¿Qué es la industria 4.0?
Las tecnologías de la Industria 4.0 revolucionan la automatización, el monitoreo y el análisis de las cadenas de suministro a través de tecnología inteligente.
Resumen de la Industria 4.0
La Industria 4.0 ha reinventado la manera en que las empresas diseñan, fabrican y distribuyen sus productos. Tecnologías como internet de las cosas industrial (IIoT), conectividad en la nube, IA y machine learning ahora están profundamente integradas en el proceso de fabricación. Este enfoque unificado e integrado de la fabricación da como resultado productos, fábricas y activos conectados e inteligentes.
Las iniciativas de la Industria 4.0 de hoy también buscan desarrollar colaboraciones simbióticas y gratificantes entre las personas y la tecnología. Cuando la precisión y la velocidad de las herramientas 4.0 se unen con la creatividad, el talento y la innovación de su personal, obtiene una ganancia para su fuerza laboral y sus resultados finales. Sus operaciones de fabricación se vuelven más eficientes y productivas, y sus equipos se liberan de muchas tareas mundanas y repetitivas –dándoles la oportunidad de colaborar con tecnologías inteligentes y equiparse mejor para el entorno tecnológico en evolución y el futuro del trabajo potenciado por IA–.
– Daniel Burrus
Definición de Industria 4.0
La Industria 4.0 puede definirse como la integración de tecnologías digitales inteligentes en los procesos industriales y de fabricación. Abarca un conjunto de tecnologías que incluyen redes industriales de IoT, IA, Big Data, robótica y automatización. La Industria 4.0 permite la fabricación inteligente y la creación de fábricas inteligentes. Su objetivo es mejorar la productividad, la eficiencia y la flexibilidad a la vez que permite una toma de decisiones y una personalización más inteligentes en las operaciones de fabricación y cadena de suministro.
Y cualquier definición de Industria 4.0 también tendría que incluir su origen del término Cuarta Revolución Industrial. Desde la década de 1800, hemos experimentado tres revoluciones industriales. Se llamaron “revoluciones” porque la innovación que las impulsó no solo mejoró ligeramente la productividad y la eficiencia, sino que revolucionó completamente cómo se producían los bienes y cómo se realizaba el trabajo. Ahora estamos en la Cuarta Revolución Industrial, también conocida como Industria 4.0.
Primera revolución industrial
A principios de 1800, la Primera Revolución Industrial estaba en marcha. La invención de la máquina de vapor redujo la dependencia industrial en el trabajo animal y humano, marcando el comienzo de una nueva era de fabricación e ingeniería de precisión.
Segunda revolución industrial
Un siglo después, el creciente uso del petróleo y la energía eléctrica significaba que la maquinaria podía ser más delgada y menos engorrosa. La Segunda Revolución Industrial fue impulsada por la línea de montaje y los procesos de producción en masa, muchos de los cuales todavía están en uso en la actualidad.
Tercera revolución industrial
Alrededor de mediados del sigloXX, las computadoras golpearon la escena. La Tercera Revolución Industrial vio el desarrollo temprano de la automatización de fábricas y la robótica. Esta era también vio el primer uso de sistemas de negocio computarizados que fueron construidos para gestionar y analizar datos.
Cuarta revolución industrial
Hoy en día, la fabricación está cada vez más impulsada por la información. Vastas cantidades de datos provienen de todo el negocio y de todo el mundo, en tiempo real, las 24 horas del día. La IA está en el corazón de la Cuarta Revolución Industrial, lo cual permite a los fabricantes no solo recopilar todos esos datos, sino utilizarlos –para analizar, predecir, comprender e informar–. La Industria 4.0 no se caracteriza por una sola tecnología. Se define por la integración perfecta de una serie de sistemas, herramientas e innovaciones.
Tecnologías de la Industria 4.0
La Industria 4.0 se basa en nueve pilares tecnológicos. Estas innovaciones conectan los mundos físico y digital y posibilitan sistemas inteligentes y autónomos. Las empresas y cadenas de suministro ya utilizan algunas de estas tecnologías avanzadas, pero todo el potencial de la Industria 4.0 cobra vida cuando se utilizan juntas.
Tecnologías de la Industria 4.0
- Big Data y analíticas de IA: en un entorno de la Industria 4.0, Big Data se recopila de una amplia gama de fuentes. Por supuesto, esto incluye capturar datos de activos, equipos y dispositivos habilitados para IoT. Las fuentes de datos también se extienden fuera de la planta de producción, hacia otras áreas del negocio y del mundo. Pueden incluir desde reseñas de clientes y tendencias de mercado que informan I+D y diseño, hasta aplicaciones meteorológicas y de tráfico que ayudan a garantizar una logística más fluida. Las analíticas potenciadas por IA y machine learning se aplican a los datos en tiempo real –y la información estratégica se aprovecha para mejorar la toma de decisiones y la automatización en cada área de fabricación y gestión de la cadena de suministro–.
- Integración horizontal y vertical: Un marco esencial de la Industria 4.0 es la integración horizontal y vertical. Con la integración horizontal, los procesos están estrechamente integrados a nivel de campo –en la planta de producción, en múltiples instalaciones de producción y en toda la cadena de suministro–. Con la integración vertical, todas las capas de una organización están unidas –y los datos fluyen libremente desde la planta hasta la planta superior y de nuevo hacia abajo–. En otras palabras, la producción está estrechamente integrada con procesos de negocio como I+D, control de calidad, ventas y marketing y otros departamentos, lo que reduce los silos de datos y conocimiento y optimiza las operaciones.
- Computación en la nube: lacomputación en la nube es el "gran habilitador" de la Industria 4.0 y la transformación digital. La tecnología en la nube de hoy brinda la base para las tecnologías más avanzadas –desde IA y machine learning hasta la integración de IoT– y les da a las empresas los medios para innovar. Los datos que alimentan las tecnologías de la Industria 4.0 residen en la nube, y los sistemas ciberfísicos en el centro de la Industria 4.0 utilizan la nube para comunicarse y coordinarse en tiempo real.
- Realidad aumentada (AR): la realidad aumentada normalmente superpone el contenido digital a un entorno real. Con un sistema de AR, los empleados utilizan anteojos inteligentes o dispositivos móviles para visualizar datos de IoT en tiempo real, piezas digitalizadas, instrucciones de reparación o ensamblaje, contenido de capacitación y más –todo mientras miran algo físico como una pieza de equipo o un producto–. La RA sigue surgiendo, pero tiene implicaciones importantes para el mantenimiento, el servicio y el control de calidad, así como para la formación y la seguridad de los técnicos.
- Internet de las cosas industrial (IIoT): El Internet de las cosas (IoT), más específicamente, el Internet de las cosas industrial, es tan central para la Industria 4.0 que los dos términos a menudo se utilizan indistintamente. La mayoría de las cosas físicas de la Industria 4.0 (dispositivos, robots, maquinaria, equipos, productos) utilizan sensores y etiquetas RFID para proporcionar datos en tiempo real sobre su estado, rendimiento o ubicación. Esta tecnología permite a las empresas operar cadenas de suministro más fluidas, diseñar y modificar rápidamente productos, evitar el tiempo de inactividad de los equipos, mantenerse al día con las preferencias del consumidor, realizar un seguimiento de los productos y el inventario, y mucho más.
- Fabricación aditiva/impresión 3D: La fabricación aditiva, o impresión 3D se utilizó inicialmente como una herramienta de creación rápida de prototipos, pero ahora ofrece una gama más amplia de aplicaciones, desde la personalización masiva hasta la fabricación distribuida. Con la impresión 3D, las piezas y los productos pueden almacenarse como archivos de diseño en inventarios virtuales e imprimirse bajo demanda en el punto de necesidad, lo que reduce tanto los costes como la necesidad de fabricación off-site/off-shore. Cada año, la extensión de la impresión 3D crece más variada, incluyendo cada vez más filamentos base como metales, polímeros de alto rendimiento, cerámica e incluso biomateriales.
- Robots autónomos: con la Industria 4.0, está surgiendo una nueva generación de robots autónomos. Programados para realizar tareas con mínima intervención humana, los robots autónomos varían mucho en tamaño y función, desde drones de escaneo de inventario hasta robots móviles autónomos para operaciones de picking y colocación. Equipados con software de vanguardia, IA, sensores y visión de máquinas, estos robots son capaces de realizar tareas difíciles y delicadas –y pueden reconocer, analizar y actuar sobre la información que reciben de su entorno–.
- Simulación/gemelos digitales: un gemelo digital es una simulación virtual de una máquina, producto, proceso o sistema del mundo real basada en datos de sensores de IoT. Este componente central de la Industria 4.0 permite a las empresas comprender, analizar y mejorar mejor el rendimiento y el mantenimiento de los sistemas y productos industriales. Un operador de activos, por ejemplo, puede utilizar un gemelo digital para identificar una parte específica de mal funcionamiento, predecir posibles problemas y mejorar el tiempo productivo.
- Ciberseguridad: con el aumento de la conectividad y el uso de Big Data en la Industria 4.0, la ciberseguridad efectiva es primordial. Implementando una arquitectura Zero Trust y tecnologías como machine learning y blockchain, las empresas pueden automatizar la detección, prevención y respuesta de amenazas –y minimizar el riesgo de filtraciones de datos y retrasos en la producción en todas sus redes–.
Soluciones de fabricación 4.0 en acción
La transformación digital asociada con la Industria 4.0 conlleva una evolución tanto cultural como operativa. Unificando y conectando personas, datos y activos, usted crea una gama casi ilimitada de optimizaciones potenciales. A continuación, se muestran algunos ejemplos de cómo las soluciones de la Industria 4.0 están mejorando la eficiencia, la visibilidad y la sostenibilidad en la fabricación y las cadenas de suministro.
Plataformas de diseño colaborativo: la Industria 4.0 brinda soporte a la creación de plataformas de diseño colaborativo en las que los equipos de I+D, los diseñadores de productos y las partes interesadas de toda su organización pueden acceder y contribuir al diseño de datos e información estratégica. Este enfoque abierto fomenta la colaboración interfuncional, el intercambio de ideas y el intercambio de conocimientos, lo cual deriva en decisiones de diseño más fundamentadas y al desarrollo más rápido de productos innovadores centrados en el cliente.
Mantenimiento predictivo: integrando sensores de IoT y analíticas de datos, las empresas de fabricación pueden monitorear la salud de los equipos en tiempo real. Los algoritmos de mantenimiento predictivo identifican posibles fallas antes de que ocurran, lo cual le permite implementar procesos proactivos que pueden reducir el tiempo de inactividad en hasta un 50% y extender la vida útil de los activos hasta un 40%.
Optimización de la cadena de suministro: la Industria 4.0 brinda soporte a la visibilidad de punta a punta en toda su cadena de suministro global. Con datos en tiempo real de proveedores, niveles de inventario, programas de producción, demanda de clientes, equipos internos y mucho más, usted puede optimizar la logística, equilibrar la oferta y la demanda, mejorar el cumplimiento de los pedidos y mejorar la eficiencia general de su cadena de suministro y fabricación.
Fabricación ágil: IA y analíticas avanzadas le permiten recopilar y analizar información estratégica y feedback de clientes en tiempo real provenientes de fuentes como redes sociales, revisiones on-line e interacciones de soporte al cliente. Sus equipos de I+D y diseñadores de productos pueden aprovechar estos datos para identificar las preferencias del consumidor, los puntos débiles y las tendencias emergentes. Al incorporar este feedback en el proceso de diseño, sus equipos pueden desarrollar rápidamente productos que se alineen mejor con las demandas del mercado, mejorando la satisfacción y lealtad e impulsando la innovación.
Control de calidad y detección de defectos: aprovechando dispositivos IoT y algoritmos de machine learning, podrá recopilar datos en tiempo real de todas sus líneas de producción. Al monitorear continuamente el proceso de fabricación y producción, se pueden detectar anomalías, identificar problemas de calidad y tomar medidas correctivas rápidamente, asegurándose de estar siempre en control de la calidad del producto.
Prácticas de economía circular: la Industria 4.0 respalda la implementación de economías circulares, centrándose en reducir los residuos y maximizar la reutilización, la renovación y el reciclaje de materiales. Al utilizar análisis de Big Data y redes IoT, puede realizar un seguimiento de los ciclos de vida de los productos, implementar la logística inversa para las devoluciones de productos y optimizar la recuperación de recursos valiosos. Además, las analíticas avanzadas potenciadas por IA también pueden ayudar a sus diseñadores de productos a desarrollar productos –directamente desde el tablero de dibujo– que se construyen para ser más sostenibles, desperdician menos recursos y se reciclan o reutilizan más fácilmente.
Monitoreo y optimización de la huella de carbono: las tecnologías de la Industria 4.0 facilitan la recopilación y el análisis de datos en tiempo real sobre el consumo de energía, las emisiones del transporte y otros factores que contribuyen a la huella de carbono de una empresa. Al medir y monitorear con precisión las emisiones, se pueden identificar áreas de mejora, implementar medidas de eficiencia energética y desarrollar estrategias para reducir su huella de carbono general, lo cual le ayudará a cumplir sus objetivos de sostenibilidad cada vez más ambiciosos.
Resumen de los beneficios de la Industria 4.0
La Industria 4.0 representa algo más que una simple actualización tecnológica. Al eliminar los silos y conectar equipos y operaciones en todo su entorno de fabricación, se comienza a establecer una forma más transparente y holística de hacer negocios –que eventualmente puede extenderse a todas las áreas de su organización–.
La eficiencia operativa se mejora con una asignación de recursos mejorada, un tiempo de inactividad reducido y una mayor productividad. Esta eficiencia se extiende a las iniciativas de sostenibilidad en las que las analíticas y las automatizaciones inteligentes pueden ayudar a optimizar aún más el uso de energía, reducir los residuos e incluso diseñar e innovar productos que sean más sostenibles a lo largo de su ciclo de vida.
El hecho de que las soluciones y herramientas de la industria 4.0 le permitan recopilar, analizar e interpretar grandes cantidades de datos en tiempo real, significa que se puede obtener información estratégica accionable muy rápidamente, dándole el poder de tomar decisiones con confianza y precisión. Esto también se aplica a los clientes, porque sus demandas y expectativas también están cambiando a la velocidad de la luz. Por lo tanto, las analíticas de datos en tiempo real pueden ayudar a que adapte rápidamente para personalizar productos y brindar soluciones personalizadas on-demand.
Vivimos en tiempos competitivos y volátiles. Las herramientas y estrategias de la Industria 4.0 ayudan a mejorar no solo la eficiencia y la productividad, sino también la capacidad de ver los rincones y obtener una ventaja competitiva significativa.
Preguntas frecuentes sobre la Industria 4.0
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