Industria 4.0: definición y relevancia en el paradigma actual

21 Febrero 2018

Equipo de Expertos en Ciencia y Tecnología

Cada vez más personas buscan averiguar qué es la industria 4.0, su definición. Es algo lógico, al tratarse de un concepto en desarrollo que tiene mucho que aportar y aún está comenzando a dar sus primeros pasos, para afianzarse en el mercado global. Tras este término se encuentra una nueva era en cuanto a producción, una que apuesta por los sistemas inteligentes, siendo tal su relevancia que ha dado forma a otro término alternativo que bautiza esta industria como la cuarta revolución industrial.

Industria 4.0: definición

La industria 4.0, por definición es la que comprende a un planteamiento de fabricación conectado, cuya expansión está en paralelo al crecimiento de la ciberindustria y la instalación de cada vez, sistemas más inteligentes. Son estos los que se ocupan de trabajos pesados de una forma autónoma. A su alrededor también se encuentran los centros productivos inteligentes que potencian una forma distinta de trabajar, más eficiente, flexible y autónoma.

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Características de la industria 4.0

Entre las características que definen a la industria 4.0 destacan las siguientes:

Presencia digital
Modularidad
Heterogeneidad
Escalabilidad
Conciencia del contexto
Autonomía
Adaptabilidad
Robustez
Flexibilidad
Totalmente automatizado
Autoconciencia de activos
Interoperabilidad
Capacidad de conexión en red
Idoneidad de la información
Integrabilidad
Sostenibilidad
Intercambiabilidad.
Composición creativa.
Proactividad
Fiabilidad
Agilidad
Capacidad de respuesta
Precisión
Reutilización
Descentralización
Industria distribuida
Resiliencia

Tal y como se desprende de la investigación conducida por Mittal, Khan, Romero y Wuest, publicada bajo el nombre original “Smart manufacturing: Characteristics, technologies and enabling factors”, el significado de estos atributos que ayudan a entender mejor lo que es la industria 4.0 y su definición, es el siguiente:

Presencia digital. Ser capaz de crear modelos digitales o ciberfísicos de piezas o un sistema de fabricación completo que permita desarrollar un entorno de simulación para planificación avanzada, soporte de decisiones y capacidad de validación, antes de que se implemente físicamente cualquier acción.
Modularidad. Ser capaz de crear "economías de escala" dentro del sistema de fabricación.
Heterogeneidad. Ser capaz de crear "economías de alcance" dentro del sistema de fabricación.
Escalabilidad. Ser capaz de ajustar (por ejemplo, aumentar) la capacidad de producción a través del sistema de fabricación reconfigurándolo con un coste mínimo y en un tiempo mínimo.
Conciencia del contexto. Ser capaz de recopilar automáticamente y en tiempo real datos del sistema de fabricación a través de una red de sensores (por ejemplo, IoT) y, posteriormente, realizar un procesamiento en tiempo real (basado en eventos o datos) para proporcionar la información adecuada a las personas o al sistema correcto y en el momento preciso.
Autonomía. Ser capaz de soportar el razonamiento (autónomo), la planificación y la toma de decisiones a través de hardware, software, sensores y tecnología de comunicación para aumentar el rendimiento de un sistema de fabricación, así como su productividad y flexibilidad.
Adaptabilidad. Ser capaz de gestionar imprevistos durante la producción como sistema de fabricación. La adaptabilidad puede incluir capacidades de características de flexibilidad y robustez.
Robustez. Ser capaz de afrontar problemas durante la producción como fabricación. La robustez puede ser lograda a través de la redundancia.
Flexibilidad. Poder fabricar diferentes productos en el mismo sistema de fabricación.
Totalmente automatizado. Ser capaz de controlar la producción completamente mediante un sistema informático.
Autoconciencia del activo. Ser capaz de identificar un fenómeno o evento dentro de sí mismo (el activo), como su ubicación, condición o disponibilidad dentro del sistema de fabricación.
Interoperabilidad. Ser capaz de permitir la comunicación a través de interfaces entre los componentes / subsistemas de un sistema de fabricación, lo que le permite trabajar con o utilizar partes de otros componentes / subsistemas.
Capacidad de trabajo en red. Ser capaz de permitir el intercambio de información y la comunicación entre los componentes / subsistemas de un sistema de fabricación.
Oportunidad de información. Poder adquirir información de una o más fuentes dentro del sistema de fabricación, sus componentes y subsistemas, almacenarlo y asegurar su calidad, accesibilidad y comprensibilidad, así como su suministro a las personas o al sistema adecuados y en el momento indicado.
Integrabilidad. Ser capaz de unir diferentes subsistemas de componentes (por ejemplo, máquinas herramienta, robots, sistemas informáticos, humanos) de un sistema de fabricación en un sistema integrado y asegurando que todos los subsistemas funcionan juntos como un todo coordinado.
Sostenibilidad. Ser capaz de realizar todos los procesos de fabricación y operaciones del sistema con una mínima huella ambiental (por ejemplo, eficiencia de recursos).
Intercambiabilidad. Ser capaz de proporcionar componentes intercambiables dentro de un sistema de fabricación.
Composición creativa. Ser capaz de aplicar diferentes combinaciones de los componentes para satisfacer requisitos de producción específicos.
Proactividad. Ser capaz de anticipar (predecir), mediante capacidades continuas de conciencia de la situación, eventos (por ejemplo, problemas) en los componentes del sistema de producción o fabricación (por ejemplo, máquina herramienta) y reaccionar antes de tiempo (por ejemplo, mantenimiento proactivo).
Fiabilidad. Ser capaz de realizar los procesos y operaciones de fabricación requeridos como un sistema de fabricación "confiable" en condiciones establecidas, para lograr los objetivos de producción. La monitorización y el diagnóstico de defectos son habilitadores para mejorar la confiabilidad de un sistema de fabricación.
Agilidad. Ser capaz de responder a cambios externos (por ejemplo, cambios de mercado) que afectan los planes de producción.
Capacidad de respuesta. Ser capaz de proporcionar una "respuesta rápida" a los cambios en los planes de producción.
Precisión. Ser capaz de producir con un desperdicio mínimo o nulo en todos los procesos y operaciones de fabricación (por ejemplo, manufactura Lean).
Reutilización. Ser capaz de utilizar los activos existentes tal como están o modificándolos en el sistema de fabricación de una forma u otra para reducir la introducción de nuevos.
Descentralización. Ser capaz de permitir que los componentes o subsistemas de un sistema de fabricación operen de manera descentralizada pero coordinada, para lograr los objetivos de producción global.
Distribuido. Ser capaz de producir en instalaciones de fabricación dispersas que se coordinan utilizando información y tecnología de la comunicación.
Resiliencia. Ser capaz de tolerar grandes perturbaciones durante la producción y aún así lograr los objetivos de producción (por ejemplo, en términos de calidad del producto, tiempo de entrega, costo de producción).

Industria 4.0: los pilares de la nueva revolución industrial

Para entender lo que proporciona la industria 4.0 y el enfoque del que parte para revolucionarlo todo en términos globales dentro de todos los mercados, es importante conocer sus bases, que se establecen alrededor de un total de cuatro pilares:

Sistemas ciberfísicos
Internet de las cosas
Cultura maker
Fábrica 4.0

Todo ello se concentra en un mismo objetivo, que no es otro que las tecnologías más avanzadas y el uso de Internet se puedan aplicar para que exista una mejor comunicación industrial y que la productividad aumente en todos los frentes. Los mercados se beneficiarán de ello como un salto generacional para la industria que marcará un antes y un después en cuanto al aprovechamiento de la tecnología.

¿Qué significa 4.0 tecnológicamente?

Sistemas ciberfísicos

Los sistemas ciberfísicos han pasado de ser un concepto lejano y desconocido a algo que ya se está implementando a diario en la vida de las personas. Son sistemas cuyos componentes se entrelazan con el software mediante un amplio volumen de capas y escalas.

La interacción entre sus distintos elementos es crucial y multidisciplinar, beneficiándose de los avances en mecatrónica y cibernética, entre otros avances. Algunos ejemplos de estos sistemas incluyen los vehículos autónomos que no necesitan conductor o los dispositivos y máquinas que realizan la monitorización de un paciente de manera independiente para velar siempre por su salud.

El Internet de las cosas IoT

Este es uno de los conceptos más conocidos y extendidos entre la sociedad actual, dado que se está abriendo camino en elementos cotidianos y es muy reconocible por parte de todo tipo de personas. Se refiere a la forma en la que todo se encuentra interconectado dentro de la red. Si antaño Internet realizaba una conexión entre ordenadores a un mar de información, ahora ya no solo se conectan estos equipos, sino que todo tipo de herramientas, electrodomésticos y otras máquinas también están conectados. Donde todos estos elementos confluyen es el Internet de las cosas, que ya no se considera un mar, sino un enorme océano en el que todo se beneficia de compartir espacio. El volumen de conectividad irá en aumento en los próximos años por la expansión tecnológica y por cómo todo tiende a beneficiarse del uso de Internet.

Cultura maker

El concepto del hazlo tú mismo ha llegado a la industria a través de distintas vías y posibilidades, lo que ha hecho que la cultura maker tenga una posición líder a la hora de entender esta revolución industrial.

Los profesionales y expertos dejan salir su máxima imaginación para llevar a cabo proyectos de todo tipo que están relacionados con la electrónica, la ingeniería, la tecnología y la robótica. Estos progresos, este afán por explorar y realizar todo tipo de trabajos ahorrando dinero y entreteniéndose por el camino, ha hecho que la sociedad sea más inquieta y que se esfuerce por conseguir crear sus propias obras.

Fábrica 4.0

Por supuesto, las fábricas que adopten estas tendencias y que se interconecten entre sí por medio de las ideas de la cuarta revolución industrial son las que van a hacer que, tanto a corto como largo plazo, este proyecto tecnológico se afiance en todo tipo de sectores. Es necesario que las fábricas adopten un perfil revolucionario, que se conecten, que accedan a información en tiempo real y que expriman las distintas opciones que aporta este nuevo sistema para organizar nuevos frentes industriales.

El objetivo está claro y todo indica que la cuarta revolución industrial no solo comienza con fuerza, sino que apunta alto para marcar otro punto de interés en la historia de la humanidad.

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