Hoy en día, la manufactura de avanzada y la ampliación y profundización de la llamada Industria 4.0 ha llegado para quedarse y con el tiempo ha dado paso a un conjunto de herramientas tecnológicas que, sin duda, marcarán el futuro del diseño industrial de productos, en los distintos mercados.

Y es que la ciencia, la ingeniería y la tecnología como elementos que han logrado integrarse a la perfección, han incrementado la eficiencia y efectividad de los materiales que se usan, los procesos de diseño y consolidación de un producto exitoso que finalmente se presenta a los posibles consumidores.

De esta forma, ya es una realidad la posibilidad de modelos ejemplares, antes de que entren en la línea de producción, esos que son muy optimizados, con una certeza impresionante, de altísima calidad y garantía de triunfo.

Por esta razón, hemos elaborado una guía completa donde conversaremos con lujos y detalles sobre cuáles son las cinco tecnologías que serán indispensables para el diseño industrial en el siglo XXI.

¿Te interesa saber más? ¡Vamos entonces!

¿Cómo se relaciona el diseño industrial con la manufactura de avanzada?

Antes de entrar en materia, es bueno conocer algunos conceptos indispensables para comprender de qué se tratan y de dónde nacen las nuevas tecnologías que marcarán el futuro del diseño industrial.

Aunque el concepto de manufactura es tan antiguo como la misma era de la industrialización del planeta, desde hace muy poco se le agregó un adjetivo: avanzada.

Así se comenzó a hablar de la manufactura de avanzada, la cual responde a la ampliación y profundización de la Industria 4.0 que garantiza el diseño de productos que cubren más eficientemente las expectativas de los clientes.

La manufactura, en su concepto más amplio, consiste en el proceso de transformar materias primas en productos. Algo muy básico que tiene que ver tanto con calidad como con cantidad.

Es decir, está integra las técnicas de diseño de un producto, la minuciosa selección de materia prima, y la ejecución y secuencia de procesos por medio de los cuales se lleva a cabo su fabricación.

Ahora, la manufactura de avanzada incluye un elemento esencial y que vino a revolucionar toda la forma de ver las cosas. Y es la tecnología, esa que implica el desarrollo de los procesos que complementan la cadena productiva, usando como principal aliada, a la ciencia.

Y es esa misma ciencia abrazada con la tecnología, es la que tiene relación no sólo con la automatización de los procesos de fabricación, sino con el diseño de productos que, previo a que entren en la cadena de producción, ya tengan una patente de éxito garantizado.

¿Cuáles han sido las ventajas de la manufactura de avanzada y su vínculo con el diseño industrial?

Para muchos, la manufactura de avanzada que será punto de partida en el presente y el futuro del diseño industrial es la causante de la cuarta revolución industrial que experimenta la humanidad.

Y es que ha obligado a las empresas productivas a cambiar el foco, es decir, a hacer las cosas lo más eficientemente posible en cuanto a costos se refiere.

Y esto pasa no solo por hacer que los procesos de producción sean menos costosos, sino además por diseñar productos que no sean sinónimo de perdida de plata a futuro.

Esta ha sido una tendencia principal de los últimos 40 años, lo cual implica hacer las cosas más inteligentemente.

Así, los dueños de empresas y responsables de las finanzas, han entendido que la manufactura de avanzada genera algunas ventajas que le mencionaremos a continuación:

• Trae nuevas oportunidades de negocio, que son habilitadas con la puesta en marcha de amplias tecnologías, así como modelos de negocios que brindarán la posibilidad a las empresas manufactureras de ampliar sus ventas, tanto en los mercados actuales como los que surgirán como consecuencia.
• Genera una mayor eficiencia en la producción, generando un valor agregado que es esencial para el bolsillo de las empresas: la reducción de los costos laborales, insumos, energía y también inventarios. De esta forma se incrementa la eficacia al mejorar la capacidad de los procesos, tiempos de respuesta y, lo más importante, la calidad.

Ya dijimos que el futuro del diseño industrial tiene marcada relación con la manufactura de avanzada, pues es el producto de la profundización de la Industria 4.0.

Vamos a leer un poco de historia para llegar a donde queremos.

Desde el vapor hasta el sensor: ¿Cómo llegamos a la Industria 4.0 y al perfeccionamiento de los diseños´?

Acá nos hacemos una pregunta esencial: ¿Cuándo entra en escena la Industria 4.0 en la manufactura de avanzada y cómo influye en el futuro del diseño industrial?

Primera revolución industrial

A partir de finales del siglo XVIII, en Gran Bretaña, la primera revolución industrial brindó la posibilidad de producir en masa.

Esto se logró gracias al uso del agua y el vapor, en lugar de recursos puramente humanos o animales.

En ese entonces, los productos comenzaron a ser elaborados con máquinas, y ya no era tan indispensable el uso de las manos, al menos no en buena parte de los procesos.

Segunda revolución industrial

Tras un siglo, la revolución industrial puso en práctica las líneas de montaje y el uso de recursos como el petróleo, energía eléctrica y combustible.

Gracias a estas nuevas fuentes de energía, aunadas a mejoras en la comunicación con la entrada en escena del teléfono y el telegrama, permitieron la producción en masa y un coqueteo con la automatización.

Tercera revolución industrial

La tercera revolución industrial comenzó a mediados del siglo XX. Sus operaciones eran distintas, a un paso de lo que nos ocupa en este contenido; entraron en el juego las computadoras, telecomunicaciones avanzadas y análisis de datos.

La digitalización de un sinfín de fábricas de controladores lógicos programables (PLC), en las maquinarias, a fin de ayudar con la automatización de algunos de los procesos, recopilar y compartir datos.

Cuarta revolución industrial

Ha nacido la industria 4.0 y todas las tecnologías que van de su mano para hacer que el futuro del diseño industrial juegue un papel determinante.

Se caracteriza por el crecimiento de la automatización, así como la utilización de herramientas inteligentes mediante las cuales se obtienen datos que ayudan al diseño de productos más eficientes.

Hay una mayor flexibilidad con el fin de que los fabricantes satisfagan mejor las demandas de los usuarios, a través de la personalización masiva, es decir, diseñando productos dirigidos a estratos más específicos y exigentes.

Veamos cuáles son esas tecnologías que han entrado en juego y seguirán estando:

5 tecnologías que marcan el presente y el futuro del diseño industrial

Desde el punto de vista tecnológico, en tiempos recientes han entrado en juego múltiples herramientas que se alinean casi perfectamente con los principios de la manufactura avanzada y la Industria 4.0 y que sellan el futuro del diseño industrial.

Estas han permitido dar un paso definitivo hacia la modernización, la digitalización de los procesos y la elaboración de productos que realmente sean exitosos, mediante algo que se llama la ingeniería digital. Así, el futuro es tan amplio que se pierde en el horizonte.

En seguida te mencionamos algunas de ellas:

1. Solución de ingeniería digital y diseño en 3D

Sin duda, una de las vertientes de la manufactura avanzada y que marcan el futuro del diseño industrial es la llamada manifactura aditiva, a través del diseño y la impresión en tercera dimensión o 3D.

Y es que la implementación de una herramienta de este tipo es un muy buen primer paso de cara a la transformación digital que demanda la Industria 4.0.

Dicha herramienta integral de ingeniería, demanda y diseño en 3D incorpora módulos, programas y capacidades como:

CAD 2 D

Aun cuando su enfoque es el diseño 3D, estas soluciones también incorporan algunos recursos que tienen que ver con la edición, creación y visualización del dibujo con CAD (diseño asistido gracias a una computadora) en 2D.

De igual forma, en el caso del módulo CAD 2D, ofrece la posibilidad de imprimir archivos DWG y DXF.

CAD 3D

Su propósito es conceptualizar, crear, transformar, validar e innovar. Este es el gran valor del módulo CAD 3D, el cual resulta especialmente útil para el modelado y diseño de productos de diversa índole.

Simulación y pruebas virtuales

Esta permite poder predecir el comportamiento de un producto en una realidad, gracias a una de las soluciones de ingeniería digital y diseño 3D.

Esto se da gracias a las pruebas virtuales que se producen en los modelos CAD.

Lo importante, además, es que en estas simulaciones pueden efectuar análisis de ingeniería, procesos de fabricación, diseño, entre otras características y particularidades del producto en cuestión.

Gestión de datos del producto

Estas soluciones son integrales y de un alcance superior, por lo que gestiona de manera muy eficaz los archivos de datos, así como la documentación del producto.

Con ello se fomenta no solo la calidad, sino también la agilidad y la productividad.

Integración de herramientas de interacción

Por medio de las herramientas sociales integradas, es posible fomentar el trabajo colaborativo con tu equipo.

Asimismo, tendrán la posibilidad de interactuar de forma muy ágil con los clientes, proveedores, o cualquier otra parte de las partes que muestre interés por el desarrollo del producto.

Inspección y comunicación técnica

Mediante una solución integral de ingeniería digital, es posible crear de forma ágil documentos de inspección técnica y reutilizarás datos de diseño en 3D con el objetivo de desarrollar tanto gráficos como presentaciones interactivas que serán de muy alta calidad.

Además, la simplificación del diseño eléctrico, así como la posibilidad de visualización permanente, tras convertir los datos en imágenes de calidad fotográfica, figuran como otras de las grandes potencialidades y beneficios de esta herramienta para la manufactura avanzada.

Solidworks Simulation

Solidworks Simulation es un programa que está asistido por computadoras, y es ideal para proyectos que están que requieran el modelado de un sistema mecánico.

Es una de las herramientas tecnológicas que más auge ha tenido y que en el futuro se dibuja como prometedor para la industria médica, aeroespacial, robótica y hasta la fabricación de muebles y relojes.

2. Impresoras en 3D

Por su puesto estas herramientas vienen a ser el complemento de la las soluciones de diseño que se hacen en tercera dimensión o 3D de ingeniería digital.

Esta trae como consecuencia una cadena de valor integral de manufactura aditiva.

Hoy en día existen una gran cantidad de equipos que brindan la oportunidad de imprimir distintos elementos o piezas, utilizando compuestos y materiales como:

• Piezas hechas con materiales compuestos que son hasta 10 veces más resistentes que el mismo plástico.
• Ciertos plásticos de grados que son estrictamente de ingeniería.
• Termoplásticos que han sido reforzados utilizando fibra de vidrio.
• Guías de manufactura.
• Algunos elementos de sujeción y herramientas.

La impresión 3D en las líneas de producción permite optimizar el tiempo y generación de costos. De igual forma, ofrece una mayor libertad en el diseño, una practicidad genial en la edición, la reutilización, y en cuestiones generales, además de una eficacia y eficiencia en las operaciones.

3. Tecnologías de conectividad

Los recursos de este tipo son esenciales en el futuro del diseño industrial, pues permiten la migración desde una industria analógica hasta un proceso de industrialización inteligente, y además, con un alto grado de automatización, tantos en sus procesos de diseño de productos como en su producción.

Gracias a estos es posible, finalmente, llevar a cabo la interconexión de tus equipos industriales, con miras a obtener información y datos que son muy relevantes sobre distintos hardware, los cuales requieren ser monitoreados en tiempo real.

De esta forma se mitigarán los posibles eventos críticos y se abrirán las puertas de una analítica avanzada como consecuencia del acceso a paneles gráficos con métricas definibles.

Y con el fin de obtener una mayor comprensión de lo que son las tecnologías de conectividad, es necesario profundizar en la aplicación de loT a distintos equipos.

A continuación, te lo explicaremos detalladamente:

loT para Controles Numéricos (CNC)

Este permite la posibilidad de hacer un monitoreo de tiempos de ciclo, paros y eficiencia, entre otros aspectos que son de interés y que están vinculados con estos equipos.

Lo interesante es que también enlazan la información de los CNC’s con brazos robóticos, sistemas ERP, entre otros recursos.

loT para robots industriales

A través de esta herramienta se fomenta la conexión y la obtención de información, en tiempo real, que proviene de brazos robóticos industriales.

Dicha tarea se realiza mediante el monitoreo de los movimientos, así como las alarmas e índices de eficiencia de operación.

loT para equipos convencionales

¡Pero no te sorprendas al saber que loT también conecta con equipos antiguos! Pues sí.

Esto lo hace siguiendo la eficiencia en tiempo real sin que tenga la necesidad de PLC’s y otros recursos de automatización externos.

Gracias al Internet de las Cosas industrial también es posible hacer el monitoreo de consumos eléctricos, presas, inyectoras, troqueladoras, y en general, las líneas de producción que nos provoquen.

4. La virtualización

La virtualización tiene y tendrá un gran impacto en la gestión de los productos hoy y seguramente seguirá siendo así en el futuro del diseño industrial, pues implica la garantía de la satisfacción a los altos estándares de calidad de los mercados y sus industrias.

A través de un entorno virtual de este tipo, es posible que pruebes movimientos de cuerpos rígidos, componentes, dinámicas de reemplazo de piezas, ensamblajes, y otros aspectos de los productos y las líneas de fabricación a la que son sometidos.

Una vez con la información obtenida y analizada, es posible que prevengas riesgos, impulses puntos y mejoras en general, para así optimizar tanto la gestión como la toma de decisiones.

5. Las microtecnologías

Las microtecnologías son y serán esenciales el futuro del diseño industrial en el mundo.

La tendencia es la de crear elementos que posean una mayor capacidad electrónica, pero con dimensiones mucho más pequeñas.

El mencionado avance tecnológico no sólo se observa en grandes empresas, sino además en pequeñas y medianas empresas (PYME), y cada vez se ha vuelto más competitiva en el mercado.

El potencial de la microtecnología ha sido enfocado en un sector industrial muy particular, como lo es la biomedicina, la medicina, la industria aeroespacial o la fabricación de relojes.

La tarea principal de esta tecnología es el desarrollo de nuevas máquinas con técnicas y procesos para las que se necesita una alta precisión para la generación de microcomponentes en 3D, partiendo y surgiendo de diferentes materiales.

¿Cómo será el diseño industrial y su evolución?

El futuro del diseño industrial como parte de una nueva revolución empresarial, forma parte del desarrollo de la humanidad, de su evolución. Esto no va a cambiar.

Gracias a ello, el hombre ha podido superarse y ha cubierto sus necesidades en tanto que se les van presentando.

Actualmente, el diseño industrial es un elemento fundamente en sectores como la automoción, la industria del juguete, medicina, electrónica, y hasta el sector de la fabricación de muebles.

Sin duda su función es la de motorizar el progreso y, por consiguiente, abrir nuevas posibilidades de desarrollo.

Por ello, es necesario comprender que el diseño industrial está en constante evolución, además ha incorporado nuevas tendencias que desarrolla aspectos y elementos tanto importantes como cruciales para la vida moderna.

Así, la industria y los procesos de producción han ido cambiando, y evolucionando. Durante mucho tiempo los productos eran estandarizados, requerían de más predictibilidad, por lo que las cadenas de producción eran más estables.

Es decir, la eficiencia y la calidad figuraban como los requisitos principales para competir en un mercado muy difícil.

Ahora la economía global está más en sintonía con las exigencias de los consumidores que cambian más bruscamente. La demanda es más volátil y ha traído como resultado una mayor diversidad de productos en ciclos de producción más reducidos.

En este sentido, el diseño industrial y su evolución tendrá mucho que ver con:

1. Movilidad

En el futuro del diseño industrial estará marcado por una movilidad impresionante. La facilidad de acceder a los datos, así como también la funcionalidad mediante los dispositivos móviles simplificarán el ambiente de trabajo donde la información siempre va a estar al alcance de todos, a cualquier hora del día.

Aun así, esto va más allá de los dispositivos personales, por cuanto la industria cada vez está mejor dotada de sensores, sistemas de identificación por radiofrecuencia, Bluetooth, entre otras tecnologías que hacen más sencillo el proceso de compartir la información de forma inalámbrica, y en tiempo real.

2. Cloud Computing: servicios en la nube

Esta se ha convertido en un elemento indispensable en las empresas de la actualidad.

Se encargan de unificar la información que está distribuida en un sinfín de lugares, con lo cual se proporciona seguridad, accesibilidad, agilidad y capacidad de ampliación.

3. Análisis de datos masivos

Con esta herramienta, todos los datos que no son aprovechados, se analizan y estudian, a fin de mejorar la toma de decisiones, gracias al descubrimiento de patrones de conducta de la compañía.

El análisis de datos interconecta varios puntos y los presenta de una forma que pueden ser sintetizados.

4. El Internet de las Cosas e Internet de las Cosas Industrial.

Esta interconexión existente entre las cosas y los seres humanos hace posible un mejor análisis. Así, contando con mayores niveles de conectividad, se puede tener información valiosa para mejorar el proceso de manufactura y el equipo.

Por ejemplo, equipos como los Smart glasses permiten a los supervisores de las plantas hacer un monitoreo de los sistemas de producción sin moverse de su lugar.

5. La inteligencia artificial

Simplificado en la capacidad de que las máquinas piensen y razonen por sí solas, se dibuja como el avance más destacado de la tecnología en los últimos tiempos.

Es el intento de imitar la inteligencia humana mediante el uso de robots o sistemas.

Ya se encuentra en muchos aspectos de nuestra vida y a veces no nos damos cuenta y nos hacen la vida más fácil.

¡Llegamos al final!

El futuro del diseño industrial es ahora mismo. Sus pasos agigantados así lo garantizan.

Ya no sólo se usa para fabricar objetos que nos hacen las vidas más fáciles, sino que se ha convertido en algo esencial para las vidas de los seres humanos, algo más funcional y más adaptable.

Al cabo de los años, y las experiencias, la industria ha reaccionado en que no sólo puede crear un producto en masa para que la gente lo acepte o lo rechace, sino que, además, tiene que usar las herramientas que están a su alcance, gracias a la tecnología.

Si te gustó el tema y quieres saber más sobre las herramientas de diseño de productos, entonces no esperes más y lee el siguiente post: ¿Por qué necesitas una solución 3D? ¡No tiene desperdicio!