Industria 4.0 para principiantes

Los términos Industria 4.0, Digitalización, Internet of Things o Fábrica Inteligente se usan indistintamente para referirse a lo mismo, a la transformación digital de la industria, tanto de las máquinas y procesos de producción como en general de toda la economía productiva. En este artículo trataremos de explicarlo, pero desde un plano sencillo para intentar que lo entiendan los no expertos.

Hemos vivido todos unos cambios tecnológicos importantes en los últimos 10 años que han cambiado muchas cosas, nos referimos al desarrollo de internet, de los “smart phones”, de las telecomunicaciones, etc., y que han modificado mucho la forma de relacionarnos y de hacer las cosas. Ya es algo asumido y que es natural.

Ahora toca incorporar todo esto a las fábricas, a las plantas de producción en general y saber hacerlo bien para conseguir procesos productivos más eficientes y flexibles, tal y como demanda el mercado. Algunos lo llaman la cuarta revolución industrial y otros prefieren calificarlo como una evolución; el que escribe no tiene dudas de que se trata de una revolución industrial en toda regla. Cuando se mire en perspectiva dentro de 50 años, diremos que esta revolución empezó a comienzos del siglo XXI.

La tercera revolución industrial supuso el paso de la fábrica eléctrica a la entrada de la electrónica y los ordenadores para automatizar las plantas; entonces no existía Internet ni los dispositivos móviles.

¿Ha empezado ya esta cuarta revolución industrial? La respuesta es sí, aunque estamos en los inicios, pero ya hay industrias que han empezado a incorporar todas estas tecnologías.

Hay una serie de avances tecnológicos que han creado las bases idóneas para esta revolución:

1-Los nuevos materiales y tecnologías de fabricación han permitido disminuir drásticamente el tamaño de muchos dispositivos electrónicos y la potencia de cálculo de los procesadores se ha disparado.

2-Las comunicaciones, en pocos años, han multiplicado por 1.000 la velocidad y la calidad. La tecnología móvil se ha desarrollado a una velocidad vertiginosa.

3-En los años 90 apareció Internet que lo ha cambiado todo, desde nuestro día a día hasta los modelos de negocio. ¿Alguien se imagina ahora un mundo sin internet?

Con estas bases el software se ha desarrollado enormemente, las funcionalidades han pasado del hardware al software, y aparecen muchos programas estándar al alcance de las pequeñas y medianas empresas. Los softwares de simulación y de ingeniería integrada son sólo algunos ejemplos.

Una de los avances asombrosos de esta transformación digital es el llamado por algunos “gemelo digital”. Por ejemplo, se pueden crear prototipos virtuales para evitar realizar costosas inversiones en prototipos, el “time to market” (tiempo que un producto nuevo tarda en comercializarse) se reduce mucho, y los costes y el precio de venta también. Esto requiere de potentes programas en 3D donde se simulan todas las variables como si todo fuera real, el entorno de pruebas es seguro y se pueden probar situaciones peligrosas que con el prototipo real nadie se atrevería, además la formación es más rápida y efectiva. La industria del automóvil ya está beneficiándose de ello consiguiendo aumentar la productividad en 2 o 3 veces y reduciendo significativamente el “time to market”.

Otro de los avances son los programas de ingeniería integrada. Tradicionalmente se han utilizado diferentes sistemas para realizar el diseño de la planta, provocando una cierta inconsistencia de los datos de las distintas disciplinas (proceso, civil, eléctricos, I&C, et.) y una documentación incompleta. Estas nuevas herramientas trabajan con una única base de datos y permiten trabajar simultáneamente a varios equipos de distintas especialidades, el resultado es una reducción importante en los costes y horas de ingeniería. Hay ejemplos ya en el mercado como COMOS o EPLAN.

¿Qué es Big Data o mejor dicho Industrial Big Data? Debido al gran avance en materia de comunicaciones, en capacidad de procesamiento de datos, y en otras tecnologías como la de fabricación de electrónica, las empresas se enfrentan ahora a un crecimiento enorme de los datos. Ya no valen las aplicaciones tradicionales para procesarlos. Los sensores industriales son ahora inteligentes, captan datos, los procesan e incluso tienen cierta autonomía para tomar decisiones, pero es necesario transformar esos datos en datos útiles para mejorar la producción y la rentabilidad de la planta, lo que se ha llamado “Smart Data”.

Todo esto requiere el desarrollo de aplicaciones de software de otra dimensión, no sólo capaces de analizar grandes volúmenes de datos sino sobre todo de procesar algoritmos complejos y proporcionar inteligencia operacional específica de cada sector. Se están desarrollando ya muchas aplicaciones capaces de analizar todos estos datos y presentarlos de forma que sean realmente útiles para las industrias. Un ejemplo es el software XHQ muy introducido en la industria de oil & gas.

Las industrias tienen ya mucha información pero el 90% no se aprovecha. Un porcentaje muy alto de procesos industriales no funciona de forma óptima.

¿Falta talento? Sin duda hay que dar otra orientación en las universidades para que exista esta preparación, como está pasando por ejemplo en las facultades de Matemáticas debido a la gran demanda de profesionales capaces de crear esos algoritmos que conviertan el Big Data en información de verdad útil, en Smart Data.

Los datos estarán en la nube pues se comparten para ir optimizando los procesos de producción. Las fábricas y las máquinas son también generadores de conocimiento que hay que aprovechar y comunicar.

La ciberseguridad debe proteger los activos y los usuarios ante todo tipo de ataques y amenazas en el ciber-entorno. Es necesario fortificar los entornos industriales ante este tipo de nuevas amenazas. Esta es una de las barreras de la digitalización, muchas empresas son reacias a almacenar los datos en la nube, pero la alternativa de no hacerlo será probablemente peor.

El cloud computing es un nuevo modelo de servicios que proporciona recursos para procesar la información ofreciendo al usuario servicios estandarizados que pueden utilizarse de una forma flexible y adaptativa. Permite que las empresas se focalicen en su negocio real, reduzcan costes y tengan acceso a recursos mucho más potentes.

La cuarta revolución industrial acaba de empezar, las empresas que no se transformen tendrán dificultades para sobrevivir. Esta transformación tiene que ser progresiva siempre buscando respuestas a la misma pregunta: ¿Qué podemos y queremos mejorar?

En definitiva, los fabricantes tienen que adaptarse al nuevo mercado reduciendo los costes y los plazos de entrega, la producción masiva pasa a ser más individual y personalizada, la innovación necesita estar en el mercado mucho más rápidamente, la seguridad y el medio ambiente son una prioridad y todo ello teniendo en cuenta que la venta online ha cambiado los modelos de negocio. Hay mucha más competencia que ahora es global.

Enlace de interés del Ministerio de Industria y Energía de España.