Trabajador Aumentado: Cómo la tecnología digital puede potenciar su fuerza de trabajo

La historia de la fabricación podría contarse fácilmente como la de la automatización. Desde los telares textiles hasta las cadenas de montaje automatizadas, pasando por los cobots inteligentes, durante siglos los fabricantes han encontrado formas de replicar el trabajo humano a escala.

Pero pensar estrictamente en términos de automatización no cuenta toda la historia. Más a menudo, las nuevas tecnologías han trabajado junto a los humanos para capacitarles para trabajar de forma más eficiente, segura y precisa. Esto es especialmente cierto durante la Industria 4.0, cuando las nuevas tecnologías digitales están mejorando todos los aspectos del trabajo de fabricación.

Este proceso de mejora de los trabajadores humanos es el aumento. Dado que la investigación y la experiencia han demostrado una y otra vez que las mejores soluciones son las que amplían las capacidades de los trabajadores de la industria manufacturera, esto está claro:

El futuro de la fabricación es el aumento.

La guía le introducirá en el aumento en la fabricación: sus tecnologías, sus casos de uso y sus principios. Definiremos lo que significa el aumento en el contexto de la fabricación, explicaremos por qué la fabricación necesita el aumento ahora y examinaremos las diferentes tecnologías y aplicaciones que están aumentando los trabajadores en el taller mientras hablamos.

¿Qué es el "aumento de trabajadores"?

En el contexto de la fabricación, el "aumento de trabajadores" se refiere al uso de la tecnología para mejorar la forma en que los trabajadores realizan su trabajo. Las tecnologías de aumento son integradas y de asistencia.

Por integrados, queremos decir que son una parte natural y discreta del entorno del trabajador. Y por asistenciales, queremos decir que simplifican o controlan algunas de las variables que contribuyen a un rendimiento humano deficiente. En última instancia, las tecnologías aumentativas permiten a los trabajadores realizar tareas más especializadas con un mayor grado de atención.

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

Las tecnologías aumentativas pueden adoptar diversas formas. El ejemplo que la mayoría de los fabricantes asocian con la aumentación son los auriculares de realidad aumentada: pantallas visuales que utilizan el aprendizaje automático, la IA y otras formas de análisis del contexto para superponer nueva información en el campo de visión del usuario.

Pero éstas no son ni mucho menos las únicas tecnologías aumentativas

Otros ejemplos son los sensores medioambientales y bioinformáticos que controlan las condiciones ambientales y la salud de los trabajadores en tiempo real, alertando a los operarios si existe un peligro potencial. Existen sistemas de visión por ordenador que interactúan con los operarios mientras trabajan. La aumentación también puede referirse a tecnologías que alivian la carga cognitiva de un trabajador, como la agregación y el análisis de datos en tiempo real o las instrucciones de trabajo interactivas. La aumentación puede ser tan sencilla como IoT controles de calidad en línea conectados, o tan complicada como la realidad artificial.

Cuando hablamos de aumento nos referimos a todas estas tecnologías y más. Hablamos de cualquier sistema externo de asistencia que permita a los fabricantes hacer su trabajo mejor, de forma más eficaz y segura.

El aumento evoluciona el trabajo

Otra forma de definir el trabajo aumentado es el trabajo que integra tecnologías digitales en el proceso de fabricación para hacer evolucionar la forma en que se realiza ese trabajo. En este caso, el uso de nuevas tecnologías digitales cambia realmente la naturaleza del trabajo de fabricación.

Tanto si las tecnologías digitales ayudan a los trabajadores como si cambian su forma de trabajar, los fabricantes ya están utilizando el aumento para conseguir importantes ventajas competitivas. Puede medir las ganancias en rendimiento desde una perspectiva humana: mejor atención, condiciones más cómodas, pensamiento más innovador, bienestar del trabajador a largo plazo. O en términos de objetivos y KPI de fabricación. Menos errores. Mayor calidad. Mayor rendimiento. Cambios más rápidos. Menos tiempos de inactividad.

La filosofía que guía el aumento es que las mejoras en el rendimiento humano se traducirán en un mejor rendimiento de la fabricación.

¿Por qué aumentar ahora?

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

En primer lugar, la industria manufacturera se enfrenta a una creciente escasez de mano de obra. Durante la próxima década, las empresas de investigación predicen que 2,2 millones de puestos de trabajo quedarán sin cubrir en la industria manufacturera. Esto se debe en gran medida a lo que los investigadores llaman la brecha de habilidades, o la falta de alineación entre el conjunto de habilidades requeridas para el trabajo de fabricación moderno y los conjuntos de habilidades existentes en el mercado laboral.

En segundo lugar, el trabajo de fabricación está cambiando a un ritmo acelerado. Sin embargo, las herramientas del oficio no han evolucionado lo suficientemente rápido 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 un rendimiento humano deficiente. Esto es cierto en el caso de los operarios de primera línea, a los que se encargan los montajes y el mantenimiento de las máquinas demasiado complejos o variables para ser automatizados. Es igualmente cierto para los ingenieros de fabricación, de quienes se espera cada vez más que realicen tareas que antes realizaban los ingenieros de software, los informáticos o los científicos de datos.

Por último, la automatización sigue siendo inviable para muchas aplicaciones de fabricación. La automatización puede ser prohibitivamente cara. Es difícil de escalar. E, irónicamente, requiere mucha mano de obra. (Alguien tiene que dirigir, programar y mantener todos esos brazos robóticos). Como señaló recientemente Forbes, "la complejidad, el volumen y el margen se combinan de diferentes maneras para descartar el uso de robots en muchas aplicaciones."

Los intentos de automatización total nos recuerdan que, a pesar de todos sus defectos, los humanos siguen siendo máquinas magníficas. Son inteligentes, creativos, flexibles, adaptables y capaces de aprender e innovar. Puestos codo con codo con las soluciones automatizadas, le costaría encontrar pinzas mejor articuladas, visión "computerizada" (¿qué son nuestros cerebros sino ordenadores blandos?) e inteligencia real.

Todos estos factores (una creciente falta de cualificación, sistemas de trabajo propensos a errores y los retos de la automatización) han dado lugar a una situación en la que los fabricantes tendrán que reforzar su mano de obra para conseguir más.

En otras palabras, la solución a estos retos es el aumento.

El aumento reconoce que los humanos son fundamentales para la fabricación y que van a seguir siéndolo en un futuro previsible. Sin embargo, necesitarán ayuda para rendir de forma óptima.

El aumento de la mano de obra es posible porque la industria manufacturera ha alcanzado un punto de inflexión en el desarrollo tecnológico.

Aunque el potencial de esta tecnología es grande, a menudo no es lo suficientemente flexible para que los fabricantes se adapten a sus retos únicos. Así pues, no es raro ver formularios de papel y cronómetros en el taller, incluso en una era de fantástico potencial digital.

Existen unos pocos avances básicos que, trabajando en conjunto, han hecho posible una amplia gama de aumentos. En esta sección se repasarán las tecnologías que permiten el aumento y se sugerirán formas en que los fabricantes podrían desplegarlas de manera flexible y personalizable.

IoT

La mayoría de las estrategias aumentativas funcionan porque permiten a los humanos trabajar conjuntamente con las máquinas de forma inteligente. Responden a las salidas y condiciones de las máquinas en tiempo real y transmiten esas señales a los operarios de forma que puedan tomar decisiones informadas. IoT La conectividad ha hecho posible este tipo de comunicación.

Puede que incluso haya oído utilizar "trabajador conectado" como sinónimo de "trabajador aumentado". Este IoT conectividad es precisamente a lo que se refiere.

Para los fabricantes que estén considerando aumentar su plantilla, una infraestructura IoT (wifi, nube y seguridad) es un buen lugar para incorporar flexibilidad y comunicación a los cimientos de una estrategia de aumento.

Sensores

Una característica de las modernas tecnologías aumentativas es su perfecta integración con el entorno de fabricación. Esto sólo es posible porque los sensores han disminuido en tamaño a la vez que han aumentado en potencial. Estos sensores flexibles y sensibles pueden adaptarse a la ropa, al cuerpo o a docenas de puntos de una estación de producción para interpretar el entorno y registrar los acontecimientos a medida que se desarrollan. Cada vez más, estos sensores pueden computar en el borde. Los datos recogidos por los sensores se comunican a través de IoT, lo que da lugar a una fábrica en la que los seres humanos y los objetos están en constante "diálogo".

Para los fabricantes que desean flexibilidad, estos sensores deben medir tanto el rendimiento humano como el de la máquina.

Grandes datos

Una de las características clave de la tecnología aumentativa es que puede responder a las acciones de un trabajador, a las condiciones ambientales o a los datos de las máquinas en tiempo real. Estos sistemas agregan los datos recogidos a lo largo de una operación de fabricación y ayudan a organizarlos de forma que mejoren la capacidad de un humano para producir percepciones. La IA, el aprendizaje automático y otras tecnologías algorítmicas de predicción y clasificación pueden mejorar la capacidad de los operarios e ingenieros para tomar decisiones.

Aumentar el rendimiento humano requiere comprender las causas profundas de los fallos humanos.

Según el Departamento de Energía, hasta el 80% de los errores laborales en contextos industriales son atribuibles al error humano.

Esta cifra requiere algo de contexto.

Al revisar décadas de investigación, el DOE descubrió que, de esos errores, sólo el 30% se debían a errores individuales. El resto eran atribuibles a estructuras de trabajo caracterizadas por "situaciones propensas al error", o, situaciones en las que "las exigencias de la tarea superan las capacidades del individuo o cuando las condiciones de trabajo agravan las limitaciones de la naturaleza humana."

El DOE concluyó que "el error humano... no es la causa del fracaso por sí solo, sino más bien el efecto de problemas más profundos en el sistema. El error humano no es aleatorio; está sistemáticamente relacionado con las características de las herramientas de las personas, las tareas que realizan y el entorno operativo en el que trabajan."

Se trata de un hallazgo significativo. Sugiere que muchas de las causas tradicionales que atribuimos al error humano -fatiga, fallos de concentración, formación deficiente, malos entornos de trabajo- no son reducibles al rendimiento humano. Más bien, el buen rendimiento es un efecto de un buen diseño del sistema.

El informe continúa: "por muy eficazmente que funcione el equipo; por muy buena que sea la formación, la supervisión y los procedimientos; y por muy bien que desempeñe sus funciones el mejor trabajador, ingeniero o directivo, las personas no pueden rendir más que la organización que las respalda" .

Entonces, ¿cómo puede la tecnología aumentativa crear las condiciones para un rendimiento humano óptimo? ¿Cómo pueden las organizaciones trabajar para apoyar y capacitar a su gente? Veamos algunas causas comunes de los problemas de fabricación para comprender cómo puede ayudar la tecnología adecuada.

Fatiga

Los trabajadores fatigados son propensos a cometer errores. Y también son propensos a lesionarse en el trabajo. Para combatir la fatiga, las tecnologías aumentativas pueden detectar cuándo un trabajador empieza a mostrar signos de cansancio.

En la industria manufacturera, los sensores portátiles integrados en los equipos de protección pueden detectar si un trabajador adopta una postura incorrecta al levantar una carga pesada (un signo de fatiga). Para los operarios que realizan montajes, las instrucciones de trabajo digitales fomentan la interacción y ayudan a mejorar el compromiso. Los dispositivos wearable pueden detectar cambios en las funciones corporales de un trabajador característicos de la fatiga y alertarle para que se tome un descanso.

Concentración

A pesar de todas sus virtudes, los trabajadores humanos siguen siendo propensos a los lapsus de concentración. Incluso los mejores trabajadores tendrán días malos. Estos lapsus se deben a menudo a la naturaleza de la fabricación: largas horas, tareas repetitivas y trabajo mentalmente agotador.

Las tecnologías aumentativas pueden ayudar a mejorar la concentración manteniendo a los trabajadores comprometidos con sus tareas. Algunas lo hacen "gamificando" el trabajo, o convirtiendo aspectos del trabajo repetitivo en un juego en el que uno compite constantemente consigo mismo. Otras lo hacen sustituyendo las instrucciones estáticas por dispositivos interactivos.

Cuando se producen errores, los controles de calidad en línea asistidos por IoT ayudan a los humanos a detectar las no conformidades antes de que pasen a la fase posterior.

Formación

A menudo se exige a los operarios que aprendan nuevas tareas con poca antelación. Los recién contratados disponen de un breve plazo para aprender nuevas habilidades y procesos antes de empezar en las líneas de producción. Y los asociados veteranos más capacitados para formar a los reclutas se jubilan a un ritmo acelerado. Todo ello contribuye a que los regímenes de formación no sean todo lo eficaces que podrían ser.

Las nuevas tecnologías aumentativas ayudan a formar y reciclar a los empleados. Por ejemplo, las aplicaciones de fabricación para la formación pueden guiar a un recién contratado a través de un proceso paso a paso. Con módulos de formación interactivos y ricos en medios, estas aplicaciones pueden diseñarse para adaptarse a todos los estilos de aprendizaje y ayudar a los operarios a aprender haciendo desde el primer día. Además, la conexión IoT y los sensores integrados permiten a estas aplicaciones detectar si un trabajador está realizando o no correctamente las nuevas habilidades. Esto permite una intervención temprana y garantiza que los operarios no refuercen las técnicas incorrectas.

Mejorar la productividad con instrucciones de trabajo digitales

Con soluciones automatizadas que realizan la mayoría de las tareas manuales repetitivas, los operarios se quedan con aquellos ensamblajes demasiado intrincados o variables para la automatización. Esta tendencia sólo va a continuar, ya que la demanda de personalización, los ciclos de producto cortos y la alta mezcla de bajo volumen siguen siendo la norma.

Las instrucciones de trabajo digitales interactivas son 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 forma mínimamente intrusiva. Los medios incrustados, como vídeos y fotos, permiten a los operarios ver cómo realizar cada paso en línea. IoT dispositivos como haces de rotura y pick-to-lights guían a los trabajadores hasta las piezas correctas y evitan que cometan una serie de errores de montaje habituales.

Las instrucciones de trabajo digitales aumentan las capacidades únicas de los seres humanos al permitirles poner su atención en la tarea que tienen entre manos.

Comprobación de errores con el control de calidad en línea

Las no conformidades de calidad son un hecho de la fabricación. Aunque prevenir los problemas de calidad es esencial, es igual de importante identificarlos cuando se producen. Muchos errores de calidad son demasiado sutiles para que los detecten los humanos. Y un operario fatigado o distraído puede pasar por alto un error de calidad mientras trabaja para alcanzar una cuota de producción.

Los sistemas de calidad modernos reconocen que los humanos no detectarán el 100% de los problemas de calidad. Aumentan los controles de calidad existentes a través de IoT dispositivos como básculas, calibradores, cámaras. Se podría pensar en esto como un poka-yoke digital. La distinción crucial es que en ningún momento estas herramientas están haciendo el trabajo de los humanos. Más bien, están complementando y agilizando las comprobaciones que los humanos ya realizan con capacidades digitales mejoradas.

Racionalizar la producción con visión por ordenador

La visión por ordenador es una de las tecnologías más apasionantes surgidas en la era digital. Combinando las técnicas tradicionales de visión artificial con el aprendizaje automático avanzado y la IA, los sistemas de visión por ordenador pueden guiar y analizar las acciones de los operarios mientras trabajan.

Hay muchas formas en las que la visión por ordenador puede aumentar el trabajo de fabricación. La visión por ordenador puede identificar y responder a los gestos y movimientos realizados por el operario. Por ejemplo, al ver un gesto concreto de la mano, un sistema de visión por ordenador podría activar una aplicación digital de instrucciones de trabajo para avanzar al siguiente paso. Puede leer texto, códigos de barras e identificar objetos en su campo de visión. Y puede identificar y señalar las aberraciones con respecto a una norma, actuando como una herramienta vigilante para el control de calidad.

Mejorar la visibilidad mediante el seguimiento del rendimiento en tiempo real

La visibilidad de los procesos es fundamental para mejorarlos. Tradicionalmente, el análisis de datos en la fabricación ha requerido extraer datos de diferentes fuentes y departamentos, agregarlos y, finalmente, encontrar oportunidades de mejora en 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. La conectividad IoT , las aplicaciones de fabricación y los cuadros de mando analíticos trabajan conjuntamente para aumentar la información más actualizada de los ingenieros.

Aumentar el control de los procesos con No Code Apps

El trabajo de fabricación moderno requiere que los ingenieros ejerzan un alto grado de control sobre procesos y sistemas dispares. Las plataformas de aplicaciones de fabricación sin código ofrecen a los ingenieros la posibilidad de conectar sus máquinas y personas de nuevas formas. La premisa de la fabricación sin código es que no hay dos operaciones iguales, e incluso operaciones similares que se enfrentan a retos similares no serán necesariamente susceptibles de soluciones listas para usar. Mediante el diseño de aplicaciones personalizadas o la adaptación de una plantilla, los ingenieros pueden implantar soluciones que tradicionalmente requerían la asistencia del departamento de TI y de la propia dirección.

El aumento ofrece a los fabricantes una forma de mejorar su mano de obra existente sin sacrificar la flexibilidad y las ventajas de coste de la mano de obra humana.

Y lo que es más importante, ofrece a los fabricantes un medio de mejorar los sistemas en los que trabajan los seres humanos para mejorar las condiciones y fomentar un rendimiento óptimo.

Cuando se plantee cómo aumentar su plantilla, considere cuidadosamente qué áreas de sus operaciones pueden contribuir al error, así como qué tecnologías necesitará para equipar con éxito sus flujos de trabajo.