Haciendo realidad la Industria 4.0 desde el taller hasta el centro de datos

Digital Shopfloor Alliance busca maximizar el retorno de la inversión de la Industria 4.0 proporcionando pautas y planos para una implementación, validación y evaluación efectivas.

Si bien Industry 4.0 es una gran promesa para desarrollar una red interconectada en tiempo real de fábricas, proveedores, clientes y desarrolladores, su adopción ha sido lenta. Alinear la tecnología de operaciones (OT) y la tecnología de la información (TI) ha sido un desafío organizativo, los fabricantes han mostrado poca conciencia sobre las soluciones de fabricación digital y su potencial de valor comercial, y han desconfiado de los altos costos asociados con la implementación, el mantenimiento y operación de sistemas conectados en los talleres de fabricación.

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Para abordar esto, algunos líderes de la industria han creado una "Alianza de piso de producción digital", que tiene como objetivo proporcionar soluciones de automatización digital basadas en estándares y de vanguardia, junto con pautas y planos para su implementación, validación y evaluación efectivas. El objetivo de la organización es ayudar a maximizar el ROI de la Industria 4.0, obteniendo el mejor valor comercial de las inversiones de la Industria 4.0, mantener el tiempo de integración bajo control con métodos y marcos bien establecidos para la implementación de soluciones digitales, y garantizar la futura capacidad de ampliación del taller digital confiando en "componentes certificados y que cumplen con los estándares para operar de manera segura las operaciones de su taller digital".

Un libro electrónico reciente, The Digital Shopfloor:Industrial Automation in the Industry 4.0 Era , reunido por un equipo dirigido por John Soldatos de Athens Information Technology, explora los problemas y presenta soluciones basadas en el trabajo de la alianza.

“Los beneficios de Industry 4.0 ya se han probado en el alcance de las implementaciones piloto y de producción en varios casos de uso diferentes, incluida la flexibilidad en la automatización, el mantenimiento predictivo, la fabricación sin defectos, etc.”, explican Soldatos y sus coautores. Sin embargo, el avance de las iniciativas de la Industria 4.0 se ha visto frenado por una serie de problemas, incluidos los siguientes:

• Brechas de conocimiento: "La poca conciencia de los fabricantes sobre las soluciones de fabricación digital y su potencial de valor comercial, así como la falta de conocimiento interno relevante".
• Costos: Los altos costos asociados con la implementación, el mantenimiento y la operación de sistemas conectados en los talleres de fabricación, "particularmente desafiantes en el caso de las pequeñas y medianas empresas, que "carecen del capital social necesario para invertir en la Industria 4.0".
• Inversión de tiempo necesaria: El tiempo necesario para implementar sistemas conectados "y la falta de una ruta de migración fluida y comprobada desde las soluciones OT existentes".
• Retorno de la inversión incierto: La incertidumbre sobre los beneficios comerciales y los impactos de las tecnologías de la Industria 4.0, “incluida la falta de métodos probados para la evaluación tecnoeconómica de los sistemas de la Industria 4.0”. Esto incluye "la ausencia de una cadena de valor bien desarrollada necesaria para sustentar la aceptación de estas nuevas tecnologías para la automatización digital".
• Bloqueo: "La mayor dependencia de los fabricantes de integradores, consultores y proveedores externos".

“La adopción exitosa de los enfoques de Industria 4.0 “no es solo una cuestión de implementar la tecnología adecuada”, explican Soldatos y sus coautores. “Más bien, requiere inversiones en una amplia gama de activos complementarios, como estrategias de transformación digital, nuevos procesos de producción que exploten las capacidades de las plataformas digitales, capacitación de trabajadores en nuevos procesos y muchos más”.

Los autores proponen las siguientes medidas para preparar mejor a las empresas para la revolución de la Industria 4.0 que tenemos por delante:

• Establecer “espacios de datos” industriales: Esto “proporcionará los medios para el intercambio de datos interoperables entre diferentes plataformas y partes interesadas. Como ejemplo característico, los espacios de datos industriales que permiten a las partes interesadas de la cadena de suministro intercambiar órdenes de producción e información de materiales sin un esfuerzo mínimo para integrar sus sistemas empresariales con la infraestructura del espacio de datos industriales”.
• Mejore las máquinas y los equipos con funciones de inteligencia como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático: Por ejemplo, "las máquinas del futuro podrán identificar y, en varios casos, reparar las causas de los defectos en línea, es decir, sin necesidad de detener la producción".
• Desarrolle y establezca API abiertas para acceder a capacidades y conjuntos de datos: “Dichas API facilitarán en gran medida su integración y acceso en el ámbito de las aplicaciones de extremo a extremo. Por ejemplo, proporcionarán los medios para los procesos que abarcan múltiples estaciones y plataformas dentro de una fábrica”.
• Proporcionar soporte para objetos inteligentes como máquinas inteligentes y robots industriales: “Los objetos inteligentes presentan un comportamiento semiautónomo y pueden operar como sistemas independientes en el taller. Ocasionalmente, podrán sincronizar su estado con el estado de las plataformas de automatización digital que controlan los talleres. Por lo tanto, podrán coexistir con plataformas digitales para realizar tareas colaborativas en la planta”.
• Implemente características de seguridad sólidas, que garantizarán operaciones seguras para los sistemas de TI y OT de la planta: "Se requerirá una fuerte seguridad y protección de datos como resultado del alcance cada vez mayor de las plataformas de automatización digital, pero también como resultado de su interconexión con otros sistemas".