Industria 4.0, revolución industrial presente en Colombia
Jose Luis Ordóñez Jiménez
Periodista
Este nuevo movimiento industrial tiene como objetivo promover un cambio radical en los modelos de producción, actuales y tradicionales, por medio de la inclusión de adelantos tecnológicos como la impresión 3D, la realidad virtual y la Internet, y con ello, direccionar la industria hacia un camino más autónomo que permita el desarrollo de las fábricas inteligentes.
El término Industria 4.0 hace referencia al proceso que combina desarrollos tecnológicos como la robótica, el almacenamiento de datos en la nube y la impresión 3D, entre otros, con los nuevos modelos de comercialización digital, con el objetivo de incorporarlos en una cadena de producción interconectada que optimice los procesos de manufactura y comercialización.
Dicha tendencia, liderada principal-mente por los gobiernos de Japón, Alemania y Estados Unidos, se basa en el uso de desarrollos tecnológicos para la fabricación más eficaz de productos que lleve a la formación de las Smart Manufacturing o fábricas inteligentes, las cuales se caracterizan por poseer sistemas altamente eficientes y maquinarias interconectadas que mejoran los procesos y los tiempos de producción.
Esta revolución tecnológica se encuentra en etapa de desarrollo e implementación en diferentes países, y las empresas que han adoptado su filosofía están empezando a realizar un reordenamiento en toda su cadena productiva con el propósito de hacerla más automatizada.
Con el propósito de que tanto peque-ñas, medianas y grandes compañías paulatinamente adopten esta tendencia y comprendan el alcance que tiene la industria 4.0, a continuación se presentan los elementos que la componen y las implicaciones que lleva su uso en la industria actual.
Los avancen tecnológicos han permitido el desarrollo de diferentes épocas marcadas por un florecimiento industrial que actualmente va de la mano de la industria automatizada conocida como 4.0.
Una nueva Revolución Industrial
En medio del desarrollo tecnológico en el que se ha visto involucrada la sociedad a nivel mundial, se destacan tres grandes revoluciones industriales que no solo trajeron un cambio económico, sino que permitieron dar un paso adelante en la transfor-mación de los sistemas de producción en todo el mundo.
La primera revolución, iniciada a partir de 1760, produjo el cambio de una sociedad tradicionalmente rural a una moderna basada en la industria, gracias a la aparición de sistemas como la máquina de vapor; el telar mecánico; la máquina de coser; la calefacción a gas, y la adopción del acueducto y el alcantarillado.
La segunda revolución, que inició en 1850, se caracterizó por la proliferación de avances tecnológicos como la electricidad y la creación del motor de explosión que dio lugar al inventó del automóvil. La tercera época de grandes desarrollos, ubicada a partir de 1920, le dio gran impulso a la industria de la aviación, al desarrollo de la energía atómica, la electrónica y la cibernética, al igual que a la evo-lución de medios de comunicación como la radio, la televisión, el cine y la informática.
“La cuarta revolución industrial es algo totalmente distinto a lo que la humanidad ha vivido hasta ahora.”
Klaus Schwab, presidente y fundador del Foro Económico Mundial de Davos
Actualmente, se habla de una nueva revolución denominada 4.0, que se ha definido como un nuevo enfoque industrial para lograr resultados que no eran posibles hace 10 años, gracias a los avances tecnológicos desarrollados durante la última década.
En enero de 2015, la canciller alemana, Ángela Merkel, en el Foro Económico Mundial de Davos, Suiza, habló de este tema definiéndolo como “la forma que transformará rápidamente la producción industrial mediante la fusión del mundo virtual y el real”.
Esta nueva tendencia está apoyada en diferentes conceptos tecnológicos como: El Big Data; el almacenamien-to en la nube; el internet de las cosas; la simulación; la impresión 3D; y los robots colaborativos.
Si bien cada uno de estos elementos ofrece servicios importantes según su función, es necesario resaltar que cuando son integrados o se utilizan en un mismo entorno, el resultado es una nueva forma de operación global con un nuevo modelo de diseño y desarrollo de productos.
Por ello, tener claro el papel que des-empeña cada uno es vital al momento de adoptarlos y enfrentar, de la mejor manera, el futuro de la producción.
- Big Data
En el basto mundo de la Internet al minuto se producen interacciones entre diferentes sistemas tecnológicos como cámaras, sensores, micrófonos, escáneres, satélites y computadoras, entre muchos otros, por medio de datos provenientes de documentos; correos electrónicos; transferencias bancarias; formularios On-line; archivos de imágenes y audio, que día a día crece y que son difícilmente cuantificables.
Al conocer los datos del número de procesos realizados en internet es posible dimensionar el volumen de información generada en la red pues, según datos de la página www.internetlivestats.com, en tan sólo un segundo son enviados 7.365 Tweets, se suben 745 fotografías en Instagram, se realizan 2.296 llamadas en Skype, y 2´528.774 correos electrónicos son enviados.
La gestión y análisis de estos enormes volúmenes de da-tos no pueden ser tratados de manera convencional pues su tamaño supera la capacidad de las herramientas de software utilizadas tradicionalmente; por eso, para capturar, gestionar y procesar altos volúmenes de información se creó el Big Data, un moderno sistema para el pro-cesamiento de datos estructurados, semiestructurados o sin estructura.
- Estructurados: tienen definidos su longitud y formato por lo que son almacenados en tablas y hojas de cálculo.
- No estructurados: carecen de un formato específico por lo que no pueden almacenarse en tabla con datos básicos de información.
- Semiestructurados: contienen marcadores que separan los diferentes elementos que los componen.
El Big Data tiene la capacidad de convertir cualquier tipo de dato en información organizada y asimilable para las empresas, para que puedan crear, por ejemplo, informes estadísticos y modelos predictivos que puedan usar en di-versas procesos y áreas como los análisis de negocio y la publicidad, entre otros; y así evitar fugas de información y generar un modelo de negocio más competitivo.
Un ejemplo en el uso de esta tecnología lo ofrece la compañía de telecomunicación T-Mobile, la cual redujo el número de compradores insatisfechos en un 50% mediante el análisis de datos (quejas y conversaciones en redes socia-les) de sus clientes, y le permitió conocer la tendencia de uso de cada uno de ellos. De esta manera envía ofertas especiales y direccionadas para cada cliente optimizando el mercadeo y minimizando el envío masivo de información.
The Cloud
Los servicios de almacenamientos de datos conocidos como ‘Cloud Computing’, ‘The Cloud’ o ‘en la nube’, son modelos de manejo de información digital que dejan de lado el concepto del almacenamiento de datos en dispositivos como USB y discos duros portátiles HDD (Hard Disk Drive), para dar paso a los programas de acceso de información en la red.
Dicho sistema da un acceso inmediato a cualquier tipo de información almacenada en estas herramientas, en cual-quier momento, sitio y dispositivo, con servicio de Internet, sin necesidad de instalar programas especializados.
La mayoría de dichos servicios son de fácil acceso y uso, lo que beneficia a las empresas usuarias pues el manejo de su información financiera, de clientes o productos, puede estar al servicio de la compañía de manera ágil y completa.
Por ejemplo, si una compañía requiere enseñar un listado de precios, un catálogo de productos o servicios, o una cotización a un cliente, sin necesidad de utilizar USB o HDD, puede alojar esta información en la nube a la cual puede accede desde un dispositivo con acceso a Internet, y mostrarla en cualquier sucursal de la empresa o fuera de ella, en tiempo real, minimizando los tiempos de es-pera por parte de los clientes.
Si bien el anterior ejemplo de envío o muestra de datos, también es viable a través de e-mail, los servidores de correo electrónico tienen una capacidad limitada para el almacenamiento de información (entre 10 y 20 me-gas2 aproximadamente), mientras que los servicios en la ‘nube’ cuentan con una capacidad que pueden superar-las 100 megas.
Internet de las cosas
El concepto IoT (Internet of things) o Internet de las cosas, hace referencia a la gran cantidad de dispositivos conectados simultáneamente a la red (como computa-doras, Smartphone, Tablet, relojes, cámaras, máquinas y sensores, entre otros) que ha aumentado y aumenta con el paso de los años, y que hace viable el almacenamiento e intercambio de información entre usuarios y sistemas.
Desde el 2008 el número de dispositivos conectados a Internet superaba el número de personas en el planeta. Para 2015 superaron los 13 mil millones, y para 2020 se espera que alcance los 25 mil millones.
Lo que hace del Internet de las cosas un eslabón importante en la cadena 4.0 –además de centralizar toda la información del planeta en un solo punto, la Internet– es que la gran cantidad de datos provenientes de dichos dispositivos conectados a redes cableadas, inalámbricas, satelitales, RFID, ente otras, dan la posibilidad de conocer el comportamiento y tendencia de uso de cada uno de ellos.
Para cualquier tipo de compañía, la posibilidad que brin-da el IoT de tener una interconexión de objetos es fundamental, pues conocer en tiempo real el estado de un producto –si funciona correctamente, en qué lugar se encuentra, incluso, saber si se está apagado o encendido– le permite una cadena de producción sistematizada, mejor comunicada y más eficiente.
- Simulación
Los sistemas de simulación son softwares enfocados a representa de manera virtual procesos como manufactura, logística y manejo de equipos, para que el usuario conozca, pueda predecir y anticipe su alcance antes de implementarlo físicamente.
Actualmente estos programas recrean escenarios industriales como talleres y procesos logísticos, con condiciones reales del entorno –como datos de las materias primas, tiempos de producción y envío– para obtener resultados que serán objeto de análisis para una posible implementación.
El uso de este tipo de simuladores en cualquier industria permite que, por medio de la utilización de datos reales, sea posible predecir cómo se desarrollaría una actividad determinada en el mundo físico, y con ello realizar ajustes en los diferentes eslabones de la cadena para obtener los resultados deseados al momento de desarrollar dicha tarea en un entorno real.
La simulación es posible aplicarla en procesos como:
- Gestión de operaciones en una dependencia.
- Logística interna de una compañía con recepción y almacenamiento de insumos.
- Manejo de inventarios y preparación de informes.
- Producción y montaje de piezas mediante una línea de producción.
- Logística externa con procesamiento de pedidos.
- Servicio postventa, manejo de clientes y recibo de quejas.
Estos procesos permiten visualizar el desarrollo productivo mediante predicciones las cuales, al ser corroboradas, facilitan la planificación empresarial y aportan a una mejora en los procesos simulados, con miras a una implementación efectiva, en pequeñas, medianas o grandes empresas.
Impresión 3D
Este es uno de los principales campos de investigación tecnológica que se ha desarrollado de manera acelerada en la última década y que actualmente es utilizado por diferentes compañías en todo el mundo, gracias a sus enormes posibilidades de implementación en diversos ámbitos industriales.
Con la impresión de objetos en tres dimensiones se obtienen elementos a partir de modelos virtuales, lo que facilita la creación de prototipos que le ahorra a las empresas tiempo y dinero en el proceso de fabricación, gracias a que este pude repetirse ilimitadamente a bajo costo y de manera casi inmediata.
Además, es posible realizar variaciones a los productos desarrollados con el fin de tener piezas finales con los estándares deseados; paso que sería inimaginable hace un par de años pues realizar varios prototipos, hasta llegar al ideal, demandaba altas inversiones de tiempo y dinero.
Las compañías que utilizan esta tecnología reducen sus tiempos de producción, transporte y consumo de recursos, debido a que, al articularla con sistemas como el IoT y el Cloud, pueden generar una dinámica más eficiente de fabricación pues los planos para una pieza están disponibles en cualquier momento y lugar, y con ello pueden crear un prototipo que les permita una eventual producción en serie.
Robots colaborativos
La evolución de las ciencias aplicadas dio paso a la creación de máquinas que, más allá de prestar un simple servicio, son capaces de desarrollar complejas tareas en menores tiempos de trabajo de manera constante y con mejores resultados.
Actualmente son capaces de trabajar en el mismo espacio con seres humanos de manera autónoma, y de forma colaborativa entre robots hecho que garantiza mayor y mejor interacción en una cadena de producción.
Un ejemplo lo explica Martha Carvajal en el artículo ‘Industria 4.0, nuevas tecnologías para la fábrica del futuro’ 1, “Kuka, un fabricante europeo de equipos robóticos, ofrece robots autónomos que interactúan entre sí. Es-tos robots están interconectados de modo que puedan trabajar juntos y ajustar automáticamente sus acciones para adaptarse a la fabricación de un nuevo producto sin pérdida de tiempo”.
Hoy en día es viable que cualquier compañía cuente con los servicios de alguna de las anteriores tecnologías, pero si hace una integración de todas ellas tendrá la posibilidad de evolucionar en fábricas inteligentes que apunten a una integración tecnológica que involucre sistemas, procesos y productos.
El camino hacia las fábricas inteligentes
Uno de los pilares de la industria 4.0 es la consolidación de líneas de producción que se destaquen por sus altos niveles de automatización y digitalización, además del uso de máquinas que utilicen la auto-optimización, auto-configuración e incluso la inteligencia artificial para completar tareas complejas.
Los sistemas que conforman esta nueva categoría de fábricas, se caracterizan por contar con tecnología capaz de auto gestionarse y tomar decisiones de manera independiente, además de interactuar con operarios y otros programas, por medio de la recolección de datos de su entorno. Si bien el terreno industrial está pre-parado para que esta tendencia evolucione favorablemente y se tome gradualmente el mundo, la capacidad de adaptación, la eficiencia de los re-cursos, la integración de los clientes, al igual que la optimización de los proceso, son factores que deben tener en cuenta los empresarios para enfrentar este avance tecnológico.
Las empresas que quieran iniciar su camino hacia las Smart Manufacturing, deben tener en cuenta que di-cha transformación afectará directa-mente su producción, por lo que el ritmo de la adopción debe ser lento y progresivo, que asegure un aumento tecnológico que no traumatice la evolución del negocio.
Este avance requiere, por parte de los industriales, tiempo, dedicación y constancia para que no pierdan competitividad. Tener en cuenta las siguientes pautas, favorecerá en gran parte la adopción de dicho modelo.
1- Es de vital importancia realizar una autoevaluación de la madurez digital de la empresa y contrastar los resultados con los adelantos existentes a nivel mundial y, de ser necesario, comenzar a implementar los cambios requeridos.
2- Conocer el nivel tecnológico de la compañía permitirá implementar las medidas necesarias que traerán mayor valor al negocio, las cuales estén alineadas con su estrategia de producción y venta.
3- Dentro de los planes de desarrollo es necesario incluir estrategias en las que se actualice y oriente a los empleados de la compañía, puesto que el éxito de la implementación dependerá de las habilidades y conocimientos del capital humano que direccione las Smart Manufacturing.
4- Es necesario fomentar una cultura digital al interior de las empresas con el propósito de que todos los empleados piensen y actúen de manera tecnológica, y aprendan nuevas formas de trabajo que los enfoque a la reconfigurar sus capacidades y objetivos laborales.
De esta manera los sistemas y maquinaria con los que cuentan los industriales podrán ir evolucionando hacia una automatización a mayor escala, en donde una actualización de métodos y conceptos permitirá a las pequeñas, medianas y grandes empresas tener una mayor competitividad a nivel mundial.
Las fábricas inteligentes permitirán articular, en un mismo lugar, a operarios y maquinaria automatizadas para desarrollar tareas repetitivas o peligrosas, en una cadena de producción más competitiva.
Asesoría empresarial para fomentar el desarrollo nacional
Uno de los temas que más llama la atención en medio de cualquier modelo de evolución tecnológica es el desplazamiento del recurso humano, pues la idea de la tecnificación, inevitablemente, involucra los conceptos de sustitución y reorganización de personal al interior de las empresas.
Para la decana de Ingeniería Indus-trial de la Universidad Santo Tomás, la ingeniera Beatriz Lorena Rodríguez Montenegro, el factor del recurso humano es un tema trascendental en la evolución de las industrias pues cuando los empresarios y empelados escuchan términos como automati-zación, vanguardia y tecnología, in-mediatamente lo asocian con despla-zamiento de mano de obra, por ello es importante que los empleadores
conozcan y administren el talento humano que tienen para que, al momento de iniciar con un proceso de automatización, el reordenamiento interno de la compañía tenga el menor impacto posible.
“Lo que se debe mostrar a los empresarios y empleados en general, es que si un determinado proceso es remplazado por un sistema automatizado, la producción aumenta y por consiguiente es necesario contar con personal que continúe con la cadena para compensar los altos volúmenes que generan. Esto requiere una reorganización de personal, y no prescindir de él”, resalta la Decana.
Para tener un completo panorama en este escenario, se hace necesaria una asesoría empresarial como la que ofrece el Centro de Excelencia y Apropiación en Internet de las Cosas (CEA-IoT), para que el capital huma-no no se perjudique, la industria evo-lucione sin traumatismos y adopte de la mejor manera los nuevos modelos industriales.
El CEA-IoT es una iniciativa del Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, financiada por medio de Colciencias y conformada por las universidades Santo Tomás; Autónoma de Bucaramanga; Tecnológica de Bolívar en Cartagena; la Pon-tificia Universidad Javeriana con sedes en Cali y Bogotá, además de líderes tecnológicos como Microsoft; Intel y Hewlett-Packar; y compañías ancla como Totto; el Hospital San Ignacio; el Banco Pichincha; Lógica y Zona Franca.
El centro, que tiene como objetivo hacer que el sector productivo colombiano adopte el concepto del internet de las cosas, cuenta con seis líneas de investigación: salud, vestibles, industria, agroindustria, gobierno y logística. En cada una de ellas el Centro trabaja con el objetivo de consolidar el cono-cimiento que hay en cada sector para poder aplicar el IoT.
Entre los proyectos desarrollados por el CEA-IoT se encuentra el implementado con el Hospital San Ignacio para medir la temperatura y humedad de algunas áreas de las instalaciones por medio de un dispositivo basado en el IoT.
Conocer cada uno de los componentes humanos y tecnológicos de una compañía es clave para una oportuna y debida planificación que permita la adopción de nuevas tecnologías.
Como lo resalta la página web www. cea-iot.org, “el CEA-IoT es una alianza entre universidades, líderes tecnológicos mundiales y empresas ancla para potenciar el desarrollo económico del país desde la tecnología y la innovación a través del Internet de las Cosas, buscando resolver las necesidades de diferentes sectores productivos del país, como estrategia para posicionar a Colombia como líder regional en TIC”.
El CEA-IoT cuenta con un programa de formación y acompañamiento para las etapas de creación, desarrollo y aceleración de proyectos de negocios sustentados en los resultados de la investigación para la generación de empleo de alto valor agregado, los cuales pueden derivar en nuevas empresas o en proyectos al interior de compañías existentes.
El reto al momento de enfrentarse a la industria 4.0 es que las compañías conozcan los pormenores de su sector y de su empresa, y se apoyen en el conocimiento de quienes tienen programas de ayuda en este campo para que dicha renovación se refleje en un cre-cimiento competitivo de largo aliento que beneficie por igual el desarrollo empresarial del sector y del país.
Citas:
- www.reporteroindustrial.com, Industria 4.0, nuevas tecnologías para la fábrica del futuro.
- Las unidades de datos utilizada en infor-mática se dividen en: BiT (mínima unidad de información); Byte (8 bits); Kilobyte (mil bytes); Megabyte (mil kilobytes); Gigabyte (mil megabytes), Terabyte (mil gigabytes); Petabyte (mil terabytes) y Exabytes (mil pe-tabytes).
Fuentes
Diego Medina. Gerente Cubrecol Ltda. geren-cia@cubrecol.com.co
Beatriz Lorena Rodríguez. Decana de Ingenie-ría Industrial de la Universidad Santo Tomas. beatriz.rodriguez@usantotomas.edu.co
Ángela Tatiana Zona Ortiz. PhD. Universidad San-to Tomás. angelazona@usantotomas.edu.co
www.techradar.com – revistaingenieria.deusto.es
es.wikipedia.org
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