¿En qué consiste la Industria 4.0?

Estas fábricas inteligentes están equipadas con sensores avanzados, software integrado y robótica que recogen y analizan datos, de modo que mejoran la toma de decisiones. El valor aumenta aún más cuando los datos de las operaciones de producción se combinan con los datos operativos del ERP, la cadena de suministro, el servicio al cliente y otros sistemas empresariales para llevar la visibilidad y el conocimiento a otro nivel a partir de información que antes estaba compartimentada.

Estas tecnologías digitales conducen a una mayor automatización, al mantenimiento predictivo, a la optimización automática de las mejoras de procesos y, sobre todo, a un nivel de eficiencia y capacidad de respuesta a los clientes que antes no era posible.

El desarrollo de fábricas inteligentes proporciona una oportunidad increíble a la industria manufacturera: les abre el camino a la cuarta revolución industrial. El análisis de las grandes cantidades de big data recogidas por los sensores en la fábrica garantiza la visibilidad en tiempo real de los activos de fabricación y puede proporcionar herramientas para realizar un mantenimiento predictivo con el fin de minimizar el tiempo de inactividad de los equipos.

El uso de dispositivos de IoT de alta tecnología en las fábricas inteligentes aumenta la productividad y mejora la calidad. La sustitución de modelos de negocio en los que la inspección se realiza manualmente por conocimientos visuales basados en IA reduce los errores de producción y ahorra tanto tiempo como dinero. Con una mínima inversión, el personal de control de calidad puede configurar un smartphone conectado al cloud para supervisar procesos de fabricación desde prácticamente cualquier lugar. Al emplear algoritmos de machine learning, los fabricantes pueden detectar errores al instante en lugar de hacerlo en fases posteriores, cuando las reparaciones también son más caras.

Los conceptos y tecnologías de la Industria 4.0 pueden aplicarse a todo tipo de empresas industriales, incluidas las de fabricación discreta y de procesos, así como las de petróleo y gas, minería u otros segmentos industriales.

introdujeron las cadenas de montaje y el uso de petróleo, gas y energía eléctrica. Estas nuevas fuentes de energía, junto con comunicaciones más avanzadas a través del teléfono y el telégrafo, trajeron la producción en masa y cierto grado de automatización a los procesos de fabricación.

Tercera revolución industrial

Durante la tercera revolución industrial, iniciada a mediados del siglo XX, se incorporaron los sistemas informáticos, las telecomunicaciones avanzadas y el análisis de datos a los procesos de fabricación. La digitalización de las fábricas comenzó con la incorporación de controladores lógicos programables (PLC) en la maquinaria, a fin de automatizar algunos procesos y recopilar o compartir datos.

Cuarta revolución industrial

Nos encontramos en la cuarta revolución industrial, también denominada Industria 4.0. Se caracteriza por la creciente automatización y el uso de máquinas y fábricas inteligentes. Además, con la ayuda de datos informados, permite producir bienes de forma más eficiente y productiva en toda la cadena de valor. La flexibilidad aumenta para que los fabricantes puedan satisfacer mejor las necesidades de los clientes mediante una personalización en masa; en última instancia, se busca la eficiencia con un tamaño de lote 1. Gracias a que se recopilan más datos de la planta de producción y se complementan con otros datos operativos de la empresa, una fábrica inteligente puede conseguir una mayor transparencia de la información y tomar mejores decisiones.

Qué tecnologías impulsan la Industria 4.0?

Internet de las cosas (IoT)

El internet de las cosas (IoT) es un componente clave de las fábricas inteligentes. Las máquinas de la fábrica incorporan sensores con una dirección IP que permite la conexión de dichas máquinas a otros dispositivos habilitados para la web. Esta mecanización y conectividad hacen posible la recopilación, el análisis y el intercambio de grandes cantidades de datos valiosos.

Cloud computing

El cloud computing es una pieza clave de cualquier estrategia de Industria 4.0. Para una realización plena de la fabricación inteligente se requiere conectividad e integración de la ingeniería, la cadena de suministro, la producción, las ventas, la distribución y el servicio. El cloud ayuda a hacerlo posible. Además, con el cloud, se puede procesar la gran cantidad de datos que se suelen almacenar y analizar de forma más eficiente y rentable. El cloud computing también ayuda a reducir los costes de puesta en marcha para los pequeños y medianos fabricantes, ya que les permite adaptar el proceso a sus necesidades y escalar a medida que el negocio crece.

IA y el machine learning

Gracias a la IA y al machine learning, las empresas manufactureras pueden aprovechar al máximo el volumen de información generado tanto en la planta de producción como en todas sus unidades de negocio, e incluso la procedente de socios y fuentes externas. La IA y el machine learning también pueden aportar perspectivas que proporcionen visibilidad, previsibilidad y automatización de las operaciones y los procesos empresariales. Por ejemplo: las máquinas industriales son propensas a averiarse durante el proceso de producción. Con el uso de los datos recogidos de estos activos, las empresas pueden realizar un mantenimiento predictivo basado en algoritmos de aprendizaje automático, lo que se traduce en un tiempo de actividad y una eficiencia mayores.

Edge computing

Las exigencias de las operaciones de producción en tiempo real hacen que algunos análisis de datos deban realizarse en el "edge", 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 equipamiento. El tiempo que se requiere para enviar los datos al cloud de la empresa y luego de vuelta a la fábrica puede resultar demasiado largo y, además, depende de la fiabilidad de la red. Usar edge computing también significa que los datos permanecen cerca de su origen, lo que se traduce en una reducción de los riesgos de seguridad.

Ciberseguridad

Las empresas manufactureras no siempre han dado a la ciberseguridad o a los sistemas ciberfísicos la importancia que merecen. Sin embargo, la misma conectividad de los equipos operativos en la fábrica o el campo (TO) que permite procesos de fabricación más eficientes también abre nuevas vías de entrada a ataques maliciosos y malware. A la hora de llevar a cabo una transformación digital hacia la Industria 4.0, es esencial tener en cuenta 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 extrayendo datos de sensores, dispositivos, controladores lógicos programables (PLC) y otros objetos del IoT conectados a internet. Los fabricantes pueden utilizar gemelos digitales para aumentar la productividad, mejorar los flujos de trabajo y diseñar nuevos productos. Por ejemplo, al simular un proceso de producción, pueden probar cambios en el proceso para encontrar maneras de minimizar el tiempo de inactividad o mejorar la capacidad.

Fuente: IBM