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Integración horizontal y vertical en la industria 4.0

Imagen de corte de chapa - CC by 4.0: https://unsplash.com/@clayton_cardinalli

Los términos "integración horizontal" e "integración vertical" son familiares en varios contextos. Desde la perspectiva operativa, una empresa integrada horizontalmente centra sus actividades en torno a sus competencias básicas y establece asociaciones con terceros para construir una cadena de valor de principio a fin. Una empresa integrada verticalmente, por otro lado, mantiene la mayor parte de su cadena de valor internamente, desde el desarrollo de productos hasta la fabricación, el marketing, las ventas y la distribución.

A pesar de que existe una diferencia entre la integración horizontal y vertical, el objetivo es el mismo: información de datos de todo el ecosistema, en todos los procesos y entre todos los sistemas, utilizando estándares de transferencia de datos y creando la base para una cadena de valor y suministro automatizada.

En el mundo de la estrategia de crecimiento empresarial, la integración horizontal se refiere a la adquisición de empresas que abordan la misma base de clientes con productos o servicios diferentes pero complementarios. De esta forma, la empresa adquirente puede aumentar su participación en el mercado, diversificar su oferta de productos, etc. Una estrategia de crecimiento vertical, por otro lado, implica la adquisición de empresas que aporten nuevas capacidades a la mesa para reducir los costos de fabricación, asegurar el acceso a suministros importantes, responder más rápido a nuevas oportunidades de mercado y más.

Cuando se trata de producción, la integración horizontal también se refiere a procesos bien integrados en la fase de fabricación, mientras que la integración vertical significa que la planta está estrechamente coordinada con procesos de nivel superior, como compras y el control de calidad.

En este artículo exploramos cómo la industria 4.0 ha amplificado aún más la importancia de la integración horizontal y vertical, convirtiéndolas en la columna vertebral sobre la que se construye Smart Factory, de hecho, ya hemos hablado brevemente sobre ella en el artículo dedicado a los tres impulsores de la industria 4.0.

Integración horizontal / vertical como columna vertebral de la industria 4.0

Cuando se trata de integración horizontal, la industria 4.0 prevé redes conectadas de sistemas físicos y empresariales que introducen niveles sin precedentes de automatización, flexibilidad y eficiencia operativa en los procesos de producción. Esta integración horizontal tiene lugar en varios niveles:

  • En la planta de producción: las máquinas y unidades de producción siempre conectadas se convierten en un objeto con propiedades bien definidas dentro de la red de producción. Comunican constantemente su estado de rendimiento y, juntos, responden de forma autónoma a los requisitos dinámicos de producción. El objetivo final es que las plantas de producción inteligentes puedan producir de forma rentable tamaños de lote de uno, así como reducir el costoso tiempo de inactividad mediante el mantenimiento predictivo.
  • En varias instalaciones de producción: si una empresa tiene instalaciones de producción distribuidas, la industria 4.0 promueve la integración horizontal en todos los sistemas de ejecución de fabricación (Manufacturing Execution Systems - MES) a nivel de planta. En este escenario, los datos de las instalaciones de producción (niveles de inventario, retrasos inesperados, etc.) se comparten en toda la empresa y, cuando es posible, las tareas de producción se cambian automáticamente entre las instalaciones para responder de manera rápida y eficiente a las variables de producción.
  • En toda la cadena de suministro: la industria 4.0 propone transparencia de datos y altos niveles de colaboración automatizada en toda la cadena de suministro y logística ascendente que abastece los procesos de producción en sí, así como la cadena descendente que lleva los productos terminados al mercado. Los proveedores externos y los proveedores de servicios deben incorporarse horizontalmente de manera segura pero firme en los sistemas de control de producción y logística de la empresa.

La integración horizontal se trata de la digitalización en toda la cadena de valor y suministro, en la que los intercambios de datos y los sistemas de información conectados ocupan un lugar central.

 Esquema integración horizontal - Elaboración propia usando iconos CC BY Rudez Studio: https://icon-icons.com/es/users/VQZEcRjhvoQrxKTiDRNDT/icon-sets/ 4.0

Mientras que la integración horizontal se trata de sistemas y flujos de información en la cadena de suministro / valor y los diversos procesos que ocurren a través de ella, la integración vertical tiene un componente de nivel jerárquico.

En otras palabras: se trata de la integración de sistemas de TI en varios niveles jerárquicos de producción y fabricación, en lugar de niveles horizontales, en una solución integral.

Estos niveles jerárquicos son:

  • Nivel 1 - Planta: que interactúa con el proceso de producción a través de sensores y actuadores
  • Nivel 2 – Control: regulación de máquinas y sistemas
  • Nivel 3 – Producción: el nivel de línea de proceso o el nivel de proceso de producción real (que necesita ser monitoreado y controlado
  • Nivel 4 – Operaciones: planificación de la producción, gestión de la calidad, etc.
  • Nivel 5 - Planificación empresarial: gestión y procesamiento de pedidos, la mayor planificación general de la producción, etc.

Los datos fluyen de forma libre y transparente hacia arriba y hacia abajo en estas capas para que tanto las decisiones estratégicas como las tácticas puedan basarse en los datos siguiendo el siguiente esquema:

Esquema integración vertical industria 4.0 - Elaboración propia con iconos CC by 4.0 de Streamline: https://app.streamlinehq.com/icons/material-line

Las soluciones y tecnologías típicas en integración vertical incluyen:

  • PLC (programmable logic controllers) que controlan los procesos de fabricación a nivel de control
  • SCADA (supervisory control and data acquisition) que permite varios niveles de proceso de producción y tareas de supervisión en los sistemas de control industrial
  • MES (manufacturing execution system) a nivel gerencial: estas aplicaciones de software admiten informes de producción, programación, seguimiento de productos, operaciones de mantenimiento, análisis de rendimiento, asignación de recursos (personales y maquinaria), etc. El sistema de ejecución de fabricación cubre aspectos como la gestión de la planta y la comunicación con los sistemas de la empresa (negocio)
  • ERP (enterprise resource planning) inteligente a nivel empresarial, el nivel más alto en la jerarquía

MES juega un papel central en las primeras etapas de la transformación de la industria 4.0 como el centro digital de información y conectividad.

Resumen

La industria 4.0 incluye análisis de datos, aprendizaje automático e inteligencia artificial para optimizar y personalizar los procesos de fabricación.

En lo que respecta a la integración horizontal, la industria 4.0 lo que pretende es que los procesos de producción se integren para ser autodidactas y flexibles. Para la Industria 4.0, la integración horizontal también significa crear una red de colaboración fluida y centrada en los datos en toda la cadena de suministro de la organización.

La integración vertical hace lo mismo para las propias unidades de negocios de la organización, asegurando un nivel sin precedentes de alineación entre los procesos de producción y las actividades comerciales centrales como TIC, ventas, marketing, logística, ingeniería, etc.

Los beneficios medibles de dicha integración incluyen menores costos de producción y la capacidad mejorada de fabricar de manera rentable pequeños lotes personalizados, todo sin restar valor a los más altos estándares de calidad.

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