Sistemas Ciberfísicos:El Núcleo de la Industria 4.0

La idea principal detrás de la implementación de las soluciones de Industria 4.0 es empoderar a las empresas de fabricación para mejorar la colaboración entre varios departamentos , poniendo la información adecuada a disposición de las personas adecuadas en tiempo real. El objetivo es facilitar la toma de decisiones adecuadas en el momento adecuado, aumentando así la eficiencia y la productividad.

Sistemas cibernéticos

El elemento clave en la implementación de los conceptos de la Industria 4.0 es la idea de los sistemas cibernéticos (CPS) . El término "sistemas cibernéticos" fue acuñado por Helen Gill en la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos.

Según la publicación especial NIST 1500-201 Marco para sistemas cibernéticos:volumen 1, descripción general, Los sistemas ciberfísicos son sistemas inteligentes que incluyen redes de interacción diseñadas de componentes físicos y computacionales . La publicación destaca que estos sistemas altamente interconectados e integrados brindan nuevas funcionalidades para mejorar la calidad de vida y permiten avances tecnológicos en áreas críticas, como atención médica personalizada, respuesta a emergencias, gestión del flujo de tráfico, fabricación inteligente, defensa y seguridad nacional y suministro de energía. y use. Por lo tanto, CPS tiene un gran potencial para permitir aplicaciones innovadoras e impactar múltiples sectores económicos en la economía mundial.

Acatech (Academia Nacional de Ciencias e Ingeniería, Alemania), en su informe Cyber-Physical Systems, describe CPS de la siguiente manera:los sistemas ciberfísicos son sistemas con software integrado (como parte de dispositivos, edificios, medios de transporte, rutas de transporte, sistemas de producción, procesos médicos, procesos logísticos, procesos de coordinación y procesos de gestión). Sistemas ciberfísicos:

• Registra directamente datos físicos usar sensores y afectar los procesos físicos usando actuadores

• Evalúa y ahorra datos registrados e interactuar activa o reactivamente tanto con el físico como con el digital mundo

• Están conectados entre sí y en redes globales a través de instalaciones de comunicación digital

• Usar disponible globalmente datos y servicios

• Disponer de una serie de interfaces hombre-máquina dedicadas y multimodales

El resultado es una gran cantidad de soluciones y aplicaciones de gran alcance para todas las áreas de nuestra vida cotidiana.

Fabricación y sistemas ciberfísicos

Desde la perspectiva de la industria manufacturera, un sistema ciberfísico es una entidad física habilitada para Internet , como una bomba o un compresor, integrado con computadoras y componentes de control que consisten en sensores y actuadores. Dicha entidad, a la que se le asigna una dirección IP, es capaz de autocontrolarse, generar información sobre su propio funcionamiento y comunicarse con otras entidades asociadas o incluso con el exterior. Es un funcionamiento autorregulador y autónomo.

En los próximos años, a medida que evolucione la Cuarta Revolución Industrial, las empresas industriales comenzarán a aprovechar cada vez más los principios de CPS para ayudar a lograr la excelencia operativa a través de mejoras en la productividad y el despliegue eficiente de todos los recursos. (incluidos los materiales y humanos), la satisfacción del cliente y la mejora del valor para los accionistas. Previendo este desarrollo, Klaus Schwab, fundador y presidente ejecutivo del Foro Económico Mundial, utilizó el término "Cuarta Revolución Industrial" para describir la tendencia.

Los cimientos de la Industria 4.0 se sentaron durante la Tercera Revolución Industrial, caracterizada por la amplia aplicación de la electrónica y las computadoras para automatizar los procesos de producción industrial. El uso cada vez mayor de la electrónica y las computadoras contribuyeron a la disminución de sus precios, la miniaturización y robustez de las computadoras, y un aumento masivo en el poder de cómputo y procesamiento. Las tecnologías digitales y de comunicación comenzaron a converger. Fuimos testigos de las primeras etapas de desarrollo de la computación perimetral/en la nube, el Internet industrial de las cosas (IIoT), la inteligencia artificial (IA), los robots autónomos y otros. La integración de tecnologías digitales con tecnologías industriales está configurada para transformar la fabricación y ayudar a hacer realidad la visión de Industria 4.0.