COMPAÑIA CONFIDENCIAL. SE PUEDE COMPARTIR DENTRO DE JMP Y ROLLS ROYCE.
El Rolls-Royce de las fábricas
Una empresa que durante mucho tiempo ha sido sinónimo de calidad lleva la integración de sistemas ciberfísicos al siguiente nivel con análisis incorporados de calidad y confiabilidad
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Desafío: Reduzca los costos y aumente el rendimiento en las instalaciones de fabricación de Rolls-Royce en todo el mundo mediante la adopción de un estándar internacional para la mejora. Elimine las fallas de un solo punto de la cadena de suministro y genere propiedad intelectual.
Solución: Después de enterarse de que el grupo de monitoreo de la salud del motor de Rolls-Royce había utilizado JMP® para desarrollar una mejora que ahorró a la empresa 1 millón de libras esterlinas al año, el jefe de sistemas de ingeniería de fabricación, Dan Middleton, tomó la decisión de licenciar el software en la fabricación. Una comparación directa de las herramientas disponibles, en forma de un hack-a-thon interno, fue una prueba de concepto: JMP pudo hacer en 8 horas lo que los ingenieros que usaron Python 3 días y los ingenieros que usaron Minitab 6 días tardaron en completar.
Resultados: La capacidad de Rolls-Royce para tomar más decisiones basadas en datos de manera más rápida con JMP ha resultado en servicios de valor agregado generalizados y eficiencias de costos. En solo 9 meses, un solo ingeniero usó JMP para desarrollar soluciones para 15 desafíos de fabricación únicos en una variedad de fábricas de Rolls-Royce en diferentes geografías. La compañía ahora está trabajando agresivamente para ampliar estas mejoras.
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Industria 4.0 ofrece una visión transformadora del futuro de la fabricación: la integración de sistemas ciberfísicos generará flujos de datos continuos y de flujo libre. La computación en la nube ofrecerá nuevas formas de acceder y analizar esos datos. Y el aprendizaje automático dará a los datos usos más creativos, precisos y eficientes. Una propuesta muy atractiva, sin duda. Pero mientras que la mayoría de las empresas ven la fabricación inteligente como una posibilidad emocionante, pocas han puesto en práctica con éxito la teoría.
Pocos, es decir, excepto Rolls-Royce.
En 2018, Rolls-Royce invirtió más de 60 millones de libras esterlinas solo en una planta de fabricación; £ 7 millones de los cuales se destinaron explícitamente a la integración de TI. Fue una gran inversión que el Jefe de Sistemas de Ingeniería de Manufactura de la compañía, Dan Middleton, llama 'obviedad' porque, dice, "el argumento comercial es que [la integración] se paga sola".
Rolls-Royce’s capacity for making more data-driven decisions faster with JMP has resulted in widespread value-added services and cost efficiencies.Rolls-Royce’s capacity for making more data-driven decisions faster with JMP has resulted in widespread value-added services and cost efficiencies. La capacidad de Rolls-Royce para tomar más decisiones basadas en datos de manera más rápida con JMP ha resultado en servicios de valor agregado generalizados y eficiencias de costos.
Esa estimación no está muy lejos. Rolls-Royce ya está viendo el retorno de su inversión, dice Middleton. De hecho, el sitio renovado ahora logra entre un 35 y un 45 por ciento más de producción. Por supuesto, una parte de ese beneficio se puede atribuir a la maquinaria mejorada, pero no hay duda de que la integración de análisis está teniendo un impacto enorme. Y tener el software correcto, dice Middleton, es parte de la razón por la que el retorno de la inversión ha llegado tan rápido.
Aprendiendo del éxito de 1 millón de libras esterlinas al año de otra división
Justo cuando la instalación mejorada entraba en funcionamiento en 2018, Middleton comenzaba una auditoría del panorama de herramientas de la empresa. Trató de evaluar la ya extensa cartera de software de Rolls-Royce para identificar una herramienta integral que pudiera ayudar a los equipos de ingeniería a aprovechar los nuevos flujos de datos. Al final, la solución estaba al otro lado del campus en la división de Monitoreo de la Salud del Motor (EHM) de Rolls-Royce.
Cuando a principios de 2018, EHM anunció un seminario de análisis informal, Middleton y su colega Russell Bayes, ingeniero de sistemas de fabricación de la instalación de fundición avanzada de palas (ABCF) de Rolls-Royce en Derby, Reino Unido, decidieron asistir. Lo que vieron fue emocionante: un equipo de EHM había utilizado un software estadístico llamado JMP® para desarrollar un nuevo método de control que probablemente ahorraría a la empresa más de un millón de libras esterlinas al año.
Fue la primera vez que alguien en la fabricación de Rolls-Royce había pensado mucho en JMP, explica Middleton. “En realidad, nos quedamos impresionados con las capacidades de la herramienta. Pensamos bien, juguemos con JMP y veamos lo que realmente puede hacer”, dice. “Éramos un poco escépticos al principio. Sin embargo, en alrededor de 4 meses, establecimos que había algo sobre esta herramienta. Todavía no estábamos seguros de qué era, pero nos permitía hacer algunas matemáticas muy inteligentes”.
Middleton contrató a un nuevo ingeniero, Aman Datta, para que se concentrara exclusivamente en aprender JMP y determinar qué papel podría desempeñar en las operaciones de fabricación de Rolls-Royce."Esa es la importancia que vemos en [JMP]", dice Middleton, "que hemos liberado efectivamente a un ingeniero para que juegue con una pieza de software durante un año". Nueva herramienta en mano, Datta, Middleton y Bayes trabajaron juntos para clasificar una serie de problemas que habían afectado a la ABCF durante años. Fue un caso de prueba para JMP y no se sintieron decepcionados.
El liderazgo ejecutivo toma nota: "¿Cómo podemos hacer más de esto?"
Al igual que los otros sitios de fábrica inteligente de Rolls-Royce, el ABCF puede crear un mapa de datos detallado del ciclo de vida de cada componente del motor que pasa por los flujos de valor de la instalación. Con un software lo suficientemente robusto, los ingenieros pueden usar estas firmas de datos para construir modelos estadísticos dinámicos que ayuden a identificar qué componentes tienen más probabilidades de fallar o no cumplir. Esta información, a su vez, los equipa para tomar decisiones estratégicas sobre qué partes deben avanzar al siguiente paso y cuáles deben descartarse o perder prioridad.
La eliminación de piezas que no cumplen con las especificaciones antes en el ciclo de producción permite a los ingenieros de fabricación como Middleton y sus colegas reducir el tiempo y los recursos que invierten en componentes que no son de calidad y que requieren reelaboración. Acumulativamente, estos ahorros pueden tener un enorme impacto en los costos finales.
En sus pruebas iniciales con JMP, explica Middleton, el equipo resolvió cuatro problemas clave que generaron beneficios significativos. “Logramos tanto que nuestro vicepresidente ejecutivo preguntó: '¿Cómo podemos hacer más de esto?' Así que compramos 41 licencias JMP más; pasamos de una [copia de JMP] a 41 en el espacio de 9 meses”. El grupo ahora también tiene 30 ingenieros de fabricación que utilizan JMP Pro.
Desde que se dio cuenta de la escalabilidad de estas mejoras, Rolls-Royce ha reposicionado a Middleton y Datta para utilizar su experiencia en sus instalaciones en todo el mundo. Datta pasa tiempo en la planta de producción para comprender los problemas específicos del sitio que enfrentan sus colegas y luego usar JMP para encontrar una solución. La proposición, explica Middleton, es esta: “Tengo este software perverso, una supercomputadora y una red en la nube a la que puedo conectarme. Déjame intentar [tu problema] por ti”.
En solo 9 meses, Datta desarrolló soluciones para 15 desafíos de fabricación únicos en las fábricas de Rolls-Royce en diferentes lugares del mundo. Y, dice Middleton, cada nuevo desafío es un punto de datos en el panorama general de las operaciones de Rolls-Royce.
Los problemas que están viendo, agrega, son más similares que diferentes. “Esto es parte del cambio cultural: implementar beneficios de una instalación a otra”. Y a medida que más instalaciones de Rolls-Royce entren en funcionamiento con sistemas de análisis integrados digitalmente, será más fácil ser más proactivo y más predictivo sobre la ingeniería de fabricación; “Hay que cambiar la mentalidad y decir, no perdamos el tiempo ni los recursos”.
Adopción de la filosofía a prueba de fallas, escalando con computación en la nube
Una de las formas en que se ha manifestado el cambio cultural es en la adopción de la filosofía de falla rápida. Puede parecer extraño que una organización tan respetada como Rolls-Royce vea el fracaso como algo aceptable, incluso alentador. Pero la empresa ha aprendido que es mejor abandonar los proyectos antes de tiempo cuando no son prometedores. (Middleton dice, por ejemplo, que cualquier análisis exploratorio con un valor R inferior a 0,5 podría archivarse a medida que el equipo avanza para investigar tendencias más prometedoras).
Para ayudar a priorizar, Rolls-Royce realiza sesiones de gobierno semanales. Los ingenieros que no vean promesas en sus proyectos los quitarán de la agenda y seguirán adelante. “Es una forma muy madura de hacer las cosas”, dice Middleton. Anteriormente, los ingenieros pueden haberse vuelto muy protectores con un proyecto, pero el espíritu de falla rápida los empodera para descartar ideas de mejora que probablemente no produzcan resultados. Y eso significa mayor capacidad y más proyectos de mejora.
“El problema [con los sistemas de fábrica inteligente] es que ahora estamos encontrando las cosas demasiado rápido”, dice Middleton. “Y aquí es donde ahora usamos tecnología en la nube. Los seres humanos solo pueden trabajar durante tanto tiempo. Pero las máquinas, podemos configurarlas para que creen modelos.
“JMP acelera todo eso. Efectivamente, hemos pasado de analizar datos en el transcurso de una semana a hacerlo en dos días”. Cargue montones de datos en la nube y ejecute decenas de modelos simultáneamente. Vea algo interesante y modifique o vuelva a ejecutar cualquier análisis en un corto período de tiempo.
“Hasta cierto punto, ya no tenemos que hacerlo nosotros mismos”, explica Middleton. “Creamos el modelo nosotros mismos, pero el modelado se ha vuelto mucho más fácil. Puede dejarlo funcionando durante el fin de semana y volver el lunes y se ingiere toda esta información y le da una respuesta o una nueva dirección. Esa dirección podría ser ir y hacer una investigación diferente o hacer un DOE (diseño de experimentos)”.
La tecnología basada en la nube, junto con el modelado en JMP, promueve la resolución de problemas y el soporte; los ingenieros pueden acceder a los datos de una manera que, dice Middleton, "hace que Rolls-Royce fluya sin problemas como organización".
“Toda nuestra cultura cambió de la noche a la mañana”
Las transformaciones de la Industria 4.0 no suelen fluir tan rápido. Pero en Rolls-Royce, el creciente cuerpo de pruebas motivó un cambio radical en el pensamiento estadístico en todos los niveles de la organización, explica Middleton. Uno de los ejemplos más directos provino de un hack-a-thon de la empresa en 2018, donde equipos de diferentes divisiones de Rolls-Royce compitieron para resolver un desafío de fabricación que antes no tenía solución. Y al hacerlo, terminaron con una comparación directa de las opciones de software disponibles.
El caso fue bastante complejo e involucró una serie de procesos e interacciones. Un equipo usó Minitab, otro usó Python y otro R. El equipo de Middleton usó JMP. “Decidimos abordar esto de una manera diferente porque era sensible desde una perspectiva de salida, por lo que nuestro equipo usó JMP”, dice. “Y en 8 horas solucionamos el problema”.
Cuando el equipo de Middleton llegó a una solución, dice: “La gente que usaba Python acababa de empezar a crear un modelo. Las personas que usaban Minitab aún no habían estructurado los datos”.
Al final, los equipos que utilizaron software de código abierto llegaron a una solución en 3 días. El equipo que utilizó Minitab tardó 6 días. Y el equipo que usó JMP solo necesitó 8 horas. Fue un resultado revelador y el liderazgo de Rolls-Royce se dio cuenta, dice Middleton; “Toda nuestra cultura cambió de la noche a la mañana”.
Rolls-Royce ahora está ampliando el modelo de hack-a-thon para que los equipos de expertos en la materia y científicos de datos de todo el mundo puedan trabajar juntos para resolver algunos de los problemas más desafiantes de la empresa y generar grandes ideas. “[El modelo hack-a-thon] nos permite comprender mejor nuestros desafíos de ingeniería y ampliar aún más los límites de la física”, dice Middleton, y agrega que un enfoque global ayudará a Rolls-Royce a adoptar un estándar internacional y eliminar los fallas puntuales de la cadena de suministro.
Creando propiedad intelectual
Más allá de estandarizar las operaciones, la empresa se ha dado cuenta de algo fundamental: al usar la analítica de manera tan efectiva, Rolls-Royce en realidad está creando propiedad intelectual (PI). Esa propiedad intelectual se puede aprovechar para generar nuevos flujos de financiación además de la mejora continua tradicional, sostiene Middleton. “Ni siquiera imaginamos eso. Cuando comenzamos, solo pensábamos en usar la analítica para resolver los problemas de hoy, para mejorar nuestros productos y procesos y brindarles a nuestros clientes un motor de mejor desempeño”.
Tomemos, por ejemplo, el caso presentado en el hack-a-thon. “A través de ese único problema, generamos efectivamente dos piezas de propiedad intelectual. Uno [está altamente protegido] y guiará cómo Rolls-Royce establece sus fábricas. El otro lo compartiremos con nuestros proveedores y clientes. Y la cadena de suministro”, explica Middleton.
“JMP nos ha permitido hacer diferentes preguntas y desafiar el pensamiento de nuestros expertos en la materia…. Por ejemplo, hemos estado tratando de resolver un defecto en [un] límite de ángulo alto durante unos 20 años. Y lo que demostramos [con JMP] es que había algo fundamentalmente erróneo en el diseño del equipo. Los expertos en la materia nunca habían pensado en ello antes. Es solo porque puede traerles tantos datos, modelarlos y traer una herramienta de modelado con usted.
“Eso ahora nos permitió volver al proveedor del equipo y decirle que hay algo fundamentalmente mal en su diseño. Por supuesto, no les dijimos exactamente qué es lo que encontramos. Porque hemos desarrollado IP de manera efectiva”.
En el año transcurrido desde que las instalaciones recién integradas de la compañía entraron en funcionamiento, informa Middleton, todos los involucrados ahora están tomando decisiones más inteligentes y aprendiendo más de la experiencia. Esas decisiones han resultado tanto en servicios de valor agregado como en eficiencias de costos, agrega. “Si podemos hacer funcionar un motor más caliente, obtendremos un motor más eficiente. Si podemos hacer componentes más rápido, entonces podemos abastecer nuestro mercado. Si fabricamos motores más baratos, seremos más competitivos”.
En última instancia, estas mejoras no solo benefician a Rolls-Royce y su cadena de suministro, sino también a sus clientes. Y ese es el objetivo final, explica Middleton; “Los clientes de Rolls-Royce están en el corazón de todo lo que hacemos. Y por eso hemos aprovechado la tecnología: para darle a nuestros clientes un mejor producto”.
