Aprovecha la gran Oportunidad del S. XXI, Industria 4.0

Industria 4.0

Desde el equipo deMeinsa, Automatización de Procesos Industriales, hemos redactado el informe definitivo con toda la información que necesitas sobre la Industria 4.0 y cómo aprovecharte de esta gran oportunidad para tu negocio.

¿Qué es la Industria 4.0?

La Industry 4.0 es el Internet de las cosas en producción y en redes de toda la cadena de valor. Eso significa que conecta maquinaria, productos, personas y sistemas para permitir procesos que son en gran parte automatizados. Las empresas pueden producir bienes de manera más eficiente, flexible y económica en una fábrica inteligente. Sin embargo, eso también cambia los requisitos en el mercado laboral: se eliminan las tareas de rutina, lo que deja espacio para actividades nuevas y más exigentes. La gente seguirá desempeñando un papel clave. Las empresas enfrentan muchos desafíos, tales como: ¿Cómo se pueden hacer que las máquinas más antiguas estén habilitadas para la web y que los sistemas conectados estén protegidos contra hackers?

Los robots se mueven de manera autónoma a través de los pasillos de la fábrica, transportando materiales de producción de A a B. Los productos se comunican con las máquinas e inician los siguientes pasos de fabricación. Y cuando los dispositivos identifican que necesitan ser reparados, se lo notifican automáticamente al técnico. ¡Bienvenido a la fábrica inteligente!

Comienza la Cuarta Revolución Industrial

La Cuarta Revolución Industrial (o Industria 4.0 para abreviar) ha comenzado. La máquina de vapor, la cinta transportadora, la electrónica y la TI ahora están siendo seguidas por sistemas inteligentes y conectados. Están cambiando fundamentalmente la forma en que producimos las cosas.

En el futuro, será posible automatizar la mayoría de los procesos a lo largo de toda la cadena de valor. Las máquinas podrán comunicarse entre sí y tomar decisiones por sí mismas. Utilizarán sensores, sus órganos sensoriales, para recopilar datos, que luego se filtran antes de pasarlos a una plataforma. Este último es el cerebro, por así decirlo, el lugar donde los datos de las máquinas se combinan con información de otras fuentes, como las aplicaciones de planificación de recursos empresariales (ERP) o el medio ambiente. Los datos se analizan para permitir que se deriven acciones de ellos.

La Industria 4.0 en Casos Prácticos

Ejemplos de Industria 4.0

Hasta ahora, la mayoría de las compañías han usado la tecnología Industry 4.0 para hacer que sus operaciones de producción sean más rápidas y económicas o para reducir el desperdicio. Pueden identificar las fuentes de error, por ejemplo, analizando los datos de la máquina. Un ejemplo de eso: un fabricante de aeronaves europeo se enfrentó a la pregunta de por qué ocurrían desviaciones tan grandes de tolerancia cuando se ensamblaban las alas en su planta de Hamburgo. La respuesta fue sorprendente: los problemas siempre ocurrían cuando caía la marea. El fabricante descubrió que al correlacionar los datos de la máquina con los datos ambientales mediante el análisis de big data. Entonces fue capaz de ajustar su producción en consecuencia.

Muchas empresas también utilizan el mantenimiento predictivo.

Ellos analizan constantemente los datos de la máquina y los comparan con los patrones pasados. Eso les permite identificar las condiciones bajo las cuales generalmente ocurren los problemas y llevar a cabo trabajos de mantenimiento antes de que se causen costosos periodos de inactividad. Un ejemplo es la planta de BASF en Ludwigshafen: BASF ha desarrollado un sistema de alerta temprana para permitir una mejor planificación del mantenimiento de la planta de producción, bombas, motores e intercambiadores de calor.

Analiza datos históricos y en tiempo real, por lo que puede predecir cuándo será necesario realizar trabajos de mantenimiento. Sin embargo, el principio de una fábrica inteligente no solo se puede aplicar localmente, sino que las máquinas en diferentes lugares de todo el mundo se pueden conectar para crear una gran fábrica virtual. En Infineon, por ejemplo, los sitios en Asia transfieren los resultados de sus pruebas directamente a la planta en Dresden,

Industria 4.0 en el sector de la Automoción

El sector de la automoción también ya está utilizando la Industria 4.0 con éxito. Daimler, por ejemplo, evalúa los datos de la máquina para mejorar la calidad de la producción de la culata. De este modo, los responsables pueden detectar desviaciones e irregularidades en una etapa temprana del proceso de fabricación y actuar rápidamente. Como resultado, reducen la tasa de error y hacen que el proceso de producción sea más rentable. Volkswagen está siguiendo otro enfoque emocionante: en un proyecto de la Industria 4.0, utiliza la tecnología RFID (identificación por radiofrecuencia) para capturar datos de componentes en vehículos de prueba más rápido. Los componentes ya están equipados con chips RFID de los proveedores. Cuando se prueban los vehículos, los ingenieros pueden identificar las piezas prototipo instaladas sin esfuerzo y mostrar la información detallada que necesitan para su desarrollo.

Industria 4.0 en el sector de la logística

En logística, las tecnologías de la Industria 4.0 ayudan a optimizar las rutas de transporte, utilizan perfectamente las capacidades de almacenamiento y planifican con anticipación. El puerto de Hamburgo es un ejemplo de ello. 140 millones de toneladas de mercancías se transbordan allí cada año, una cifra que probablemente se duplicará para 2030. Sin embargo, no hay suficiente espacio en el puerto. Por lo tanto, la Autoridad Portuaria de Hamburgo enfrentó el desafío de cambiar los contenedores más rápido.

Personas, camiones, contenedores, barcos, grúas y sistemas de gestión de tráfico estaban conectados entre sí en un proyecto de la Industria 4.0. Todos se comunican entre sí y suministran datos relacionados con el negocio. El resultado: los camiones llegan a su destino más rápido y los conductores saben dónde pueden descargar su envío más rápidamente. Los armadores pueden planear sus viajes con anticipación. Todo esto ha simplificado los procesos, permitiendo al puerto de Hamburgo transbordar mercancías con mayor rapidez.

La producción automatizada es ya un deber, no una opción

La industria 4.0 no significa exprimir al máximo lo que es técnicamente posible. En cambio, las empresas tienen que digitalizar completamente su producción para sobrevivir en el mercado, ya que la competencia internacional es intensa. La optimización de los procesos y la reducción de costos, por lo tanto, se convierten en la disciplina suprema. Los sistemas inteligentes y conectados también permiten a las empresas producir de forma rentable cantidades más pequeñas adaptadas a los deseos individuales de los clientes. Eso les da la oportunidad de diferenciarse de los proveedores de precios reducidos que presionan al mercado con productos masivos.

El cambio demográfico también hace necesario optimizar la producción. Nuestra sociedad está envejeciendo, mientras que el porcentaje de personas en el empleo está disminuyendo. Esta tendencia tampoco puede ser compensada por la migración. La Oficina Federal de Estadística de Alemania ha calculado que la cantidad de personas en Alemania de 67 años y más aumentará en un 42 por ciento a al menos 21.5 millones para 2040. Sin embargo, se espera que la cantidad de personas de 20 a 60 años disminuya en 11. Al 25 por ciento, dependiendo de la tasa de inmigración. Por lo tanto, los expertos coinciden: si queremos preservar nuestra prosperidad, debemos hacer que el mundo del trabajo sea más eficiente y desplegar mejor la fuerza laboral disponible.

Computación perimetral

¿Cómo impactará la Industria 4.0 en el empleo?

Pero, ¿qué les sucede a las personas cuando las máquinas asumen más y más tareas? Muchos empleados están preocupados por sus trabajos. Jochen Hanebeck, del Consejo de Administración de Infineon, no se ve afectado por esta tendencia: “La digitalización definitivamente afectará a la mitad de todos los empleados. Pero no vemos una pérdida neta de empleos ”. Un ejemplo destacado son las operaciones de producción de semiconductores de Infineon en Dresde, donde la compañía fabrica chips en obleas de 200 y 300 milímetros. La línea de 300 milímetros se diseñó desde el principio para una producción totalmente automatizada, mientras que la más antigua de 200 milímetros se ha automatizado y conectado en mayor medida en los últimos años.

Ahora tiene un grado de automatización de alrededor del 90 por ciento. Como resultado, el sitio ha podido aumentar su productividad en un 70 por ciento desde que se fundó a mediados de los años noventa. Al mismo tiempo, el número de empleados se ha mantenido constante en alrededor de 2.000 en los últimos diez años. La digitalización y la conectividad han preservado la competitividad de la planta de Dresde, han asegurado el crecimiento y han hecho una contribución clave para asegurar el futuro a largo plazo del sitio.

Un estudio realizado por Boston Consulting Group también presenta un pronóstico optimista: la Industria 4.0 aportará el 1% anual al producto interno bruto de Alemania y creará alrededor de 390,000 nuevos empleos para el 2025. Eso significa que en el futuro habrá más demanda para tareas más complejas, Especialmente en los campos de TI, análisis de datos y mantenimiento. Habrá, predominantemente, menos tareas rutinarias simples. Y no todos llorarán su pérdida, eso es seguro. Después de todo, tener robots arrastrando cajas pesadas significa proteger la salud de los trabajadores humanos, quienes también tendrán más tiempo para ocuparse de cosas más difíciles.

Esa tendencia significa que los empleados deben estar dispuestos a seguir desarrollando sus habilidades. Un ejemplo exitoso es Uwe Häßler: electricista capacitado, comenzó su carrera como trabajador calificado en la empresa de ingeniería mecánica Harting Applied Technologies en 1990 y pasó a la programación de PLC en 2001. Ahora desarrolla sistemas Industry 4.0 e interfaces de TI. “Cuando empecé con el proyecto de investigación hace tres años, todas las cosas mencionadas en ese momento eran visiones que ni siquiera podía imaginar”, dice Uwe Häßler. “En aquel entonces dije que nunca sería posible. Ahora soy uno de los que dicen: Sí, es posible. Y yo mismo desarrollo visiones ”.

Cuidado con los hackers

¿Y qué pasa con la seguridad? Una pregunta legítima, dado que cada dispositivo conectado ofrece nuevos objetivos para los hackers a los que atacar. Mientras las máquinas de producción estuvieran separadas de TI, era relativamente fácil protegerlas del exterior. Sin embargo, hay muchos medios potenciales de infiltración en el mundo conectado de la Industria 4.0. Los ciberdelincuentes podrían tomar el control de las plantas de producción, manipular máquinas o realizar espionaje industrial. Ya ha habido un pequeño anticipo de eso: en mayo de 2017, el cryptoworm Wannacry infestó, entre otras cosas, las computadoras del Servicio Nacional de Salud del Reino Unido, el fabricante de automóviles Renault en Francia y Deutsche Bahn. El malware encriptó los sistemas, paralizándolos temporalmente. Los hackers querían usar esto para extorsionar un rescate.

Para protegerse, las empresas deben tener en cuenta la seguridad desde el principio en los proyectos de la Industria 4.0. Eso incluye mantener los sistemas de última generación e instalar actualizaciones de seguridad. Una combinación de soluciones de seguridad basadas en software y hardware también puede garantizar que las máquinas conectadas y los nodos de comunicación estén protegidos. Algunos ejemplos son los chips OPTIGA TPM de Infineon. Pueden integrarse en enrutadores, PC industriales o unidades de control complejas y pueden ser utilizados por los socios de comunicación como un medio para verificar la identidad de los dispositivos en la red. Así se autentican en la red y protegen la transferencia de datos.

Comunicación M2M

Haciendo máquinas viejas aptas para internet

Además de la seguridad, un desafío fundamental al que se enfrentan las empresas en sus proyectos de la Industria 4.0 es: ¿Cómo hacen que sus máquinas estén preparadas para Internet en primer lugar? Aunque los proveedores ya están ofreciendo nuevos dispositivos con módulos de IoT integrados, muy pocas fábricas se construyen desde cero en un campo verde. Tienen una línea de producción que ha evolucionado a lo largo del tiempo y contiene máquinas de diferentes edades. Este tipo de equipo es costoso y no se puede reemplazar de un solo golpe. Mientras que a los consumidores nos gusta que compramos un nuevo teléfono inteligente o PC cada tres años, la maquinaria industrial a menudo se usa durante 20 años o más.

Para que estas máquinas más antiguas sean adecuadas para la Industria 4.0, deben actualizarse con sensores, software y un controlador industrial compatible con IoT. El mercado ofrece soluciones de remodelación para eso. Por ejemplo, la puerta de enlace de IoT de Bosch Rexroth fue capaz incluso de hacer un torno operado por pedal que data de 1887 y estaba listo para Internet. Un sensor controla la velocidad del torno y transfiere estos datos a un dispositivo de mediación, el IoT Gateway, que a su vez está conectado con otros sistemas de la empresa. La persona que opera el torno puede ver los datos transferidos en tiempo real en un monitor y, por lo tanto, saber si pedalear más rápido o más lento para mantener la velocidad ideal.

El futuro ha comenzado.

Solo alrededor de una quinta parte de las empresas alemanas han implementado proyectos de la Industria 4.0 hasta el momento, según el reciente estudio “Industrie 4.0 – Wo steht Deutschland” (“Industria 4.0 – ¿Dónde está Alemania?”) De IDG Research Services. Sin embargo, dos tercios de los encuestados asumen que la Industria 4.0 se convertirá en un tema importante o muy importante para ellos en los próximos tres años. Hay una atmósfera de fiebre del oro entre los proveedores de hardware y software y los proveedores de servicios de TI. La asociación de la industria Bitkom pronostica que los ingresos de las soluciones de la Industria 4.0 crecerán en más de un quinto a siete mil millones de euros para 2018. Jochen Hanebeck, del Consejo de Administración de Infineon, cree que Alemania está en muy buena forma: “Básicamente, en Alemania y Europa somos excelentes posicionado para la industria 4.0. Tenemos las cadenas de valor completas y la capacidad de hacer productos muy complejos con la mejor calidad. En pocas palabras: somos buenos para hacer cosas “.

¿Cuáles son las oportunidades y los riesgos de la Industria 4.0?

La Industria 4.0 permite a las empresas optimizar sus operaciones de producción y competir internacionalmente. El análisis de datos hace que todos los pasos del proceso sean transparentes. La fabricación se hace más automatizada, más flexible y más barata. Las empresas también pueden producir eficientemente cantidades más pequeñas adaptadas a los requisitos individuales. Al mismo tiempo, la Industria 4.0 y el IoT requieren un alto nivel de seguridad, ya que se crea un nuevo medio potencial de infiltración para los piratas informáticos con cada dispositivo conectado.

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