Qué es la Industria 4.0 y cómo está cambiando las empresas

¿Qué es la Industria 4.0?

Industria 4.0 es un término utilizado para describir la cuarta revolución industrial. Esta revolución se caracteriza por la convergencia de tecnologías físicas y digitales que transforman la fabricación, el diseño y las operaciones. Las tecnologías de la Industria 4.0 incluyen la impresión 3D, la robótica, la inteligencia artificial y el Internet de las Cosas (IoT). Estas tecnologías hacen posible que las fábricas fabriquen productos personalizados a gran escala. También están posibilitando nuevos modelos empresariales y estructuras organizativas. Por ejemplo, algunas empresas utilizan la impresión 3D para crear piezas personalizadas bajo demanda sin necesidad de inventario ni almacenamiento.

La Industria 4.0 también está cambiando el diseño y el funcionamiento de las fábricas. Por ejemplo, muchas fábricas utilizan ahora el análisis de datos para optimizar los procesos de producción. A medida que estas tecnologías sigan desarrollándose, es probable que tengan un profundo impacto en la economía y la sociedad.

Historia

He aquí un breve resumen de las distintas revoluciones industriales:

Primera Revolución Industrial

La primera revolución industrial en Gran Bretaña comenzó a finales del siglo XVIII. Ayudó a las fábricas a producir bienes en masa utilizando agua y energía de vapor en lugar de mano de obra humana y animal. En lugar de que todos los productos fueran artesanales, los productos acabados se fabricaban con máquinas.

Segunda Revolución Industrial

Cien años después de la primera revolución industrial, comenzó una segunda con cadenas de montaje y petróleo, gas y electricidad. Los procesos de fabricación se automatizaron con estas nuevas fuentes de energía y los avances en las comunicaciones, como el teléfono y el telégrafo.

Tercera Revolución Industrial

A lo largo del siglo XX, la tercera revolución industrial incorporó los ordenadores y el análisis de datos a los procesos de fabricación. Esta digitalización de las fábricas comenzó con la incorporación de autómatas programables (PLC) a la maquinaria para automatizar algunos procesos y recopilar y compartir datos.

Beneficios

La Industria 4.0 abarca no solo el ciclo de vida del producto y la cadena de suministro, sino también el diseño, las ventas inventario programación y control de calidad ingeniería, por nombrar algunos campos. Además, proporciona análisis en tiempo real fiables y precisos. Todo esto es posible porque todo el mundo tiene acceso a datos fundamentados sobre los procesos de producción y los procedimientos empresariales.

Estas son algunas de las ventajas de adoptar un modelo de Industria 4.0 para su empresa:

Productos inteligentes

Productos que son conscientes de su entorno y pueden compartir información sobre aspectos como su salud, ubicación, frecuencia de uso, etc. Estos datos pueden ayudar a mejorar el servicio al cliente, la calidad de los productos, la logística y la investigación y el desarrollo.

Los productos inteligentes también pueden predecir cuándo necesitarán mantenimiento y recibir actualizaciones a distancia, lo que podría dar lugar a nuevos modelos de negocio basados en los servicios.

Fábricas inteligentes

Las fábricas inteligentes están digitalizadas, cuentan con instalaciones autónomas y utilizan tecnologías avanzadas como Big Data, Inteligencia Artificial (IA), robótica, analítica e IoT. Fábrica 4.0 es otro nombre para ellos.

Estas plantas pueden arreglarse empleando procesos de fabricación inteligentes 4.0 y haciendo posible la entrega de productos personalizados a bajo coste y a gran escala.

Activos inteligentes

Hoy en día, el IoT y la analítica están integrados en casi todos los activos físicos. Con estos activos inteligentes, los técnicos pueden

• controlar el rendimiento de los activos en tiempo real;

• anticipar y prevenir los tiempos de inactividad;

• emplear un mantenimiento dinámico y mantenimiento predictivo;

• aprovechar los gemelos digitales; y

• integrar estrechamente los activos y los procesos empresariales.

Personas con poder

Incluso con los sistemas más avanzados, siempre se necesitarán personas. Deles acceso a la IA y a datos de sensores en directo para supervisar lo que ocurre en la planta de producción y tomar decisiones rápidas cuando sea necesario. Los dispositivos portátiles y las aplicaciones de realidad aumentada pueden ayudar a resolver problemas, mantenerse sano y seguro.

¿Qué tecnologías impulsan la Industria 4.0?

Computación en nube

Un elemento crucial de cualquier plan de Industria 4.0 es la computación en nube. Un proceso de fabricación inteligente integra la ingeniería, cadena de suministro, producción, ventas y distribución. La nube permite almacenar y analizar datos de forma más eficiente.

Además, la computación en nube puede ayudar a los pequeños y medianos fabricantes a reducir los costes de puesta en marcha, ya que pueden escalar a medida que crece su negocio.

Inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático

Las empresas manufactureras pueden utilizar la IA y el aprendizaje automático para utilizar todos los datos generados por socios y terceros en todas sus unidades de negocio. Estas tecnologías pueden proporcionar visibilidad, previsibilidad y automatización de las operaciones y los procesos empresariales. Por ejemplo, la maquinaria de las fábricas deja de funcionar regularmente mientras se utiliza.

Al recopilar datos de estos activos y emplear el mantenimiento predictivo mediante algoritmos de aprendizaje automático, las empresas pueden reducir este tiempo de inactividad y ser más productivas.

Computación de borde

El análisis de datos debe producirse en el punto donde se crean los datos, llamado «borde». Por ejemplo, la computación de borde permitiría responder con mayor rapidez si surgiera un problema de seguridad o calidad. Confiar en enviar los datos a una nube empresarial y luego volver a enviarlos puede ser un proceso demasiado largo y depender de la fiabilidad de la conexión de red. Con la computación de borde, menos datos viajan por la red, lo que reduce los posibles riesgos de seguridad.

Ciberseguridad

En el pasado, muchas empresas manufactureras han pasado por alto la ciberseguridad y sistemas ciberfísicos. Sin embargo, ahora que los equipos operativos de fábricas o campos están constantemente conectados, esto aumenta la eficacia de los procesos, pero también crea nuevas oportunidades para los ataques maliciosos.

Desde la perspectiva de la ciberseguridad, una comprensión completa de los equipos de tecnología de la información (TI) y tecnología operativa (OT) es más importante que nunca en la transformación hacia la Industria 4.0.

Gemelo digital

La transformación digital de la Industria 4.0 ha permitido a los fabricantes crear clones digitales que son réplicas virtuales de sus procesos, líneas de producción, fábricas y cadenas de suministro. Estos gemelos se crean tomando datos de objetos conectados a Internet, como sensores IoT y PLC.

Los gemelos digitales benefician a los fabricantes de muchas maneras, desde la maximización de la productividad hasta la mejora del flujo de trabajo o la ayuda en el diseño de nuevos productos. La simulación digital de un proceso de producción, por ejemplo, permite experimentar con distintos cambios para encontrar la forma más eficaz de hacerlo con el mínimo tiempo de inactividad y la máxima capacidad de producción.

Robótica

Las operaciones de fabricación ya utilizan robots, pero muchos los ven como tecnologías del futuro. La automatización y la robótica pueden ayudar en tareas repetitivas, liberando a los humanos de trabajos más complejos. La automatización de la cadena de producción también permitirá a los robots realizar tareas específicas junto con los humanos.

También es posible utilizarlos en condiciones peligrosas para la entrada de personas, y pueden programarse para detectar y corregir errores rápidamente. Todo ello con la ayuda de sensores, cámaras y otras tecnologías que les proporcionan una mayor precisión y seguridad.

Internet de los objetos

Equipar las máquinas de la planta de producción con sensores dotados de una dirección IP permite que el Internet de los objetos (IoT) en las fábricas inteligentes. Esta conectividad permite recopilar, analizar e intercambiar grandes cantidades de datos.

Ejemplos de tecnologías de la Industria 4.0

IoT en la fabricación

El uso de IoT en la fabricación puede aumentar el rendimiento de la producción eliminando cuellos de botella. Las máquinas con dispositivos IoT pueden recopilar datos sobre su eficiencia, uso y tiempo de actividad en una planta de producción. Un algoritmo de aprendizaje automático puede analizar estos datos para identificar qué máquinas son cuellos de botella y cómo solucionarlos, por ejemplo, actualizando la máquina o aumentando su eficiencia durante el día.

Ciberseguridad en la fabricación

Si los fabricantes quieren protegerse de los ladrones que roban su propiedad intelectual o de los piratas informáticos que se apoderan de sus equipos para sabotear la producción, necesitan sistemas inteligentes digitalizados con ciberseguridad integral.

Los fabricantes pueden reducir la probabilidad de convertirse en víctimas de estas devastadoras amenazas a la seguridad adoptando medidas proactivas, como contar con un plan de seguridad y aplicar medidas de protección de datos.

Gemelos digitales en la fabricación

Una empresa de fabricación puede utilizar sensores IoT industriales para tener una réplica virtual de toda su planta de producción. Les permite ver la ubicación de cada activo, el tiempo de actividad y las necesidades de mantenimiento en tiempo real. Incluso pueden echar un vistazo al interior de máquinas cuya apertura física sería demasiado peligrosa o costosa.