Fabricación distribuida

La fabricación distribuida , también conocida como producción distribuida , producción en la nube, fabricación digital distribuida y fabricación local , es una forma de fabricación descentralizada que practican las empresas mediante una red de instalaciones de fabricación geográficamente dispersas y coordinadas mediante tecnologías de la información . También puede referirse a la fabricación local a través del modelo tradicional de la industria artesanal , o a la fabricación que se realiza en los hogares de los consumidores.

En entornos empresariales, el atributo principal de la fabricación distribuida es la capacidad de crear valor en ubicaciones geográficamente dispersas. Por ejemplo, los costos de envío podrían minimizarse cuando los productos se fabrican cerca de sus mercados objetivo. ^{[ 1 ]} Además, los productos fabricados en varias instalaciones pequeñas distribuidas en una amplia área pueden personalizarse con detalles adaptados a los gustos individuales o regionales. Fabricar componentes en diferentes ubicaciones físicas y luego gestionar la cadena de suministro para reunirlos para el ensamblaje final de un producto también se considera una forma de fabricación distribuida. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Las redes digitales combinadas con la fabricación aditiva permiten a las empresas una producción distribuida descentralizada y geográficamente independiente ( fabricación en la nube ). ^{[ 4 ]}

Dentro del movimiento maker y la cultura DIY , la producción a pequeña escala por parte de los consumidores, a menudo utilizando recursos peer-to-peer, se conoce como fabricación distribuida. Los consumidores descargan diseños digitales de un sitio web de repositorio de diseño abierto como Youmagine o Thingiverse y producen un producto a bajo costo a través de una red distribuida de servicios de impresión 3D como 3D Hubs , Geomiq . En la forma más distribuida de fabricación distribuida, el consumidor se convierte en un prosumidor y fabrica productos en casa ^{[ 5 ]} con una impresora 3D de código abierto como la RepRap . ^{[ 6 ] [ 7 ]} En 2013, una impresora 3D de escritorio podía justificarse económicamente como un fabricante de productos personales y el número de diseños de hardware libre y abierto estaba creciendo exponencialmente. ^{[ 8 ]} Hoy en día hay millones de diseños de productos de hardware abierto en cientos de repositorios ^{[ 9 ]} y hay algunas pruebas de que los consumidores imprimen en 3D para ahorrar dinero. Por ejemplo, estudios de caso de 2017 analizaron la calidad de: (1) seis juguetes complejos comunes; (2) bloques de Lego ; y (3) la personalización de juegos de mesa de código abierto y se encontró que todos los filamentos analizados ahorraron al prosumidor más del 75% del costo de los juguetes alternativos verdaderos disponibles comercialmente y más del 90% para el filamento recyclebot. ^{[ 10 ]} En general, estos resultados indican que un solo repositorio de impresión 3D, MyMiniFactory , está ahorrando a los consumidores más de $60 millones/año en compras compensadas solo de juguetes. ^{[ 10 ]} Estas impresoras 3D ahora se pueden usar para hacer productos sofisticados de alto valor como instrumentos científicos . ^{[ 11 ] [ 12 ]} De manera similar, un estudio en 2022 encontró que el 81% de los diseños de código abierto proporcionaron ahorros económicos y el ahorro total para la comunidad de impresión 3D es de más de $35 millones por descargar solo los 100 mejores productos en YouMagine. ^{[ 13 ]} En general, los ahorros son mayores cuando se comparan con los productos convencionales cuando los prosumidores usan materiales reciclados en ' reciclaje distribuido y fabricación aditiva ' (DRAM). ^{[ 14 ]}

La fabricación distribuida se hizo mucho más visible durante la pandemia de COVID-19 porque ofreció una respuesta práctica al colapso de las cadenas de suministro globales centralizadas . ^{[ 15 ]} A medida que los confinamientos, las restricciones fronterizas y los cierres de fábricas interrumpieron la producción convencional, las redes descentralizadas que utilizaban instalaciones locales como Open Source Medical Supplies intervinieron y fabricaron más de 48 millones de productos. ^{[ 16 ]} La fabricación aditiva /impresión 3D ^{[ 17 ]} se utilizó para producir artículos de necesidad urgente como protectores faciales ^{[ 18 ] [ 19 ]} , ventiladores y sus componentes ^{[ 20 ] [ 21 ]} , hisopos nasofaríngeos ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]} y otros equipos de protección personal . ^{[ 25 ] [ 26 ]} Esto demostró que la fabricación distribuida podía reducir los tiempos de entrega, mejorar la capacidad de respuesta y disminuir la dependencia de proveedores distantes durante condiciones de crisis para una amplia gama de productos. ^{[ 27 ]} Los estudios revisados ​​por pares sobre la fabricación en la era de la pandemia señalan que la fabricación aditiva fue especialmente valiosa porque los archivos de diseño digital podían compartirse rápidamente y producirse cerca del punto de necesidad, lo que permitió a hospitales, universidades, pequeñas empresas y comunidades de fabricantes complementar las cadenas de suministro médico sobrecargadas. ^{[ 28 ]} La pandemia también ayudó a cambiar la fabricación distribuida de ser vista como un modelo de nicho o experimental a una estrategia creíble para la resiliencia, la flexibilidad y la respuesta a emergencias. ^{[ 29 ]} Al mismo tiempo, los académicos advierten que su adopción más amplia depende de resolver problemas relacionados con el aseguramiento de la calidad, la regulación, la consistencia de los materiales y la coordinación entre sitios de producción distribuidos ^{[ 30 ]} . En general, la COVID-19 popularizó la fabricación distribuida al demostrar que la producción localizada y habilitada digitalmente podía complementar los sistemas de fabricación tradicionales cuando la velocidad, la adaptabilidad y la resiliencia de la cadena de suministro eran críticas ^{[ 31 ]} .

Algunos ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} llaman la atención sobre la conjunción de la producción entre pares basada en bienes comunes con técnicas de fabricación distribuida. La fantasía auto-reforzada de un sistema de crecimiento eterno puede superarse con el desarrollo de economías de alcance , y aquí, la sociedad civil puede desempeñar un papel importante contribuyendo a elevar toda la estructura productiva a una meseta más alta de productividad más sostenible y personalizada. ^{[ 32 ]} Además, es cierto que muchos problemas, cuestiones y amenazas surgen debido a la gran democratización de los medios de producción, y especialmente en lo que respecta a los físicos. ^{[ 32 ]} Por ejemplo, la reciclabilidad de los nanomateriales avanzados todavía se cuestiona; la fabricación de armas podría volverse más fácil; sin mencionar las implicaciones en la falsificación ^{[ 35 ]} y en la " propiedad intelectual ". ^{[ 36 ]} Podría sostenerse que, en contraste con el paradigma industrial cuyas dinámicas competitivas se basaban en economías de escala , la producción entre pares basada en bienes comunes y la fabricación distribuida podrían desarrollar economías de alcance. Si bien las ventajas de escala se basan en el transporte global económico, las economías de alcance comparten los costos de infraestructura (recursos productivos intangibles y tangibles), aprovechando las capacidades de las herramientas de fabricación. ^{[ 32 ]} Y siguiendo a Neil Gershenfeld ^{[ 37 ]} en que "algunas de las partes menos desarrolladas del mundo necesitan algunas de las tecnologías más avanzadas", la producción entre pares basada en bienes comunes y la manufactura distribuida pueden ofrecer las herramientas necesarias para pensar globalmente pero actuar localmente en respuesta a ciertos problemas y necesidades. Además de apoyar la manufactura personal individual ^{[ 38 ]} se espera que los beneficios sociales y económicos resulten del desarrollo de economías de producción locales. En particular, el sector humanitario y de desarrollo está cada vez más interesado en cómo la manufactura distribuida puede superar los desafíos de la cadena de suministro de la distribución de última milla. ^{[ 39 ]} Además, la manufactura distribuida se ha propuesto como un elemento clave en el marco del localismo cosmopolita o cosmolocalismo para reconfigurar la producción priorizando el bienestar socioecológico sobre las ganancias corporativas, la sobreproducción y el consumo excesivo. ^{[ 40 ]}

Al localizar la producción, la producción distribuida puede permitir un equilibrio entre dos cualidades extremas opuestas en el desarrollo tecnológico: la baja tecnología y la alta tecnología . ^{[ 41 ]} Este equilibrio se entiende como un punto medio inclusivo, una "tecnología intermedia", que puede ir más allá de las dos polaridades, incorporándolas en una síntesis superior. Así, en este enfoque, la baja tecnología y la alta tecnología dejan de ser mutuamente excluyentes. En cambio, se convierten en una totalidad dialéctica. La tecnología intermedia puede abreviarse como "ambas... y..." en lugar de "ni... ni...". La tecnología intermedia combina la eficiencia y la versatilidad de la tecnología digital/automatizada con el potencial de autonomía y resiliencia de la baja tecnología. ^{[ 41 ]}

La investigación sobre modelos de contratación y procesamiento de pedidos adaptados a la fabricación distribuida ha puesto de relieve la necesidad de marcos flexibles basados ​​en roles y herramientas digitales avanzadas. ^{[ 42 ]} Estas herramientas y marcos son esenciales para abordar cuestiones relacionadas con el aseguramiento de la calidad , las estructuras de pago, el cumplimiento legal y la coordinación entre múltiples actores. Al abordar estos desafíos, los modelos de contratación para la fabricación distribuida pueden liberar su potencial para sistemas de producción más localizados, eficientes y sostenibles. Se ha desarrollado un prototipo de sistema para simplificar la contratación en la fabricación distribuida. Esta herramienta permite a los compradores gestionar pedidos de múltiples fabricantes utilizando una única interfaz, automatizando los flujos de trabajo para garantizar la claridad y la responsabilidad de todos los involucrados. Esta investigación fue liderada por Internet of Production , como parte del proyecto mAkE (African European Maker Innovation Ecosystem), financiado por el programa europeo de investigación e innovación Horizonte 2020.