2016-08-24

La 4a. Revolución Industrial: Los 9 pilares de la Industria 4.0 (1 y 2)

Los 9 pilares de la Industria 4.0.  

Por Ricardo Estévez. 

EcoInteligencia. 


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La 4a. Revolución Industrial: Los 9 pilares de la Industria 4.0 (1 y 2)

Los 9 pilares de la Industria 4.0 (1)

¿Te sientes atraído por el concepto de Industria 4.0? Sin embargo, podrás observar que la mayoría de los avances tecnológicos que forman la base de la Industria 4.0 ya se utilizan en las fábricas actuales.


Esta nueva interpretación de mano de la Industria 4.0 busca transformar realmente la producción, proponiendo unidades aisladas y optimizadas que se unan en un flujo automatizado de producción totalmente integrado.

Podemos apreciar que este escenario conduce a una mayor eficiencia, y a un cambio en el modelo tradicional de las relaciones que imperan entre proveedores, fabricantes y clientes, y aún yendo más allá, entre humanos y máquinas.

Empezamos con los primeros pilares de la Industria 4.0:

1. Big Data


El análisis basado en grandes conjuntos de datos ha emergido recientemente en el mundo de la fabricación, buscando optimizar la Calidad de la producción, el ahorro de energía y mejorar el servicio que presta el equipamiento. En un contexto de Industria 4.0, la recolección y evaluación de forma integral de datos de muchas fuentes diferentes, (equipo de producción y sistemas, y en general, de los Sistemas de Información Empresarial) llegará a ser un estándar en la toma de decisiones en tiempo real.

Por ejemplo, el fabricante de semiconductores Infineon Technologies ha reducido los fallos de calidad al correlacionar datos de uno de sus chips, capturados en fase de pruebas al final del proceso de producción con datos recopilados en la fase inicial del proceso, cuando está todavía en la oblea. De esta manera, Infineon puede identificar patrones que ayuda a descartar chips defectuosos durante el proceso de producción y mejorar así la Calidad de sus productos.

2. Robots autónomos


En innumerables sectores de fabricación se usan desde hace años robots para hacer frente a tareas tediosas, peligrosas ó complejas. En la actualidad está surgiendo una nueva generación de robots más útil. Son sistemas cada vez más autónomos, flexibles y capaces de trabajar de forma cooperativa. Se busca la interacción entre sistemas robóticos para trabajar de forma segura al lado de seres humanos, e incluso, aprender de ellos. El precio de estos robots se está reduciendo y abarcan nuevas capacidades aplicables en los entornos fabriles.

Por ejemplo, Kuka, fabricante europeo equipamiento robótico, ofrece sistemas autónomos robotizados que interactúan entre ellos. Estos robots se conectan de manera que puedan trabajar juntos y automáticamente coordinar sus acciones en la línea de producción. Equipados con sensores y unidades de control de alta prestaciones permiten una estrecha colaboración con las personas que participan el proceso productivo.

Igualmente, ABB ha lanzado un robot de dos brazos llamado YuMi que está específicamente diseñado para ensamblar productos (por ejemplo de electrónica de consumo) junto a personas. Dos brazos acolchados y visión artificial permiten una segura identificación e interacción entre las partes.

3. Simulación


En la fase de ingeniería se utilizan desde hace tiempo las simulaciones tipo 3D de productos, materiales y procesos de producción. Lo que se plantea en un futuro cercano es llevar las simulaciones a operaciones que se realizan en la planta productiva. Estas simulaciones aprovechan datos en tiempo real para reflejar el mundo físico en un modelo virtual, que puede incluir personas, máquinas y los productos.

Esto puede permitir a los operadores para probar y optimizar la configuración de la máquina para el siguiente producto en el mundo virtual antes de que se inicie el proceso en el mundo físico, de tal modo que se reduzcan los tiempos de preparación del equipamiento y aumente la Calidad.

Un ejemplo de este pilar lo proporcionan Siemens y un proveedor alemán de bienes de equipo que han desarrollado un entorno virtual que puede simular el mecanizado de piezas utilizando los datos de la máquina física. Esto reduce el tiempo de configuración para el proceso real de mecanizado hasta en un 80%.

4. Integración horizontal y vertical


Hoy en día la mayoría de los sistemas no están totalmente integrados. Se están dedicando muchos recursos a esta cuestión, pero empresas, proveedores y clientes son rara vez están integrados estrechamente. Ni tampoco lo están departamentos como ingeniería, producción y atención al cliente.

Funciones de la empresa a nivel de la planta tampoco se encuentran totalmente integradas. Incluso si nos fijamos en el área de ingeniería (el camino de diseño, a planta y su automatización) hay una carencia generalizada integración completa. Pero con la Industria 4.0 se pretende que empresas, departamentos, funciones y capacidades estén cohesionadas, integrando datos entre empresas, y evolucionando hacia redes universales que permiten automatizar realmente las cadenas de valor.

Es el caso de Dassault Systèmes y BoostAeroSpace que han puesto en marcha una plataforma de colaboración para la industria europea aeroespacial y de defensa. La plataforma se llama AirDesign y proporciona un espacio de trabajo común en la nube (Cloud Computing) para el diseño y fabricación colaborativa. Se ocupa de la compleja tarea de intercambio de datos de producción entre los distintos participantes.

En nuestra próxima entrega completaremos esta recopilación de los pilares de la Industria 4.0, empezando por el que nosotros consideramos el principal de todos ellos: Internet de las Cosas.

By RES on 2 junio, 2016
http://www.ecointeligencia.com/2016/06/9-pilares-industria-40-1/

Los 9 pilares de la Industria 4.0 (2)


Después de iniciar el repaso a los avances tecnológicos que forman la base de la Industria 4.0, vamos a continuar con el resto de pilares que apuntalan este concepto.

Y vamos a proseguir con el pilar más importante, a nuestro juicio, de la Industria 4.0:

5. Internet de las Cosas industrial


Hoy en día, unos pocos fabricantes de máquinas y sensores están conectados en red para usar sistemas embebidos. Por lo general están organizados en una pirámide de automatización vertical en la que sensores y dispositivos de campo, con una automatización e inteligencia limitada, alimentan un sistema general de control de procesos en fábrica. Pero con el Internet de las Cosas Industrial, más dispositivos (incluyendo a veces incluso productos no terminados) pueden ser equipados con sistemas embebidos, y conectados entre si usando tecnologías estándar. Esto permitirá a los dispositivos desplegados comunicarse e interactuar entre ellos y con los sistemas centrales, según sea necesario. También descentraliza el análisis y la toma de decisiones, permitiendo la respuesta en tiempo real.

Bosch Rexroth, proveedor de accionamiento y control, dispone de una planta de producción válvulas con un proceso de fabricación semiautomatizado y descentralizado. Los productos poseen códigos de identificación de radio frecuencia, y las estaciones de trabajo conocen qué pasos de fabricación deben realizarse para cada producto y pueden realizar configuraciones para una operación específica.

6. Ciberseguridad


Muchas empresas todavía dependen de sistemas de gestión y de producción (conocidos por sus siglas en inglés ERP, Entreprise Resource Planning) que no están integrados. Con la llegada de una mayor conectividad y con el uso de los protocolos de comunicación estándar que se proponen con la Industria 4.0, aumenta dramáticamente la necesidad de proteger los sistemas de las amenazas de cibernéticas, tanto los sistemas industriales críticos como las líneas de producción. Como resultado de esto, son esenciales disponer de comunicaciones seguras y fiables, así como de un adecuado sistema de gestión de accesos de usuarios y verificación de identidades.

Recientemente, varios fabricantes de equipamiento industrial han unido sus esfuerzos con compañías dedicadas a la seguridad informática, ya sea a través de alianzas o incluso de adquisiciones.

7. La nube


Desde hace algún tiempo las empresas están utilizando software en la nube para algunas aplicaciones empresariales, pero con la llegada de la Industria 4.0, las organizaciones demandarán mayores capacidades para almacenar cantidades de datos y realizar procesamientos masivos de forma ubicua.

Esta mayor demanda propiciará una mejora en el rendimiento de las tecnologías empleadas en la nube. Esto dará lugar a que cada vez más funcionalidad y datos se desplieguen en servidores cloud, y a que aparezcan nuevos servicios de los que se puedan beneficiar los sistemas de producción. Incluso los sistemas de seguimiento y control se migrarán a la nube.

Los principales proveedores de software de producción ya están ofreciendo sus soluciones en la nube.

8. Fabricación aditiva


Principalmente de mano de la impresión 3D las empresas están incorporando la fabricación aditiva en procesos como el prototipado y para producir componentes individuales. Con la Industria 4.0, estos métodos aditivos serán ampliamente utilizados para producir lotes pequeños de productos personalizados que ofrecen ventajas en muchos sectores, como puede ser el de la edificación. Los sistemas de fabricación aditiva de alto rendimiento y descentralizada permitirá reducir distancias de transporte y costes de inventario.

Por ejemplo, existen empresas que están utilizando la fabricación aditiva para implementar nuevos diseños de peso reducido, lo que les permite prescindir de materiales caros como puede ser el titanio.

9. Realidad Aumentada


La Realidad Aumentada (AR, en sus siglas en inglés) ofrece gran variedad de posibilidades, como puede ser la asistencia en la reparación de equipos y el envío de instrucciones de reparación a dispositivos móviles. Aunque estos sistemas están en el inicio de su desarrollo, muchas empresas están apostando por esta tecnología (también por la Realidad Virtual) para proporcionar a sus trabajadores información en tiempo real para mejorar la toma de decisiones y la ejecución de los procedimientos de trabajo asignados.

Por ejemplo, los trabajadores podrían recibir instrucciones de reparación sobre cómo reemplazar una pieza concreta y como se busca en el sistema real lo necesario para la reparación. Esta información puede visualizarse directamente en el campo de visualización de los operarios mediante dispositivos tales como gafas de realidad aumentada (Smart Glass).

Otra aplicación es la formación virtual. Siemens ha desarrollado un módulo de capacitación virtual para operadores de planta para su software Comos que utiliza un entorno 3D que se visualiza en gafas de realidad aumentada para formar al personal de la planta en la gestión de emergencias.

Esperamos que os haya resultado interesante esta recopilación de las tecnologías y procesos en los que se apoya el paradigma de la Industria 4.0.

Este artículo es una traducción libre del original Industry 4.0: The Nine Pillars of Technological Advancement publicado el 09 de Abril de 2015 en bcg.perpectives.

By RES on 10 junio, 2016
http://www.ecointeligencia.com/2016/06/9-pilares-industria-40-2/

Ricardo Estévez

Consultor de estrategia
  Murcia y alrededores, España
  Consultoría de estrategia y operaciones
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Anterior: Droiders, SQA Murcia, S.L., Ticoven Pursuit, S.L.
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Fuente: EcoInteligencia   Parte 1    Parte 2

Imagen: Industry 4.0


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