¿En qué tipo de fabricación podría tener un gran impacto la Industria 4.0?

La industria 4.0 es una tecnología que ha sido desarrollada en el año 2011 durante un proyecto de estrategias de alta tecnología por científicos alemanes. Muchas empresas están utilizando la Industria 4.0 para mejorar su productividad. Especialmente, las empresas manufactureras utilizan esta tecnología para monitorear su producción y operaciones organizativas relacionadas para que puedan tomar las iniciativas necesarias para gestionar su cadena de suministro y logística.

La revisión de la literatura de investigación relevante puede ayudar a los investigadores a desarrollar un conocimiento profundo sobre el área de investigación. Por esta razón, es muy importante revisar la literatura de investigación relevante antes de proceder con la recolección de datos y otras actividades de investigación importantes. El trabajo de investigación tiene como objetivo analizar la importancia de la Industria 4.0 en el sector manufacturero. Por esta razón, literaturas de investigación relevantes como libros, artículos y revistas han sido revisadas para entender el impacto de la industria 4.0 en el sector manufacturero. Junto con eso, la literatura revisada también ha ayudado a entender los beneficios y limitaciones de usar la Industria 4.0 en las organizaciones manufactureras. Los principales hallazgos de la literatura revisada se han presentado de manera concisa en este capítulo.

El concepto de Industria 4.0 se desarrolló en el año 1960 durante un proyecto destinado a mejorar la productividad de una organización manufacturera. La industria 4.0 es la tendencia actual de las tecnologías de automatización utilizadas en el sector manufacturero (Masood y Sonntag, 2020). Consiste en sistemas ciberfísicos, computación en nube y tecnologías IoT para el intercambio efectivo de información dentro de los diferentes departamentos de las empresas manufactureras con el fin de agilizar las operaciones de fabricación. La industria 4.0 se utiliza para crear una fábrica inteligente.

Figura 1: Diferentes aspectos de la industria 4.0

(Fuente: Strandhagen et al. 2017)

En pocas palabras, la Industria 4.0 es el otro nombre de transformación digital de las operaciones de fabricación como la producción, el intercambio de información y otros procesos de creación de valor. Los sistemas ciberfísicos, por ejemplo, las máquinas inteligentes, forman los fundamentos de la Industria 4.0. Los sistemas ciberfísicos se utilizan como sistemas de control para el seguimiento de diferentes actividades comerciales relacionadas con el proceso de fabricación y otros procesos de creación de valor (Nikolic et al., 2017). Los sistemas de software integrados y las tecnologías basadas en IoT se utilizan para el intercambio de información, por lo que resulta más fácil habilitar nuevas formas de producción mediante la gestión eficaz de los recursos disponibles. En este proceso, es más fácil para las empresas manufactureras crear más valor para sus clientes, inversores y otras partes interesadas. La industria 4.0 se llama la cuarta revolución industrial.

La industria 4.0 proporciona información en tiempo real sobre todo el proceso de fabricación. El usuario puede ver a través de la cadena de valor de la organización. Los materiales utilizados en la producción, el suministro de los materiales a través de diferentes etapas, el origen de los materiales, diferentes actividades asociadas a las producciones. Al hacer un seguimiento de la cadena de valor total y las actividades de producción, es más fácil para la organización de fabricación desarrollar estrategias para gestionar la cadena de suministro y mejorar la tasa de producción de la organización (Ghobakhloo y Fathi, 2019). La distribución de recursos y bienes puede controlarse eficazmente para gestionar eficazmente las actividades de producción. Por esta razón, se ha revelado en muchas investigaciones que la implementación adecuada de la Industria 4.0 puede ayudar a mejorar la productividad de las organizaciones manufactureras. El aumento de la productividad también puede ayudar a una organización a cumplir los pedidos de los clientes en diferentes segmentos del mercado.

Por otro lado, los riesgos de la producción excedentaria y el desperdicio de recursos para la producción excedentaria también pueden evitarse utilizando la Industria 4.0 (Butt, 2020). La implementación de la Industria 4.0 es muy importante para la gestión de una cadena de suministro digital de extremo a extremo. La realidad mixta es otro componente esencial de la Industria 4.0. Según Moktadir et al. (2018), las grandes empresas también utilizan dispositivos de realidad mixta como cascos y gafas para desarrollar fábricas inteligentes, ya que creen que la inclusión de la realidad mixta en el proceso de fabricación inteligente puede mejorar la comunicación entre los empleados. En este contexto también la visualización de datos contextuales puede mejorar la productividad de los trabajadores. Se ha revelado en estudios que este tipo de dispositivos y tecnologías de realidad mixta son utilizados por el personal de reparación en diferentes organizaciones manufactureras (Machado et al. 2020).

El personal de reparación puede ver fácilmente a través de la maquinaria mediante el uso de dispositivos de realidad mixta. Como resultado, el personal de reparación puede averiguar lo que está mal con la maquinaria. Los dispositivos de realidad mixta también ayudan al personal de reparación a ver a través de las paredes, a través de las tuberías y cables y en este proceso, se hace más fácil para ellos entender dónde perforar y fueron cortados para reparar esas máquinas defectuosas. La robótica es otra característica esencial de la Industria 4.0 (Sharma et al. 2021). Las tecnologías robóticas pueden realizar tareas repetitivas en el proceso de fabricación y las posibilidades de errores humanos también siguen siendo menores. Los recursos humanos pueden centrarse en esferas empresariales más productivas y creativas. Teniendo en cuenta todos estos hechos, se puede decir que la implementación de la Industria 4.0 se ha convertido en esencial para las grandes empresas manufactureras.

La importancia de las tecnologías de automatización en la fabricación está aumentando continuamente debido a la revolución digital en los 21 st siglo. Las grandes organizaciones manufactureras se han interesado en implementar tecnologías de automatización para gestionar sus tasas de producción. Sin embargo, las organizaciones de pequeñas empresas no han mostrado suficiente interés en adoptar tecnologías de automatización digital. La pandemia de Covid-19 después de 2019 ha creado la emergencia para digitalizar todas las operaciones empresariales (Strandhagen et al. 2017). Las actividades de producción de las diferentes organizaciones se han visto gravemente afectadas, ya que la mayoría de las organizaciones se han visto obligadas a gestionar sus producciones con un número mínimo de trabajadores en las fábricas durante los bloqueos destinados a controlar la propagación del virus de la corona. La tasa de producción de muchas organizaciones pequeñas ha disminuido durante los períodos de bloqueo (Fatorachian y Kazemi, 2018). Como resultado de ello, se ha vuelto muy importante utilizar tecnologías de automatización en el sector manufacturero para gestionar las tasas de producción de manera que las empresas puedan cumplir los pedidos de los clientes objetivo en diferentes segmentos del mercado.

Después de la pandemia de Covid-19, la importancia del comercio electrónico se ha incrementado rápidamente y, por lo tanto, también es importante que las organizaciones manufactureras apliquen la cadena de suministro digital para seguir el camino de los materiales y bienes a lo largo de la cadena de suministro. La combinación de sistemas ciberfísicos, tecnologías de computación en nube y tecnologías basadas en IoT puede ayudar a implementar y monitorear una cadena de suministro digital de extremo a extremo para gestionar las tasas de producción (Raj et al. 2020). Para implementar y gestionar la cadena de suministro digital y el comercio electrónico, un gran número de organizaciones manufactureras han adoptado la industria 4.0. Además de esto, la implementación de la Industria 4.0 también ayuda en el seguimiento y la gestión de la distribución de bienes producidos en diferentes nichos de mercado. Las tecnologías de automatización y especialmente el uso de la robótica pueden ayudar a realizar tareas repetitivas de manera eficaz en las organizaciones de fabricación. En este proceso, el costo laboral de las organizaciones se reduce y la productividad de las organizaciones también aumenta (Zheng et al. 2019).

También se hace más fácil gestionar la tasa de producción con un número mínimo de trabajadores en la fábrica. Por esta razón, la importancia de la Industria 4.0 ha aumentado en el mundo empresarial posterior a Covid. Según Kolla et al. (2019), la elevada tasa de crecimiento de la población es otra de las razones detrás de la creciente importancia de la industria 4.0. Debido al aumento de la tasa de población en la mayoría de los países en desarrollo, la demanda de diferentes productos, especialmente alimentos, desapalancamientos, ropa y productos de atención de la salud, ha aumentado rápidamente. Para producir estos productos a granel, se ha convertido en importante implementar la industria 4.0 para que las organizaciones de fabricación puedan cumplir los pedidos de clientes objetivo correctamente mediante la gestión de la oferta de productos en diferentes mercados. Por otro lado, un gran número de organizaciones también han implementado la industria 4.0 para reducir los errores manuales en las operaciones de fabricación (Luthra y Mangla, 2018). Junto con eso, el intercambio efectivo de información a través de tecnologías basadas en la nube, Internet de las Cosas y tecnologías de realidad mixta también pueden ayudar a la productividad de los trabajadores y facilitar una gestión estratégica eficaz para gestionar el proceso de creación de valor. Teniendo en cuenta todos los hechos antes mencionados, se puede decir que la importancia de la Industria 4.0 ha aumentado en el sector manufacturero por diferentes razones, pero la pandemia de Covid-19 es un factor importante que ha influido en las organizaciones manufactureras para implementar la industria 4.0.

Desde los 21 st siglo, las grandes organizaciones manufactureras han mostrado interés en implementar la Industria 4.0. Sin embargo, después de la pandemia de covid-19, es muy importante que las empresas manufactureras implementen tecnologías de automatización para gestionar su tasa de producción.

Figura 2: Crecimiento del mercado de fábricas inteligentes

(Fuente: Statista, 2021)

La cifra muestra que el mercado de fábricas inteligentes está aumentando rápidamente desde 2019, después de la pandemia de Covid-19. El valor del mercado de fábricas inteligentes en 2019 fue de 153.700 millones, que se espera que crezca a 244.800 millones para 2024. Las pymes de diferentes países también muestran interés en adoptar tecnologías basadas en IoT y máquinas inteligentes para alcanzar sus objetivos de producción (Bibby y Dehe, 2018). Sin embargo, las PYME se enfrentan a diferentes tipos de retos en la aplicación de la industria 4.0. Las cuestiones comunes que impiden a las PYMES aplicar tecnologías avanzadas son la falta de talento y conocimientos técnicos y la falta de recursos y fondos para aplicar esas tecnologías de automatización. Por lo tanto, las PYME no están disfrutando de todos los beneficios de la implantación de la industria 4.0. Por otro lado, el concepto de industria 4.0 también es desconocido para muchas pequeñas empresas (Mohamed, 2018). Por estas razones, la Industria 4.0 ha aumentado rápidamente entre los líderes industriales del sector manufacturero mundial. Sin embargo, su popularidad es menor en los sectores de las PYME del mundo.

6.1 Aumento de la productividad

Se ha revelado en estudios que la implementación de la industria 4.0 puede ayudar a mejorar la productividad de las organizaciones manufactureras. El intercambio adecuado de información utilizando IoT y tecnología basada en la nube ayuda a una organización a revisar cada paso de la cadena de suministro de manera efectiva. En este proceso, resulta más fácil para las organizaciones desarrollar estrategias para la gestión de la cadena de suministro y la producción (Bibby y Dehe, 2018). Las tareas repetitivas de las organizaciones también pueden ser realizadas por máquinas inteligentes. Como resultado de ello, se pueden producir más bienes dentro del tiempo limitado y aumenta la tasa de producción de la organización.

6.2 Mantenimiento de la competitividad

La industria 4.0 se ha convertido en esencial para la gestión de las tasas de producción en la industria manufacturera. Una gestión adecuada de las tasas de producción y la cadena de suministro puede ayudar a una organización a cumplir los pedidos de los clientes en diferentes segmentos del mercado. Por otro lado, la implementación de la Industria 4.0 puede ayudar a evitar el problema de la producción excedentaria. La producción excedentaria indica el desperdicio de materiales y recursos valiosos (Castelo-Branco et al. 2018). La gestión adecuada de la producción y las estrategias eficaces de distribución ayudan a una organización a seguir siendo competitiva en las industrias manufactureras altamente competitivas.

6.3 Mayor intercambio de conocimientos y trabajo colaborativo

La industria 4.0 incluye información basada en IoT y en la nube para compartir tecnologías que ayudan a compartir información relevante dentro de diferentes departamentos para que puedan gestionar sus trabajos en consecuencia. El flujo adecuado de información entre los departamentos también ayuda a mejorar la colaboración de los equipos, y resulta más fácil para la organización alcanzar los objetivos de la organización. Por ejemplo, la información relativa a la cadena de suministro, la tasa de producción y las ventas pueden ayudar al departamento de producción y al departamento de sakes a trabajar en colaboración para desarrollar estrategias que puedan mejorar la calidad del producto y las ventas de la empresa.

6.4 Eficacia en función de los costos

La rentabilidad es otro beneficio que ofrece la Industria 4.0. La industria 4.0 es automatizar las actividades de producción. Las tecnologías inteligentes se pueden utilizar para realizar tareas repetitivas sin ningún error (Bibby y Dehe, 2018). Las posibilidades de errores humanos también siguen siendo menores en este proceso. Por otra parte, también es posible que las organizaciones gestionen sus tasas de producción con un número limitado de trabajadores en los locales de la organización. Como resultado, el costo laboral de la empresa también disminuye.

6.5 Flexibilidad y agilidad

La implementación de la Industria 4.0 también ayuda a mantener la flexibilidad y agilidad en el sistema de fabricación. Al implementar la Industria 4.0, se hace más fácil escalar la producción hacia arriba y hacia abajo o incluir nuevas líneas de productos (Kolla et al. 2019). Junto con eso, la Industria 4.0 también abre oportunidades para sistemas de fabricación únicos y sistemas de fabricación de alta mezcla.

6.6 Mejor experiencia de los clientes

El uso de máquinas inteligentes y tecnologías de automatización en la producción puede ayudar a mejorar la calidad de los productos, ya que se pueden evitar los errores humanos en la producción de bienes. Las posibilidades de productos dañados también siguen siendo menores y un gran número de productos se pueden fabricar en el plazo limitado. La mejora de la calidad del producto ayuda a mejorar el nivel de satisfacción de los clientes. Junto con eso, el aumento de las tasas de producción ayuda a una organización a gestionar la disponibilidad de los productos en diferentes mercados para que los clientes no se enfrenten a problemas en la utilización de esos productos.

7.1 Cuestiones de seguridad cibernética

El uso de tecnologías basadas en IoT y tecnologías basadas en la nube puede conducir a problemas de seguridad cibernética. Las bases de datos basadas en la nube son propensas a ataques cibernéticos. Sin embargo, los ciberataques realizados en los servidores y bases de datos de las empresas podrían conducir a problemas como pérdidas de datos y manipulación de datos (Dean y Spoehr, 2018). Junto con eso, también se puede filtrar información confidencial sobre las empresas debido a los ciberataques realizados en los servidores de la empresa.

7.2 Cuestiones técnicas

La industria 4.0 es un sistema combinado de máquinas ciberfísicas inteligentes, bases de datos basadas en la nube, tecnologías IoT para el intercambio de información y tecnologías de realidad mixta. El mantenimiento inadecuado de estas tecnologías o el manejo ineficiente de las máquinas pueden dar lugar a problemas técnicos. Estas cuestiones técnicas también pueden crear inconvenientes en la gestión de las operaciones. Debido a las cuestiones técnicas, podría resultar difícil para los administradores de las organizaciones manufactureras tomar decisiones sobre la aplicación de cualquier cambio en el sistema de fabricación o la cadena de suministro (Bellandi et al. ,2019). Por lo tanto, siempre es necesario prestar atención a las cuestiones técnicas y resolverlas lo antes posible con la ayuda de técnicos expertos.

7.3 Aumento del costo de mantenimiento de la tecnología

Es cierto que la correcta implementación de la Industria 4.0 puede ayudar a reducir el costo laboral de una organización y también puede ayudar a aumentar la tasa de producción de la organización. Sin embargo, no se puede negar que la implementación de la industria 4.0 puede llevar al aumento de los costos de mantenimiento tecnológico de una organización (Luthra y Mangla, 2018). Los costos de mantenimiento de los servidores, las bases de datos basadas en la nube y en IoT y las tecnologías de intercambio de información son suficientemente altos. Los salarios de los técnicos expertos que son nombrados para resolver problemas técnicos y de seguridad cibernética también son altos. Por lo tanto, las organizaciones pequeñas y medianas se enfrentan a dificultades para implementar la industria 4.0.

7.4 Desafíos relacionados con la capacitación de los empleados

Después de implementar la industria 4.0, es muy importante que las organizaciones de fabricación capaciten adecuadamente a sus empleados para el uso de tecnologías digitales y máquinas inteligentes en las actividades de producción. Sin una formación adecuada, no pueden manejar esas tecnologías de manera adecuada y, ello conduciría a cuestiones técnicas. Sin una formación adecuada para los empleados, podría no ser posible aumentar la productividad de la organización incluso después de la implementación de la Industria 4.0 (Luthra y Mangla, 2018). Sin embargo, las organizaciones a menudo no pueden permitirse gastar mucho dinero en la formación de los empleados. Como resultado de ello, no consiguen el beneficio adecuado de la aplicación de la Industria 4.0.

8.1 Difusión de la teoría de la innovación

La difusión de la innovación (DOI) es una de las teorías más antiguas de la innovación que utilizan las organizaciones para gestionar la implementación de la tecnología y la gestión del cambio organizacional. La implementación de la Industria 4.0 puede ser considerada como una innovación en el estilo de trabajo de cualquier organización de fabricación. Por lo tanto, las empresas manufactureras que quieren implementar la industria 4.0 pueden aplicar esta teoría para gestionar el cambio masivo. Según la teoría de la difusión de la innovación, una empresa que está implementando una idea de cambio o una innovación necesita analizar las categorías de las personas que necesitan adoptar el cambio y responder eficazmente al cambio. Según Al-Rahmi et al. (2019), hay principalmente cinco categorías de personas que adoptan el cambio de manera diferente. Según las categorías de adoptantes de esta teoría, cinco categorías son innovadores, adoptantes tempranos, mayoría temprana, mayoría tardía y rezagados. Los innovadores son aquellas personas que implementan la idea innovadora o la iniciativa de cambio. Los primeros adoptantes son aquellas personas que disfrutan de roles de liderazgo y aceptan fácilmente los cambios. La mayoría temprana no son líderes, pero adoptan cambios cuando los líderes adoptan los cambios. La mayoría tardía son aquellas personas que adoptan los cambios y responden a ellos últimamente.

Por otro lado, los rezagados son aquellas personas que siempre son resistentes al cambio. En caso de que el porcentaje de rezagados sea muy alto en una organización, se hace difícil para la organización implementar nuevas tecnologías. Por lo tanto, es muy importante para una organización promover una cultura de mejora continua e innovación y desarrollar la mentalidad de los empleados para adoptar el cambio y las nuevas tecnologías para implementar con éxito la Industria 4.0 en su organización (Choe y Noh, 2018). Los líderes de la organización necesitan concienciar a los empleados de la importancia de implementar esas tecnologías inteligentes para mejorar las tasas de producción. En este contexto, también es importante que la organización tome las iniciativas necesarias para proporcionar una capacitación adecuada a los empleados de la organización para el uso de tecnologías digitales en su trabajo, a fin de que puedan responder positivamente a la iniciativa de cambio.

8.2 Modelo de aceptación de la tecnología (TAM)

Según el modelo de aceptación de la tecnología, el éxito de la aplicación de la nueva tecnología depende principalmente de dos factores. Estos son la utilidad percibida y la facilidad de uso percibida. Estos factores determinan cómo las personas utilizarán las tecnologías o cómo responderán al cambio.

Figura 3: Modelo de aceptación de la tecnología

(Fuente: Granić y Marangunić, 2019)

Por lo tanto, es muy importante hacer que la gente analice que las tecnologías son útiles para que puedan aceptar tecnologías digitales fácilmente. Además de esto, también es importante hacerles entender que pueden utilizar esas tecnologías fácilmente (Al-Emran et al. 2018). La facilidad de uso les ayudará a aceptar esas tecnologías con facilidad. En este proceso, puede ser más fácil para la organización implementar con éxito la Industria 4.0.

La literatura existente proporciona suficiente importancia en cuanto a los beneficios y limitaciones del uso de la Industria 4.0. Las publicaciones revisadas también proporcionan información suficiente sobre los retos a los que se enfrentan las PYME para aplicar la Industria 4.0. Sin embargo, en la bibliografía revisada no hay sugerencias específicas de este tipo para resolver los problemas relacionados con la aplicación y el uso de la Industria 4.0. Por lo tanto, la investigación actual está tratando de encontrar nuevas formas de resolver los problemas relacionados con el uso e implementación de la industria 4.0.

La investigación revisa la literatura relevante para analizar el impacto de la implementación de la Industria 4.0. A partir de las discusiones anteriores, se puede concluir que la Industria 4.0 puede ayudar a aumentar la productividad y competitividad de las empresas manufactureras. Sin embargo, el alto costo de la implementación, los costes de mantenimiento y los costes de formación son obstáculos importantes para la implementación de la Industria 4.0. Sin embargo, si las empresas pueden sensibilizar a los empleados sobre los beneficios de las tecnologías digitales y hacerles creer que los empleados pueden utilizar esas tecnologías fácilmente, será más fácil para las organizaciones implementar la Industria 4.0 con éxito.

Dean, M. y Spoehr, J., 2018. La cuarta revolución industrial y el futuro del trabajo manufacturero en Australia: Desafíos y oportunidades. El trabajo y la industria: una revista de las relaciones sociales y económicas del trabajo, 28(3), pp.166-181. Crossref

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