Industria 4.0: definición de este concepto revolucionario
Industria 4.0: definición de este concepto nacido en los años 2000 y análisis de su impacto en las fábricas.
Industria 4.0: definición
La industria 4.0, es decir, la cuarta revolución industrial, también es conocida bajo los términos “Industria del futuro” o “Fábrica inteligente”.
Globalmente, la industria 4.0 se define como una evolución de las fábricas y de sus sistemas de producción, debido a la integración de sistemas digitales inteligentes en los procesos.
La interconectividad que ofrece el concepto de industria 4.0 tiene como objetivo permitir a las fábricas optimizar su producción y el trabajo de los empleados, todo ello velando por su impacto medioambiental. Hoy en día, el elemento más importante y rentable de este concepto para los industriales sigue siendo el de la eficiencia operativa.
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Industria 4.0: ¿cómo hemos llegado hasta aquí?
A lo largo de los años, han nacido nuevas tecnologías. Estas han venido a revolucionar nuestro día a día, pero también el de las fábricas, que para ser competitivas no han tenido más remedio que adaptarse. En la industria, hablamos de cuatro revoluciones principales.
- Durante la primera revolución industrial nace la mecanización
- En la segunda revolución industrial, las energías evolucionan y el trabajo en cadena se extiende. Durante este periodo, las fábricas quieren producir en masa más rápidamente y a bajo coste.
- La tercera revolución industrial, por su parte, hace emerger la informática. Gracias a programas fijos, la producción, y más concretamente las tareas repetitivas y complejas, se automatizan.
- Llega después la cuarta revolución industrial, marcada por tecnologías más potentes y más integradas en las fábricas. Ya no se asigna un programa fijo a las máquinas, sino que se conectan entre sí, con el mundo exterior y con los datos de la fábrica para optimizar la producción. En este contexto nació el concepto de industria 4.0.
¿Cómo funciona la industria 4.0?
Los datos representan el elemento central del concepto de industria 4.0.
Recopilados por el IoT (Internet de las cosas) y los sensores industriales, los datos se centralizan después en una nube (Cloud) donde pueden ser explotados de diferentes maneras.
Dado que los datos industriales evolucionan rápidamente y están presentes en cantidades masivas, la inteligencia artificial es esencial para explotarlos eficazmente. Compuesta por algoritmos creados por humanos expertos en su campo (como la energía, por ejemplo), esta IA verifica, clasifica, analiza y contextualiza los datos.
En la práctica, el concepto de industria 4.0 y la IA que conlleva se han desplegado rápidamente en las fábricas transformando los equipos de producción y la gestión de los consumos y del rendimiento.
¿Sabía que…?
Al recopilar en tiempo real datos de campo muy diversos (temperatura, presión, caudal, masa, etc.), los sensores industriales, situados en los procesos y servicios auxiliares, deben controlarse regularmente.
Estos últimos son indispensables para asegurar análisis y tomas de decisiones fiables, permitiendo alcanzar los objetivos de la fábrica.
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La IA en los equipos de producción
Para aumentar la producción haciéndola a la vez más fiable y segura para las personas, el concepto de industria 4.0 ha transformado numerosos equipos. A modo de ejemplo:
- Las máquinas de producción integran ahora cobots (robots colaborativos). Diseñados para interactuar físicamente con el operario con total seguridad, se adaptan a las variaciones de la línea de producción.
- Los sistemas de visión artificial, capaces de detectar un defecto de producción invisible al ojo humano.
- Los flujos logísticos internos, automatizados por AGV (vehículos de guiado automático) o AMR (robots móviles autónomos), capaces de recalcular sus rutas según los imprevistos del taller.
La IA en la gestión del rendimiento industrial
Los datos centralizados en la nube se comunican directamente con softwares como un MES, un PLM, un GMAO o un software EMS (Energy Management Software).
Verdadera base de la industria 4.0, el software EMS hace interactuar y centraliza todos sus bloques tecnológicos para ofrecer una visión aprovechable de los datos tratados. Ofrece así una visión clara de la fábrica modelizada y de los datos traducidos en forma de informes, diagramas, cuadros de mando, etc.
La industria 4.0 ha sido, por tanto, sinónimo de un nuevo impulso para las fábricas. Su funcionamiento diario se ha transformado profundamente por la aparición de nuevas tecnologías, permitiendo reforzar las actividades de análisis y de producción, más allá de la producción tradicional.
Los impactos de la industria 4.0 en las fábricas
Esta revolución industrial y la llegada de la industria 4.0 han provocado numerosos cambios. Como toda transformación de esta magnitud, ha venido acompañada de puntos de vigilancia, especialmente en estos dos temas: la seguridad de la información y la evolución de las competencias y los puestos de trabajo dentro de los equipos.
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La ciberseguridad, un reto clave de la industria 4.0
Históricamente, el mundo del IT (sistemas de información de gestión) y el del OT (sistemas de control y mando operativos) funcionaban de maneras muy diversas. Las redes de las fábricas disfrutaban de un aislamiento estricto, protegiéndolas de ciberataques. Con el avance de las nuevas tecnologías, estos dos mundos se han conectado para permitir la recopilación y el análisis de datos en tiempo real, exponiendo entonces el OT a riesgos cibernéticos. Para paliar esta vulnerabilidad, afortunadamente existen soluciones (conexión cifrada, nube interna protegida, datos anonimizados…) que son perfectamente compatibles con (e integradas en) softwares como el EMS o el EMOS.
La evolución de los puestos de trabajo para estar en sintonía con un cambio radical del funcionamiento de la fábrica
Dado que las tareas repetitivas y complejas han sido sustituidas por robots generalmente colaborativos y las necesidades de las fábricas han evolucionado, los puestos de trabajo han seguido esta tendencia.
Han aparecido nuevos perfiles para, en particular, gestionar y explotar estas nuevas tecnologías: analista de datos, técnico de mantenimiento para toda la parte predictiva, Energy Manager, etc.
Una gran mayoría de las fábricas ha sabido superar estos retos con éxito, contando con el apoyo de proveedores especializados o dedicando el tiempo necesario para llevar a cabo estos procesos. Y con razón: los impactos positivos de la industria 4.0 son importantes y permiten, sobre todo, seguir siendo competitivos.
Los mayores beneficios de la industria 4.0
La autonomía de los equipos aumenta. Gracias al análisis automatizado de los datos y a las recomendaciones de acciones destinadas a optimizar el rendimiento de la fábrica, los equipos pueden tomar decisiones de forma más fácil y rápida.
La producción aumenta. Las instalaciones están optimizadas para funcionar juntas, según recetas y una planificación de fabricación muy precisa y optimizada. En consecuencia, las líneas de producción se detienen durante menos tiempo.
Los costes se reducen. Las instalaciones se ajustan para limitar el sobreconsumo energético y el desgaste de los equipos. Estos ajustes permiten mejorar y perfeccionar el uso de los recursos y las materias primas. Asimismo, las herramientas de software permiten detectar rápidamente las desviaciones, identificar sus causas y recomendar acciones correctivas adecuadas. El conjunto de estas acciones tiene un impacto directo en los costes, que disminuyen drásticamente.
El impacto medioambiental de la fábrica disminuye. Una fábrica inteligente es una fábrica que combina alta productividad y sobriedad. Cuanto más se optimizan los procesos, más disminuyen las emisiones de GEI y los vertidos medioambientales.
Desde la identificación de las palancas de rendimiento hasta el despliegue de soluciones adaptadas a sus retos, ¡Dametis le acompaña en el concepto de industria 4.0!
Más allá de la industria 4.0, la industria 5.0 ofrece una nueva perspectiva: la de una industria más sostenible, resiliente y centrada en el ser humano. Las tecnologías refuerzan la colaboración entre los equipos para alcanzar más fácilmente los objetivos de la fábrica, aquellos que responden a los desafíos sociales y medioambientales combinando al mismo tiempo una alta productividad.
