CLOUDNC APARECE EN MAQUINARIA - PUBLICADO EL 9 DE SEPTIEMBRE DE 2019.
¿Por qué la programación NC para el corte sustractivo de metales no puede ser tan fácil como lo es para la fabricación aditiva? Básicamente, presentar un archivo 3D a un sistema de programación y pulsar "listo". Andrew Allcock visitó una empresa que lo ha conseguido, pero que también tiene una ambición mucho mayor.
La realidad de la programación NC para piezas prismáticas complejas, como saben los lectores, es que la generación de un conjunto de instrucciones para accionar una máquina CNC puede llevar días o incluso semanas. Incluso para las piezas más sencillas se necesitan horas de trabajo cualificado y experimentado utilizando "un software horrible, CAM", como afirma Theo Saville, CEO de CloudNC, una empresa británica de desarrollo de software y mecanizado CNC financiada con capital riesgo que acaba de salir del "modo oculto".
Tanto si se trata de fabricar un prototipo como de millones de piezas con máquinas herramienta CNC de corte de metal, la programación NC es una constante, pero cuanto menor es el tamaño del lote, mayor es la proporción del ciclo completo de diseño a fabricación que consume la programación NC. "Si se trata de lotes de bajo volumen y prototipos, la programación CAM puede suponer fácilmente el 90% de lo que cobramos al cliente. Por tanto, los lotes pequeños y los prototipos son mucho más caros de lo necesario", afirma Saville.
Un problema secundario es que la mayoría de los ciclos de mecanizado generados por la vía de programación tradicional son ineficaces, añade. "Hay trillones de formas de fabricar incluso un componente sencillo con una de estas máquinas CNC. Sin embargo, sólo algunas de esas formas son realmente rápidas. Los humanos somos muy buenos ideando una forma aceptable de fabricar componentes, pero está más allá de nuestra capacidad encontrar la ruta óptima para fabricar un componente con los equipos disponibles, porque hay demasiadas formas de conseguirlo."
En conversaciones con organismos del sector, el Director General afirma que casi todo lo que se fabrica en lo que él considera un mercado anual de mecanizado de componentes de más de 100.000 millones de libras esterlinas se hace a la mitad de la velocidad posible, lo que significa que los costes pueden reducirse a la mitad "sin ningún cambio en los equipos".
Y prosigue: "Si pudiéramos hacer que este proceso fuera autónomo, si pudiéramos automatizar la programación y optimizar el programa de mecanizado resultante, podríamos reducir a más de la mitad el coste de fabricación de todos esos componentes metálicos. En algunos casos, dependiendo del método de fabricación, se podría reducir el coste de las piezas en un factor de 10. Y eso es lo que hemos estado trabajando. Y en eso hemos estado trabajando, en secreto, durante los últimos cuatro años".
El software desarrollado se alimenta de un archivo de pieza en 3D con requisitos de tolerancia asociados, se define el tamaño de bloque inicial, con los parámetros del equipo de fabricación -material, máquina, portapiezas, herramientas- conocidos por el software. A continuación, se genera el programa NC óptimo en cuestión de minutos. Una pieza aeroespacial que habría tardado una semana en programarse puede procesarse en sólo 10 minutos y su funcionamiento está "prácticamente garantizado", ya que no requiere la asistencia de una persona durante el primer ciclo. Y, por supuesto, esta reducción de los requisitos de programación también aborda el reto de las cualificaciones. Hay muchos más programadores de CN que se jubilan de los que se forman, advierte Saville.
Esto significa que, para pequeñas cantidades o prototipos, se puede "reducir enormemente el coste" y entregar el componente al cliente con mayor rapidez. Y con un tiempo de ciclo que es al menos dos veces más rápido que el que se podría haber creado, los costes también caen en picado, y eso se podrá conseguir en tan solo unos meses, ofrece.
Pero plantea la pregunta retórica: "¿Y por qué no se ha hecho esto antes?". Porque es "fenomenalmente complejo", responde, y añade: "Probablemente sea una de las tecnologías más complejas que se están desarrollando en la industria manufacturera". Parte de la solución es el poder de la computación en la nube, pero la potencia cortante no es la respuesta, requirió muchas áreas de desarrollo, incluyendo "formas completamente nuevas de representar la geometría en una computadora", además de un respaldo de capital de riesgo por la suma de £ 11,35m desde 2016, con una nueva ronda de recaudación de fondos programada para el próximo año. Ese apoyo ha permitido a la operación atraer a "los mejores ingenieros de software del mundo para resolver este problema, que no puede resolverse con un montón de ingenieros de software normales... y que requiere el desarrollo de una ciencia informática completamente nueva".
ÚSALO NO LO VENDAS
Pero la empresa no va a vender este software, sino que lo va a utilizar para apoyar la creación de una red mundial de empresas manufactureras que puedan explotarlo y ofrecer así un servicio que otros sencillamente no pueden igualar. Y ya tiene su primera fábrica operativa. Una instalación de 25.000 pies cuadrados en Chelmsford, inaugurada en enero de este año (véase el artículo ampliado en línea) que ya está sirviendo a los clientes con piezas que se fabrican "más rápido, mejor y más barato, utilizando el software central de la tecnología CloudNC y todo lo demás que estamos construyendo a su alrededor". Y esta última parte de la afirmación también es importante.
Al controlar el entorno en el que se aplica el software, se elimina la variación a la que tendría que adaptarse si se vendiera a empresas con muchos tipos diferentes de equipos, subraya el Director General, lo que significa que el desarrollo de software puede centrarse en gran medida. Y la estandarización del entorno de fabricación también ofrece una segunda ventaja: la capacidad de optimizar todos los demás elementos de la cadena del proceso de fabricación, añade. Uno de ellos es la automatización de los presupuestos, que pueden pasar de ser un proceso de días o semanas a ser instantáneo y automático.
Además de las ventajas de un entorno de fabricación estandarizado, con tiempos de fabricación conocidos, afirma: "Se pueden hacer cosas muy interesantes en torno a la programación de la fábrica que no son opciones al alcance de cualquiera... Se puede construir toda esta tecnología que hace que todo el proceso, desde el envío de un presupuesto hasta la entrega del componente al cliente, sea hipereficiente porque se ha desbloqueado esta automatización en el núcleo".
La primera fábrica de CloudNC, aunque ganará algo de dinero produciendo piezas, es, de hecho, el centro de atención para "desarrollar un modelo escalable, un modelo de automatización y eficiencia masivas diseñado para ser copiado y pegado en todo el mundo". Y ese despliegue escalable de fábricas comenzará tras la próxima ronda de financiación en 2020 "muy rápidamente". Sugiere que podría haber cuatro fábricas a finales del año que viene.
¿Una visión suficientemente grande? Grande, pero no el destino final, revela Saville. "Nuestra visión final es algo mayor. El mecanizado CNC era el punto de partida obvio para nosotros, porque es un problema extraordinariamente valioso de resolver; realmente difícil, pero pensamos que sería casi posible. Resultó ser mucho, mucho más difícil de lo que pensábamos; pensábamos que estaríamos donde estamos hoy hace unos tres años. Pero lo que realmente queremos conseguir es la automatización total de la fabricación de componentes primarios: piezas hechas con bloques de metal o plástico.
"Hoy en día, si quiero comprar componentes metálicos, el proceso es realmente horrible. Voy a tener que enviar correos electrónicos a muchas fábricas, la mayoría de las cuales no responderán; las que lo hagan me darán un presupuesto en varios días; si lo pago, será más caro de lo necesario; la calidad puede ser muy baja; no sabré nada de mi pedido mientras se está produciendo; con suerte llegará a tiempo, pero en la industria la mayoría de las veces las cosas llegan tarde". Su crítica no se dirige a las personas de la industria, sino al software y los sistemas con los que trabajan. El proceso que prevé el Director General de CloudNC incluye: carga de un modelo 3D; presupuesto instantáneo; información instantánea sobre el diseño para la fabricación; identificación de los factores que influyen en el precio y el coste, lo que permite realizar modificaciones; compra en línea; no importa dónde se fabrique, puedes olvidarte de ello, afirma, y añade: "Es como Amazon. Sé que la pieza va a aparecer rápidamente, al precio adecuado, y puedo confiar en que la pieza es correcta".
Todo lo inteligente ocurrirá en la cadena de suministro, utilizando fábricas automatizadas en las que las máquinas ya saben cómo van a fabricar la pieza, por lo que seguro que las piezas llegarán a tiempo. "Podremos recibir miles de piezas en muy poco tiempo", asegura. Aunque estén repartidas por varias fábricas, serán idénticas gracias a la estandarización de su entorno de producción. "Si puedes automatizar totalmente la máquina CNC, nada te impide distribuir la fabricación entre miles de máquinas. Eso significa que, si hoy se tarda unos meses en hacer una tirada de mil unidades, en el futuro se tardará sólo unos días". ("Mecanizado en enjambre" parece una forma adecuada de expresarlo).
Al desarrollar este software y la combinación de hardware de fabricación, CloudNC está, dice Saville, reuniendo la mejor cultura de fabricación que se emplea en empresas como Toyota y la cultura tecnológica de alto crecimiento que se encuentra en empresas como Google. "Intentamos mezclarlas para crear una nueva cultura de fabricación tecnológica que sea superrápida e innovadora, y capaz de resolver problemas como este". Y concluye: "Dentro de cincuenta años, esperamos que todos los tipos de fabricación sean autónomos. Ya se trate de una unidad o de un millón, de una pieza o de un conjunto completo, incluso de un conjunto complejo como un motor, bastará con introducir un archivo 3D en un sistema de cadena de suministro y recibirlo de vuelta sin intervención humana. Lo que permite esto es que cada máquina sepa lo que es capaz de producir, con fábricas de máquinas en la parte superior de la cadena de suministro capaces de llamar a otras en la cadena, de forma totalmente automática".
LA GENTE DETRÁS DE CLOUDNC
El consejo de administración acoge:
- Theo Saville tiene experiencia en investigación de impresión 3D, ventas e investigación de fabricación en el Warwick Manufacturing Group. Fue allí donde a Saville se le ocurrió la idea de automatizar la programación NC en la misma línea que la impresión 3D, al ver qué software se utilizaba y cuánto tiempo llevaba.
- El Director Técnico Chris Emery, ex-Google, tiene experiencia en computación de alto rendimiento y unidades de procesamiento gráfico.
- Siraj Khaliq es fundador y ex Director Técnico de Climate Corporation, que fue vendida a Monsanto por 930 millones de dólares.
- Paul McNabb es ex Director de Estrategia de Cisco Systems.
- Chris Mairs es ex Director Técnico de Metaswitch Networks
- Simon Murdoch es ex vicepresidente de Amazon Europa, bajo las órdenes directas de Jeff Bezos.
Además del apoyo de capital riesgo, que procede de "algunos de los mejores inversores en inteligencia artificial del mundo", la empresa ha recibido financiación del organismo gubernamental Innovate UK, así como ayuda de High Value Manufacturing Catapult.
En agosto, CloudNC contaba con unas 75 personas, incluidos más de 20 ingenieros de software atraídos por algunas empresas "fenomenales", pero es probable que emplee a cientos dentro de un año, según revela el CEO.
ARTÍCULO AMPLIADO DE AQUÍ
Tras la presentación de Theo Saville a la prensa a principios de año, en la que describió CloudNC y su ambición, tal y como se detalla en el artículo principal, Machinery acudió a "Factory One", en Chelmsford, para ver el lado empresarial de la iniciativa.
La unidad industrial de CloudNC se encuentra a unos 2 km del centro de la ciudad, en el nuevo polígono industrial de Clock Tower. Cuando se camina hacia la planta, la escena comercial de la carretera principal es ya familiar: concesionarios de coches, una tienda de bricolaje Homebase, un lavadero de coches, un almacén Big Yellow y, a continuación, un gran parque comercial, Clock Tower, donde se encuentran algunos de los establecimientos habituales: Aldi, M&S, Furniture Village, DFS, Dunelm y Costa. Al otro lado de la carretera se encuentran Topps Tiles, Halfords, Formula One Autocentre y Hot Tub Barn.
En la ruta había una gran fábrica, Teledyne e2v, innovadora mundial en componentes electrónicos, y detrás de las grandes operaciones comerciales ya mencionadas se ocultaban algunas pequeñas actividades industriales. Sin embargo, la combinación de comercio e industria de la Torre del Reloj se encuentra en lo que antes era el terreno de 11 acres del fabricante de bebidas Britvic, la empresa más querida de Chelmsford, por lo que la prensa local la aclamó en un artículo retrospectivo sobre la empresa que estableció sus operaciones en la ciudad en 1955. La fábrica cerró en 2014, tras ser adquirida por otro fabricante británico de bebidas, AG Barr, conocido por Irn-Bru.
Este paisaje urbano postindustrial podría verse en muchos lugares, pero en este entorno se está creando nada menos que el futuro modelo de subcontratación mundial de mecanizado de metales, un modelo disruptivo. Se trata de una interesante yuxtaposición que resulta totalmente invisible para los compradores que acuden en masa al parque comercial de al lado.
La ambición de CloudNC ya se ha descrito en el artículo principal, pero ¿qué aspecto tiene una empresa así sobre el terreno? En primer lugar, desde el exterior, la empresa se parece a cualquier unidad industrial moderna. Por supuesto, el nombre, CloudNC y no VC Engineering o VC CNC Machining, alude a una visión más moderna de las cosas. En la recepción hay un indicio revelador del tipo de empresa a la que nos dirigimos. Sobre una mesa hay un ejemplar de "Start with why", escrito por Simon Sinek, que inició un movimiento para ayudar a las personas a inspirarse más en el trabajo y, a su vez, inspirar a sus compañeros y clientes. Más de 28 millones de personas han visto su charla TED del mismo nombre, el tercer vídeo TED más popular(https://is.gd/oxehep ) de todos los tiempos, según las reseñas de Amazon.
Al salir de la recepción, de camino al taller y a las zonas de programación NC, se pasa por una zona de descanso/comedor/bebida que también cuenta con un futbolín, un equipamiento que quizá se asocie más con una empresa de tecnología de software. La edad media de los empleados de la empresa es de 30 años o menos, según el CEO Saville (probablemente entre 10 y 20 años por debajo de la edad media del sector de la ingeniería; un tercio de la mano de obra del sector manufacturero tiene más de 50 años). Es la generación Y, la del creador de Facebook, Mark Zuckerberg. Esa generación se define como: nativos digitales; aspirantes a la libertad y la flexibilidad; y emprendedores digitales que trabajan con las organizaciones, no para ellas.
Unos 35 empleados de CloudNC trabajan en Chelmsford y el resto en la sede central de la empresa en Londres, donde trabajan unos 25 ingenieros de software. Y esta empresa de 75 empleados en total, aunque llegará a ser mucho más grande, cuenta con su propio departamento interno de RRHH y desarrollo de talentos, formado por ocho personas, que busca personas que encajen en la cultura de CloudNC: la empresa es "muy preciada en cuanto a nuestra cultura". Quiere personas tranquilas, racionales, apasionadas, dotadas, que asuman fácilmente lo nuevo, que se lleven bien con los demás y que tengan una mentalidad de crecimiento, por lo que selecciona por personalidad, actitud y aptitud antes que por habilidades específicas. Para encontrar a esas personas, debe entrevistar a muchas y puede tomar la decisión de contratar a las que se ajusten a sus parámetros, "porque nos lo podemos permitir". Las personas son sin duda el activo principal de la empresa y su rasgo distintivo más visible.
En el taller, que sigue siendo principalmente espacio pero albergará hasta 20 máquinas-herramienta CNC, parece más tradicional. Hay centros de mecanizado DMG Mori de 5 ejes, además de carga automática de palés Erowa; maquinaria Mazak de 5 ejes y FANUC de 4 ejes, así como un torno CNC (necesario para dar soporte a una operación de servicio completo, pero es en las piezas prismáticas donde se centra la atención).
Aquí se crea el sistema de fabricación estandarizado de CloudNC y los procesos asociados, y se prueba y aplica su software de programación NC automatizada. Es el lugar donde un mundo digital de alta tecnología se encuentra con el mundo físico más tradicional del corte de metales.
La empresa va a duplicar su espacio actual en Chelmsford adquiriendo una unidad adyacente. Allí es donde CloudNC desarrollará su "plantilla", el modelo que luego irá "cortando y pegando" en ubicaciones que se guiarán por "la disponibilidad de proveedores, clientes y talento". Tampoco clientes cualquiera, todo hay que decirlo. CloudNC quiere trabajar con empresas que gasten 500.000 libras o más en subcontratación y que estén "preparadas y dispuestas a comprometerse plenamente en todo momento" con CloudNC; clientes de alta calidad. Con Factory One en funcionamiento desde enero de este año, la empresa cuenta ya con entre 30 y 40 clientes, con representantes de los principales sectores de la industria: médico, petróleo y gas, automovilismo y aeroespacial. Hasta ahora, el aluminio ha sido el principal material utilizado con su software automatizado de creación de programas de control numérico. Sin embargo, el día de la visita de Machinery se estaba realizando una prueba con acero dulce, y el software se irá validando progresivamente para otros materiales.
La expansión del exitoso modelo de fábrica seguirá a una denominada Ronda B de financiación de capital riesgo, de 20 millones de libras o más, para financiar la compra de "un número de tres cifras" de máquinas herramienta para impulsar lo que, en la jerga del capital riesgo, será un "motor de crecimiento". El aprovisionamiento de grandes volúmenes de máquinas-herramienta para poblar las fábricas de corte y pegado es un problema potencial, se entiende, porque obviamente podría haber limitaciones de suministro.
Para caracterizar el tipo de inversión que CloudNC representa desde el punto de vista de las empresas de capital riesgo, Saville utiliza el término "moonshot", que significa que la oportunidad es grande y que se necesitará una financiación proporcionalmente grande para conseguirla.
Pero aún queda mucho trabajo por hacer antes de esta agresiva expansión. Al recorrer la planta de producción, el Director General explica algunos de los problemas que se están resolviendo en las máquinas. En su mayoría están relacionados con la integración del software entre la máquina y la automatización, las capacidades de comunicación de la máquina y lo que pueden comunicar sobre sí mismas, además de las variaciones entre los resultados del mecanizado en máquinas de marcas diferentes que ejecutan el mismo programa NC básico (pero posprocesado para cada máquina), esto último debido a los diferentes controles y ajustes de los parámetros de la máquina. Pero todos ellos son fundamentalmente problemas de software y, por tanto, tienen solución. Por ejemplo, una vez configurada una máquina, cualquier otra del mismo modelo se suministrará con la misma configuración. Pero hay incluso algunos problemas básicos de ingeniería mecánica, como las herramientas láser que se contaminan con virutas, que necesitan solución.
El director general está claramente frustrado por la falta de conectividad de la máquina y las capacidades de comunicación que vienen de serie. No son suficientes y sugiere que, como tales, las máquinas-herramienta no son "totalmente funcionales... deberían funcionar cuando llegan al suelo... deberían estar totalmente conectadas; estamos en 2019 y no en 1999".
Pero en términos de corte, el equipo que ha elegido puede alcanzar tolerancias de 50 micras fácilmente, pero con tolerancias inferiores a 20 micras, y sin duda con requisitos de una sola cifra de micras, se aplica una secuencia de "semiacabado/medida/actualización de offset/corte de acabado" para garantizar el resultado. La idea es desarrollar procesos en máquina capaces de producir piezas correctas de forma totalmente automática. "Aunque el tiempo de ciclo sea más largo, queremos un proceso totalmente reproducible que no requiera la intervención de personas".
En cuanto a la automatización en general, el director general explica que aún no se ha decidido. "Las células [de máquinas] gestionadas por personas que se dirigen eficazmente son una opción más barata que un robot. Una persona podría dirigir hasta 20 máquinas. Personas frente a robots sigue siendo una cuestión abierta".
¿Y de dónde saldrá ese software para dirigir eficazmente a las personas? Se desarrollará internamente, por supuesto. Chris Emery, director de tecnología de CloudNC, está desarrollando un sistema operativo para fábricas (FOS, Factory Operating System) que "gestionará una fábrica como es debido... el ERP es horrible". El FOS, que empleará AI, comprenderá el entorno de la fábrica y tendrá "un conocimiento probabilístico de lo que puede ir mal", por lo que incorporará la holgura adecuada a cualquier programa generado para garantizar que las piezas se entreguen a tiempo. Y si algo sale mal, FOS aprenderá, recalculará instantáneamente, actualizará las actividades y dirigirá a las personas de la manera necesaria. De este modo, las fábricas de CloudNC tendrán una "utilización de las máquinas mucho mayor [que la norma actual] sin decepcionar a los clientes", explica el CEO, y añade: "Hay muy pocos límites en cuanto a lo lejos que podemos llevar esto: el sistema puede pedir herramientas, materiales y programar". Entonces, ¿un software como el que utiliza Amazon para gestionar sus almacenes, sugiere Maquinaria? Sí, un buen paralelismo, está de acuerdo. Amazon está muy integrada verticalmente, desarrolla tecnología única en muchas áreas y también adquiere empresas que la tienen. Sin embargo, la adquisición no está en primer plano en la estrategia de CloudNC.
Los procesos de taller basados en las personas que se dan en cualquier entorno dirigido de este modo siguen perfeccionándose mediante la formación lean/kaizen. Ahora hay un empleado de alto nivel encargado exclusivamente de impulsar un régimen de mejora continua. Una de las primeras ventajas ha sido la reducción del tiempo de preparación de las herramientas, que se ha multiplicado por cuatro en pocos días. La preparación de las máquinas será el siguiente paso. "Habrá eventos kaizen regulares; será interminable... mejoraremos a gran velocidad". Todo ello contribuirá a acelerar el recorrido de las piezas por la fábrica, que actualmente es de tres semanas pero "debería ser de días".
Si la presentación inicial de la estrategia y la ambición de CloudNC por parte de Theo Saville fue impresionante, la visita a la fábrica de su laboratorio de I+D en Chelmsford no hizo sino subrayar la concentración y el esfuerzo que se están poniendo en su realización. Y también demostró claramente que la empresa es un nuevo tipo de operación de subcontratación de corte de metales cuya integridad de su enfoque de "sistema de fabricación estandarizado", altamente eficiente y dirigido por software original, y su ambición global de "cortar y pegar" la sitúan por delante de otras operaciones de mecanizado que ofrecen presupuestos instantáneos en línea y entregas rápidas.
CloudNC aparece en Maquinaria.
