El sector de las baterías se ha expandido con bastante rapidez debido a la elevada demanda de vehículos eléctricos, los programas de incentivos gubernamentales para impulsar la capacidad de producción y la normativa destinada a localizar nuevas capacidades de fabricación. Sin embargo, la evolución del panorama del mercado introduce nuevas complejidades, como problemas de exceso de capacidad, precios fluctuantes y aumento de la competencia. Para prosperar, las empresas deben adaptarse adoptando la transformación digital como piedra angular del crecimiento y la eficiencia.
Fabricación basada en datos para mejorar la eficiencia
Uno de los retos más acuciantes en la fabricación de baterías es la elevada tasa de materiales de desecho, que puede suponer hasta el 40% de la producción en instalaciones de reciente creación y entre el 10 y el 15% en operaciones maduras. Reducir estas tasas de chatarra incluso en un pequeño margen puede traducirse en un ahorro de miles de millones de dólares para los productores a gran escala.
Los métodos tradicionales de ajuste de las operaciones para obtener mejoras incrementales ya no son suficientes. En su lugar, las empresas están recurriendo a la fabricación basada en datos impulsada por gemelos digitales, la convergencia de TI-OT y tecnologías avanzadas como la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML). Estas herramientas permiten a las empresas recopilar y contextualizar datos de fábrica, descubrir cuellos de botella en la producción y abordar los problemas de calidad en su causa raíz. Por ejemplo, la combinación de análisis de IA con simulaciones de fabricación ayuda a identificar células defectuosas en una fase temprana del proceso, lo que minimiza los residuos y mejora la calidad general de la producción.
La transformación digital también cambia la forma en que los ingenieros interactúan con el taller. Mediante herramientas virtuales, los ingenieros pueden diagnosticar y resolver problemas sin estar físicamente presentes, ahorrando tiempo y recursos. Mientras el sector se enfrenta a una competencia cada vez más intensa y a una demanda fluctuante, la digitalización sigue siendo clave para mantener la rentabilidad e impulsar la innovación.
La transformación digital es fundamental
Además de mejorar los procesos existentes, la transformación digital desempeña un papel fundamental a la hora de acelerar la adopción de tecnologías de baterías innovadoras. Los avances en la química de iones de sodio y las arquitecturas de estado sólido están reconfigurando el sector y ofreciendo nuevas posibilidades de baterías rentables y de alto rendimiento. Por ejemplo, las baterías de iones de sodio están empezando a comercializarse en China para pequeños vehículos urbanos. Las baterías de estado sólido, promovidas por empresas como Toyota y QuantumScape, prometen revolucionar el mercado con una mayor densidad energética y seguridad.
La adopción de estas tecnologías depende de herramientas digitales que permitan realizar simulaciones y evaluaciones exhaustivas. Al aprovechar los gemelos digitales y los modelos basados en IA, las empresas pueden iterar rápidamente sobre nuevos diseños, optimizar el rendimiento y sacar al mercado baterías de nueva generación más rápido que nunca.
Iniciativas mundiales de sostenibilidad
A medida que las iniciativas mundiales de sostenibilidad impulsan la descarbonización de las redes eléctricas, se prevé que la demanda de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) se quintuplique de aquí a 2030. Este aumento se ve impulsado por las crecientes necesidades energéticas de las instalaciones de formación en IA y los centros de datos. Sin embargo, la producción de BESS presenta retos únicos. Un solo sistema de 1 GWh puede incluir millones de componentes, lo que lo hace tan complejo de fabricar y gestionar como un avión Boeing 787. El uso de soluciones digitales es esencial para superar estos obstáculos, desde la racionalización de las cadenas de suministro hasta la mejora de la gestión de inventarios y listas de materiales. A medida que crezca el sector, la digitalización seguirá siendo un factor crítico para una producción de BESS escalable y sostenible.
Convertirse en una empresa digital ayuda a las empresas a encontrar la flexibilidad necesaria para reorientar y continuar sus operaciones con éxito. Ese cambio puede venir en forma de mejoras técnicas del producto o el proceso, pero también puede ser un cambio en el enfoque del mercado. Las baterías tienen aplicaciones importantes en todas nuestras vidas. Centrarse en una sola aplicación, aunque sea grande, no es una receta sostenible para el éxito. Siemens sigue trabajando para que nuestras herramientas sean accesibles en todo el mercado de las baterías. Hay mucho potencial para el futuro del sector y las herramientas adecuadas pueden convertir ese potencial en realidad.
Por Puneet Sinha, Siemens Digital Industries Software
