Consideraciones de costos para la automatización industrial

Introducción

La automatización ha conquistado el mundo industrial, logrando que los procesos de fabricación sean más eficientes que nunca. De hecho, para el 2025, los investigadores predicen que la robótica y la animación habrán asumido el 52 por ciento de las tareas.

Un paso más allá de la mecanización, la automatización industrial aprovecha los sistemas de control avanzados y la informática para fortalecer, acelerar y mejorar los procesos manuales y la maquinaria.

¿Su empresa planea invertir o expandir una solución de automatización? Si bien puede ser un gran paso en la dirección correcta, es importante comprender primero las implicaciones de costos. Aunque estos sistemas ofrecen un ROI (retorno de inversión) impresionante, aún hay gastos iniciales a tener en cuenta.

Hoy, nos sumergimos en los puntos claves financieros a tener en cuenta antes de emitir la orden de compra.

¿Qué es la automatización industrial?

Para mantener el ritmo y mantenerse relevantes, los fabricantes de hoy tienen que producir productos consistentes y de alta calidad a un precio competitivo. Para hacerlo, están intercambiando procesos complicados, costosos y que consumen mucho tiempo por procesos automatizados, utilizando tecnologías y servicios integrados para mejorar su:

• Calidad del producto

• Confiabilidad del producto

• Índice de producción

Al mismo tiempo, la automatización también ayuda a minimizar costos generales de producción y diseño, ahorrando dinero y futuros dolores de cabeza.

Estas soluciones reemplazan el esfuerzo humano con comandos de programación lógica y máquinas poderosas. Categorizados en función de su nivel de integración y flexibilidad, los diferentes tipos de sistemas de automatización industrial incluyen lo siguiente:

Automatización fija

Los sistemas de automatización fija prevalecen en un sistema de producción centrado en máquinas mecanizadas y especializadas. Estos sistemas se utilizan para realizar operaciones fijas y repetitivas, logrando altos volúmenes de producción.

Se pueden encontrar en entornos que se centran en procesos de flujo continuo y manufactura discreta, como procesos de destilación y transportadores.

Automatización programable

Los sistemas de automatización programables utilizan controles electrónicos para facilitar las secuencias variadas de las operaciones y la configuración de las máquinas.

Dado que reprogramar determinadas secuencias y operaciones de la maquinaria puede ser un proceso intensivo, estos procesos de producción no suelen cambiar. Esto hace que este tipo de sistema sea uno de los más accesibles.

Los sistemas de automatización programables se encuentran en entornos que tienen una diversidad de producción baja y un volumen de producción medio a alto. También es apropiado para entornos de producción en masa, como fábricas de papel.

Automatización flexible

Como su nombre lo indica, estos sistemas de automatización encajan en sistemas de fabricación flexible controlados informáticamente.

Los seres humanos ingresan códigos de alto nivel o instrucciones en las computadoras que activan cambios automáticos de bajo nivel.

Cuando las máquinas de producción reciben sus instrucciones, cargarán y descargarán las herramientas necesarias antes de completar sus procesos programados. Una vez finalizado, esos productos finales se transfieren automáticamente a la siguiente máquina.

Esto hace que la automatización flexible sea ideal para talleres que realizan procesamiento por lotes, con una gran variedad de productos y una producción de bajo y medio volumen.

Automatización integrada

La automatización integrada es la automatización completa de las plantas de fabricación, impulsando todos los procesos a través de la coordinación del procesamiento de información digital y el control informático avanzado. Algunos de los tipos de sistemas más comunes presentados en este entorno incluyen:

Planificación, diseño y fabricación de procesos informáticamente asistidos

• Sistemas de máquinas flexibles
• Grúas y transportadores automatizados
• Sistemas automatizados de manipulación de materiales (por ejemplo, robots)
• Sistemas de almacenamiento / recuperación automatizados
• Producción informatizada
• Control de programación computarizado

Costos de la automatización industrial

Con tantas opciones a su alcance, puede resultar difícil saber qué tipo de automatización industrial es la más adecuada para su negocio. Es importante tener en cuenta las principales consideraciones de costos. Observemos algunas de ellas.

Calcular el coste total de propiedad

Automatizar los procesos de producción es inteligente y rentable. Se pueden entregar productos mejores, más rápidos y más consistentes con poca o ninguna participación humana.

Sin embargo, al igual que con cualquier inversión importante, puede pasar un tiempo antes de que se empiece a ver un rendimiento del dinero invertido. Para asegurarse de que la solución se adapte a su negocio, es importante calcular el retorno esperado de inversión.

Esta fórmula para calcular el ROI es el beneficio (o retorno) de una inversión / (dividido por) el costo de la inversión. Primero, determinemos los costos.

Definir los costos

Para evaluar los costos, primero hay que calcular el coste total de propiedad (TCO) de cada sistema de automatización que se esté considerando.

La firma de analistas Gartner Group utilizó por primera vez el término TCO (Total Cost of Ownership) dentro de la tecnología de la información (IT) en 1987. En resumen, este es un modelo que permite a los líderes empresariales capturar todos los costos asociados a una inversión tecnológica durante la vida útil de la misma.

Si bien se debe considerar el TCO de cada pieza de equipo en su infraestructura de IT tradicional, los sistemas de automatización de planta requieren un enfoque ligeramente diferente. De hecho, aunque el concepto de TCO ha existido durante décadas, no se ha utilizado con tanta frecuencia en el campo de la automatización de procesos, probablemente porque los sistemas en sí son muy complejos.

Los ciclos de vida de las aplicaciones de proceso y de equipos conexos pueden variar desde menos de 10 años hasta más de 40 años. Esta variación afecta el costo de manera importante, ya que se pagará por mantenimiento y deterioro para mantener los sistemas por más tiempo. A diferencia de una PC, no se puede simplemente actualizar los dispositivos de proceso automatizados cada pocos años.

Más bien, tendrán estas piezas de inversión durante muchos años, manteniendo una pantalla durante 20 años, controladores durante casi 15 años, terminales de paneles I/O durante aproximadamente 20 años y componentes de cableado durante casi 40 años. Al no existir un ciclo de vida estándar, el TCO se hace más difícil de precisar.

Consideraciones sobre el TCO específico de la automatización

Cuando esté listo para calcular el TCO en el campo de la automatización de procesos, asegúrese de que sus cálculos incluyan:

Una cuenta para ciclos de vida largos y variables

Costos para cambio de plataforma

Fiabilidad requerida

El potencial de interrumpir operaciones al realizar cambios

Costos de capacitar a todo el personal para que se sean competentes con el nuevo equipo.

Además, también tenga en cuenta los riesgos o eficiencias, así como la flexibilidad y escalabilidad, presentes en las posibles aplicaciones del proceso. Todos estos factores podrían afectar el TCO. Por último, el equipo también debe alinearse con los objetivos estratégicos a largo plazo de su empresa.

Cálculo del TCO en activos de automatización

Hay tres fases para calcular los costos directos e indirectos de la gestión de activos de automatización. Estos incluyen el seguimiento de sus costos durante las siguientes etapas:

Adquisición y despliegue

Operaciones y mantenimiento

Gestión del Fin de vida útil (EOL)

Si bien existen herramientas, como el método Monte Carlo, diseñadas para ayudar a los compradores a realizar pruebas y definir los posibles resultados de una inversión para reducir los riesgos, no siempre son tan efectivas al examinar los diferentes sistemas de automatización. Esto se debe a que estos sistemas cuentan con varios factores que pueden ser difíciles de cuantificar o calcular, por ejemplo:

• Ciclos de vida de la tecnología
• Interrupción futura debido a cambios de plataforma
• Consideraciones de confiabilidad
• Vida útil variable del sistema
• Organizaciones complejas
• Formación inicial y de actualización del personal
• Actualizaciones de hardware y software
• Activos intangibles (por ejemplo, bases de conocimientos, inversiones en propiedad intelectual, integraciones)

Para evitar estos obstáculos, los gerentes de planta deben adoptar el TCO de un plan específico de automatización que alinee la vida útil de estos sistemas con la de los activos de proceso de la planta. Al hacerlo, pueden mostrar una imagen más clara no solo del TCO sino también del valor total de propiedad (TVO).

El cálculo de esta métrica requiere determinar primero los beneficios totales (TBA) por el nuevo sistema de automatización, incluidos los aumentos en:

Rendimiento

Productividad

Rendimiento global

A partir de ahí, el cálculo se convierte en TVO = TBA - TCO.

Los gerentes de planta pueden tomar pasos estratégicos y aprovechar las ofertas de la industria para mejorar el TVO de su automatización mientras reducen su TCO, incluidos los siguientes:

Instalación desatendida

Las instalaciones normales requieren que cada instalador se siente en una consola y haga clic en las innumerables preguntas presentadas por un asistente de configuración. Una instalación desatendida, por otro lado, le permite extender la automatización al proceso de instalación en sí. Esto significa que ahorrará en costos de ingeniería tanto para la instalación inicial como para futuras actualizaciones.

Migración flexible

Actualizar su equipo de control puede requerir de una gran inversión de tiempo y dinero. Esto se debe principalmente a que los procesos de migración estándar requieren la actualización a través de versiones posteriores hasta llegar a la generación deseada.

Algunas tecnologías de automatización modernas permiten a los usuarios finales omitir nuevas versiones y migrar más rápido a la versión de equipo deseada. Esto favorece al presupuesto y hace que sus equipos se pongan en funcionamiento más rápido.

Virtualización

Si está iniciando varios sistemas a la vez para ejecutar aplicaciones, los costos no tardarán en sumarse. La virtualización puede ayudar a aliviar esta carga al reducir la cantidad de hardware que requieren los gerentes de planta.

También reduce los costos continuos de mano de obra y mantenimiento, ya que realiza menos fallas o interrupciones de funciones (por ejemplo, gestión de parches) en menos sistemas. Al permitir la independencia de la plataforma, la virtualización también facilita actualizaciones más rápidas y fluidas.

Integración de la robótica

Una vez que haya calculado los costes en los que incurrirá durante el ciclo de vida de una solución de automatización en particular, es el momento de determinar el retorno.

Hay muchas calculadoras virtuales diseñadas para ayudarlo a comprender cuánto ahorrará su empresa cuando utilice mano de obra robótica en lugar de mano de obra durante el ciclo de vida de un proyecto.

Los dos puntos de datos fijos principales que deberá aplicar a la calculadora son:

El costo total del equipo

La cantidad total comprada

A partir de ahí, la calculadora comparará esos precios con lo que paga actualmente su planta para realizar el mismo trabajo manualmente. Las variables de los costos operativos actuales incluirán:

Uso del sistema robótico

¿Con qué frecuencia planea usar el sistema robótico? Incluya el número de turnos por día, días por semana y semanas por año.

Costos laborales anuales

A continuación, ingresará cuánto paga en costos laborales anuales por operador. Asegúrese de incluir beneficios complementarios.

Mano de obra eliminada

Ingrese el número de operadores que espera eliminar por turno con la instalación de la nueva plataforma de automatización.

Mano de obra retenida

Ahora, ingrese el porcentaje de su fuerza laboral existente que planea retener por turno. Estos trabajadores serán los responsables de operar el sistema si fuera necesario.

Aumento de productividad

Como porcentaje, ¿Cuánta productividad prevé obtener con la instalación de su nuevo sistema?

Otros ahorros

Además del ahorro de tiempo, los sistemas de control y automatización industrial también brindan otros beneficios financieros, incluido el dinero ahorrado en:

• costos de desperdicio y reelaboración
• Materiales

Si tiene estas cifras a mano, la mayoría de las calculadoras incluyen una sección "Otro" donde puede ingresarlas como cantidades en dólares.

Cuando realiza el cálculo final, los resultados que puede observar incluyen:

• El año en el que puede recuperar su inversión
• El monto total en dólares de ahorros laborales
• El monto total en dólares de ahorros de productividad
• Costos de mantenimiento previstos
• Costos operativos previstos
• Otros ahorros
• Flujo de caja anual
• Flujo de caja acumulado

Teniendo estas cifras en mente, puede completar el cálculo del ROI para determinar cómo se compara el dinero que gastará en la solución de automatización con los beneficios que puede esperar recibir.

En la mayoría de los casos, encontrará que si bien la automatización industrial puede ser una importante inversión inicial, no toma mucho tiempo obtener un excelente retorno del sistema que compra. El paso más importante es investigar y tomarse su tiempo, asegurándose de que la plataforma de procesamiento que elija se alinee con sus necesidades comerciales generales.

Invertir en automatización industrial de la manera correcta

Parece que a la vuelta de cada esquina, acecha una nueva tendencia tecnológica que amenaza con interrumpir nuestros esfuerzos actuales y volver obsoletos incluso nuestros esfuerzos más innovadores. Sin embargo, la automatización industrial no es una moda transitoria.

Es todo un movimiento que llegó para quedarse. En el futuro, los líderes empresariales y los gerentes de planta enfocados en el futuro harán inversiones estratégicas en las herramientas y tecnologías que pueden impulsar sus equipos de trabajo hacia adelante y ayudarlos a lograr una ventaja competitiva.

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