Industria 4.0

Historia de la Industria 4.0

La Industria 4.0 está marcando el comienzo de una nueva realidad digital que está alterando radicalmente las reglas de la producción, las operaciones y el trabajo. Con la primera revolución industrial, el agua y el vapor mecanizaron el trabajo manual. En la segunda, la electricidad y las cadenas de montaje permitieron reducir costes. En la tercera, aprovechamos las computadoras y la automatización masiva para hacer las cosas más rápido, mejor y de forma más inteligente. La cuarta revolución industrial se basa en el trabajo previo para hacer que los sistemas de las fábricas -y los procesos que soportan- sean inteligentes, autónomos, en tiempo real y conectados a través de las cadenas de suministro y ecosistemas enteros.

Los orígenes de la Industria 4.0 se remontan a 2010, cuando el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania empezó a explorar las tendencias emergentes de la alta tecnología y su potencial para beneficiar a la sociedad y permitir a las personas -y a las empresas- hacer más con menos. El primer uso oficial del término Industria 4.0 surgió al año siguiente, cuando empresas de todo el mundo empezaron a hablar seriamente de su potencial.

Las cosas despegaron rápidamente en ese momento, cuando la gente se dio cuenta de que Internet podía utilizarse para simplificar la recopilación de datos, transmitir datos digitales y hacer posible la Internet de los objetos (IoT), que ya estaba ganando terreno en otros países. Con el tiempo, los países han colaborado para mejorar la interoperabilidad, permitir la recopilación de datos digitales y el análisis de datos en tiempo real con una virtualización total, y aprovechar el IoT.

Hoy en día, la Industria 4.0 es una realidad -no solo un concepto- que puede realizarse plenamente como parte de iniciativas de transformación digital grandes y pequeñas y fábricas inteligentes. En todos los sectores, las empresas están llevando a cabo la transformación digital de sus procesos de producción, líneas de montaje y operaciones intensivas en activos utilizando tecnologías de la Industria 4.0.

Cómo funciona la Industria 4.0

La integración que permite flujos de datos en tiempo real entre sistemas digitales no es nada nuevo. Pero capturar datos en tiempo real del mundo físico y utilizarlos para permitir la comunicación máquina a máquina (M2M) a gran escala con el fin de impulsar de forma inteligente procesos de producción autónomos en fábricas, cadenas de suministro, almacenes y más allá es algo nuevo, y fundamental para la Industria 4.0. &Es posible obtener un valor aún mayor cuando los datos de las operaciones de producción se fusionan con los datos operativos de los sistemas de I+D, CRM, ERP, cadena de suministro, almacenamiento y logística, y servicio al cliente. Las empresas pueden alcanzar nuevos niveles de eficiencia, automatización, tiempo de actividad y capacidad de respuesta al cliente, y hacer posibles modelos de negocio y de servicio totalmente nuevos.

Estas propuestas de valor son posibles gracias a una amplia gama de nuevas tecnologías:

• Internet de los objetos (IoT). Los dispositivos y máquinas conectados a IoT pueden mejorar nuestra forma de trabajar y vivir, así como el funcionamiento de las cadenas de montaje y otros procesos de producción, los sistemas logísticos, las cadenas de suministro y otras operaciones empresariales. Por ejemplo, IoT puede hacer posible una fábrica inteligente que supervise las máquinas industriales en busca de problemas y, a continuación, ajuste automáticamente las operaciones para evitar fallos.
• Big data. Big data describe grandes volúmenes de datos difíciles de gestionar -estructurados y no estructurados- que inundan las empresas a diario. Pero lo importante no es la cantidad de datos. Lo importante es lo que las organizaciones hacen con los datos. Los macrodatos pueden analizarse para obtener información que permita tomar mejores decisiones y realizar movimientos empresariales estratégicos.
• Computación en nube. El cómputo en la nube es un modelo de suministro basado en suscripciones que proporciona escalabilidad y un suministro rápido y rentable de datos -incluso en tiempo real- a través de los sistemas de la organización. También es compatible con las capacidades de IoT, que a su vez pueden permitir operaciones más eficientes y nuevos modelos de negocio.
• Inteligencia artificial (IA) y machine learning. La IA hace posible que las máquinas aprendan de la experiencia, se ajusten a nuevas entradas y realicen tareas similares a las humanas. El machine learning, una rama de la IA, es un método de análisis de datos que automatiza la creación de modelos analíticos y permite a los sistemas aprender de los datos, identificar patrones y tomar decisiones con una intervención humana mínima, capacidades que son esenciales para permitir fábricas inteligentes autónomas.
• Gemelos digitales y simulaciones. La Industria 4.0 permite a las organizaciones recopilar datos y utilizarlos para crear un gemelo digital virtual (réplica) de elementos o áreas empresariales como una línea de producción, una fábrica inteligente y una cadena de suministro. Este gemelo digital puede utilizarse para simular cambios operativos, modificaciones de procesos y otras variables para comprender su impacto, realizar ajustes y fundamentar las decisiones antes de aplicar los cambios.
• Impresión 3D y fabricación aditiva. Con la impresión 3D, los fabricantes pueden centralizar el diseño de productos y piezas -almacenados como código digital- y utilizar la impresión 3D para crear prototipos y, a continuación, asignar la producción a fábricas inteligentes flexibles con capacidad disponible o en fábricas inteligentes más pequeñas cercanas al cliente. Esto permite producir tiradas más cortas para reducir los costes de materiales y logística y aumentar la capacidad de respuesta al mercado. De cara al futuro, en lugar de fabricar, enviar y almacenar una pieza de forma centralizada, los clientes podrán comprar y descargar los planos de las piezas e imprimirlas en 3D o mecanizarlas localmente.
• Edge computing. La computación de borde permite analizar los datos en el lugar o cerca del lugar donde se crean (por ejemplo, en un equipo de una plataforma petrolífera en el océano) y actuar en función de los resultados analíticos. No es necesario trasladar los datos a un entorno de servidor para su análisis, lo que lleva tiempo y no siempre es posible. Al eliminar el tiempo de transferencia de datos, la computación de borde reduce la latencia de los datos y los tiempos de respuesta.
• Sistemas ciberfísicos (CPS). Los sistemas ciberfísicos son máquinas inteligentes que reúnen componentes de software asistidos por ordenador y piezas mecánicas y electrónicas conectadas a Internet que se comunican con centros de datos, permitiendo decisiones y operaciones semiautónomas o autónomas. En los procesos de producción, ayudan a la fabricación inteligente mejorando la flexibilidad, productividad y capacidad de adaptación de una fábrica para satisfacer las nuevas demandas del mercado.
• Robots móviles autónomos (AMR). Los robots autónomos se utilizan desde hace tiempo para realizar tareas complejas con gran rapidez y precisión -por ejemplo, en cadenas de montaje- y cada vez trabajarán más junto a los humanos y aprenderán de ellos gracias al machine learning.Los AMR navegan de forma inteligente por las instalaciones, evitando los obstáculos para recopilar y compartir grandes datos (como las condiciones ambientales) desde dentro de una flota o instalación. Estos datos y visibilidad en tiempo real pueden utilizarse para automatizar acciones correctivas o permitir a las personas tomar decisiones informadas y oportunas que mejoren los resultados empresariales.
• Integración horizontal y vertical de sistemas. La integración horizontal se refiere a la conexión en red de máquinas individuales, equipos y/o unidades de producción. La integración vertical suele referirse a la conexión y el control de diferentes partes de la empresa y de la cadena de suministro ampliada, incluidos socios y proveedores. Con la Industria 4.0, las funciones y capacidades departamentales de una empresa se integrarán para operar al unísono en toda la empresa y permitir cadenas de valor verdaderamente automatizadas.
• Ciberseguridad. La ciberseguridad se refiere a las tecnologías, procesos y controles que funcionan conjuntamente para proteger los sistemas, redes y datos de los ciberataques. Esto es fundamental para las empresas que invierten en la transformación digital posibilitada por la Industria 4.0.