El trabajador aumentado: cómo la tecnología digital puede potenciar a su plantilla

La historia de la fabricación podría describirse fácilmente como una historia de la automatización. Desde los telares textiles hasta las cadenas de montaje automatizadas y los cobots inteligentes, durante siglos los fabricantes han encontrado formas de reproducir el trabajo humano a gran escala.

Sin embargo, pensar estrictamente en términos de automatización no refleja toda la realidad. En la mayoría de los casos, las nuevas tecnologías han colaborado con los seres humanos para permitirles trabajar de forma más eficiente, segura y precisa. Esto es especialmente cierto en la era de la Industria 4.0, en la que las nuevas tecnologías digitales están mejorando todos los aspectos del trabajo en el sector manufacturero.

Este proceso de mejora de las capacidades de los trabajadores se denomina «aumento». Dado que la investigación y la experiencia han demostrado una y otra vez que las mejores soluciones son aquellas que potencian las capacidades de los trabajadores del sector manufacturero, una cosa está clara:

El futuro de la fabricación pasa por la tecnología de realce.

Esta guía le presentará el concepto de «aumento» en el sector manufacturero: sus tecnologías, sus casos de uso y sus principios. Definiremos qué significa el «aumento» en el contexto de la fabricación, explicaremos por qué el sector necesita el «aumento» en este momento y analizaremos las diferentes tecnologías y aplicaciones que están potenciando el trabajo de los operarios en las plantas de producción en estos momentos.

¿Qué es la «potenciación de la mano de obra»?

En el ámbito de la fabricación, el término «potenciación del trabajador» hace referencia al uso de la tecnología para mejorar la forma en que los trabajadores realizan su labor. Las tecnologías de potenciación son integradoras y de apoyo.

Por «integradas» nos referimos a que forman parte de manera natural y discreta del entorno del trabajador. Y por «asistenciales» nos referimos a que simplifican o controlan algunas de las variables que contribuyen a un rendimiento humano deficiente. En definitiva, las tecnologías de apoyo permiten a los trabajadores realizar tareas más especializadas con un mayor grado de precisión.

Existe una gran variedad de tipos de aumentación, y las tecnologías de aumentación pueden facilitar tanto el trabajo físico como el mental. Las tecnologías de aumentación actuales, que ahora cuentan con interfaces más inteligentes e intuitivas, se caracterizan por su perfecta integración en el entorno de fabricación.

Las tecnologías de aumento pueden adoptar diversas formas y modalidades. El ejemplo que la mayoría de los fabricantes asocian con el aumento son los cascos de realidad aumentada: dispositivos de visualización que utilizan el aprendizaje automático, la inteligencia artificial y otras formas de análisis contextual para superponer nueva información en el campo de visión del usuario.

Pero estas no son, ni mucho menos, las únicas tecnologías de apoyo

Otros ejemplos incluyen sensores ambientales y bioinformáticos que supervisan las condiciones ambientales y la salud de los trabajadores en tiempo real, alertando a estos en caso de que exista un peligro potencial. Existen sistemas de visión artificial que interactúan con los operarios mientras trabajan. El concepto de «aumento» también puede referirse a tecnologías que alivian la carga cognitiva del trabajador, como la recopilación y el análisis de datos en tiempo real o las instrucciones de trabajo interactivas. El «aumento» puede ser tan sencillo como los controles de calidad en línea IoT , o tan complejo como la realidad aumentada.

Cuando hablamos de «aumento», nos referimos a todas estas tecnologías y muchas más. Nos referimos a cualquier sistema externo de asistencia que permita a los fabricantes realizar su trabajo mejor, de forma más eficiente y con mayor seguridad.

La tecnología de aumento de la realidad transforma el trabajo

Otra forma de definir el trabajo aumentado es aquella en la que se integran tecnologías digitales en el proceso de fabricación para transformar la forma en que se lleva a cabo dicho trabajo. En este caso, el uso de nuevas tecnologías digitales modifica de hecho la naturaleza del trabajo en el sector manufacturero.

Tanto si las tecnologías digitales sirven de apoyo a los trabajadores como si transforman su forma de trabajar, las empresas manufactureras ya están utilizando la tecnología de aumento de capacidades para obtener importantes ventajas competitivas. Las mejoras en el rendimiento pueden medirse desde una perspectiva humana: mayor concentración, condiciones más cómodas, pensamiento más innovador y bienestar a largo plazo de los trabajadores. O bien en términos de objetivos de fabricación e indicadores clave de rendimiento (KPI): menos errores, mayor calidad, mayor rendimiento, cambios de producción más rápidos y menos tiempos de inactividad.

La filosofía que subyace al concepto de «aumento» es que las mejoras en el rendimiento humano se traducirán en un mejor rendimiento en la fabricación.

¿Por qué un aumento ahora?

Hay tres factores que contribuyen a la necesidad de una ampliación en este momento concreto.

En primer lugar, el sector manufacturero se enfrenta a una creciente escasez de mano de obra. Las empresas de investigación prevén que, durante la próxima década, quedarán sin cubrir 2,2 millones de puestos de trabajo en el sector manufacturero. Esto se debe en gran medida a lo que los investigadores denominan «brecha de competencias», es decir, la falta de correspondencia entre las competencias que exige el trabajo en la industria manufacturera moderna y las que existen en el mercado laboral.

En segundo lugar, el trabajo en el sector manufacturero está cambiando a un ritmo acelerado. Sin embargo, las herramientas del oficio no han evolucionado con la suficiente rapidez como para ayudar a los trabajadores a mantenerse al día. Los cambios en el trabajo han dado lugar a una situación en la que la complejidad de las tareas aumenta las posibilidades de que el rendimiento humano sea deficiente. Esto es así en el caso de los operarios de primera línea, a quienes se les encomiendan tareas de montaje y mantenimiento de maquinaria demasiado complejas o variables como para ser automatizadas. Lo mismo ocurre con los ingenieros de fabricación, de quienes cada vez más se espera que realicen tareas que antes llevaban a cabo los ingenieros de software, los profesionales de TI o los científicos de datos.

Por último, la automatización sigue sin ser viable para muchas aplicaciones de fabricación. La automatización puede resultar prohibitivamente cara. Es difícil de ampliar. Y, paradójicamente, requiere mucha mano de obra. (Alguien tiene que supervisar, programar y mantener todos esos brazos robóticos). Como señalaba recientemente Forbes: «La complejidad, el volumen y el margen se combinan de diversas formas para descartar el uso de robots en muchas aplicaciones».

Los intentos de automatización total nos recuerdan que, a pesar de todos sus defectos, los seres humanos siguen siendo máquinas magníficas. Son inteligentes, creativos, flexibles, adaptables y capaces de aprender e innovar. Si los comparamos con las soluciones automatizadas, resultaría difícil encontrar pinzas mejor diseñadas, visión «computacional» (¿qué son nuestros cerebros sino ordenadores blanditos?) e inteligencia real.

Todos estos factores (una creciente falta de personal cualificado, sistemas de trabajo propensos a errores y los retos que plantea la automatización) han dado lugar a una situación en la que las empresas manufactureras deberán reforzar su plantilla para lograr mejores resultados.

En otras palabras, la solución a estos retos es la realce.

La tecnología de aumento reconoce que las personas son fundamentales para la fabricación y que seguirán siéndolo en un futuro previsible. No obstante, necesitarán ayuda para rendir al máximo.

La potenciación de la mano de obra es posible porque la industria manufacturera ha alcanzado un punto de inflexión en su desarrollo tecnológico.

Aunque el potencial de esta tecnología es enorme, a menudo no resulta lo suficientemente flexible como para que los fabricantes puedan adaptarla a sus retos específicos. Por ello, no es raro ver formularios en papel y cronómetros en las plantas de producción, incluso en una era de fantásticas posibilidades digitales.

Existen algunos avances básicos que, al combinarse, han hecho posible una amplia gama de aplicaciones de realce. En esta sección se analizarán las tecnologías subyacentes al realce y se propondrán formas en que los fabricantes podrían implementarlas de manera flexible y personalizable.

IoT

La mayoría de las estrategias de mejora funcionan porque permiten a las personas trabajar en colaboración con las máquinas de forma inteligente. Responden a los resultados y las condiciones de las máquinas en tiempo real y transmiten esas señales a los operadores de manera que les permitan tomar decisiones fundamentadas. IoT ha hecho posible dicha comunicación.

Es posible que incluso haya oído hablar del «trabajador conectado» como sinónimo de «trabajador aumentado». Esta IoT es precisamente a lo que se refiere.

Para los fabricantes que estén considerando ampliar su plantilla, una IoT (wifi, nube y seguridad) constituye un buen punto de partida para integrar la flexibilidad y la comunicación en los cimientos de una estrategia de ampliación.

Sensores

Una de las características de las tecnologías de apoyo modernas es su perfecta integración en el entorno de fabricación. Esto solo es posible gracias a que los sensores han reducido su tamaño al tiempo que han aumentado su potencial. Estos sensores, flexibles y sensibles, pueden incorporarse a la ropa, colocarse sobre el cuerpo o instalarse en decenas de puntos de una estación de producción para interpretar el entorno y registrar los acontecimientos a medida que se producen. Cada vez más, estos sensores pueden realizar cálculos en el borde. Los datos recopilados por los sensores se transmiten a través IoT, lo que da lugar a una fábrica en la que los seres humanos y los objetos mantienen un «diálogo» constante.

Para los fabricantes que buscan flexibilidad, estos sensores deben medir tanto el rendimiento humano como el de las máquinas.

Big Data

Una de las características clave de la tecnología aumentativa es su capacidad para responder en tiempo real a las acciones de los trabajadores, a las condiciones ambientales o a los datos de las máquinas. Estos sistemas recopilan los datos recabados a lo largo de toda la operación de fabricación y ayudan a organizarlos de tal forma que mejoran la capacidad de las personas para extraer conclusiones. La inteligencia artificial, el aprendizaje automático y otras tecnologías algorítmicas de predicción y clasificación pueden mejorar la capacidad de los operadores e ingenieros para tomar decisiones.

Para mejorar el rendimiento humano es necesario comprender las causas fundamentales de los fallos humanos.

Según el Departamento de Energía, hasta el 80 % de los errores laborales en entornos industriales se deben a fallos humanos.

Esta cifra requiere algo de contexto.

Tras analizar décadas de investigación, el Departamento de Energía (DOE) concluyó que, de esos errores, solo el 30 % se debió a fallos individuales. El resto se atribuyó a estructuras de trabajo caracterizadas por «situaciones propicias al error», es decir, situaciones en las que «las exigencias de la tarea superan las capacidades del individuo o en las que las condiciones de trabajo agravan las limitaciones de la naturaleza humana».

El Departamento de Energía concluyó que «el error humano… no es la única causa del fallo, sino más bien el efecto de un problema más profundo en el sistema. El error humano no es aleatorio; está sistemáticamente relacionado con las características de las herramientas que utilizan las personas, las tareas que realizan y el entorno operativo en el que trabajan».

Este es un hallazgo significativo. Sugiere que muchas de las causas tradicionales que atribuimos al error humano —la fatiga, los lapsos de atención, la formación deficiente, los entornos de trabajo inadecuados— no se pueden reducir al rendimiento humano. Más bien, un buen rendimiento es consecuencia de un buen diseño del sistema.

El informe continúa diciendo: «Por muy eficaz que sea el funcionamiento de los equipos; por muy buena que sea la formación, la supervisión y los procedimientos; y por muy bien que el mejor trabajador, ingeniero o directivo desempeñe sus funciones, las personas no pueden rendir más que la organización que las respalda».

Entonces, ¿cómo puede la tecnología de apoyo crear las condiciones necesarias para un rendimiento humano óptimo? ¿Cómo pueden las organizaciones trabajar para apoyar y empoderar a su personal? Analicemos algunas causas habituales de los problemas en la fabricación para comprender cómo puede ayudar la tecnología adecuada.

Fatiga

Los trabajadores fatigados son propensos a cometer errores. Además, también son propensos a sufrir lesiones en el trabajo. Para combatir la fatiga, las tecnologías de apoyo pueden detectar cuándo un trabajador empieza a mostrar signos de fatiga.

En el sector manufacturero, los sensores portátiles integrados en el equipo de protección pueden detectar cuándo un trabajador adopta una postura incorrecta al levantar una carga pesada (un signo de fatiga). En el caso de los operarios dedicados al montaje, las instrucciones de trabajo digitales fomentan la interacción y contribuyen a mejorar el compromiso. Los dispositivos portátiles pueden detectar cambios en las funciones corporales del trabajador que son indicativos de fatiga y alertarle para que se tome un descanso.

Concentración

A pesar de todas sus virtudes, los trabajadores humanos siguen siendo propensos a sufrir lapsos de concentración. Incluso los mejores trabajadores tienen días malos. Estos descuidos suelen deberse a la propia naturaleza de la industria manufacturera: jornadas laborales largas, tareas repetitivas y un trabajo mentalmente agotador.

Las tecnologías de apoyo pueden ayudar a mejorar la concentración al mantener a los trabajadores centrados en sus tareas. Algunas lo consiguen «gamificando» el trabajo, es decir, convirtiendo aspectos de las tareas repetitivas en un juego en el que uno compite constantemente consigo mismo. Otras lo logran sustituyendo las instrucciones estáticas por dispositivos interactivos.

Cuando se producen errores, los controles de calidad en línea IoT ayudan a los trabajadores a detectar las no conformidades antes de que pasen a las fases posteriores del proceso.

Formación

A menudo se exige a los operarios que aprendan nuevas tareas en un plazo muy breve. Los nuevos empleados disponen de poco tiempo para adquirir nuevas habilidades y familiarizarse con los procesos antes de incorporarse a las líneas de producción. Y los trabajadores con más experiencia, que son los más capacitados para formar a los nuevos empleados, se están jubilando a un ritmo acelerado. Todo ello contribuye a que los programas de formación no sean tan eficaces como podrían serlo.

Las nuevas tecnologías de apoyo ayudan a formar y reciclar a los empleados. Por ejemplo, las aplicaciones de formación para el sector manufacturero pueden guiar a un nuevo empleado a lo largo de un proceso paso a paso. Gracias a módulos de formación interactivos y con gran cantidad de contenido multimedia, estas aplicaciones pueden diseñarse para adaptarse a todos los estilos de aprendizaje y ayudar a los operarios a aprender mediante la práctica desde el primer día. Además, IoT y los sensores integrados permiten a estas aplicaciones detectar si un trabajador está aplicando correctamente las nuevas habilidades. Esto permite una intervención temprana y garantiza que los operarios no consoliden técnicas incorrectas.

Mejora de la productividad mediante instrucciones de trabajo digitales

Dado que las soluciones automatizadas se encargan de la mayoría de las tareas manuales y repetitivas, a los operarios les quedan aquellos ensamblajes demasiado complejos o variables como para automatizarlos. Esta tendencia no hará más que continuar, ya que la demanda de personalización, los ciclos de producción cortos y la producción de gran variedad y bajo volumen siguen siendo la norma.

Las instrucciones de trabajo digitales interactivas constituyen una forma sencilla de ayudar a los trabajadores que se enfrentan a estos retos. Las instrucciones de trabajo digitales guían a los trabajadores a través de procesos complejos de una manera mínimamente intrusiva. Los contenidos multimedia integrados, como vídeos y fotografías, permiten a los operarios ver cómo se debe realizar cada paso de la línea de producción. IoT , como los sensores de ruptura de haz y los sistemas «pick-to-light», guían a los trabajadores hacia las piezas correctas y evitan que cometan una serie de errores habituales en el montaje.

Las instrucciones de trabajo digitales potencian las capacidades únicas de las personas, ya que les permiten centrar su atención en la tarea que están realizando.

Prevención de errores mediante el control de calidad en línea

Las no conformidades de calidad son algo habitual en la fabricación. Si bien es fundamental prevenir los problemas de calidad, resulta igualmente importante detectarlos cuando se producen. Muchos errores de calidad son demasiado sutiles para que los detecte el ser humano. Además, un operario fatigado o distraído podría pasar por alto un error de calidad al esforzarse por cumplir con la cuota de producción.

Los sistemas de calidad modernos reconocen que los seres humanos no pueden detectar el 100 % de los problemas de calidad. Estos sistemas complementan los controles de calidad existentes mediante IoT , como básculas, calibres y cámaras. Se podría considerar esto como un «poka-yoke» digital. La diferencia fundamental es que estas herramientas no sustituyen en ningún momento el trabajo de los seres humanos. Más bien, complementan y optimizan los controles que estos ya realizan gracias a capacidades digitales mejoradas.

Optimización de la producción mediante la visión artificial

La visión artificial es una de las tecnologías más prometedoras surgidas en la era digital. Al combinar las técnicas tradicionales de visión artificial con el aprendizaje automático avanzado y la inteligencia artificial, los sistemas de visión artificial pueden guiar y analizar las acciones de los operarios mientras trabajan.

La visión artificial puede mejorar el trabajo en el sector manufacturero de muchas maneras. Es capaz de identificar y responder a los gestos y movimientos que realiza el operario. Por ejemplo, al detectar un gesto concreto con la mano, un sistema de visión artificial podría activar una aplicación de instrucciones de trabajo digitales para pasar al siguiente paso. Puede leer texto y códigos de barras, así como identificar objetos dentro de su campo de visión. Además, puede detectar y señalar desviaciones respecto a la norma, actuando como una herramienta de vigilancia para el control de calidad.

Mejora de la visibilidad mediante el seguimiento del rendimiento en tiempo real

La visibilidad de los procesos es fundamental para su mejora. Tradicionalmente, el análisis de datos en el sector manufacturero ha requerido recopilar información de diferentes fuentes y departamentos, agregarla y, finalmente, identificar oportunidades de mejora a partir de las cifras. Las nuevas tecnologías digitales recopilan y analizan automáticamente flujos continuos de datos de fabricación, lo que permite a los ingenieros tomar decisiones con mayor rapidez y precisión. IoT , las aplicaciones de fabricación y los paneles de análisis se combinan para proporcionar a los ingenieros la información más actualizada.

Mejora del control de procesos medianteApps No Code

El trabajo en la fabricación moderna exige a los ingenieros ejercer un alto grado de control sobre procesos y sistemas muy diversos. Las plataformas de aplicaciones de fabricación «sin código» ofrecen a los ingenieros la posibilidad de conectar sus máquinas y a su personal de formas novedosas. La premisa del enfoque «sin código» es que no hay dos operaciones iguales, e incluso operaciones similares que se enfrenten a retos similares no siempre se prestan a soluciones estándar. Ya sea diseñando aplicaciones a medida o adaptando una plantilla, los ingenieros pueden implementar soluciones que, tradicionalmente, requerían la asistencia del departamento de TI y de la propia dirección.

La ampliación de plantilla ofrece a los fabricantes una forma de reforzar su plantilla actual sin renunciar a la flexibilidad y las ventajas económicas que ofrece la mano de obra humana.

Es importante destacar que ofrece a los fabricantes un medio para mejorar los sistemas en los que trabajan las personas, con el fin de mejorar las condiciones y fomentar un rendimiento óptimo.

A la hora de plantearse cómo ampliar su plantilla, analice detenidamente qué áreas de sus operaciones pueden dar lugar a errores, así como qué tecnologías necesitará para equipar adecuadamente sus flujos de trabajo.