad en las industrias aeroespacial y de defensa. En un estudio reciente de Deloitte, el 86 por ciento de los fabricantes cree que las iniciativas de fábricas inteligentes serán el principal impulsor de la competitividad dentro de cinco años.

Una parte clave de este movimiento serán los sistemas de ejecución de fabricación (MES), definidos como un sistema de software dinámico e integral para gestionar y rastrear datos y documentos durante todo el proceso de fabricación, desde las materias primas hasta el producto final. MES es una capa funcional entre el software de planificación de recursos empresariales (ERP) y un sistema de control de procesos, por lo que los datos recopilados serán fundamentales para ayudar a los fabricantes a ser más eficientes y reforzar la producción.

Para la mayoría de los fabricantes aeroespaciales y de defensa, MES no es nuevo. Sin embargo, muchos tienen sistemas MES separados en sus fábricas, por lo que los datos sobre el seguimiento, los pedidos y la gestión de productos a menudo están inconexos. Con un MES centralizado, los fabricantes aeroespaciales y de defensa obtendrán información en tiempo real de todas sus fábricas para brindar a los gerentes los datos que necesitan para tomar decisiones que puedan ayudar a reducir costos, aumentar la eficiencia y la calidad, e impulsar nuevas capacidades.

Aeroespacial y Defensa 4.0

En 2020, IFS llevó a cabo una investigación sobre la curva de madurez de la Industria 4.0 en las industrias aeroespacial y de defensa, con resultados sorprendentes. Los resultados de la encuesta de un seminario web al que asistieron fabricantes aeroespaciales y de defensa encontraron que sólo el 12 por ciento de los casi 150 asistentes no habían hecho de la Industria 4.0 una prioridad para toda la empresa, mientras que la mayoría de las empresas manufactureras restantes (68 por ciento) todavía estaban investigando cómo estas tecnologías Los avances podrían ayudar a alcanzar sus objetivos de transformación digital.

Si bien el interés en las tecnologías de la Industria 4.0 era evidente, el mercado aeroespacial y de defensa aún se encontraba en el comienzo del proceso de adopción. Salvar el abismo entre el interés y la adopción iba a depender de resultados positivos por parte de los primeros usuarios que prosperarían gracias al despliegue de la última tecnología.

Desde entonces, las cosas han despegado. El surgimiento generalizado de las tecnologías de la Industria 4.0 está aquí y ahora y su implementación en plataformas de software empresarial flexibles está ayudando a desbloquear beneficios financieros, operativos y de seguridad que antes eran inaccesibles para los fabricantes aeroespaciales y de defensa.

Disponer de un potente software MES es ahora un requisito previo para aprovechar los beneficios de la Industria 4.0 y tiene un impacto enormemente positivo en la tasa y ejecución de producción, el control de calidad y la eficacia general del equipo (OEE).

MES transforma las actividades de inventario, producción y control de calidad para ofrecer una ejecución del trabajo eficiente y compatible mediante el seguimiento y la documentación digital del proceso de fabricación de un extremo a otro. Estos sistemas capturan digitalmente cada paso de la transformación de materias primas en productos terminados para documentar el cumplimiento, la mejora continua basada en datos y la transparencia de la cadena de suministro en tiempo real.

MES es una parte clave de la "integración vertical" de la fabricación al garantizar que los datos sean accesibles desde el piso de producción hasta el piso superior, alimentados continuamente a paneles de control en tiempo real y permitiendo el control en todos los niveles de la organización de fabricación. Desde el supervisor de planta hasta el director de operaciones, el gerente de calidad e incluso el C-Suite, todos en la cadena tienen información en tiempo real para obtener inteligencia procesable.

Para los fabricantes aeroespaciales y de defensa, el problema está en los detalles y MES debe poder proporcionar los datos correctos. A diferencia de la fabricación discreta tradicional de piezas y conjuntos, los equipos aeroespaciales y de defensa deben cumplir con un estándar más alto de precisión y seguridad. Las tolerancias de ingeniería para aviones pueden ser de hasta milésimas de pulgada, ¡y esto podría ser simplemente en un panel exterior! Los órganos rectores, como la Administración Federal de Aviación, han establecido regulaciones y estándares que deben cumplir los productos aeroespaciales y de defensa. El incumplimiento de estas normas podría tener consecuencias graves, incluidas sanciones económicas o, lo que es más importante, la seguridad de los pilotos, la tripulación y los pasajeros. A pesar de la ayuda que MES puede brindar a los fabricantes para cumplir con estas estrictas tolerancias y regulaciones, solo el 30 por ciento de los fabricantes han comenzado a implementar iniciativas de fábricas inteligentes.

Los peligros de integrar datos MES

La ejecución del software MES como parte de un sistema de fabricación central ofrece importantes beneficios. Sin embargo, operar sistemas MES separados no conduce a proporcionar el nivel de informes verticales requerido en un entorno de fabricación moderno. Los fabricantes a menudo terminan con múltiples sistemas MES porque los sistemas existentes no pueden proporcionar el nivel de granularidad y especificidad necesarios para operar en el sector de fabricación aeroespacial y de defensa.

Como resultado, los fabricantes terminan con software altamente personalizado para aplicaciones específicas. La gestión de estos sistemas dispares requiere mucho tiempo y se corre el riesgo de aislar datos que, de otro modo, serían fundamentales para gestionar la producción y la calidad generales.

Es el MES el que rastrea la operación diaria de su taller. El software con funcionalidad MES incorporada proporciona la columna vertebral digital esencial entre la proliferación de dispositivos y máquinas inteligentes y el software central de planificación de fabricación, integrando perfectamente esta tecnología con el software de nivel superior utilizado para planificar la producción. De esta manera, los sistemas MES interoperables abiertos permiten una trazabilidad completa de piezas, componentes y proyectos, desde el diseño hasta la producción.

Como requisito previo, el software MES debería permitir la integración CAD; recopilación de datos sólida y en tiempo real; e integraciones más sofisticadas a través de IoT y las llamadas “API RESTful”, como solo algunos ejemplos. Una API RESTful es una interfaz que utilizan dos sistemas informáticos para intercambiar información de forma segura a través de Internet. La mayoría de las aplicaciones empresariales tienen que comunicarse con otras aplicaciones internas y de terceros para realizar diversas tareas. Por ejemplo, para generar recibos de pago mensuales, un sistema de cuentas internas debe compartir datos con el sistema bancario de la empresa para automatizar la facturación y comunicarse con una aplicación interna de hojas de horas. Las API RESTful respaldan este intercambio de información porque siguen estándares de comunicación de software seguros, confiables y eficientes.

Un sistema MES también debe respaldar el despacho y la operación del taller; gestión y seguimiento de la producción mejorados; y procesos de gestión de calidad. Luego está la necesidad de permitir el monitoreo de la máquina y la generación de informes de indicadores clave de rendimiento.

En lugar de implementar un MES diferente para cada operación de fabricación y luego vincularlos todos con otro software de fabricación, un MES debería ser parte de un paquete de software global que esté completamente integrado y conectado desde el primer momento.

Mejor gestión de contratos

Otro problema para los fabricantes aeroespaciales y de defensa, en particular, es trabajar en el estricto ecosistema regulatorio asociado con la cadena de suministro del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Los estrictos requisitos de presentación de informes del DOD son difíciles de gestionar manualmente.

Todos los activos, equipos y servicios de defensa construidos en los EE. UU. para uso interno y externo, hasta las piezas individuales de un F-35, están sujetos a estrictos seguimientos de clasificación de proveedores, estándares de informes y cumplimiento. Los resultados de una encuesta reciente de un seminario web de IFS y Aviation Week subrayaron los principales puntos de presión para los fabricantes aeroespaciales y de defensa. Más de un tercio de los encuestados (37 por ciento) citaron que la complejidad de la industria proviene de desafíos de cumplimiento, como estrictas regulaciones de importación, exportación y seguridad.

En este caso, los beneficios de un sistema MES y ERP todo en uno son enormes. Una orden de envío, por ejemplo, volvería automáticamente al ERP y luego al módulo de gestión de contratos de defensa para informes y pagos. ¡Trabajo hecho!

Dentro de la gestión de contratos de defensa, este enfoque simplificado entre diferentes áreas operativas del negocio significa que los fabricantes aeroespaciales y de defensa pueden obtener informes automatizados de forma más rápida y precisa y, en última instancia, recibir pagos más rápidos.

Ganancias de capital humano

La fabricación aeroespacial y de defensa, como muchas otras industrias, está experimentando una escasez de mano de obra calificada. Según el sitio web de noticias Future Aviation Aerospace Workforce, la industria manufacturera aeroespacial y de defensa necesitará 3,5 millones de trabajadores solo para 2026. Un sistema MES-ERP conectado puede aportar beneficios al capital humano.

Al mejorar los procesos con una mejor retroalimentación sobre los datos de MES, los fabricantes aeroespaciales y de defensa pueden mejorar las habilidades de los empleados para trabajos de mayor nivel mientras la fábrica está automatizada. Es beneficioso para todos desde la perspectiva de la gestión del cambio, ya que es más fácil vender una mejora de proceso que introducir un ejército de robots en la fábrica.

Este enfoque de mejora de habilidades se refleja en una investigación de McKinsey que destaca: “A medida que la industria aeroespacial y de defensa evolucione, la recapacitación será fundamental para posicionar a la fuerza laboral de manera que se adapte a esta evolución. Los encuestados indicaron que las tres principales áreas de inversión en recapacitación son liderazgo (55 por ciento), habilidades de ingeniería (45 por ciento) y ciberseguridad (42 por ciento)”.

El camino hacia el sector aeroespacial y de defensa 4.0

Lograr que MES sea correcto es un componente crítico de la industria aeroespacial y de defensa 4.0, particularmente dados los requisitos únicos de la industria aeroespacial y de defensa. MES existe desde hace algún tiempo, pero sus capacidades han crecido y evolucionado. Ha tenido que mantenerse al día con las tendencias nuevas y emergentes, tal como lo hace el resto del software de fabricación aeroespacial y de defensa, y eso incluye la conexión a equipos de nivel inferior y la capacidad de exportar datos para análisis y toma de decisiones.

Para que MES mejore la producción, la calidad y los KPI, no puede permanecer aislado de otros sistemas de fabricación. MES debe ser una parte integrada de un sistema más amplio que permita a los fabricantes aeroespaciales y de defensa desbloquear los beneficios de la Industria 4.0 y la integración vertical de la fabricación.

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Director de la industria global aeroespacial y de defensaIFSBlue Ridge, GA