¿La industria 4.0 es la misma que la fábrica inteligente?

La industria 4.0 es un cambio de paradigma en la organización y gestión de las empresas industriales.

Industria 4.0 y fabricación inteligente. ¿Qué significan estos términos? ¿Se pueden utilizar indistintamente o no?

Es casi imposible estar en la fabricación o en la industria de automatización industrial y no haber escuchado estas palabras de moda usadas de una forma u otra. Parecen estar en todas partes, activamente discutidos por líderes de pensamiento, expertos de la industria, estrategas y ejecutivos de empresas. Están escritos en declaraciones de misión e incluso son parte de objetivos anuales para muchas empresas, lo que da la impresión de que todo el mundo sabe exactamente lo que son. Pero si empiezas a preguntar a la gente qué significan los términos, o bien serán honestos y dirán: “Tengo una idea, pero realmente no lo sé”, o te darán una respuesta que es totalmente diferente de la de la siguiente persona.

Y si ese fuera el caso, haría difícil usar o lograr algo relacionado con estos conceptos, ¿no?

El propósito de esta edición especial de InTech es ayudar a aclarar estos conceptos definiéndolos, identificando los componentes tecnológicos, y explicando su relación unos con otros y con su organización. Lo más importante, responderemos a la pregunta: ¿Por qué estos conceptos son tan importantes en este momento?

El nacimiento de la industria 4.0

La industria 4.0 (conocida como “Industrie 4.0” en Europa) nació como término y concepto en 2011 en Hannover MESSE, donde Bosch describió la amplia integración de las tecnologías de la información y la comunicación en la producción industrial. Toda la industria manufacturera, junto con el gobierno alemán, se interesó en esta idea.

Después de la introducción de Industry 4.0, la idea se convirtió en el plan de acción “High-Tech Strategy 2020” en 2012 por el gobierno alemán. Esta idea se arraigó, y pronto docenas de otros gobiernos desarrollaron sus propias iniciativas, todas similares en su propósito, pero diferentes en su ejecución y alcance.

China desarrolló “Made in China 2025” para modernizar completamente la industria manufacturera del país. El Reino Unido presentó su “Future of Manufacturing” en 2013; la Unión Europea desarrolló sus “Fábricas del futuro” en 2014; Singapur presentó su plan “RIE2020”; y sí, Estados Unidos, en 2014, lanzó la iniciativa “Manufacturing USA” que creó una red de 16 institutos miembros. Cada uno de los institutos se centra en una tecnología de fabricación avanzada específica. Cada uno de ellos reúne a empresas del sector privado, instituciones académicas y otras partes interesadas para buscar la investigación y el desarrollo en colaboración, probar aplicaciones, capacitar a los trabajadores y reducir los riesgos asociados con el despliegue de nuevas tecnologías.

Se formó un grupo de trabajo sobre Industria 4.0, dirigido por el ejecutivo de Bosch Siegfried Dais y Henning Kagermann, ex presidente y CEO de SAP y presidente de la Academia Nacional Alemana de Ciencia e Ingeniería . En 2013, este grupo de trabajo presentó un conjunto de recomendaciones de implementación de Industry 4.0 al gobierno federal alemán. Desde ese momento en adelante, la cuarta revolución industrial había comenzado, y los miembros del grupo de trabajo fueron reconocidos como los padres fundadores y la fuerza motriz detrás de la Industria 4.0.

Un documento de 85 páginas desarrollado por el grupo de trabajo Industria 4.0 comienza explicando cómo estamos entrando en la cuarta revolución industrial — de ahí la referencia a “4” en “Industria 4.0”. Para entender la cuarta revolución industrial, ayuda recordar los tres primeros, y cómo llegamos a este punto (figura). A finales del siglo XVIII, la primera revolución industrial implicó la mecanización — el uso de agua y vapor para aumentar la producción más allá del trabajo manual. Puede ser representado por la introducción del primer telar mecánico en 1784. La segunda revolución industrial vio el desarrollo de líneas de ensamblaje alimentadas por electricidad. La electrificación tipificó la Industria 2.0, que continuó hasta principios del siglo XX.

La industria 3.0 introdujo la electrónica y las computadoras para reemplazar los procesos manuales. El amanecer de esta era de “automatización”, según el documento del grupo de trabajo Industry 4.0, podría estar representado por la introducción del primer controlador lógico programable, el Modicon 084.

Nuestra era actual, la Industria 4.0, se conoce como la era de los sistemas ciberfísicos: la convergencia de los sistemas físicos, digitales y virtuales y el surgimiento de Internet de las cosas (IoT). IoT industrial (IIoT) hace hincapié en la fabricación IoT como distinto de la venta al por menor/consumidor, dispositivos médicos u otros dispositivos o arquitecturas IoT. La industria 3.0 trata de la automatización: la reducción de la intervención humana en los procesos. La industria 4.0 trata de la cognición o el proceso de adquisición de conocimiento y comprensión. Estos dos están separados por la capacidad de capturar y aprovechar adecuadamente el poder de los datos.

Tratando de definir Industria 4.0

La industria 4.0 no es simplemente una cuestión de conectar máquinas y productos a través de Internet. Abarca una amplia gama de tecnologías avanzadas, como gemelos digitales, inteligencia artificial, redes inalámbricas de alta velocidad, redes cableadas deterministas, computación en la nube y en los bordes, y tecnologías de virtualización como la realidad aumentada. También es un cambio de paradigma en cómo organizamos, gestionamos y abordamos el negocio para aprovechar al máximo los sistemas ciberfísicos.

El grupo de trabajo caracterizó a la Industria 4.0 como un concepto centrado en la creación de productos inteligentes, procedimientos y procesos inteligentes y fábricas inteligentes. Pero esa afirmación es tan grandiosa y vaga que casi no sirve de nada. Con toda esa charla visionaria, podemos emocionarnos y energizarnos fácilmente, pero todavía no tenemos una definición. El grupo de trabajo de la Industria 4.0 no lo proporcionó realmente.

En los últimos nueve años, la gente se ha aferrado al concepto de Industria 4.0. Cada país trató de definirlo en su contexto como le convenía, lo que, por supuesto, significaba ideas diferentes en todas partes. Varios años después de la reunión del grupo de trabajo, dos de los órganos de normalización más importantes, la Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI), se reunieron y formaron un grupo de trabajo conjunto llamado JWG21. Su intención principal era definir el concepto de Industria 4.0. A mediados de 2021, el JWG21 finalmente estableció una definición. Por miles de razones, se seleccionó el término “manufactura inteligente” en lugar de “industria 4.0”. El grupo consideró que representaba mejor un punto de vista global.

Aquí está la definición formal actual de fabricación inteligente:

Fabricación que mejora sus aspectos de rendimiento con el uso integrado e inteligente de procesos y recursos en esferas cibernéticas, físicas y humanas para crear y entregar productos y servicios, que también colabora con otros dominios dentro de las cadenas de valor de las empresas.

Nota 1: Los aspectos de rendimiento incluyen la agilidad, la eficiencia, la seguridad, la sostenibilidad o cualquier otro indicador de rendimiento identificado por la empresa.
Nota 2: Además de la fabricación, otros dominios empresariales pueden incluir ingeniería, logística, comercialización, adquisición, ventas o cualquier otro dominio identificado por la empresa.

Como sociedad, ya estamos empezando a sentir los impactos de la Industria 4.0. No sólo las empresas están invirtiendo, sino que los gobiernos de todo el mundo están invirtiendo mucho dinero en esta idea como el camino del futuro. La fabricación inteligente promete un mejor rendimiento gracias a la transformación digital de los sistemas manuales y mecánicos y a la mayor integración de los sistemas automatizados con los sistemas empresariales y las tecnologías avanzadas. Todos estamos en medio de este cambio de paradigma y estamos siendo obligados a hacer avanzar a nuestras empresas. El nacimiento de la Industria 4.0 está dando paso al crecimiento y el cambio, pidiéndonos que ayudemos a nuestras empresas a avanzar hacia lo que pueda traer la próxima revolución.

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Acerca de los autores

Jeff Winter es un ejecutivo de la industria para la fabricación en Microsoft. Winter también forma parte del comité de liderazgo de la Smart Manufacturing & IIoT Division de ISA, colaboradora de IEC como miembro de TC 65, en el consejo de administración de la Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA), y presidenta de benchmarking con Control System Integrators Association.