Todas las empresas tienen por objetivo ser lo más eficientes posibles en su producción, aprovechando al máximo los medios disponibles. Para ello, es fundamental hoy en día el aplicar y saber qué es la Industria 4.0, la conocida como “cuarta revolución industrial”, propiciada por las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) e Internet.
Se trata de un concepto que nació en Alemania para dar nombre al proceso de transformación digital de las empresas. La Ingeniería 4.0 ha revolucionado la forma en la que las compañías o negocios operan hacia un “mundo más inteligente” y, por tanto, más eficiente, gracias a la digitalización de procesos y servicios industriales.
De esta forma, podría entenderse la Industria 4.0 como el proceso de transformación digital de las diferentes organizaciones industriales con la ayuda de las últimas tecnologías en el mercado relacionadas con el ecosistema 4.0, tales como el Big Data, el blockchain, la ciberseguridad, la robótica o la aplicación del Internet of Things (IoT).
Este procedimiento busca reducir el tiempo de los procesos, la flexibilidad y la adaptabilidad de la producción —así como la eficiencia de los procesos de ingeniería— a través de soluciones fiables y de recursos basados en el conocimiento y en la experiencia.
A su vez, se trata de tecnologías que favorecen la digitalización de los servicios y la integración de la cadena de valor de las empresas. Esto contribuye a mejorar la productividad y puede ayudar a abrir nuevos modelos de negocio.
Del vapor al sensor: contexto histórico de la Industria 4.0
Primera revolución industrial
Comenzando a fines del siglo XVIII en Gran Bretaña, la primera revolución industrial ayudó a permitir la producción en masa mediante el uso de energía hidráulica y de vapor en lugar de energía puramente humana y animal. Los productos finales se construyeron con máquinas en lugar de producirlos minuciosamente a mano.
Segunda revolución industrial
Un siglo después, la segunda revolución industrial introdujo las líneas de montaje y el uso de petróleo, gas y energía eléctrica. Estas nuevas fuentes de energía, junto con los avances en las comunicaciones por teléfono y telégrafo, trajeron la producción en masa y cierto grado de automatización a los procesos de manufactura.
Tercera revolución industrial
La tercera revolución industrial, que comenzó a mediados del siglo XX, agregó computadoras, telecomunicaciones avanzadas y análisis de datos a los procesos de manufactura. La digitalización de las fábricas comenzó con la incorporación de controladores lógicos programables (PLC) en la maquinaria para ayudar a automatizar algunos procesos y recopilar y compartir datos.
Cuarta revolución industrial
Ahora estamos en la cuarta revolución industrial, también conocida como la Industria 4.0. Caracterizados por una creciente automatización y el empleo de máquinas y fábricas inteligentes, los datos informados ayudan a producir bienes de manera más eficiente y productiva en toda la cadena de valor. Se mejora la flexibilidad para que los fabricantes puedan satisfacer mejor las demandas de los clientes mediante la personalización masiva. En última instancia, buscan lograr la eficiencia, en muchos casos, con el tamaño de lote 1. Al recopilar más datos de la planta y combinarlos con otros datos operativos de la empresa, una fábrica inteligente puede lograr transparencia de la información y mejores decisiones.
¿Qué tecnologías están impulsando la Industria 4.0?
Internet de las cosas (IoT)
El Internet de las cosas (IoT) es un componente principal de las fábricas inteligentes. Las máquinas en la planta de producción están equipadas con sensores que cuentan con una dirección IP que permite que las máquinas se conecten con otros dispositivos habilitados para la web. Esta mecanización y conectividad hacen posible que se recopilen, analicen e intercambien grandes cantidades de datos valiosos.
Computación en la nube
La computación en la nube es la piedra angular de cualquier estrategia de Industria 4.0. La plena realización de la manufactura inteligente exige conectividad e integración de ingeniería, cadena de suministro, producción, ventas, distribución y servicio. La nube ayuda a que eso sea posible. Además, la gran cantidad de datos que normalmente se almacenan y analizan se puede procesar de manera más eficiente y rentable con la nube. La computación en la nube también puede reducir los costos iniciales para los fabricantes pequeños y medianos que pueden ajustar sus necesidades y escalar a medida que crece su negocio.
IA y machine learning
La IA y el machine learning permiten a las empresas manufactureras aprovechar al máximo el volumen de información generada no solo en la planta de producción, sino en todas sus unidades comerciales, e incluso de socios y fuentes de terceros. La IA y el machine learning pueden crear insights que brinden visibilidad, previsibilidad y automatización de operaciones y procesos comerciales. Por ejemplo: las máquinas industriales tienden a averiarse durante el proceso de producción. El uso de datos recopilados de estos activos puede ayudar a las empresas a realizar un mantenimiento predictivo basado en algoritmos de machine learning, lo que resulta en más tiempo de actividad y mayor eficiencia.
Edge computing
Las demandas de las operaciones de producción en tiempo real significan que algunos análisis de datos deben realizarse en el «borde», es decir, donde se crean los datos. Esto minimiza el tiempo de latencia desde que se producen los datos hasta que se requiere una respuesta. Por ejemplo, la detección de un problema de seguridad o calidad puede requerir una acción casi en tiempo real con el equipo. El tiempo necesario para enviar datos a la nube empresarial y luego volver a la fábrica puede ser demasiado largo y depende de la confiabilidad de la red. El uso de edge computing también significa que los datos permanecen cerca de su fuente, lo que reduce los riesgos de seguridad.
Ciberseguridad
Las empresas manufactureras no siempre han considerado la importancia de la ciberseguridad o los sistemas ciberfísicos. Sin embargo, la misma conectividad de los equipos operativos en la fábrica o el campo (TO) que permite procesos de manufactura más eficientes también expone nuevas rutas de entrada para ataques maliciosos y malware. Al pasar por una transformación digital hacia la Industria 4.0, es esencial considerar un enfoque de ciberseguridad que abarque los equipos de TI y TO.
Gemelo digital
La transformación digital que ofrece la Industria 4.0 ha permitido a los fabricantes crear gemelos digitales que son réplicas virtuales de procesos, líneas de producción, fábricas y cadenas de suministro. Un gemelo digital se crea al extraer datos de sensores, dispositivos, PLC y otros objetos del IoT conectados a Internet. Los fabricantes pueden usar gemelos digitales para ayudar a aumentar la productividad, mejorar los flujos de trabajo y diseñar nuevos productos. Al simular un proceso de producción, por ejemplo, los fabricantes pueden probar cambios en el proceso para encontrar formas de minimizar el tiempo de inactividad o mejorar la capacidad.
https://www.unir.net/ingenieria/revista/que-es-industria-4-0/
https://www.ibm.com/es-es/topics/industry-4-0