¿A manufactura le llega su momento “ChatGPT”?

Por: Laszlo Beke – BekeSantos

Estamos pasando de la IA lógica a la IA física. La inteligencia artificial promete transformar cómo y dónde se fabrican las cosas. Para las fábricas del futuro, pudiera estar llegando el momento ChatGPT. La automatización ha avanzado mucho: en 2024, había alrededor de 4,7 millones de robots industriales operativos en todo el mundo (tan solo 177 por cada 10 000 trabajadores de manufactura), con 542 000 instalados en 2024. Esto se ha reflejado en el mercado general de equipos de automatización de fábricas, incluyendo sensores, actuadores y controladores, que había enfrentado una demanda débil en los últimos años debido a la desaceleración de la manufactura, especialmente en Europa. Los analistas ven 2026 como un punto de inflexión.

Las instalaciones anuales de robots aumentarán a 619.000 este año, y se prevé que el crecimiento ajustado a la inflación en las ventas de equipos de automatización industrial en su conjunto pase de un magro 1-2% en 2025 a un 3-4% en 2026, para luego aumentar entre un 6% y un 7% durante el resto de la década:

• Los avances en software industrial están ayudando a superar muchos de los desafíos que anteriormente obstaculizaban los esfuerzos por automatizar la producción.
• Los fabricantes de software están dedicando esfuerzo a aplicar la última ola de inteligencia artificial generativa para transformar la industria manufacturera. El momento ChatGPT para la robótica estar llegando.
• Con el envejecimiento de la población, muchos fabricantes tienen dificultades para encontrar suficientes operadores calificados para sus líneas de montaje, lo que ha provocado una creciente demanda de máquinas.
• Influyen fuerzas estructurales, los responsables políticos occidentales han recurrido a subsidios y aranceles para incentivar el regreso de la industria manufacturera a sus territorios; en Estados Unidos la construcción de fábricas se disparó en los últimos cinco años.
• Refleja en parte el impulso positivo que trajo consigo la reducción de los tipos de interés en Occidente durante los últimos 18 meses.

Los avances recientes

• Hardware – El hardware de las fábricas ha avanzado mucho en las últimas décadas. Brazos robóticos que antes se movían en tres ejes (arriba y abajo, de izquierda a derecha, de adelante hacia atrás), ahora suelen moverse en seis. Sensores y cámaras guían su movimiento. Un solo robot suele ser capaz de realizar varios pasos de fabricación. Su precio también se ha desplomado a medida que la producción se ha ampliado y los proveedores chinos se han incorporado al sector.
• Software – Se están produciendo avances aún mayores en el software que hace funcionar las máquinas y las fábricas. Antes, los robots se diseñaban estrictamente para una sola actividad. Esto requería que los fabricantes se quedaran «atrapados en un momento» para aprovechar los beneficios de la automatización. Ahora, las máquinas pueden reprogramarse para otra tarea con un pequeño ajuste en su código. Por ejemplo, los robots que Foxconn utilizaba para colocar el botón circular de «inicio» en generaciones anteriores de iPhones se reutilizaron para instalar microchips. Esta flexibilidad ha mejorado aún más la rentabilidad de la inversión en robots.
• Gemelos Digitales – El software también está transformando la fabricación de otras maneras. Las simulaciones computarizadas, conocidas como «gemelos digitales», agilizan y abaratan la prueba de diseños de productos y de procesos de fabricación; los planos bidimensionales en papel han sido reemplazados por reproducciones tridimensionales precisas. Los proveedores de equipos de automatización se han volcado hacia este mercado.
• IA generativa – Promete llevar esta transformación un paso más allá. Hasta hace poco, modelar con precisión las acciones de un robot era a menudo imposible debido a las numerosas variables implicadas, un problema conocido como la «brecha entre simulación y realidad». Las simulaciones tendían a interrumpir el momento en que cambiaba la iluminación o la forma de un objeto. Los grandes modelos de IA, entrenados con grandes cantidades de datos de sensores y cámaras, pueden ayudar a resolver este problema. A medida que las simulaciones se vuelven más precisas y detalladas, es posible programar robots para que aborden una tarea física de forma similar a como lo haría un humano: percibiendo, comprendiendo y reaccionando a la situación.
• IA Física – La perspectiva de aprovechar la «IA física» para revolucionar la fabricación ha generado gran entusiasmo. Durante la reciente Feria de Electrónica de Consumo de Las Vegas, Nvidia presentó una serie de chips y modelos de IA de libre acceso, diseñados específicamente para robots. Los líderes en automatización también están invirtiendo fuertemente en IA física.
• Autonomía – Algunos hablan ahora de fábricas que no solo se automatizarán, sino que también serán autónomas. Podemos imaginar una fábrica donde las máquinas anticipan las necesidades antes de que surjan, donde el material se mueve fluidamente sin intervención humana y las líneas de producción se ajustan en tiempo real a los cambios en la demanda o a las interrupciones.

Las nuevas fábricas

El resultado de todo esto podría ser un tipo de fábrica muy diferente. Con cada robot capaz de realizar una amplia gama de tareas, las plantas podrían ya no necesitar diseñarse en torno a largas líneas de producción. Si a esto le sumamos la reducción de los costos de hardware, muchas empresas pronto podrían encontrar viable distribuir su producción en una red de plantas más pequeñas. Durante años, la tendencia ha sido hacia plantas cada vez más grandes, las llamadas «gigafábricas», a medida que los fabricantes buscan economías de escala. Pero las fábricas más pequeñas tendrían muchas ventajas. Podrían construirse más cerca de los centros urbanos, lo que facilitaría la incorporación de los trabajadores, que seguirán siendo esenciales y difíciles de encontrar. La proximidad a los clientes también sería útil, sobre todo dada la persistencia de los aranceles. Una mayor dispersión de la infraestructura manufacturera reduciría el riesgo de que una falla en una sola fábrica se convierta en una crisis. La fábrica del futuro será muy diferente de lo que Adam Smith imaginó, y podría ser incluso más transformadora.

Siemens como ejemplo

Ya se vislumbran indicios del futuro en las fábricas bávaras de Siemens, fabricante de equipos de automatización, en Amberg y Erlangen. La fábrica de Amberg, que fabrica 1.500 variantes de controladores de máquinas, produce hoy unas 20 veces más que cuando abrió en 1989, pero con aproximadamente el mismo número de trabajadores. Los brazos robóticos,en recintos de cristal se mueven con rapidez, soldando, cortando, ensamblando e inspeccionando. Los trabajadores supervisan y controlan la producción desde ordenadores conectados a las máquinas. La fábrica de Erlangen, que produce componentes electrónicos, es igualmente futurista. Carros autónomos con pantallas integradas recorren rápidamente la planta de producción transportando mercancías entre estaciones en las que los humanos trabajan codo con codo con los robots. Otros se han alineado cuidadosamente para cargar.

El año pasado, Siemens compró Altair, una empresa de software industrial, por 10 000 millones de dólares, su mayor adquisición hasta la fecha. El software, que suele generar un margen mayor que el hardware, ahora representa un tercio de las ventas de la división de automatización industrial del conglomerado. Siemens, considera que la IA se convertirá en el «cerebro» de las fábricas, de la misma manera que las máquinas se han convertido en sus «músculos» (por supuesto con supervisión humana). En septiembre, su empresa anunció un acuerdo con fabricantes de maquinaria alemanes para recopilar datos anónimos de su hardware y crear modelos de IA para uso industrial. El 6 de enero, anunció que ampliaría su colaboración con Nvidia y desarrollaría, entre otras cosas, una herramienta basada en IA para crear gemelos digitales. Hitachi, un gigante industrial japonés que también colabora con Nvidia, presentó una nueva plataforma de software basada en IA que procesa y analiza datos de los numerosos sensores y cámaras de una fábrica y puede modificar las operaciones en respuesta.

Se hace referencia a The “ChatGPT moment” has arrived for manufacturing. La imagen es cortesía de Microsoft Copilot.