Impulsar las ganancias del sector de maquinaria con la nube y la digitalización

Jul 05, 2023

Transformación digital Ofrece enormes oportunidades para que los fabricantes de maquinaria y equipos superen los contratiempos y las interrupciones sin dejar de innovar y mejorar las operaciones. La idea de implementar la digitalización en toda la organización puede parecer desalentadora. Pero las soluciones disponibles basadas en la nube brindan a las organizaciones de todos los tamaños los servicios personalizables, la experiencia y la conectividad que necesitan para digitalizarse a escala. Los grandes proveedores de servicios en la nube, conocidos como hiperescaladores, ya han creado ecosistemas que las empresas pueden aprovechar para ampliar en gran medida sus capacidades y opciones. Las soluciones de Hyperscalers se integran perfectamente con las soluciones de sus socios en estos ecosistemas, brindando a las empresas el apoyo de integradores de sistemas y proveedores de software independientes durante la implementación.

Estos beneficios son la razón por la que las empresas manufactureras líderes utilizan la digitalización respaldada por la nube para abordar los mismos desafíos que enfrenta el sector de maquinaria: inflación; escasez crónica de talentos; y mayores costos de energía, materiales y mano de obra. La tecnología digital también está ayudando a las empresas a avanzar en sus objetivos de emisiones netas cero.

En este artículo, ilustramos cómo los fabricantes de maquinaria y equipos podrían obtener considerables ganancias competitivas, operativas y de sostenibilidad con una transformación digital holística habilitada por los servicios basados ​​en la nube. Destacamos ejemplos de organizaciones de vanguardia que optimizaron sus operaciones y fortalecieron su resiliencia con cadenas de suministro, producción, desarrollo de productos, posventa y más mejorados digitalmente.

Por muy prometedora y potencialmente beneficiosa que sea, la amplia y cambiante gama de datos, conectividad, análisis, interacción hombre-máquina y soluciones robóticas disponibles en el sector de la maquinaria puede resultar abrumadora. Los fabricantes a menudo se sienten tentados a sumergirse en el grupo de la Industria 4.0 en lugar de sumergirse en el extremo más profundo de una transformación digital en toda la organización. Pero un enfoque poco sistemático de la digitalización puede poner a los fabricantes de maquinaria y equipos en riesgo de caer en la trampa del “purgatorio piloto” que afecta a muchas empresas en sus iniciativas de Industria 4.0: las empresas ven resultados prometedores en las primeras pruebas de nuevos enfoques digitales, pero no pueden escalar sus éxitos debido a limitaciones técnicas, organizativas o de capacidad.

La transformación digital ya no es opcional para las empresas del sector de la maquinaria que buscan diferenciarse y ganar ventaja sobre su competencia. Según una encuesta de 2020 realizada por VDMA y McKinsey sobre plataformas digitales centradas en el cliente en ingeniería mecánica, la disponibilidad y el rendimiento de las máquinas son las principales prioridades tanto de los usuarios finales como de las empresas de maquinaria.1 La centralidad en el cliente como clave para el avance digital: qué industrias de clientes finales esperar de las empresas de ingeniería mecánica en plataformas y aplicaciones, McKinsey y VDMA, septiembre de 2020. Y si bien aplicar enfoques digitales a una escala suficiente para lograr un impacto significativo en el EBIT no es una tarea trivial, la digitalización holística es precisamente lo que se necesita para lograr este impacto. Las ganancias en conocimiento, eficiencia, productividad, comunicación y satisfacción del cliente logradas por empresas totalmente digitalizadas son simbióticas, no independientes. La digitalización permite el análisis que proporciona los conocimientos que informan las decisiones e innovaciones que conducen a una gran eficiencia, una mayor producción, etc.

La transformación digital ya no es opcional para las empresas del sector de la maquinaria que buscan diferenciarse y ganar ventaja sobre su competencia. Según una encuesta de 2020 realizada por VDMA y McKinsey sobre plataformas digitales centradas en el cliente en ingeniería mecánica, la disponibilidad y el rendimiento de las máquinas son las principales prioridades tanto de los usuarios finales como de las empresas de maquinaria.

La implementación de casos de uso digital a escala requiere un alcance que abarque a toda la empresa, un liderazgo directivo senior comprometido y un enfoque incesante en un impacto empresarial rápido y significativo. Las transformaciones exitosas enfatizan la creación de un entorno capaz de apoyar y sostener iniciativas digitales, por ejemplo, con una infraestructura tecnológica sólida, la adquisición y el desarrollo sistemáticos de habilidades digitales y la creación de una cultura y mentalidad organizacional que dé prioridad a lo digital.

De hecho, aprovechando la experiencia de McKinsey con transformaciones digitales a escala en todos los sectores, implementar la digitalización en toda la organización con aplicaciones en la nube y una cartera de herramientas digitales podría mejorar el EBIT de un fabricante de maquinaria entre cinco y ocho puntos porcentuales (Anexo 1). Las automatizaciones, las mejoras en el análisis de datos y más pueden aumentar la eficiencia y liberar a los empleados para que puedan centrarse en mejoras de mayor nivel que conduzcan a mayores ahorros e innovaciones de productos. Estas eficiencias podrían generar ahorros de costos de hasta un 20 por ciento en algunas áreas funcionales. Los gastos generales y administrativos podrían reducirse entre un 10 y un 20 por ciento implementando, por ejemplo, una torre de control de gastos digitales (SCT) o una automatización robótica de procesos (RPA) para la planificación de recursos empresariales (ERP).

Aprovechando la experiencia de McKinsey con transformaciones digitales a escala en todos los sectores, implementar la digitalización en toda la organización con aplicaciones en la nube y una cartera de herramientas digitales podría mejorar el EBIT de un fabricante de maquinaria entre cinco y ocho puntos porcentuales.

El aprendizaje automático y los procesos impulsados ​​por la IA pueden permitir mejoras en la producción y en la calidad del producto, lo que puede generar mayores ingresos. También se podrían crear nuevas fuentes de ingresos mediante el uso de sistemas digitales asistidos en la nube para proporcionar mantenimiento predictivo como servicio para maquinaria y equipos fabricados. Y ha llegado el momento de que los actores del sector de maquinaria y equipos exploren las ofertas centradas en servicios que la transformación digital hace posible. Para muchas empresas, los sistemas automatizados representarán el 25 por ciento del gasto de capital durante los próximos cinco años, como se muestra en la Encuesta global de robótica industrial de McKinsey de 2022.2 “Desbloquear el potencial industrial de la robótica y la automatización”, McKinsey, 6 de enero de 2023.

Las transformaciones digitales pueden adoptar diferentes formas, pero tienden a ofrecer beneficios comunes en tres amplias dimensiones: enfoque empresarial, capacidades digitales y escalabilidad multifuncional.

Las empresas que escalan la digitalización con éxito ven la digitalización como una inversión en su crecimiento y rentabilidad futuros, más que como un proyecto de TI. Estas organizaciones aplican una amplia cartera de casos de uso impulsados ​​por sus respectivos negocios, luego de una cuidadosa priorización basada en el impacto comercial, la viabilidad y la facilidad de implementación. Por ejemplo, la automatización habilitada digitalmente puede generar una mayor productividad que puede compensar los mayores costos de materiales y la volatilidad económica. Automatizar tareas repetitivas y monótonas puede ayudar a retener el talento en la fabricación al reducir el estrés de los empleados; también puede atraer nuevos talentos con oportunidades que atraigan a los nativos digitales.

La transformación digital requiere cambios sistemáticos en toda una organización. Las empresas digitalizadas con éxito abordan sus transformaciones como viajes de varios años. Los líderes impulsan las transformaciones, pero cuentan con el respaldo de un motor de transformación central que guía los esfuerzos de cambio para unidades individuales, monitorea el progreso y garantiza que las mejores prácticas se adopten universalmente. Las empresas invierten en talento digital contratando nuevos empleados con habilidades específicas y ejecutando programas de desarrollo de capacidades a gran escala para mejorar rápidamente las habilidades del personal existente. Las organizaciones resultantes son más eficientes, productivas y capaces de participar en esfuerzos proactivos para innovar y mejorar y esfuerzos reactivos para adaptarse a factores externos y corregir el rumbo cuando sea necesario.

Debido a que la transformación digital requiere un enfoque tecnológico que abarque a toda la organización, las empresas que escalan la digitalización desarrollan con éxito docenas de casos de uso de herramientas digitales diferentes y crean las aplicaciones más efectivas en una infraestructura común que es escalable, asequible y segura. Para implementar, sostener y desarrollar esta infraestructura, las empresas suelen forjar asociaciones estratégicas con actores tecnológicos clave. Estas asociaciones complementan y aumentan los recursos internos, creando capacidad adicional y oportunidades de escala.

Una vez que se implementen los elementos centrales, los fabricantes de maquinaria y equipos pueden acelerar sus esfuerzos digitales, identificando y aprovechando múltiples oportunidades para mejorar su desempeño. El dominio de la caja de herramientas digitales podría desbloquear fuentes de crecimiento futuro. Las capacidades efectivas de diagnóstico y monitoreo remoto, por ejemplo, pueden permitir un cambio hacia nuevos modelos comerciales de maquinaria como servicio en los que las empresas poseen, operan y mantienen equipos en nombre de sus clientes.

Las plataformas de soluciones basadas en la nube pueden hacer que sea mucho más fácil para las organizaciones que participan en la transformación digital priorizar los esfuerzos que las ayuden a diferenciarse de la competencia (Anexo 2). Usar una solución en la nube para gestionar una cadena de suministro, por ejemplo, puede hacerla más eficiente. O, en lugar de financiar la creación de un nuevo algoritmo para una plataforma de aprendizaje automático, un fabricante podría aplicar el algoritmo del proveedor de soluciones en la nube para abordar sus desafíos. Y en lugar de adaptarse a trabajar con un ecosistema de proveedores de software como servicio (SaaS) o integrarlo en sus sistemas, un fabricante podría contratar a un hiperescalador de la nube con una plataforma tecnológica que se haya integrado a escala con varias organizaciones.

Las plataformas de soluciones basadas en la nube pueden hacer que sea mucho más fácil para las organizaciones que participan en la transformación digital priorizar los esfuerzos que las ayuden a diferenciarse de la competencia.

Las capacidades de la nube abren una importante fuente potencial de ingresos en el sector de máquinas y equipos: el modelo de equipo como servicio (EaaS). Este modelo de negocio ofrece a los OEM una manera de satisfacer la creciente preferencia de los clientes por operacionalizar sus gastos de equipo y reducir sus gastos de capital. El modelo EaaS beneficia a los clientes proporcionándoles equipos alquilados como parte de un servicio que incluye actualizaciones de software, reemplazo de repuestos y mantenimiento predictivo. Y los OEM y los fabricantes se benefician de un mayor acceso a los datos de las máquinas y a los clientes, lo que puede generar ingresos adicionales.

Las herramientas y servicios basados ​​en la nube están ayudando a las empresas a reducir el impacto ambiental de sus operaciones de fabricación de numerosas maneras. La digitalización de la cadena de suministro, por ejemplo, permite identificar las fuentes de emisiones, reduciendo así los residuos, las emisiones y el consumo y la producción de energía. Una cadena de suministro óptimamente digitalizada, a su vez, permite una producción más rápida y más barata, al tiempo que apoya, en lugar de sacrificar, la sostenibilidad. Y un desarrollo de productos más inteligente, ayudado por la digitalización, da como resultado nuevas generaciones de productos intrínsecamente más sostenibles. La aplicación de herramientas de los proveedores de la nube para el control de procesos y la validación de la calidad también puede ayudar a reducir los defectos y los desechos. Y la optimización avanzada de la programación puede incluso permitir a las empresas planificar actividades de uso intensivo de energía para momentos en que abunda la energía baja en carbono procedente de fuentes renovables.

Al migrar a sistemas basados ​​en la nube, las empresas del sector de maquinaria pueden reducir su dependencia de la infraestructura física y minimizar el consumo de energía, lo que se traduce en una menor huella de carbono. Además, las plataformas basadas en la nube permiten un mejor seguimiento y trazabilidad de los productos, lo que permite a las empresas monitorear y gestionar su impacto ambiental a lo largo de toda la cadena de valor.

A continuación se detallan algunos de los numerosos beneficios de sostenibilidad que la nube podría ayudar a los actores del sector de la maquinaria.

Cadena de suministro

Producción

Desarrollo de productos

Ventas y marketing

Servicios posventa

A medida que las empresas intensifican sus esfuerzos para alcanzar objetivos cada vez más agresivos de reducción de emisiones de Alcance 3, presionan a sus proveedores de maquinaria y equipos para que demuestren una hoja de ruta clara para operaciones netas cero. Las capacidades de la nube pueden ayudar a las empresas del sector de maquinaria a contribuir a estos objetivos permitiéndoles medir y respaldar la sostenibilidad en toda su cadena de valor (consulte el recuadro lateral, “Soluciones de sostenibilidad impulsadas por la nube”).

Las cadenas de suministro digitales revolucionan las operaciones comerciales al brindar ventajas incomparables en el panorama interconectado actual. Habilitadas por tecnologías como la computación en la nube, la inteligencia artificial y la cadena de bloques, las cadenas de suministro digitales ofrecen visibilidad en tiempo real desde el abastecimiento hasta la entrega. Esta transparencia permite a las organizaciones identificar cuellos de botella, optimizar el inventario y tomar decisiones basadas en datos. Además, las cadenas de suministro digitales permiten una respuesta rápida a las interrupciones, ya sean causadas por desastres naturales, problemas con los proveedores o fluctuaciones del mercado. Se pueden lograr ahorros en costos de materiales, por ejemplo, con evaluaciones comparativas de proveedores basadas en IA que comparan el desempeño de los proveedores en las métricas más importantes para un fabricante determinado o usando IA para predecir la necesidad de repuestos.

Un fabricante mundial de productos electrónicos, por ejemplo, utilizó herramientas de gestión de riesgos de la cadena de suministro digital para minimizar la interrupción del suministro durante la pandemia de COVID-19. El fabricante tenía una red de fabricación global de alrededor de una docena de plantas. Creó un modelo digital de toda su cadena de suministro (y una gran base de suministro de varios niveles con más de 5.000 proveedores) y utilizó el modelo para evaluar la vulnerabilidad relativa de la cadena de suministro en función de múltiples factores, como el tiempo de entrega, la concentración de proveedores, las condiciones específicas de COVID-19. riesgo país y resiliencia financiera. Este esfuerzo identificó más de cien proveedores prioritarios de alto riesgo, de los cuales alrededor del 10 por ciento estaban en dificultades financieras o eran proveedores de segundo nivel previamente desconocidos. La revisión detallada de esos proveedores permitió al fabricante implementar un plan de mitigación que redujo su gasto en proveedores de alto riesgo en más de un 40 por ciento.

La computación en la nube ofrece a las empresas escalabilidad y una interoperabilidad mejorada del sistema, por ejemplo, con los sistemas de los proveedores. Y al aprovechar las redes y los recursos tecnológicos existentes de los proveedores de servicios en la nube, los fabricantes de máquinas y equipos pueden integrar más fácilmente nuevas capacidades que mejoran la cadena de suministro, como lagos de datos o modelos de aprendizaje automático previamente entrenados.

La computación en la nube ofrece a las empresas escalabilidad y una interoperabilidad mejorada del sistema, por ejemplo, con los sistemas de los proveedores. Y al aprovechar las redes y los recursos tecnológicos existentes de los proveedores de servicios en la nube, los fabricantes de máquinas y equipos pueden integrar más fácilmente nuevas capacidades que mejoran la cadena de suministro, como lagos de datos o modelos de aprendizaje automático previamente entrenados.

La IA ha hecho posible que las organizaciones recopilen conjuntos de datos sólidos sobre todos los aspectos de la producción. Y los gemelos digitales pueden replicar un sitio de fábrica completo, proporcionando información crítica, como los tiempos de inactividad de los equipos y los tiempos de ensamblaje de los productos. Luego, esta información se puede utilizar para personalizar las máquinas y permitir el mantenimiento predictivo impulsado por IA, que los fabricantes de maquinaria y equipos pueden ofrecer como servicios de valor agregado a sus clientes.

Una gran empresa industrial que operaba una amplia variedad de equipos y compartía almacenamiento de inventario entre líneas de producción impulsó su rendimiento de producción utilizando una herramienta avanzada de optimización de la programación de producción. Para mejorar sus procesos de planificación y programación, la empresa desarrolló un modelo matemático de todo su proceso de producción. El modelo incluía todas las restricciones y factores de costos relevantes (45 nodos, 80 flujos y 50 restricciones técnicas) y se utilizó para crear una herramienta de optimización que ayudó a la empresa a lograr un aumento del 25 por ciento en el rendimiento. La nube hizo posible romper los silos de datos y proporcionar una fuente única y uniforme de los datos necesarios para el modelo, así como la potencia informática necesaria para ejecutarlo.

El desarrollo de productos digitalizados permite a las organizaciones acelerar la innovación de productos y servicios. Las plataformas basadas en la nube mejoran las mejoras digitales al proporcionar transparencia de datos entre sistemas y acceso a potencia informática ilimitada para simulaciones. Las empresas pueden aprovechar los gemelos digitales, los escritorios y el diseño asistido por computadora (CAD) remotos y la informática de alto rendimiento bajo demanda; utilizar datos del ciclo de vida para optimizar productos; y optimizar los diseños de productos a través de un proceso de diseño a valor (DtV) basado en inteligencia artificial y aprendizaje automático. Las empresas también pueden beneficiarse de la gestión de la complejidad de los productos basada en IA: por ejemplo, un fabricante de herramientas eléctricas logró una reducción del 20 por ciento en el tiempo de procesamiento, una mejora de más de 20 millones de dólares en el margen operativo y una reducción de más del 40 por ciento en sus productos terminados. recuento de SKU de los productos.

Una empresa del sector de equipos de generación de energía está utilizando IA para optimizar el diseño de grandes turbinas para centrales hidroeléctricas. En un proyecto piloto, el equipo de ingeniería de la empresa se asoció con especialistas externos para crear un modelo de aprendizaje profundo (posibilitado por una sólida informática basada en la nube) que simulaba el rendimiento de los cuatro componentes principales de sus turbinas. El modelo fue diseñado para aceptar el punto de operación deseado como entrada y considera diferentes restricciones, desde la masa y resistencia aceptables de cada pieza hasta problemas de flujo de fluidos como cavitación o pulsaciones de presión. Utilizando este enfoque, la empresa redujo las horas de ingeniería necesarias para crear un nuevo diseño de turbina en un 50 por ciento y redujo el proceso de diseño de extremo a extremo en un 25 por ciento. Mejor aún, el enfoque generó turbinas que eran hasta 0,4 puntos porcentuales más eficientes que los diseños convencionales, una mejora que podría valer millones de dólares para el operador durante la vida útil de una central eléctrica.

El marketing y las ventas digitales ayudan a las empresas a fomentar las conexiones con sus clientes en todas las etapas de su proceso de compra. Una vista de 360 ​​grados de los datos de los clientes proporcionada en una fuente integral y centralizada brinda a las empresas oportunidades para analizar, rastrear, predecir y personalizar los servicios e interacciones de los clientes. Y las ofertas y precios basados ​​en IA, la gestión de activos y cotizaciones, y las operaciones optimizadas de ventas y soporte son solo algunos casos de uso digital que mejoran la toma de decisiones y aumentan la eficiencia y la transparencia.

La transformación digital que aprovecha las plataformas basadas en la nube amplía considerablemente la eficacia y la agilidad de las estrategias de fijación de precios. Un proveedor automotriz de primer nivel recuperó más de 400 millones de euros en ventas que implementó una gestión de reclamos basada en análisis para ayudar a ajustar el precio de sus productos terminados de manera rentable luego de un aumento significativo en los costos de las materias primas. De manera similar, un fabricante industrial que enfrentaba aumentos generales de costos por parte de los proveedores implementó una herramienta de transparencia basada en la nube para documentar los costos con gran detalle. Los datos resultantes ayudaron a comprender mejor los generadores de costos exactos de cada producto o servicio y mejorar los modelos de costos internos del fabricante. Los equipos de ventas utilizan estos modelos en las negociaciones para garantizar que los precios que ofrecen reflejen los costos de producción actuales.

La transformación digital que aprovecha las plataformas basadas en la nube amplía considerablemente la eficacia y la agilidad de las estrategias de fijación de precios. Un proveedor automotriz de primer nivel recuperó más de 400 millones de euros en ventas que implementó una gestión de reclamos basada en análisis para ayudar a ajustar el precio de sus productos terminados de manera rentable luego de un aumento significativo en los costos de las materias primas.

Otras organizaciones también han utilizado un enfoque basado en datos impulsado por inteligencia artificial y capacidades de plataforma basadas en la nube para abordar el impacto de la escasez de componentes. Por ejemplo, establecer dinámicamente plazos de entrega para diferentes configuraciones de productos según la disponibilidad de los componentes ayuda a los equipos de ventas a establecer expectativas adecuadas para los clientes o orientar las decisiones de compra hacia productos estándar que sean más rápidos y económicos de producir.

Las plataformas basadas en la nube permiten a los OEM establecer conexiones permanentes con los componentes digitales de los productos que venden. Ofrecer servicios como mantenimiento predictivo, dirección a través de una aplicación de producto y resolución remota de problemas directamente a sus clientes puede ayudar a los OEM a crear flujos de ingresos adicionales. Y debido a que los OEM que brindan estos servicios tienen acceso de primera mano y en tiempo real a información sobre cualquier defecto y otras necesidades del producto, podrían obtener ganancias en las ventas de repuestos y reparaciones. También se podrían identificar otras ventas potenciales a través de las conexiones ampliadas de los OEM y el conocimiento del uso típico de las máquinas de los clientes, averías y más.

Las plataformas basadas en la nube permiten a los OEM establecer conexiones permanentes con los componentes digitales de los productos que venden. Ofrecer servicios como mantenimiento predictivo, dirección a través de una aplicación de producto y resolución remota de problemas directamente a sus clientes puede ayudar a los OEM a crear flujos de ingresos adicionales.

Un fabricante global de componentes mecánicos se ha asociado con una importante empresa de servicios de TI para ofrecer servicios de análisis y monitoreo remoto basados ​​en la nube. La tecnología recopila vibraciones, temperatura y otros datos operativos de los equipos de los clientes y utiliza esos datos para identificar y diagnosticar posibles problemas de confiabilidad. Al trasladar el monitoreo de condiciones de las instalaciones a la nube y al automatizar gran parte del análisis de datos necesario utilizando herramientas de inteligencia artificial, la empresa ha podido ampliar su oferta de servicios, brindando monitoreo a una gama más amplia de clientes y utilizando los datos que recopila para mejorar rápidamente las capacidades de diagnóstico y predicción de sus sistemas.

La transformación digital a escala es un imperativo para los actores del sector de la maquinaria. Las ventajas operativas y financieras son esenciales para seguir siendo competitivos en medio de las continuas interrupciones del suministro y las fluctuaciones del mercado de fabricación. Y digitalizar una organización de cualquier tamaño a escala es más común, menos costoso y complejo que nunca debido a la disponibilidad de plataformas y servicios basados ​​en la nube. Ya sea aprovechando la variedad de herramientas, software, hardware, redes y servicios listos para usar de las plataformas en la nube o trabajando en red y compartiendo datos entre instalaciones, los actores de la maquinaria pueden disfrutar de las mismas ventajas que obtienen las empresas de muchos otros sectores manufactureros. Las ganancias en sustentabilidad, mayor rentabilidad y nuevas fuentes de ingresos provenientes del modelo como servicio son solo algunas de las características del prometedor panorama digitalizado y enriquecido en la nube en la fabricación de maquinaria y equipos.

María El Hoyekes socio asociado de la oficina de McKinsey en Londres;Dorothée Herringes socio principal de la oficina de Düsseldorf, dondeTarek Kasahes socio;Florian Homann es socio asociado de la oficina de Munich; yRafael Westinneres socio senior de la oficina de Madrid.

Los autores desean agradecer a Jonas Ronellenfitsch y Cristina Tintore por sus contribuciones a este artículo.