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Los desafíos de la industria 4.0

Por 11 marzo, 2019 Sin comentarios

Se conoce como Industria 4.0 a la también llamada cuarta revolución industrial. Se trata de la evolución natural de la producción industrial y en cadena. En este caso, la fabricación se ve directamente interpelada por la automatización, el big data y los procesos de aprendizaje automático de la inteligencia artificial.

Estamos hablando de un concepto nacido en 2011 en Alemania, fruto de un grupo de trabajo que incluía políticos, empresarios e investigadores universitarios en la búsqueda de una mejor competitividad de la industria alemana. Posteriormente, este concepto se ha traslado al resto del mundo, siendo utilizado por gobiernos, empresas y el mundo académico.

La diferencia más notable entre la Industria 4.0 y la tercera revolución industrial es la automatización inteligente de los procesos. Esto se produce gracias a la introducción de tecnologías de producción en masa flexibles y personalizadas.

Estamos hablando de sistemas productivos funcionando con máquinas, que operarán de manera independiente o, que cooperarán con los operarios u otras máquinas, para crear un sistema de producción orientado al cliente en constante evolución.

La máquina se convierte en una entidad independiente que recopila datos, los analiza, se autoalimenta, asesora y pilota la fábrica de forma autónoma.

En definitiva, gracias a la autorregulación en tiempo real, los operarios pasarán a comunicarse con las computadoras en lugar de simplemente operarlas.

Eduardo Fierro, fundador y CEO de Newen y colaborador del MIK (Mondragon Innovation & Knowledge) en el área de Industry 4.0. y nuevos negocios, destaca la importancia de que las empresas empiecen a desarrollar una visión integral de cómo gestionarán sus negocios en el futuro: “Para aprovechar la ola de oportunidades que proporcionarán las tecnologías 4.0., las empresas deben entender su rol potencial, sus factores clave de éxito y los dominios tecnológicos en los que deben operar. También deben evolucionar los modelos operativos, tecnologías y habilidades, al mismo tiempo que desarrollan un nuevo enfoque de ecosistema y capitalizan en sus socios las fortalezas complementarias”.

Industria 4.0

¿Cómo se comunicarán las máquinas?

Los rápidos cambios en las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) han roto los límites entre la realidad virtual y el mundo real. La idea detrás de la Industria 4.0 es crear una red, en la que las máquinas, dispositivos y sistemas puedan comunicarse entre sí, llamada Internet de las Cosas (IoT) y con personas, llamada Internet de las Personas (IoP).

Las máquinas podrán crear lo que conocemos como sistema de producción ciberfísico (CPPS). De esta forma, las industrias integran el mundo real en el virtual, permitiéndoles recopilar datos en vivo, analizarlos e incluso tomar decisiones basadas en ellos.

 

Principios de diseño de la Industria 4.0

Los principios de diseño permiten a los fabricantes investigar una posible transformación a las tecnologías de la Industria 4.0. Estos los más importantes:

Interoperabilidad

Los objetos, las máquinas y las personas necesitan poder comunicarse a través del Internet de las Cosas y el Internet de las Personas. Este es el principio esencial para hacer que verdaderamente una fábrica sea inteligente.

Virtualización

Los CPPS (sistemas de producción ciberfísico) deben poder simular y crear una copia virtual del mundo real. Los CPPS también deben poder supervisar los objetos existentes en el entorno circundante. Estamos hablando de un modelo productivo, en el que convive el mundo virtual con el mundo real, que es donde se ubican estos CPPS.

Descentralización

La capacidad de los CPS para trabajar de forma independiente hace que deban estar descentralizados. De esta forma, se resolverán los problemas en cada caso y los productos serán personalizados. Esto también crea un entorno más flexible para la producción.

Capacidad en tiempo real 

Una fábrica inteligente debe poder recopilar datos en tiempo real, almacenarlos, analizarlos y tomar decisiones de acuerdo con los nuevos hallazgos. Esto no solo se limita a cómo se vende el producto y la necesidad de stock, sino también a incidencias en los procesos de fabricación, como el fallo de una máquina en la línea de producción. Los objetos inteligentes deben poder identificar el defecto y volver a delegar tareas en otras máquinas operativas. Esto también contribuye a la flexibilidad y a la optimización de la producción.

Orientación al servicio

La producción debe estar orientada al cliente. Las personas y los dispositivos inteligentes deben poder conectarse de manera eficiente, a través de Internet de Servicios para crear productos basados ​​en las especificaciones del cliente.

Modularidad 

En un mercado dinámico, la capacidad de una fábrica inteligente para adaptarse a un nuevo mercado es esencial. En un caso típico, probablemente se necesitaría una semana para que una empresa promedio estudie el mercado y modifique su producción en consecuencia. Por otro lado, las fábricas inteligentes deben poder adaptarse de manera rápida y sin problemas a los cambios estacionales y las tendencias del mercado.

Ventajas de la Industria 4.0

Optimización

Una fábrica inteligente que contiene cientos o incluso miles de dispositivos inteligentes, que pueden autorregular la producción, dará lugar a un tiempo de inactividad casi nulo.

Personalización

La creación de un mercado flexible orientado al cliente ayudará a satisfacer las necesidades de producción de manera rápida y automática. Los fabricantes no tendrán que comunicarse internamente (en empresas y fábricas) y externamente (a los clientes). De esta manera, se acelerarán los procesos de producción y entrega.

Desafíos que enfrenta la industria 4.0

Ciberseguridad

El aspecto más desafiante de la implementación de la industria 4.0 es el riesgo de seguridad en las tecnologías de la información. La integración online permitirá la posibilidad de brechas en la seguridad y fugas de datos. Igualmente, el robo cibernético se prevé como otro potencial problema.

Para José Acebrón, ingeniero de telecomunicaciones, con amplia experiencia en tecnologías IT, ciberseguridad IT y OT “la industria 4.0 se va a basar, entre otros pilares, en la hiperconectividad y la interacción del mundo lógico (digital) con el mundo físico.  Esto hace que la ciberseguridad cobre un papel fundamental.

Aparte de potenciales fugas o robos de información, estamos hablando de efectos físicos de los ciberataques, que pueden afectar a la seguridad de personas, bienes e infraestructuras esenciales y críticas.

En el momento actual, gran parte de la industria e infraestructuras no está adecuadamente preparada para realizar esta hiperconectividad sin aumentar considerablemente su exposición a ciberataques. Pero la demanda del negocio, la presión de la competencia, los nuevos modelos de negocio y el propio cambio tecnológico de los clientes, urge a que esta digitalización asociada a la Industria 4.0 avance rápidamente.

Por todo ello, será fundamental securizar las infraestructuras, los entornos OT y los entornos industriales en los próximos años para poder dar un salto ciberseguro al mundo hiperconectado de la Industria 4.0.

Existen recomendaciones, como IEC62443/ISA99 y otras sectoriales que pueden ayudar a ir recorriendo este camino.

La ciberseguridad tanto IT como OT va a ser así uno de los grandes habilitadores de esta Industria 4.0.”

Capital 

Tal transformación requerirá una gran inversión en nuevas tecnologías, que enajena a las empresas más pequeñas y penalizará en el futuro su participación en el mercado.

Empleo

Aunque todavía es pronto para especular sobre las condiciones de empleo con la adopción de la Industria 4.0 a nivel mundial, es seguro decir que los trabajadores necesitarán adquirir habilidades diferentes o un conjunto de habilidades completamente nuevo. Además, la mecanización de muchos puestos generará una menor demanda de mano de obra no cualificada.

Privacidad 

En una industria tan interconectada, los productores necesitan recopilar y analizar datos. Para el cliente, esto podría parecer una amenaza para su privacidad. También las empresas pequeñas o grandes, que no han compartido sus datos en el pasado, tendrán que trabajar para lograr un entorno más transparente.

Convergencia tecnológica

Para Alberto de Torres, CEO de Nektiu, el internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA) y el blockchain crearan un ecosistema inteligente de negocios.

“La convergencia de las tecnologías va a permitir la creación de un nuevo ecosistema de relaciones, habilitando una eficiente colaboración en productividad, core de la industria 4.0.  Este ecosistema permitirá un intercambio digital de información, con una integración perfecta con los sistemas empresariales, altamente conectado con las personas, sistemas y cosas (IoT) con identidades digitales y ciberseguridad. Permitiendo optimizar los procesos de negocio, aprendiendo a responder a situaciones diferentes e inesperadas de una manera más eficiente (IA). Y con la confianza que ofrece una única fuente de verdad relacionada con la trazabilidad de los bienes, a través de la cadena de suministro, con un archivo de todas las interacciones digitales (blockchain).

La fuerza de trabajo del futuro

La Industria 4.0 tiene mucho que prometer cuando se trata de ingresos, inversiones y avances tecnológicos, pero el empleo sigue siendo uno de los aspectos más misteriosos de la nueva revolución industrial.

Estas son las áreas o actividades, que sufrirán modificaciones en la oferta y demanda de determinados puestos, dando lugar a la desaparición de determinados perfiles laborales y al aumento de demanda de nuevos empleos, con un mayor futuro en el nuevo ecosistema industrial:

Control de calidad basado en Big Data

En términos de ingeniería, el control de calidad apunta a reducir la inevitable variación entre una pieza producida y la siguiente. El control de calidad depende, en gran medida, de los métodos estadísticos para mostrar si una característica específica de un producto (como la dimensión o la composición) está cambiando a lo largo de una cadena de producción.

Por supuesto, dicho proceso de la recopilación de datos históricos o en tiempo real con respecto al producto. Sin embargo, dado que la Industria 4.0 se basará en big data, la necesidad de control de calidad disminuirá. Por otro lado, la demanda de científicos de big data aumentará.

El ingeniero industrial y especialista en Calidad Total José Luis Prieto considera, que las nuevas tecnologías de la Industria 4.0 han facilitado la incorporación de sensores, como los de tipo óptico (scanner laser), a los elementos de medida empleados en las líneas de producción. Esto ha permitido extender el control de calidad más allá de los lotes, hasta alcanzar el 100% de la fabricación.

“A través de ellos y, en tiempo real, se dispone de información acerca de la capacidad del proceso de producción. Así se puede reducir la variabilidad del citado proceso y disminuir las tolerancias, integrando las fases de diseño, producción y control”, añade el experto.

Producción asistida por robot

La base completa de la nueva industria se basa en que los dispositivos inteligentes pueden interactuar con el entorno circundante. Esto significa que los trabajadores que asisten en la producción serán despedidos y reemplazados por dispositivos inteligentes equipados con cámaras, sensores y actuadores que pueden identificar el producto y luego entregar los cambios necesarios para ello. En consecuencia, la demanda de dichos trabajadores disminuirá y será reemplazada por “coordinadores de robots”.

Vehículos logísticos auto controlados

Uno de los enfoques más importantes de la optimización es el transporte. Los vehículos autopropulsados ​​y la asistencia de big data ​​permitirán alargar las horas de trabajo, sin restricciones.

Simulación de la línea de producción

Si bien, la necesidad de optimización para el transporte disminuirá, aumentará la necesidad de ingenieros industriales para simular líneas de producción. Contar con la tecnología adecuada, antes de la puesta en marcha de la producción, incrementará la demanda de puestos de trabajo para ingenieros especializados en el campo industrial y simulación de procesos.

Mantenimiento predictivo

Tener dispositivos inteligentes permitirá a los fabricantes predecir fallos. Las máquinas inteligentes también podrán mantenerse independientemente. En consecuencia, la cantidad de técnicos de mantenimiento tradicionales disminuirá y serán reemplazados por ingenieros más cualificados.

Máquinas como servicio

La nueva industria también permitirá a los fabricantes vender un servicio completo, incluido el mantenimiento, en lugar de una simple máquina. Esto abrirá puestos de trabajo en mantenimiento.

Generación de fuerte demanda tecnológica innovadora

Este es el reto más importante de la Industria 4.0 para José Jiménez, director general de Evaltec y economista con amplia experiencia tecnológica. “Es además, uno de los aspectos de mayor impacto en la economía y en el bienestar de nuestra sociedad.Tal y como hemos visto, la Industria 4.0 se caracteriza por la asimilación de muy diversas tecnologías y la demanda que genera supone un revulsivo efecto tractor para el desarrollo de la economía del conocimiento y de las numerosas startups, que alimentan dicha demanda de tecnologías innovadoras, cuyo desarrollo acaba trasladándose a toda la sociedad”, afirma José.

 

Fuentes: Cleverism | Forbes