Ya sea que se utilice para materiales tradicionales como azulejos, cerámica, abrasivos, tuberías y artículos sanitarios o para nuevas aplicaciones en electrónica, impresión 3D y productos dentales, la producción de cerámica está creciendo con rapidez.
La fabricación de cerámica, que según las proyecciones será una industria mundial de 400 mil millones de dólares en 2025, utiliza arcilla como materia prima, una tierra natural de grano fino que debe extraerse y mezclarse para cumplir con estándares de producción precisos.
ESAN Eczacıbaşı Industrial Raw Materials Company (ESAN) es uno de los mayores productores turcos de arcilla para la fabricación de cerámica. La empresa también exporta arcilla de calidad cerámica a otros países. Debido a los cambios en las especificaciones de fabricación, las fluctuantes condiciones del mercado, las variaciones en la composición física de la arcilla extraída, los costos energéticos y otras variables, los planificadores de ESAN deben desarrollar constantemente nuevas recetas para mezclar la arcilla y obtener una materia prima que cumpla los objetivos de calidad y costo.
Durante años, el desarrollo de recetas para mezclar arcilla requirió grandes cantidades de tiempo y recursos de personal. “Los 20 tipos diferentes de materiales arcillosos excavados en los pozos tienen cada uno sus propias propiedades físicas que, a su vez, deben compararse con 15 parámetros de producción”, dice Alper Şener, director de Análisis de Datos del socio de negocios de IBM, Selco Consulting. “Los planificadores de ESAN utilizaron hojas de cálculo para desarrollar diferentes porcentajes y opciones de mezcla. Sin embargo, los planificadores podrían tardar una semana en crear cuatro o cinco buenas opciones de mezclado”.
Toma de decisiones basada en datos
Los modelos de optimización de decisiones reducen el proceso de mezcla de arcilla de días a segundos a través de análisis prescriptivos y ciencia de datos
Costo reducido
Reduce el costo de las materias primas para la cerámica procesada en la planta en un 14 % a través de la mezcla optimizada de arcilla
Otro tema relacionado con los horarios de planificación fue que para cuando estaba lista una nueva receta de mezcla de arcilla, las condiciones del mercado habían cambiado. Los planificadores tuvieron que volver a su hoja de cálculo y recalcular. Se produjeron más retrasos cuando las recetas se probaron en una serie de producción piloto para confirmar que la receta cumplía los objetivos de calidad y costo del mundo real.
Al igual que muchas empresas mineras y manufactureras que buscan una ventaja competitiva, ESAN agregó capacidades de analytics de datos a su departamento de TI para respaldar la transformación digital de su negocio. Cuando buscaban oportunidades de alto impacto para demostrar cómo los analytics de datos podría resolver importantes problemas comerciales, ESAN y Selco se centraron en la planta de enriquecimiento de arcilla de ESAN en Bozüyük.
En funcionamiento desde 1979, la planta de Bozüyük ofreció varias ventajas para probar el uso de analytics de datos en un entorno de producción. “Los productos fabricados en Bozüyük son más complejos que los materiales procesados en algunas de nuestras otras plantas, pero los procesos y la logística en esta ubicación fueron más favorables”, dice Sinan Türkmen, ingeniero industrial y gerente de Análisis de Datos de ESAN. “Una vez elegida la planta, era hora de elegir el software adecuado para ayudar a gestionar la transformación, y Selco ya tenía una ventaja en esta área”.
Cuando ESAN comenzó a evaluar el software de analytics prescriptivo para aplicaciones de mezcla de arcilla, invitó a ocho proveedores a presentar propuestas de prueba de concepto. “Después de la primera iteración, el número de proveedores disminuyó a tres, y Selco fue uno de ellos”, dice Türkmen. “Estaba claro que eran expertos en logística, gestión de cadenas de suministro, ciencia de datos y modelado matemático”.
“Al principio, analizamos su proceso e identificamos algunos problemas con la forma en que ESAN formuló sus modelos matemáticos”, dijo Şener. “ESAN pronto se dio cuenta de que podríamos simular sus problemas correctamente y eliminar los cuellos de botella. También vieron lo bien que se desempeñaba nuestro software IBM ILOG CPLEX Optimization Studio”.
El departamento de TI de ESAN realizó su propia investigación sobre la plataforma IBM® ILOG® CPLEX® Optimization Studio. “En comparación con otros software de optimización, incluido el software de código abierto que analizamos, llegamos a la conclusión de que la solución IBM ILOG CPLEX también podría resolver nuestros problemas no lineales más fácilmente”, dice Türkmen.
Antes del despliegue, Selco y la oficina de IBM en Turquía desarrollaron un plan de licenciamiento de software que podría resultar beneficioso para ESAN. “IBM trabajó muy duro para proporcionar el mejor precio en la licencia de software de optimización”, dice Şener. “Nuestro cliente no dudó sobre el precio del producto y pudo enfocarse en la calidad del trabajo que el producto proporcionaría”.
Poco después de elegir la solución IBM ILOG CPLEX proporcionada por Selco, ESAN llevó a cabo una prueba preliminar de un modelo matemático desarrollado conjuntamente. “Selco nos dio su primera receta de mezcla de arcilla y la probamos en los laboratorios”, dice Türkmen. “Nuestro equipo de investigación y desarrollo nos dijo que esta receta de mezcla ofrecía ahorros de costos en comparación con otras recetas. Además, tenía un plazo de producción mucho más corto”.
Además de desplegar la solución IBM ILOG CPLEX para ESAN, Selco también desarrolló una interfaz de usuario que los planificadores podían utilizar para crear escenarios de mezcla y gestionar datos. “Nosotros configuramos aplicaciones, bases de datos y servidores web, una arquitectura completa con un front-end y back-end”, dice Şener. “El software IBM ILOG CPLEX nos ofrece soporte con las API necesarias para integrar el sistema y proporcionar una experiencia perfecta para nuestros clientes”.
Un mes después de iniciar el proyecto de optimización, ESAN empezó a observar mejoras significativas en términos de aceleración del desarrollo de recetas de mezclas y del número de opciones de recetas generadas. “Con IBM ILOG CPLEX, desarrollamos un modelo de optimización para ESAN que se ejecuta en solo 60 segundos o menos para crear la receta óptima de mezcla de arcilla con 50 a 150 sugerencias de recetas alternativas para diferentes escenarios de eficiencia y tiempo de producción para maximizar la capacidad de producción de la planta”, dice Şener. “Estamos muy orgullosos de eso”.
Además de reducir el ciclo del proceso de mezcla de arcilla de días a segundos, la solución IBM ILOG CPLEX desplegada por Selco en la planta de ESAN Bozüyük ha aportado importantes mejoras empresariales, entre las que se incluyen:
• Una reducción del 14 % en el costo de las materias primas procesadas por la planta gracias al análisis predictivo y la optimización.
• Una reducción del 10 % en el costo de energía mediante la optimización de los procesos que consumen menos energía.
"También se han producido algunas mejoras de rendimiento con un valor incalculable gracias al uso de este software de optimización”, afirma Türkmen. “Por ejemplo, el sistema demuestra que en realidad podemos producir materiales que el equipo de I+D dijo una vez que no eran posibles porque las recetas antiguas no incorporaban estas propiedades físicas o químicas. En el futuro, podemos obtener ingresos de estos nuevos productos”.
Un objetivo a largo plazo de la prueba piloto del software IBM ILOG CPLEX en la planta de Bozüyük es implementar la solución en las otras nueve plantas que ESAN opera en Turquía. “Debido al éxito que hemos visto con el enriquecimiento de arcilla, planeamos comenzar a utilizar esta herramienta de optimización en nuestras otras instalaciones que tienen más capacidad de producción”, dice Türkmen.
ESAN también tiene previsto compartir lo aprendido en la planta de Bozüyük con su organización matriz, el grupo Eczacıbaşı Holding. “ESAN quiere iniciar tres proyectos este año con análisis predictivo y prescriptivo, y creemos que el analytics de datos es algo que puede ayudar a la empresa tenedora”, dice Türkmen. “La compañía ahora ve el análisis como una herramienta de apoyo para la toma de decisiones y se le anima mucho más a tomar medidas al respecto”.
“Cuando hablamos con nuestros clientes sobre cómo invertir en analytics, les decimos que deben apostar por una empresa sólida con una amplia gama de productos”, afirma Şener. “La estrategia de IBM, en la que conectan sus diferentes componentes analíticos a IBM Cloud Pak for Data y watsonx, respalda la estrategia que recomendamos a nuestros clientes”. IBM ILOG CPLEX también es un producto escalable donde puede usar diferentes componentes cuando sea necesario y aumentar las capacidades cuando tiene más soluciones”.
“Como gerente de análisis de datos, yo era la única persona en este rol con la empresa”, dice Türkmen. “Ahora estamos ampliando este departamento y fundando un Centro de Excelencia con científicos de datos. IBM y su solución ILOG CPLEX serán una herramienta para nosotros en nuestros proyectos y estoy contento por ello”.
Fundada en 1978 y con sede en Estambul, ESAN (enlace externo a ibm.com) extrae y procesa arcilla y otras materias primas para la fabricación de cerámica. Con 10 plantas en Turquía y más de 2500 empleados, ESAN es uno de los principales exportadores de la industria minera turca. ESAN es una filial de Eczacıbaşı Holding, uno de los mayores grupos industriales de Turquía, con una facturación neta combinada de 11 100 millones de liras turcas en 2020.
Acerca de Selco Consulting
Con sede en Estambul, Turquía, el socio de negocios de IBM Selco Consulting (enlace externo a ibm.com) es una empresa de consultoría con amplias capacidades en gestión de la cadena de suministro y logística. Mediante la combinación de tecnologías de la información y analytics avanzados, Selco proporciona conocimientos multidisciplinarios para la consultoría de la cadena de suministro, análisis de negocios, consultoría de software, logística de manipulación de materiales y logística de almacenes.
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Producido en los Estados Unidos de América, mayo de 2021.
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