INDUSTRIA 4.0 INTEGRACIÓN DIGITAL DE LA MAQUINA Y EL HOMBRE
El término industria 4.0 se refiere a un nuevo modelo de organización y de control de la cadena de valor a través del ciclo de vida del producto y a lo largo de los sistemas de fabricación apoyado y hecho posible por las tecnologías de la información.
El término industria 4.0 se utiliza de manera generalizada en Europa, si bien se acuñó en Alemania. También es habitual referirse a este concepto con términos como “Fábrica Inteligente” o «Internet industrial». En definitiva, se trata de la aplicación a la industria del modelo «Internet de las cosas» (IOT). Todos estos términos tienen en común el reconocimiento de que los procesos de fabricación se encuentran en un proceso de transformación digital, una «revolución industrial» producida por el avance de las tecnologías de la información y, particularmente, de la informática y el software.
La convergencia de las tecnologías de la información con la sensórica y la robótica están transformado la internet tradicional (información y personas) en internet de las cosas (IOT). Y este nuevo escenario aplicado a la industria ha producido un impacto disruptivo en ésta, abriendo un escenario de enormes oportunidades basado en el aprovechamiento de la informática.
Esta cuarta revolución industrial se desencadena debido al impacto disruptivo de las tecnologías digitales aplicadas a los modelos de negocio de la industria.
La inteligencia de la nueva fábrica es el resultado de la convergencia de las tecnologías de la información, su unión en un “ecosistema digital” con otras tecnologías industriales y el desarrollo de nuevos procesos de organización. Por ello, la informática y sus profesionales serán elementos clave en el escenario de industria 4.0.
Objetivos de la Industria 4.0
Tras la definición aportada corresponde profundizar en los puntos clave de la misma. Por ello, se exponen a continuación los objetivos que caracterizan la visión para la Industria 4.0
- La digitalización de extremo a extremo de las fases productivas dará lugar a instalaciones autónomas y cadenas de producción auto gestionables, elevando la cadena de valor del producto a un nuevo nivel de organización y control, gracias a la interacción e integración de los distintos eslabones (investigación, desarrollo, diseño, producción, logística y prestación de servicios).
- Industria integrada se refiere a la constitución de ese puente de unión entre el mundo físico y virtual (“integración” – conectar mundos diferentes), que significará la conexión e interacción dinámica entre todos los objetos, personas y sistemas (como una comunidad). Ello da lugar a los denominados “Sistemas Ciberfísicos” (CPS), sirviendo de base para la circulación y disponibilidad en tiempo real del conjunto de información y datos generados en los distintos procesos.
- La implantación de procesos o sistemas Esta aplicación integral de la inteligencia (“smartización”) de los procesos nace de la simbiosis entre la instrumentación digital generalizada combinada con software avanzado a lo largo del conjunto de las instalaciones. Ello permite trabajar con grandes volúmenes de datos, proporcionando información de valor añadido, lo que a su vez deriva en la capacidad de optimización, recuperación y aprendizaje.
- Se adquirirá tal grado de flexibilidad, que será posible responder de forma más rápida y eficiente a las necesidades de los consumidores, extendiendo la personalización desde las fases de diseño y desarrollo hasta la fase de entrega y seguimiento, originando así un producto totalmente individual
- Otro de los objetivos que caracterizará esta revolución serán los productos inteligentes, los cuales conocen los detalles de cómo deben ser fabricados y cómo están destinados a ser utilizados, lo que nos lleva a distinguir dos niveles: por un lado, encontramos los recursos, materiales o productos semielaborados, y por otro, los productos elaborados.
Los Pilares de la Inteligencia en Industria 4.0
Soluciones Inteligentes:
Los productos inteligentes se caracterizan por disponer de electrónica, software embebido y conectividad lo que, en conjunto, le dotan de nuevas características, capacidades y funciones. Se les denomina sistemas ciber-físicos (CPS) y son los “habitantes” del ecosistema de la Internet de las cosas (IOT). La conectividad les proporciona capacidad de comunicación máquina a máquina (M2M) y la interacción con humanos.
Estos mismos elementos se aplican no sólo a los productos sino a las máquinas que los fabrican, los sistemas de producción ciber-físicos (CPPS), que conforman la “Fábrica Inteligente”. Son máquinas con gran capacidad de comunicación M2M que ofrecen personalización, adaptación al entorno y a tareas nuevas. Gracias a su autogestión, productos y máquinas inteligentes se vuelven invisibles a los operadores y sólo precisan atención cuando precisan mantenimiento. Además, la comunicación M2M les permite auto-configurarse para adaptar su funcionalidad en tiempo real a las necesidades del cliente a lo largo de su ciclo de vida.
Innovación Inteligente:
La conectividad permite extender la innovación a toda la empresa apoyándose en la información que fluye desde y hacia la fábrica. Apoyándose en soluciones informáticas como comunidades virtuales o herramientas PLM (“Product Life Management”) colaborativas, los procesos de innovación se abrirán a socios y clientes, potenciándosela orientación al cliente de la industria. La colaboración con clientes y socios acelerará el flujo de innovación y reducirá los tiempos de comercialización.
La innovación a lo largo del Ciclo de Vida del producto inteligente y conectado combina la capacidad analítica de las herramientas informáticas con los datos, cada vez más ricos, proporcionados por el producto inteligente a lo largo de su ciclo de vida. Combinando los datos recogidos del producto inteligente (CPS), de las máquinas (CPPS) y de los clientes se tomarán decisiones para optimizar la fabricación, los servicios y la experiencia del cliente. En la base de todo ello estarán sistemas PLM avanzados, interconectados y con sistemas de análisis y visualización potentes e intuitivos.
Cadenas de suministro inteligentes:
Las cadenas de suministro inteligentes estarán altamente automatizadas e integradas y, de nuevo, serán posibles gracias a la integración del software y las comunicaciones en la industria.
En lugar de la integración horizontal habitual en la industria hoy, la colaboración entre empresas en la Industria 4.0 se basará en configuraciones “ad-hoc” para ofrecer soluciones a medida de cada cliente. Usando redes de colaboración ágiles la industria puede aprovechar las oportunidades de un mercado globalizado de habilidades y capacidades.
Fábrica inteligente:
La fábrica inteligente es el cuarto pilar de la industria 4.0. Está formada por unidades de producción inteligentes (CPPS) vinculadas al ecosistema de fabricación, del que conocen su estado y limitaciones. Como cada módulo es capaz de obtener la información que necesita, la fábrica se convierte en una red de agentes que toman decisiones optimizadas a nivel local. La producción podría organizarse según un modelo de oferta-demanda donde la capacidad de los sistemas es la oferta y la demanda surge de las órdenes que deben atenderse. Cada CPPS podría decidir su programa de producción (en base a su tiempo de procesamiento, las fechas de entrega u objetivos de beneficio o sostenibilidad).
Nuevas competencias y empleo:
Aunque la automatización podría dar lugar inicialmente a una reducción de puestos de trabajo no es evidente una reducción global del empleo industrial. La experiencia indica que el aumento en la productividad del trabajo tiende a conducir a nuevos puestos de trabajo (por ejemplo, en la fabricación de robots, en la creación de sistemas virtuales industriales o en nuevos servicios industriales o postindustriales). Por otro lado, dado que el valor del servicio y la innovación se imponen al coste laboral se crearán nuevos puestos de trabajo, principalmente vinculados a nuevas tecnologías o diseño de productos y servicios. Un estudio reciente de la ITIF cuantifica el aumento en unos 150.000 empleos en el sector industrial, solamente en los EE.UU.
También debe esperarse un cambio en la demanda del profesional de la Industria 4.0. El número del personal semicualificado irá en descenso y se crearán nuevos puestos de trabajo de alta cualificación sobre todo vinculados a tecnologías de la información. La industria, que ya se enfrenta a cierta es case z en la oferta de profesionales altamente cualificados en el sector de la informática precisará que la demanda y la formación universitaria se ajuste mejor a los requisitos de la industria 4.0 proporcionando ingenieros en informática con conocimientos en las tecnologías digitales que están en la base del nuevo modelo industria.