Revista de Marina
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Diseñando el apoyo logístico para las fragatas construidas en Chile

Designing Logistical Support Chilean Built Frigates

  • Fecha de recepción: 08/02/2021
  • Fecha de publicación: 31/08/2021. Visto 156 veces.
  • Resumen:

    Un gran aporte para el desarrollo del país traería la construcción en Chile de las futuras fragatas para la Armada, idea que cuenta con el apoyo del Estado y tiene el respaldo de un estudio de la Pontificia Universidad Católica, que menciona la existencia de capacidad técnica y humana para hacerlo. Sin embargo, igual o más relevante para la modernización nacional e institucional, será crear las competencias para mantener operativas las unidades durante todo su Ciclo de Vida.

  • Palabras clave: Fragatas, Ciclo de Vida, Logística.
  • Abstract:

    The construction in Chile of indigenous frigates during the near future would be a great contribution to the country´s growth. This vision has the government´s support and is backed by a survey from Universidad Católica de Chile which indicates the country´s existing technical and human capacity for this mayor undertaking. However, equally, or even more relevant for the country and navy´s modernization, will be to create the proper competencies to keep the frigates operational during their entire life cycle.

  • Keywords: Logistics, Life cycle, frigates, logistics.

Llevar a cabo un proyecto de esta envergadura requiere considerar una infinidad de variables que se presentarán desde la definición de los Requerimientos de Alto Nivel (RAN) hasta la baja del servicio de las fragatas. Las decisiones en las etapas iniciales de estudio, diseño y construcción, determinarán el performance de las fragatas durante todo su ciclo de vida, que perfectamente puede superar los 30 años. Sin embargo, una importancia equivalente o mayor recae sobre el diseño del apoyo logístico, puesto que aproximadamente entre un 75% y un 80% del costo de ciclo de vida, ocurre en la etapa en que operan las unidades.

El desafío logístico no es solo diseñar un apoyo logístico, sino crear un Apoyo Logístico 4.0 (AL4.0) y el ecosistema donde operará. El AL4.0 tendrá que integrar la tecnología existente a las mejores prácticas logísticas y de ingeniería de sistemas, para estar alineado a la modernidad de las fragatas y cumplir la función de amortiguar el gran peso económico que recae en el periodo de operación y sostenimiento de las unidades, junto con asegurar una alta disponibilidad, bajo un escenario de presupuestos acotados y potenciales riesgos de imprevistos por tratarse de las primeras en su serie; por tanto, la eficiencia será el rector del AL4.0. Sin embargo, la realidad es sistémica, entonces el AL4.0 interactúa con otros sistemas que le deben cooperar y generar sinergia, esto significa que el astillero constructor también tendrá que dar el up-grade 4.0 y la Armada deberá preparar una adecuación en su organización -estructura, directivas, manuales y procedimientos-, objeto contar con las competencias para atender a las nuevas fragatas y mantener el soporte de las antiguas unidades. Esto también corre con urgencia para SALINO1 -sea compatible a los requerimientos de las fragatas y AL4.0, para no perder la inversión ya realizada en tiempo, dinero y experiencia- y para todas las direcciones y servicios que serán responsables de la recepción y análisis de los datos que generarán los sistemas de las nuevas fragatas. Incluso, es probable que el ERP SALINO no cumpla con las exigencias para la gestión de ciclo de vida de estas modernas unidades, debiendo implementarse una herramienta informática Product Lifecycle Management (PLM).

La complejidad de los problemas logísticos demandará un trabajo conjunto de varios actores que asumirán la responsabilidad de conformar el ecosistema para sostener a las fragatas durante su ciclo de vida. En una primera instancia se estima en seis las entidades que cimentarán el AL4.0, estas son: a) Fragata, b) Astillero constructor, c) Industria (fabricantes de equipos/servicios), d) Proveedores (materiales/servicios), e) Armada, y f) Centros académicos y de I+D (universidades y centros de estudios). Todos los integrantes de este hexágono tendrán que mantener una conectividad permanente, utilizando plataformas colaborativas para compartir datos y sus respectivos análisis, objeto brindar soluciones integrales, factibles y conocer las capacidades en que se requiere invertir. Asimismo, será altamente probable o necesaria, la creación de un polo de I+D cercano al lugar de construcción y de formación técnica del capital humano, por el alto nivel tecnológico de los sistemas que se instalarán en las fragatas, las periódicas modernizaciones a que serán sometidas, la búsqueda de soluciones a problemas que surjan y porque será primordial contar con personas que tengan las habilidades para diseñar, crear y operar las tecnologías, siendo clave la formación profesional denominada de alternancia, que cobija varias estrategias de aprendizaje que combina el aula con el área laboral, preparando al personal a las reales necesidades de la industria. Pero no todo cambio es digital, también aparecen nuevos materiales, como el grafeno, borofeno, nanomateriales, fibra de carbono y nuevas aleaciones, para las cuales se requiere conocer su uso eficiente. Por último, es muy relevante el registro de patentes por las innovaciones que lleguen a desarrollarse.

La oportunidad de construir un producto inteligente2 -concepto extraído del informe “Smart service welt”- con tecnología del siglo XXI, debe estar dentro de una ley de modernización del Estado, porque el gran desafío, además de la construcción es sostenerlas durante su ciclo de vida, lo que implica crear el ecosistema para ello. En consecuencia, es necesario el apoyo estatal para aprovechar de transformar y consolidar una base industrial de Defensa. Por otra parte, el AL4.0 es más que mantenimiento, puesto que le corresponde asegurar la disponibilidad de las unidades y sistemas, en forma eficiente -al mínimo costo y en el mínimo tiempo-.

La construcción de fragatas en Chile lleva implícito cambios tecnológicos, de procesos, estructuras orgánicas, etc., que producirán reticencias en algunos sectores, motivo por el que se sugiere una aproximación escalonada y con resultados tangibles al corto plazo, mediante la implementación de prototipos mínimos viables en las unidades ya operativas de las tecnologías a usar en las nuevas fragatas, bajo el concepto errar rápido para corregir rápido,3 disminuyendo riesgos y pérdidas económicas para el proyecto.

Apoyo logístico 4.0

Se advierte que este es un texto vivo, no definitivo, y quedan muchas aristas sin desarrollar por tiempo y espacio, pero pretende sentar algunas bases de eficiencia logística que puedan ser útiles a futuro. Asimismo, se asume la logística como un sistema integrado e interrelacionado, motivo por el cual, la acción de nombrar a continuación en forma seccionada las claves del AL4.0 proyectado para el soporte de las fragatas, es un ejercicio para simplificar y ordenar las ideas.

Por otra parte, este sería el momento de dar el salto a una Armada versión 4.0, aprovechando como “paraguas” el programa de construcción de fragatas en Chile, que cuenta con el apoyo del Estado, con la finalidad de concretar proyectos relacionados con inversiones de modernización necesarias, tanto para la institución como Asmar, y atraer a la industria, proveedores y centros de estudio.

  • Conectividad de entidades (hexágono): La conectividad es fundamental para mantener comunicadas, vía internet, a las fragatas después de su botadura con los actores que le brindarán el apoyo logístico, porque el intercambio y análisis de datos, más allá de una función logística, servirá para mejorar el diseño original y aplicarlo en las futuras fragatas. A estas alturas, es impensable repetir la ruptura que se produce en el momento en que el astillero entrega la unidad, de forma que el diseñador, constructor, proveedores y fabricantes de equipos y sistemas que participaron en la construcción, prácticamente desaparecen hasta que corresponde una reparación mayor o un mantenimiento programado; y parte importante de la información elaborada, en la fase de diseño y construcción, queda desactualizada con la información generada durante la operación, desaprovechándose miles de horas de ingeniería, funcionamiento y experiencias. Por lo tanto, es un intercambio ininterrumpido de datos a lo largo de todo el ciclo de vida de las fragatas.

    Es requisito la conectividad de todas las entidades del hexágono, puesto que tienen que dar respuesta oportuna a los requerimientos de diagnóstico, análisis de falla y compra de repuestos en la cantidad óptima y en el momento oportuno. Otra situación a ser incluida son las reparaciones y modernizaciones, ya que darán origen a cambios de equipos/repuestos, configuración y de las Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC).

    Un pilar de eficiencia en el resultado de la conectividad, será la calidad de los datos logísticos del material que se intercambiarán, los que, sí o sí, deberán ser formato NATO Stock Number (NSN) –lenguaje común, abrevia diálogo técnico y permite la intercambiabilidad-, circunstancia que forzará en el contexto del NATO Codification System, el ascenso a país nivel 2 –ya alcanzado por Argentina, Brasil y Colombia, y prontamente Perú-.

  • Adquisiciones: Los mayores gastos de sostenimiento se producen por las actividades de mantenimiento y reparaciones mayores, como las entradas a dique, que generalmente están programadas. En este sentido, la eficiencia está en conjugar el Internet de las Cosas (IoT) que permite la sensorización de los equipos e infraestructura, y el traspaso, en tiempo real, de los datos generados durante el funcionamiento de estos, junto con los parámetros del ambiente en que trabajan (temperatura, vibraciones, inclinación, balanceo, etc.), con el análisis de Big Data, por la cantidad de datos originados y la oportunidad de explotar su potencial, más el uso de la Inteligencia Artificial (IA) para lograr un pronóstico preciso en la cantidad y momento de compra de los repuestos/servicios, a la par de apoyar y optimizar la cadena de suministros.

    Existe una estrecha relación entre adquisiciones y mantenimiento. Al respecto, si bien el mantenimiento amerita un especial y extenso tratamiento, solo a modo de incipiente propuesta se plantea que este sea basado en la confiabilidad o Reliability Centred Maintenance (RCM), porque esta metodología sirve para establecer el tipo adecuado de mantenimiento -correctivo, preventivo o predictivo- y, a pesar de no ser un concepto nuevo, la tecnología existente brinda la oportunidad de implementarlo en las fragatas y emplear sus atributos.

    Otro aspecto a tomar en cuenta del mantenimiento, es su conexión a herramientas de realidad aumentada para hacer mantenimiento correctivo a distancia, accediendo los técnicos del hexágono a inspeccionar equipos y sistemas de la unidad, con la intención de ver las fallas y determinar el repuesto o servicio que es necesario adquirir y trasladar al lugar donde se esta se encuentre. En este sentido, la empresa tecnológica ABB entrega varios ejemplos reales sobre monitoreo a distancia en varios sectores industriales, entre los que se encuentra el mantenimiento de buques mercantes y cruceros, que gracias al nivel de sensorización que poseen, esta función se administra en forma remota desde centros instalados en tierra.

    Para evitar compras innecesarias e ir configurando la cadena de suministros para las fragatas, se deberá combinar la visibilidad de la existencia de repuestos en los centros de abastecimiento, unidades, industrias/proveedores y Asmar, con el monitoreo de las entregas y actualización de inventario, todo en modo online. La interoperabilidad del dato logístico del material se logra con el NSN.

  • Cadena de suministros resiliente: La creación de cadenas de suministro bajo un criterio económico, las hizo vulnerables por los riesgos a que quedan expuestas por su extensión. La crisis sanitaria por COVID-19 marcó el punto de inflexión para cambiar a un modelo que privilegie la continuidad operativa por sobre lo económico. Este es un punto clave, porque al ser un tema de Defensa será prioritario evitar cortes en las cadenas de suministro, por ende, se tendrá que recurrir al desarrollo nacional de la industria, proveedores y centros de I+D, con el propósito de acortar la cadena y retener en el país productos/servicios críticos. Por un tema de volumen de mercado nacional, no puede descartarse la búsqueda y selección de proveedores regionales, ni desechar la prioridad de elaborar productos duales –uso civil y militar-.

    Parte de la inversión para cerrar la brecha entre la situación actual de los actores incluidos en el hexágono y el nivel que se requiere, se financiará bajo modalidad offset. Lo anterior, supone el análisis y definición de los proyectos que se costearán con este tipo de compensación industrial.

  • Gestión de obsolescencia: La confluencia del uso, por razones económicas y de acceso, de equipos y componentes clasificados como Commercial Off The Shelf (COTS) con el acelerado avance tecnológico, da como resultado una rápida obsolescencia tecnológica y del material. Las estrategias para encontrar solución a este problema demandará conocimiento experto e innovación, aunque se estima que continuarán vigente las siguientes medidas: la estandarización de equipos y sistemas, la intercambiabilidad de repuestos gracias a la catalogación OTAN, la redundancia y el desarrollo de capacidades propias. Una interrogante a responder será el aporte de la impresión 3D, para prolongar la vida útil de piezas y componentes.

    En este punto, es imperioso resaltar la gestión de obsolescencia de los dispositivos informáticos, es decir, la actualización de los hardware, software y firmware, pero más allá de su upgrade, es imperioso verificar la configuración e interoperabilidad de todos los sistemas, puesto que la modificación de alguno de los tres componentes señalados puede desconfigurar su conexión a la red o incidir sobre otro sistema, tanto a bordo como en tierra.

  • Almacenes: Dependiendo de las definiciones y estimaciones de factores claves como el material crítico, lead time, política de stock, tercerización de servicios –ejemplo: bodegaje, transporte y mantención- y la instalación de impresoras 3D a bordo y en tierra, sumado al desempeño de estas para fabricar artículos, recién se podrá responder al tamaño, ubicación y especificaciones técnicas de los almacenes, tanto en los Centros de Abastecimiento (C.AB.) como en las unidades.

    Al respecto, la iniciativa de instalar impresoras 3D en los C.AB. conlleva el cambio de su estructura y función, al convertirse en núcleo de almacenaje y de producción. Pero la reestructuración será mayor, porque la tecnología será un habilitador para implantar, en los almacenes, la robotización de la recolección de los artículos solicitados, establecer un control automático de inventario, a través de la identificación por radiofrecuencia (RFID) y permitir, mediante el uso de códigos QR y/o realidad aumentada, el acceso de mantenedores y operarios a mayores características técnicas del material.

    También, es posible externalizar el servicio de almacenaje, acordando con los proveedores el bodegaje de repuestos en sus instalaciones bajo el compromiso de cantidades de compra y periodo de solicitud, ya que el análisis de datos podrá entregar información más certera de demanda y momento.

    Los tipos de repuestos y componentes instalados en las fragatas repercutirá en el transporte, empaque y bodegaje, porque se puede dar el caso que se construyan con elementos electrónicos sofisticados que precisen de ambientes controlados para su conservación y traslado, inclusive los cartridge de las impresoras 3D podrían necesitar almacenaje especial.

  • Digital twin o gemelo digital: El valor de los datos generados por los productos inteligentes, en este caso una fragata cuya infraestructura, equipos y sistemas contarán con sensores conectados a internet para transmitir los datos, se entiende y visualiza con el desarrollo de la herramienta llamada gemelo digital.4

    Un gemelo digital es una réplica en realidad virtual 3D de un producto físico, alimentado por los datos emanados de los equipos que le permiten ir evolucionando para reflejar en qué manera se ha usado y alterado el producto físico, y a la vez mostrar las condiciones ambientales a las que se ha expuesto. Como un avatar de las fragatas, los gemelos digitales visibilizarán el estado en que se encuentran a distancia. También tiene utilidad para entregar información sobre el diseño, construcción, operación, mantención y reparación.5

    El primero en usar el término gemelo digital fue Michael Grieves,6 quien señaló que se requieren tres integrantes: a) el producto físico en un entorno real, b) su gemelo digital en un entorno virtual y, c) la interfaz que conecta a ambos. Los sensores instalados sobre el producto físico recogen los datos y los envían al gemelo digital en modalidad 24/7, el output de esta interacción concederá los datos para mejorar el desempeño de las fragatas.7 Incluso, sería posible diseñar modernizaciones en la plataforma virtual para pronosticar los resultados, antes de concretarlas en la unidad real.

    La tecnología del siglo XXI, incluidas las fragatas y todas las entidades relacionadas, necesita de internet para la transmisión de datos y acceder a ellos, lo que no está exento de riesgos relacionados con la protección de información y actividades de hackers, por lo que la ciberseguridad se convierte en un elemento prioritario para desarrollar el modelo operativo digital de las fragatas, y su evolución conforme a las nuevas tecnologías.

Conclusiones

La construcción naval tiene que reinventarse, esto significa que todos los participantes del hexágono tienen que hacerlo, para quedar en un estado tecnológico compatible que les permita comunicarse sin deficiencias en la recepción y transmisión de datos e información.

A diferencia de lo que sucedió en las anteriores revoluciones industriales, las tecnologías están al alcance de todos los sectores de la economía en todos los países del mundo, por lo que la verdadera clave del éxito está en las personas que las utilicen e integren.

Sin duda, el diseño logístico para el AL4.0 que requieren las fragatas a ser construidas en Chile presenta desafíos, riesgos y oportunidades, que solo se superan y aprovechan con un trabajo multidisciplinario y cooperativo de todos los actores que tienen los medios y habilidades para comprender y adaptarse a las exigencias de la Cuarta Revolución Industrial.


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BIBLIOGRAFÍA:

  1. Harvard Business ReviewHow Smart, connected products are transforming companies”. En: https://hbr.org/2015/10/howsmart-connected-products-are-transforming-companies
  2. Informe sobre gemelo digital de la empresa Ghenova. En: https://www.ghenova.com/ghenova-pone-en-marcha-ghenova-360o/
  3. Informe "Smart service welt". En: https://www.eitdigital.eu/fileadmin/files/2015/publications/ acatech_report_SmartServiceWelt2015_full_en.pdf
  4. Paper “Origins of the digital twin concept”. En: https://www.researchgate.net/publication/307509727_Origins_of_the_Digital_Twin_Concept

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