¿Qué es Industria 4.0 Explicar con referencia a los principales bloques de construcción?

Se estableció el documento seis componentes básicos para la educación en la industria 4.0 . Cada uno de estos elementos básicos está destinado a ser utilizado en todos los niveles de la educación, desde el K-8 hasta la enseñanza secundaria y postsecundaria. A continuación se presenta una visión general de los seis bloques de construcción, extraídos del libro blanco.

Bloque de construcción 1 — Capacidades de éxito industrial

La industria 4.0 no es un destino ni un fin para sí misma. Más bien, es una herramienta sistemática para mejorar continuamente y sacar residuos de sus procesos. Para que una persona pueda acceder a la mano de obra Industria 4.0-listo, debe tener una comprensión básica de la disciplinas básicas que sustentan el éxito industrial , en particular:

Seguridad en el lugar de trabajo y prácticas de trabajo seguras.
Ecuación básica de rendimiento y la necesidad industrial básica de maximizar la eficiencia y la productividad.
Los Siete Desechos Mortíferos y cómo se manifiestan en procesos industriales y relacionados.

Bloque de construcción 2 — Equipamiento y tecnología industrial

Ampliamente considerado como el líder mundial en Controles CNC y Automatización para la industria, FANUC ha llevado la carga a un mundo de la Industria 4.0. Mike Cicco es Presidente y Director Ejecutivo de FANUC América. “Es importante que nuestra gente sepa escribir análisis para obtener datos útiles”, sugirió Cicco durante su participación en nuestra investigación, “pero es igualmente importante que esa persona tenga un profundo conocimiento de lo que es la fabricación en primer lugar”.

La observación de Cicco es astuta. A medida que los equipos industriales recogen más y más datos sobre su propia condición y rendimiento, la necesidad de discernir los datos útiles y pertinentes de lo que no es se convierte en vital . Si la persona que realiza análisis o crea algoritmos no comprende la tecnología industrial subyacente, su capacidad para realizar tales tareas será gravemente deficiente.

El bloque de construcción 2 es el comprensión de los equipos de producción y fabricación que subyacen a la Industria 4.0.

Comprender la tecnología de fabricación básica, como la electricidad AC/DC, la ciencia térmica, la neumática, la hidráulica, la fijación, el acabado de productos, los materiales y la metrología también es de gran valor.

Bloque de construcción 3 — Sensores inteligentes y dispositivos inteligentes

En el centro de la Industria 4.0 están los sensores inteligentes y los dispositivos inteligentes. Esta tecnología reúne volúmenes prácticamente infinitos de información sobre su propio entorno y luego utiliza la inteligencia integrada para completar las funciones programadas antes de compartir la información con otros sistemas y dispositivos a través de redes informáticas e Internet.

Los sensores y dispositivos inteligentes toman una amplia variedad de formas y realizan una amplia variedad de funciones. Algunos ejemplos incluyen sensores de vacío que detectan el estado de la pastilla de vacío, sensores de altura ultrasónica y sensores de corriente y presión.

Los sensores inteligentes también pueden medir y actuar sobre datos relativos a condiciones tales como temperatura, proximidad, presencia y niveles de humo y gas, nivel de fluido, humedad, fuerza, par y aceleración.

Además de su papel como presidente de Jeffersonville, proveedor de aprendizaje técnico interactivo basado en habilidades de Indiana Amatrol, Inc. Paul Perkins es Presidente del Consejo de Innovación de la Fuerza de Trabajo del Estado de Indiana y Presidentes de la Junta de la Fuerza de Trabajo de la Asociación de Gobernadores Nacionales.

La empresa de Perkins es líder en la entrega de sistemas de aprendizaje de IIoT y cree que el conocimiento de un estudiante debe expandirse más allá de una simple comprensión de los tipos de sensores y dispositivos inteligentes. “Realmente está dando a los estudiantes la oportunidad de experimentar el trabajo con cada tipo de datos, incluyendo datos analógicos, datos discretos de encendido/apagado, posición, par, presión y más para que entiendan cómo incrustar datos en el dispositivo y cómo recuperarlos”, dice Perkins.

Bloque 4 — Sistemas de control

Equipos y Tecnología Industriales realizan el trabajo de fabricación: mecanizado, conformado, extrusión y moldeo de materiales en productos utilizables. Los sensores y dispositivos inteligentes supervisan el proceso de hacerlo y proporcionan dirección y retroalimentación al proceso, y los sistemas de control supervisan los procesos. Funcionamiento en tiempo real para controlar todo el proceso de fabricación, estos sistemas sirven como el cerebro de cada operación.

Para estar preparado para un mundo de la Industria 4.0, el conocimiento de estos sistemas por parte de un estudiante es imperativo y debe incluir una aptitud en lo siguiente:

Operación y programación del controlador lógico programable (PLC)
Operación y programación del PLC de seguridad
Interfaces del operador y de la máquina humana
E/S distribuidas
Motores electrónicos y de frecuencia variable
Control de motor y movimiento
Electrónica de alimentación y control

Bloque de construcción 5 — Conectividad y redes

Si los sistemas de control son el corazón de la Industria 4.0 entonces las redes llevan el alma. El networking industrial no es nada nuevo — Industry 3.0 estaba lleno de redes informáticas industriales. Lo que cambia en un mundo de la Industria 4.0 es el creciente uso del Protocolo de Internet en el sistema general o "Bosque de Campo". A medida que los equipos industriales están cada vez más conectados a Internet, surgen una amplia gama de problemas.

Cisco reclama el puesto como líder mundial en TI y Networking y Brian Tantzen es el Gerente General de la Unidad de Negocios de Industria y Fabricación Conectada de la compañía. También liderando la formación del Grupo de Productos Industrias de Cisco que impulsa aplicaciones de ingeniería y nube para la industria de Cisco y productos y soluciones de IoT en múltiples mercados verticales, Tantzen participó en nuestra investigación.

“La gran oportunidad para el futuro son las personas que pueden hacer tanto [Operacional y Tecnología de la Información]”, dice Tantzen. “Cisco está proporcionando redes de fábrica, seguridad y capacitación para el paso de sistemas propietarios a sistemas basados en IP y trabajando para unir estos dos mundos”.

A medida que estos dos sistemas converjan los estudiantes requerirán una mayor comprensión de las redes informáticas que transportan los datos producidos por los dispositivos inteligentes y los sistemas de control. Esta comprensión debe incluir el aprendizaje de múltiples tecnologías, incluyendo servidores de red, servidores distribuidos, routers, interruptores, dispositivos de pasarela, Ethernet, Foundation Fieldbus, Profibus, comunicación inalámbrica, tecnologías de enlace y aplicaciones multiusuario.

Tal vez la ansiedad más significativa de una empresa industrial ante el advenimiento de la Industria 4.0 es la idea de conectar toda su propiedad intelectual de fabricación a Internet. El valor intrínseco de muchas de estas empresas radica en los procesos y sistemas utilizados en la fabricación de sus productos y el riesgo de que esta propiedad pueda ser robada es motivo de grave preocupación.

También se refiere al riesgo de una interrupción del sistema de suministro o fabricación resultante de la introducción de un virus o ransomware en la red informática de una empresa industrial. Según Tantzen, “la seguridad de la red es una de las barreras para implementar la tecnología de la Industria 4.0. Hay una ola creciente de ataques en las fábricas y un riesgo catastrófico que podrían estar enfrentando como resultado. Las fábricas fueron construidas intencionalmente para tener aire abierto y ahora las estamos conectando”.

Por estas razones, es imperativo que los estudiantes aprecien y trabajen en el conocimiento de las herramientas y aparatos de seguridad de la red.

Es una palabra inventada, pero encaja perfectamente. En los últimos dos años se crearon más datos que en los últimos 5.000 años de existencia humana. Para muchas empresas industriales, un desafío de la Industria 3.0 fue la falta de datos. A medida que las empresas se embarcaban en proyectos de mejora continua, muchas carecían de la información necesaria para realizar análisis, extraer conclusiones y adoptar medidas.

Con la presencia de sensores inteligentes y tecnología de dispositivos inteligentes, y la consiguiente abundancia casi infinita de datos, el problema en la Industria 4.0 no se convertirá rápidamente en la ausencia de datos, pero Demasiado.

Las personas que posean las habilidades y conocimientos necesarios para analizar los datos y prescribir la acción correspondiente serán de absoluta necesidad en la era de la Industria 4.0.

Como señaló Cicco de FANUC, “[En un entorno conectado] la cantidad de datos que salen de una pieza de equipo industrial en un momento dado requiere nuevos análisis de forma continua. Algunos datos son importantes para algunos y otros es importante para otros. Encontrar personas que puedan tamizar a través de los datos es realmente importante”.

Además de analizar los datos, se valorará mucho la capacidad del estudiante para escribir los análisis, el análisis computadorizado de la información industrial y los datos. No es que cada individuo que se mude a un empleador industrial necesite poseer esta habilidad, pero, Como Tantzen de Cisco compartió con nosotros, habrá un papel considerable para los científicos de datos con una aptitud para estadísticas, análisis de regresión, programación ligera y familiarización con SQL, SSAS y R.

Por último, los estudiantes necesitarán un conocimiento práctico del control de producción basado en la nube y una comprensión de cómo los datos de producción, recopilados utilizando la tecnología Industry 4.0, se utilizan para gestionar toda una empresa industrial.

Pongamos esto en práctica

Ahora que hemos dividido la Industria 4.0 en bloques básicos, hace que sea mucho más fácil implementar un programa o curso de capacitación que lleve a los estudiantes a través de cada paso. Eso es exactamente lo que hacemos en LAB Midwest: trabajamos directamente con escuelas y empresas para proporcionar la consulta, el equipo, el currículo y la formación para que pueda enseñar a sus alumnos Industria 4.0.

Rellene el formulario si está listo para hablar sobre cómo podría ser en su programa.