¿Ejemplos de Industria 4.0?

¿Qué es Industria 4.0?

Industria 4.0 es un concepto relacionado con la idea de la Cuarta Revolución Industrial (4IR), una idea popularizada por Klaus Schwab del Foro Económico Mundial. La industria 4.0 está asociada con los avances de los sistemas ciberfísicos. Se describe el aumento de los sistemas automatizados y la tecnología de intercambio de datos en las industrias manufactureras. Ejemplos de tecnologías relacionadas con la Industria 4.0 que se están volviendo más prominentes en los pisos de fábrica incluyen:

Este tipo de automatización crea un sistema de fabricación en el que todos los dispositivos y la tecnología utilizados en la producción están conectados de forma inalámbrica y utilizan sensores y monitores para visualizar procesos completos. También proporciona una visión general robusta de las operaciones de fabricación de una empresa. Estas tecnologías siempre están avanzando y, con el despliegue de 5G, las empresas pueden esperar tiempos de respuesta más rápidos y comunicación en tiempo real entre sistemas.

La evolución de la industria de 1.0 a 4.0

Para entender el impacto del concepto de Industria 4.0 en los procesos de fabricación, es importante entender la evolución de la industria de 1.0 a 4.0.

Industria 1.0

Las instalaciones de producción mecánica fueron introducidas en el mundo a finales de 18 ió siglo, allanando el camino para máquinas a vapor para ayudar a los trabajadores en la fabricación. El aumento de la eficiencia de producción de estas máquinas ayudó a las pequeñas empresas a convertirse en organizaciones más grandes con más propietarios, gerentes y empleados. El concepto de Industria 1.0 también se considera como el comienzo de la cultura industrial.

Industria 2.0

Industria 2.0 comenzó a principios de la 20 ió siglo con el desarrollo de máquinas que funcionan con energía eléctrica. Las máquinas eléctricas eran más eficientes para operar y mantener que sus contrapartes a vapor, allanando el camino para un piso de fábrica más rentable y productivo. La primera línea de montaje fue construida durante esta época, simplificando aún más el proceso de producción en masa.

Industria 3.0

Industria 3.0 se centralizó en torno a los avances en la industria electrónica en las últimas décadas de los 20 ió siglo. La invención de tecnologías incluyendo transistores y circuitos integrados revolucionó la fabricación, ya que automatizaron máquinas en el piso de fábrica que resultaron en un menor esfuerzo, mayor velocidad, mayor precisión, y liberaron a la fuerza de trabajo humana para tareas más avanzadas. La integración de dispositivos electrónicos y la automatización de máquinas creó un requisito para los sistemas de software, alimentando el mercado de desarrollo de software. Los sistemas de programas informáticos allanaron el camino para procesos de gestión como la planificación de los recursos institucionales, la gestión de inventarios, la logística del envío, la programación del flujo de productos y el seguimiento en toda la fábrica. Como era de esperar, la automatización de máquinas y la introducción de sistemas de software avanzados han evolucionado a lo largo de los años a medida que se realizan avances en las industrias electrónica e informática. Esto se debe a la presión para reducir los costos y acelerar la producción y ha llevado a muchas empresas a trasladar su fabricación a países de bajo costo. Esta dispersión llevó a la formación del concepto de Gestión de la cadena de suministro.

Industria 4.0

La industria 4.0 como concepto se introdujo en la década de 1990 a medida que internet y las telecomunicaciones transformaron la forma en que conectamos e intercambiamos información. Esta tecnología fusionó los límites del mundo físico y virtual, y los sistemas ciberfísicos (CPS) difuminaron aún más este límite en la fabricación, introduciendo una afluencia de nuevas tecnologías en la industria. CPS permite a las máquinas de los pisos de fábrica comunicarse más inteligentemente entre sí, eliminando barreras físicas y geográficas.

La tecnología relacionada con la industria 4.0 utiliza CPS para compartir, analizar y guiar acciones inteligentes para diferentes procesos involucrados en la fabricación. Tener todas las diferentes máquinas en un piso de fábrica conectadas y enviar datos en tiempo real a la nube crea el concepto de un Fábrica inteligente . Estas máquinas inteligentes monitorean, detectan y predicen fallos, sugiriendo medidas preventivas y medidas correctivas antes de que ocurra el tiempo de inactividad.

CPS también permite que los procesos de fabricación se visualicen, monitoricen y gestionen completamente desde ubicaciones remotas. La industria 4.0 pone las máquinas, las personas, los procesos y la infraestructura en un único proceso de fabricación conectado, que proporciona a las empresas información completa sobre todo el funcionamiento de su fabricación y producción. El uso de esta información hace que la gestión general sea altamente eficiente.

¿Cómo se utiliza la Industria 4.0 en la fabricación?

Una de las mejores maneras de conceptualizar la Industria 4.0 es pensar en cómo se aplica en la fabricación. Estos son 3 casos de uso que le ayudarán a reconocer el valor que la Industria 4.0 puede añadir a una operación de fabricación:

Gestión de la cadena de suministro

Las tecnologías de la industria 4.0 permiten a las empresas tener una mayor visión, control y visibilidad de los datos en su cadena de suministro. Fabricación inteligente significa que las empresas pueden ofrecer productos y servicios más rápido, más barato y con mejor calidad. A medida que cada vez más empresas utilizan soluciones de la Industria 4.0 para la gestión de la cadena de suministro, el mercado se vuelve más competitivo, lo que obliga a las empresas a adoptar una estrategia similar o un riesgo que se queda atrás.

Mantenimiento predictivo

Las soluciones de la industria 4.0 y un piso de fábrica conectado se pueden utilizar para predecir el tiempo de inactividad potencial en la maquinaria antes de que ocurra. Sin los sistemas IoT, el mantenimiento preventivo debe hacerse manualmente y se realiza en función de la rutina o el tiempo. Los sistemas de la industria 4.0 detectan los problemas antes de que surjan e incluso pueden proporcionar información sobre cómo resolver los problemas antes de que se conviertan en un problema.

Seguimiento y optimización

La tecnología relacionada con la industria 4.0 facilita a las empresas el seguimiento del inventario, la calidad y las oportunidades de optimización relacionadas con la logística. La fabricación conectada y el IoT proporcionan a los empleados visibilidad sobre los activos de la empresa en todo el mundo. Las tareas estándar de gestión de activos, como transferencias de activos, enajenaciones, reclasificaciones y ajustes, pueden racionalizarse y gestionarse de manera centralizada y en tiempo real.

Ejemplos reales de tecnologías de la industria 4.0

Las capacidades avanzadas de la computadora ahora hacen que sea fácil tamizar a través de cantidades masivas de datos. Las fuentes de datos pueden incluir todo, desde sensores IoT en pisos de fábrica y sistemas de iluminación hasta datos de ventas o factores de cadena de suministro. Estos datos se utilizan para tomar decisiones informadas para mejorar los procesos internos. Imagínese esto: una planta con pequeños sensores conectados a cada máquina en una fábrica registra y analiza constantemente la información tanto en el sitio como en la nube. Todos estos datos se introducen en un algoritmo de aprendizaje automático que determina el horario de mantenimiento del equipo. Los grandes datos ayudan a las fábricas como este a cuidar de sus activos, reducir costos y limitar el tiempo de inactividad.

La inteligencia artificial y el aprendizaje automático se refieren a algoritmos utilizados en la fabricación para procesar y aprender de los datos, usándolos para llegar a conclusiones que no se incluyeron en su programación original. Un ejemplo real de cómo se utiliza la inteligencia artificial en la fabricación sería en la predicción y el mantenimiento predictivo. AI utiliza los big data que mencionamos anteriormente para predecir los cambios del mercado y el tiempo de inactividad de la máquina.

Fabricación aditiva significa crear elementos capa por capa, añadiendo nuevo material en lugar de restarlo. La impresión 3D es una forma de fabricación aditiva y ha sido utilizada por empresas como Adidas. Los diseños de calzado se crearon a partir de big data y son otro ejemplo real de la Industria 4.0 que utilizan las empresas hoy en día. Los fabricantes industriales, de metales y de automóviles pueden recurrir a la impresión en 3D no sólo para el prototipo, sino también para la creación de herramientas y herramientas y, con el tiempo, la creación de piezas de mayor volumen.

La nube es un lugar que se puede utilizar para el software y los datos almacenados en Internet. Es un servidor, generalmente ubicado fuera del sitio en lugar de en una máquina local por razones de seguridad. La nube se puede utilizar para mantener la gran cantidad de datos de sensores recogidos en el piso de fábrica y los datos de los consumidores reunidos a través de análisis de mercado. En los últimos años, se ha utilizado para la “fabricación de nubes”, que se refiere a la fabricación distribuida en diferentes ubicaciones geográficas. La nube se puede utilizar para almacenar datos de numerosas plantas de fabricación en una ubicación de fácil acceso.

El Internet Industrial de las Cosas (IOT) se refiere al despliegue de pequeños sensores que recopilan y monitorean datos en tiempo real a través de diversos procesos de negocio, incluyendo la fabricación. Es una tecnología básica de la Industria 4.0 que puede proporcionar información detallada para la toma de decisiones en muchos niveles diferentes de la organización. La tecnología IIoT se utiliza en la fabricación para romper cuellos de botella e impulsar la producción. Si cada pieza de maquinaria está conectada a un dispositivo IIoT que monitoriza la producción, el uso y el tiempo de actividad, los datos recopilados se pueden utilizar con un algoritmo de aprendizaje automático para corregir las ineficiencias.

El uso de tecnología relacionada con Industry 4.0 requiere ciertas medidas de seguridad para mantener a los hackers y agentes nefastos fuera de sus sistemas. Blockchain e inteligencia artificial se utilizan en la moderna tecnología de ciberseguridad y protegen sus dispositivos IIoT de ataques internos y externos. Los fabricantes que utilizan soluciones Industry 4.0 crean planes en caso de que experimenten infracciones de seguridad. Esos planes incluyen la habilitación de la tecnología de seguridad cibernética protectora para proteger sus datos y equipos.

¿Cuáles son los beneficios y desafíos de la Industria 4.0?

Antes de adoptar la Industria 4.0 en su negocio, es importante entender los beneficios y desafíos y asegurarse de que es un buen ajuste para usted.

Los beneficios empresariales de la adopción de la industria 4.0

Los beneficios de la digitalización incluyen:

Ingresos

En la industria europea, los productos y servicios digitalizados generan unos ingresos adicionales de 110 000 millones de euros cada año, de acuerdo con un Informe PwC . Casi el 50 % de las empresas con proyectos de la Industria 4.0 esperan un crecimiento de dos dígitos en los próximos cinco años. Utilizando los datos del mercado y el aprendizaje automático, las empresas adquieren una comprensión más profunda de los deseos y necesidades de los clientes. Esto puede aplicarse al desarrollo del producto y utilizarse para aumentar las interacciones y conversiones.

Aumento de la eficiencia y la productividad

McKinsey predice que el cambio a la producción automatizada puede aumentar la productividad en las industrias técnicas en un 45-55%. Máquinas y aparatos automatizados puede liberar a la mano de obra humana de partes poco cualificadas del proceso de producción, permitiéndoles centrarse en soluciones más técnicas. El uso de sistemas de ejecución de aprendizaje automático y fabricación proporciona a la administración la información necesaria para identificar las ineficiencias y mejorar los procesos internos. Todo esto contribuye a un piso de fábrica más eficiente y productivo. MIT estima que la colaboración con robots puede reducir el tiempo de inactividad de los trabajadores en un 85%.

Reducción del tiempo de inactividad

Hemos discutido las diferentes tecnologías de la Industria 4.0 que utilizan el mantenimiento predictivo para reducir el tiempo de inactividad. El aprendizaje automático detecta patrones repetitivos que conducen a fallos del procedimiento, identificándolos temprano e incluso programando inspecciones antes de que el tiempo de inactividad sea caro. Estos algoritmos están mejorando constantemente, aumentando la eficacia del mantenimiento predictivo utilizando soluciones Industry 4.0. Deloitte estima que el mantenimiento predictivo puede:

Desafíos de la adopción de la industria 4.0 Tecnologías

En la etapa actual del desarrollo de la Industria 4.0, hay ciertos desafíos que los líderes empresariales deben tener en cuenta antes de empezar a implementar soluciones. 6 de cada 10 fabricantes de obstáculos a la aplicación sólo lograron un progreso limitado con sus iniciativas en el sector 4.0. Los retos más destacados fueron los siguientes:

Dificultad para seleccionar proveedores de terceros para alojar y poner en funcionamiento los datos de la empresa
Falta de valor para lanzar el plan de digitalización
Falta de talento interno para apoyar la integración de tecnologías y soluciones avanzadas
Dificultades para integrar datos de diversas fuentes para permitir la conectividad
Falta de conocimiento sobre la Industria 4.0, los proveedores y los socios de outsourcing de TI

Es importante que las empresas consideren que tienen todo en su lugar para integrar con éxito la tecnología Industry 4.0. El primer paso para convertirse en una empresa de la Industria 4.0 es estimar el ROI que las soluciones digitales generarán para su negocio.

¿La industria 4.0 es adecuada para mi negocio?

Hemos elaborado una lista de consideraciones para ayudarle a entender si la tecnología Industria 4.0 puede avanzar en su negocio. Identificar claramente sus necesidades específicas ayudará cuando llegue el momento de invertir en la integración.

Las soluciones de Industria 4.0 pueden beneficiar a su organización si:
La industria a la que sirves es altamente competitiva y conocedora de tecnología
Reclutar para puestos vacantes dentro de su organización es difícil
Usted experimenta frecuentes interrupciones de la producción como resultado del tiempo de inactividad de la máquina
La visibilidad sobre su cadena de suministro es pobre o inexistente
Existe un tiempo de desfase entre identificar y abordar los problemas en el suelo de su planta.
Impulsar la eficiencia y la productividad en todo el negocio es una prioridad
Los empleados actualmente no tienen acceso a informes informados y actualizados sobre producción y procesos
Mantener la calidad constante del producto es difícil
Usted desea una visión coherente y flexible de la producción y las operaciones con análisis oportuno y rico

Si un número de lo anterior se aplica a usted, entonces es seguro empezar a evaluar la tecnología de la Industria 4.0 y asignar recursos para el despliegue.

¿Cómo implementar tecnologías relacionadas con la Industria 4.0?

Por último, ahora que entendemos la Industria 4.0, su papel en la fabricación, y si es adecuado para su negocio, vamos a discutir cómo puede implementar con éxito esta tecnología en toda su organización.

1. Comprende tu posición inicial

Esto significa revisar su estado actual de madurez y revisar las áreas de mejora para su equipo. El establecimiento de las bases para la adopción con éxito facilitará el proceso de aplicación.

2. Dar prioridad a la industria 3.0

Para aplicar los conceptos de la Industria 4.0, deben establecerse los principios de la Industria 3.0. La mayoría de las empresas no están listas para implementar soluciones de la Industria 4.0 porque aún no han implementado la Industria 3.0. Estas son algunas áreas para centrarse en:

Buy-In de la gerencia: Todo su equipo debe estar a bordo con los cambios y adaptaciones planeados. Un buy-in de gestión segura debe ser uno de sus primeros pasos.
Conectar OT y IT: Los departamentos de tecnología de la información (TI) y tecnología operativa (OT) deben trabajar juntos para encontrar soluciones relacionadas con la industria 4.0. Por ejemplo, debería existir un sistema integrado de programación de la producción antes de que la visión de Industry 3.0 pueda tener éxito.

3. Definir una estrategia

Tener un plan es una necesidad antes de adoptar soluciones de la Industria 4.0. Definir su nivel de madurez objetivo, establecer un plan de implementación detallado, y evaluar los obstáculos potenciales con el fin de lograr sus objetivos.

4. Inicio pequeño

Esto se aplica tanto a la Industria 3.0 como a la Industria 4.0. Evite precipitarse hacia la Industria 4.0 o podría enfrentarse a uno de los muchos desafíos destacados anteriormente, como la falta de liderazgo unificado o talento interno. Elija un desafío a la vez y muéstrele a su organización cómo lo resolvió utilizando soluciones Industry 4.0. Esto ganará apoyo dentro del negocio, y una vez que se logre el primer objetivo se puede pasar al segundo punto de dolor.

5. Crear un ecosistema amigable

Si su organización no está lista para aceptar el concepto Industria 4.0, no tendrá éxito. Cree un ecosistema de fabricación en el que los elementos físicos y digitales de su negocio se comuniquen para establecer una plataforma de aterrizaje amigable para una integración eficiente.

6. Mejorar los procesos internos

Es inteligente centrarse en las mejoras del proceso de extremo a extremo para promover la colaboración. Esto podría significar invertir en educación y capacitación, promover la automatización de procesos y explorar hardware y software que podrían ayudar a racionalizar su negocio. Esto le ayudará a superar los principales desafíos citados por otras empresas que lucharon integrando conceptos de la Industria 4.0 y proporcionar a los empleados una visión de por qué está introduciendo nuevas tecnologías.

Industria 4.0 Soluciones para un suelo de planta conectado

La industria 4.0 es la próxima gran cosa para la fabricación, y aquellos que no adoptan elementos de esta tecnología dentro de sus industrias podrían correr el riesgo de quedarse atrás en mercados competitivos. En Plex, ofrecemos una gama de soluciones de la Industria 4.0 para ayudarle a hacer sus procesos de fabricación más rentables, productivos y eficientes.