Industria 4.0

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Diagrama de las cuatro revoluciones industriales sucesivas.

Industria 4.0 y su sinónimo Cuarta Revolución Industrial son expresiones que denominan una hipotética cuarta mega etapa de la evolución técnica-económica de la humanidad, contando a partir de la Primera Revolución Industrial. Habría comenzado recientemente y su desarrollo estaría proyectado hacia la segunda década del siglo XXI. La inteligencia artificial es señalada como elemento central de esta transformación, íntimamente relacionada la acumulación creciente de grandes cantidades de datos (big data), el uso de algoritmos para procesarlos y la interconexión masiva de sistemas y dispositivos digitales.

Corresponde a una nueva manera de organizar los medios de producción. El objetivo que pretende alcanzarse es la puesta en marcha de un gran número de «fábricas inteligentes» (en inglés: «smart factories») capaces de una mayor adaptabilidad a las necesidades y a los procesos de producción, así como a una asignación más eficiente de los recursos, abriendo así la vía a una nueva revolución industrial o Revolución industrial 4.0.¹​

Las bases tecnológicas en que se apoya esta orientación, entre otras son las siguientes: (1) Internet de las cosas ; (2) Sistemas ciberfísicos (3) Cultura maker (Cultura Hágalo usted mismo) ; (4) Fábrica 4.0…²​³​ Sin embargo, la Industria 4.0 no se reduce exclusivamente a los cuatro puntos recién citados, pues es mucho más que eso. La Industria 4.0 es consistente con la llamada Cuarta Revolución Industrial, enfatizando y acentuando la idea de una creciente y adecuada digitalización y coordinación cooperativa en todas las unidades productivas de la economía.⁴​

Industria 4.0 es un concepto nuevo, que también recibe otras denominaciones o subdenominaciones tales como:⁵​ « Ciberusina »,⁶​ « Ciberfábrica »,⁷​ « Usina digital », « Industria digital »,⁸​ « Fabricación avanzada »,⁹​¹⁰​ « Futurprod »,¹¹​ « Integrated Industry »,¹²​ « Smart-Industries »,¹³​¹⁴​¹⁵​ « Intelligent Manufacturing System ».¹⁶​¹⁷​¹⁸​

Este concepto de Industria 4.0 que aquí se presenta no es una realidad ya consolidada y experimentada, sino un nuevo hito en el desarrollo industrial que podría marcar importantes cambios sociales en los próximos años, haciendo un uso intensivo de Internet y de las tecnologías punta, con el fin primordial de desarrollar plantas industriales y generadores de energía más inteligentes y más respetuosos con el medio ambiente, y con cadenas de producción mucho mejor comunicadas entre sí y con los mercados de oferta y demanda.¹​

Índice

• 1Orígenes
• 2Protagonistas
• 3Desde la digitalización hacia la automatización de las fábricas
• 4Flexibilidad de una fábrica y personalización de la producción
• 5Nuevas herramientas logísticas
• 6Herramientas de simulación
• 7Una fábrica que economiza energía y materias primas
• 8Véase también
• 9Referencias
• 10Enlaces externos

Orígenes[editar]

Este concepto de Industria 4.0 expresa la idea de que el mundo se encuentra en los prolegómenos de lo que podría llamarse Cuarta Revolución Industrial (o sea, en una fecha próxima a un hito importante en el desarrollo industrial, que justifique decir que se ha iniciado una nueva fase o una nueva etapa).⁴​ Después del desarrollo de la máquina de vapory de la mecanización (segunda mitad del siglo XVIII), después del desarrollo de la electricidad con fines domésticos e industriales (fin del siglo XIX), y después de la automatización(siglo XX), la nueva etapa (cuarta etapa) de la transformación industrial muy posiblemente estará sustentada en la llamada fábrica inteligente, caracterizada por la interconexión de máquinas y de sistemas en el propio emplazamiento de producción, y caracterizada por un fluido intercambio de información con el exterior (con el nivel de oferta y demanda de los mercados, y/o con los clientes, y/o los competidores, y/o con otras fábricas inteligentes, etc).¹⁹​

Este concepto de nueva estructuración industrial o Industria 4.0, fue manejado por primera vez en la Feria de Hanover (salón de la tecnología industrial) en el año 2011.²⁰​ Y en la misma feria pero en el año 2013, un pormenorizado informe detallando este concepto y sus implicaciones, también fue presentado y defendido por un selecto grupo de trabajo e investigación.²¹​²²​

Protagonistas[editar]

La llamada Industria 4.0 es uno de los proyectos clave de la estrategia relativa a las tecnologías punta del gobierno alemán, que promueve la revolución digital de las industrias.²³​

En Francia, las sociedades como Oracle, Dassault Systèmes, EADS, Astrium… están muy implicadas en el desarrollo de la Industria 4.0.²⁴​

En Estados Unidos, el proyecto "Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC)"²⁵​ se orienta también a las modalidades de la fabricación industrial del futuro.²⁶​ Además e independientemente, corresponde señalar que General Electric trabaja desde hace unos años en un proyecto titulado Industrial Internet,²⁷​ el que busca asociar y complementar los avances tecnológicos, y entre ellos:

• La multiplicidad de máquinas, de dispositivos, y de redes, resultantes de la llamada Revolución Industrial;
• Los desarrollos más recientes de los sistemas de información y de comunicación, brindados por la llamada Revolución de Internet (o Revolución informática y de las telecomunicaciones).

Desde la digitalización hacia la automatización de las fábricas[editar]

La Industria 4.0 implica la completa digitalización de las cadenas de valor a través de la integración de tecnologías de procesamiento de datos, software inteligente y sensores; desde los proveedores hasta los clientes, para así poder predecir, controlar, planear, y producir, de forma inteligente, lo que genera mayor valor a toda la cadena.²⁸​

Lo anterior implica un buen grado de automatización y de digitalización de usinas y fábricas. Recurriendo a Internet y a los sistemas ciber-físicos, o sea, recurriendo a redes virtuales con posibilidades de controlar objetos físicos, se pueden ir modernizando las plantas fabriles hasta transformarlas en fábricas inteligentes caracterizadas por una intercomunicación continua e instantánea entre las diferentes estaciones de trabajo que componen las propias cadenas de producción, de aprovisionamiento, y de empaque y despacho. La utilización de captores aporta a las máquinas y herramientas de la planta, una capacidad de autodiagnóstico de situación que permite un control a distancia, asegurando su eventual retiro de servicio como su mejor integración en el sistema productivo global.²⁹​

Flexibilidad de una fábrica y personalización de la producción[editar]

En un entorno fabril de industria 4.0, las herramientas y máquinas de una fábrica, en conjunto con elementos tales como depósitos y existencias de materias primas y de productos semielaborados, asegura enlaces y comunicaciones a través de una red interna de ella misma ligada al exterior, introduciendo gran flexibilidad en el proceso productivo y gran adaptabilidad a situaciones fortuitas, todo lo que puede contribuir al aumento y mejora de la producción.

Las particulares necesidades y conveniencias de consumidores finales o clientes, así como de intermediarios, proveedores y asociados, que de alguna manera se encuentren relacionados o involucrados con el proceso productivo en sí, y/o con sus insumos, y/o con sus productos, pueden ser mejor contempladas a través de algún grado de personalización o de adaptación, por ejemplo modificando algunas características de los productos a ellos destinados, y/o asegurando ciertas fechas de entrega o ciertos plazos de entrega, etc.³⁰​

Por lo tanto, así será muy posible manejar una producción a gran escala, con productos personalizados según necesidades particulares, y a la vez sin mantener stocks exageradamente voluminosos, asegurando buena satisfacción a la mayor cantidad de clientes posible.³¹​

Nuevas herramientas logísticas[editar]

El sistema de la Industria 4.0 es capaz de generar un flujo regular de información, muy superior al que podría disponerse si se usaran esquemas, estrategias logísticas, y modos de producción más tradicionales. Además, estas informaciones pueden ser intercambiadas muy rápidamente, tanto internamente (por comunicación directa o a través de una Intranet) como externamente (por comunicación a través de Internet), lo que abre interesantes posibilidades con los actores logísticos externos al propio lugar o emplazamiento de la producción, en el sentido que fácilmente podría permitir adaptaciones a situaciones cambiantes, tanto a nivel interno de la planta industrial o cadena de producción, como a nivel general.³²​

El sistema RFID, por ejemplo, puede ser usado como un efectivo sistema de trazabilidad al interior del emplazamiento fabril (o cadena productiva), así como también a nivel del mundo todo. De lo que viene de expresarse, se puede deducir la importancia que tiene el uso de un sistema logístico capaz de un muy rápido intercambio de información entre la empresa o cadena productora y el conjunto de sus prestatarios o contrapartes (el proceso en cuestión es eminentemente de tiempo real y no de procesamiento en diferido o procesamiento por lotes).

Herramientas de simulación[editar]

La colecta de datos generados por los diferentes elementos de la cadena de producción, permite igualmente producir una réplica virtual de la totalidad o de parte de esa cadena, lo que también posibilita generar simulaciones de procedimientos o de test, así como también permite que futuros obreros o técnicos se familiaricen con las herramientas y los elementos de trabajo que tienen a su disposición, así como con las circunstancias excepcionales o los procedimientos complejos que podrían sucederse.³³​

Toda esta información acumulada también podría permitir a no especialistas solucionar por sí solos algunos inconvenientes que podrían sucederse, y/o informar mejor a distancia a técnicos de mayor nivel sobre lo que han observado como irregularidad, para así responder mejor y más rápidamente a cualquier suceso fuera de la rutina.³⁴​ Por otra parte la realidad aumentada permite a los empleados de una fábrica obtener información en tiempo real que les permite mejorar la toma de decisiones y los procedimientos de trabajo.³⁵​

Una fábrica que economiza energía y materias primas[editar]

Usando OPC-UA (OPC Unified Architecture) como middleware a través de un sensor conectado a Internet. La comunicación sin interrupciones desde el sensor a Internet, es un requisito indispensable para el caso de la Industria 4.0 .

Ya no basta con gestionar razonablemente bien las materias primas involucradas o producidas, ya que además se busca la optimización del uso energético y/o de la producción energética. Asimismo, ya no alcanza con manejar estos factores en tiempo diferido, pues se necesita tomar las decisiones en tiempo real.

La Industria 4.0 también pretende dar respuestas a las problemáticas actuales relacionadas al ahorro de energía como así también a la gestión de recursos naturales y humanos. Con un sistema organizado sobre la base de una red de comunicaciones y de intercambio instantáneo y permanente de información, se estará mucho mejor preparado para hacer que esta gestión sea mejor y mucho más eficaz, en correspondencia con las necesidades y disponibilidades de cada elemento del sistema, permitiendo mejoras y ganancias para la productividad así como en la economía de los recursos.³⁶​