IoT en la Fabricación: 8 Casos de Uso Clave y Tendencias Emergentes para el Éxito en la Industria 4.0

El IoT en la fabricación está en auge en el panorama manufacturero. Con la Industria 4.0, los líderes empresariales están experimentando una nueva ola de cambio tecnológico.

El cambio de paradigma está ayudando a impulsar una estrategia preparada para el futuro. Y la visión puede ayudar a las empresas a volverse más adaptativas, innovadoras y resilientes.

Incorporar tendencias exitosas de IoT es imperativo para destacar como socio global. Por tanto, los líderes deben aspirar a crear un ecosistema combinado con tecnologías de vanguardia, como IA, wearables e impresión 3D.

Las tecnologías de nicho pueden respaldar los casos de uso de IoT en fabricación de mayor valor e impulsar los ROI.

IoT en la Industria Manufacturera

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) es un paso hacia la transformación de fábricas tradicionales en espacios inteligentes.

El IoT en la fabricación está impulsando una disrupción sin precedentes y puede ayudar a hacer las fábricas más seguras para los trabajadores de primera línea, aumentando la productividad y la eficiencia. ¡Y sí, puede ahorrarle millones de dólares! Aquí tiene un vistazo a algunas estadísticas de apoyo emocionantes.

• Los expertos esperan que el tamaño del mercado global de IoT en fabricación crezca de 33.2 mil millones USD en 2020 a 53.8 mil millones USD en 2025, a una Tasa de Crecimiento Anual Compuesta (CAGR) del 10.1%. (Markets and Markets, 2020)
• Según un informe de PwC, el 90% de los fabricantes creen que digitalizar el proceso de producción traerá más beneficios a largo plazo que riesgos. (PwC, 2020)
• Según un estudio, en Estados Unidos, alrededor del 35% de los fabricantes recopilan y utilizan datos generados por sensores inteligentes para mejorar los procesos de fabricación. (Mordor Intelligence, 2021)
• Otro estudio destaca que alrededor del 34% de los fabricantes creen que es vital que los fabricantes estadounidenses adopten IoT en operaciones. Además, el IoT se ha convertido en parte de un ecosistema para fabricantes, donde software, computación en la nube y herramientas de análisis se combinan para convertir datos brutos de diversas fuentes en predicciones significativas y presentarlos en interfaces amigables. (Mordor Intelligence, 2021)
• Norteamérica ha hecho avances considerables en la adopción de IoT, especialmente en sectores industriales, manufactureros y automotrices. Según smartamerica.org, se espera que el gobierno de EE. UU. gaste unos 41 billones de dólares en 20 años actualizando su infraestructura de seguridad IoT. (AIMultiple, 2021)
• Los expertos destacan que la fabricación discreta, transporte y logística, e industrias de servicios públicos gastarán 40 mil millones cada una en plataformas, sistemas y servicios de IoT. (Statista, 2021)
• El 58% de los fabricantes dice que el IoT es necesario para transformar digitalmente las operaciones industriales. La encuesta también destacó que los costes de inversión son la barrera más significativa para una adopción más rápida de IIoT en fabricación. (GE, 2017)
• Según Accenture, el 46% de los encuestados entre empresas estadounidenses ven el IoT como una oportunidad para aumentar la productividad de los empleados. (Accenture, 2015)

Conclusión: El cambio hacia la Industria 4.0 es evidente en la industria manufacturera. Los fabricantes están ansiosos por adoptar la fabricación inteligente, avanzando hacia un nuevo nivel de sistemas de fabricación interconectados e inteligentes.

Cómo el IoT está Transformando la Industria Manufacturera

La digitalización ha estado elevando el panorama manufacturero. Las empresas buscan transformar sus ecosistemas a través de tecnología innovadora.

Los estudios de investigación también muestran que los líderes digitales adoptan soluciones de Industria 4.0 que cambian el juego. Hoy, los viajes de éxito digital son inspiradores. Y aquí tiene un vistazo rápido a cómo el IoT está transformando la industria manufacturera.

Predice Fallas Tempranas

Según una firma analista, el 82% de las empresas han experimentado tiempo de inactividad no planificado; y el tiempo de inactividad no planificado en fabricación puede costar a una empresa hasta $260,000 por hora. Los tiempos de inactividad y daños de maquinaria pueden ser críticos para las empresas manufactureras. Además, también pueden poner en peligro a los trabajadores de primera línea.

Los dispositivos IoT tienen varios sensores que pueden monitorear temperatura, vibración, voltaje, corrientes y más. Por tanto, estos sensores pueden ayudar con señales de alerta temprana de fallas predichas, creando un lugar de trabajo más seguro.

Márgenes Mayores y Niveles de Satisfacción del Cliente

Los fabricantes tienen oportunidades emocionantes con el uso de IoT y productos conectados. Los beneficios resultantes de productos relacionados comienzan con la mejora de la entrega de servicios existente. El diagnóstico remoto aumenta la satisfacción del cliente y reduce el tiempo de reparación, lo que ayuda a crear lazos más fuertes con los clientes.

Así, las señales de alerta temprana y detección pueden impulsar mejoras de calidad en productos futuros. Y los nuevos servicios pueden asegurar márgenes más altos y niveles de satisfacción del cliente mejorados.

Gestión de Activos Mejorada vía Cadena de Suministro Conectada

Los fabricantes han enfrentado expectativas más altas de servicio al cliente. Una de las expectativas críticas es un tiempo de entrega más rápido.

En este contexto, los fabricantes han estado explorando redes de micro-logística para satisfacer necesidades de entrega aceleradas. El uso de IoT en la cadena de suministro conectada a nivel de activo está ayudando a gestionar posiciones de inventario. Además, obtener mayor visibilidad del inventario real a través de la red logística compleja.

Implementa Inteligencia Operacional

La maquinaria autónoma puede hacerse cargo de trabajos humanos que consumen tiempo y son pesados, y los expertos predicen esto como el futuro de la fabricación.

Cuando las máquinas están conectadas, ayuda a crear redes inteligentes que se comunican y coordinan entre sí con poca intervención humana.

Mejora la Calidad

Los sensores IoT capturan datos sobre especificaciones de producto y otras métricas, incluyendo datos de terceros en diferentes etapas del ciclo del producto. Además, los fabricantes pueden determinar qué productos cumplen especificaciones de calidad y necesitan una inspección física.

Los datos pertenecen a la composición de las materias primas utilizadas y el efecto del transporte y otros factores en los productos terminados. Además, si se integra en el resultado, el sistema IoT proporcionará datos sobre las reacciones de los consumidores al producto. Los insights pueden ayudar a encontrar y corregir problemas de calidad.

Planificación y Programación de Producción Mejorada

Otra transformación es que los fabricantes se benefician de una mejor calidad de producto y rendimientos de fábrica con soluciones IoT. Las empresas experimentan mejor planificación y programación de producción y monitoreo en tiempo real de líneas de producción.

Por ejemplo, digamos que su organización requiere más de cien inspecciones manuales. Se da cuenta de que las revisiones toman alrededor del 20% del tiempo total de producción. El escenario puede cambiar automatizando las revisiones de calidad.

Mejor Seguridad y Protección de Planta

La tecnología IoT combinada con análisis extensivo de datos puede facilitar la seguridad y protección mediante el monitoreo de KPIs, incluyendo accidentes de vehículos, ausencias de empleados, casi accidentes, lesiones y más durante las operaciones diarias.

El IoT garantiza una mejor seguridad a través de insights en tiempo real en estas áreas significativas. Así, los problemas ahora pueden abordarse de inmediato. Además, los fabricantes pueden asegurar el cumplimiento de regulaciones de salud, seguridad y medio ambiente.

La seguridad ha sido un desafío del IoT, con atacantes maliciosos apuntando a la tecnología como un punto de acceso fácil a los datos de una empresa.

La preocupación aumenta con proveedores dispares y protocolos de seguridad y ninguna estandarización actual. La tecnología operacional y TI deben vincularse para prevenir accesos no autorizados y abordar el problema de seguridad.

Casos de Uso Emocionantes de IoT en Fabricación

Monitoreo Remoto

El monitoreo remoto es un gran caso de uso para líderes con activos industriales que pueden encontrar una inmensa utilidad con activos conectados IoT. Aquí, los sensores IoT pueden monitorear el uso y estado del equipo, lo que ayuda a evaluar el rendimiento. Además, los sensores también pueden ayudar a desplegar el servicio si hay problemas.

El modelo abre nuevos caminos a un modelo de negocio completamente nuevo como Equipamiento como Servicio.

Por ejemplo: Armal, un fabricante líder de inodoros portátiles, utiliza equipos de moldeo para crear marcos y componentes plásticos para sus productos. Querían monitorear y optimizar el consumo de energía de la maquinaria.

Con sensores IoT a través de software industrial IoT, pudieron rastrear remotamente el consumo de energía a lo largo del ciclo de producción.

El sistema de monitoreo IoT en tiempo real de la línea de producción ayudó a reducir los costes energéticos de la maquinaria en casi un 40%. Así, Armal completó su viaje de digitalización obteniendo una solución IoT capaz de monitorear energía en tiempo real para cada máquina.

Gemelos Digitales

La tecnología de gemelos digitales está ganando popularidad. IDC citó que las empresas que invirtieron en tecnología de gemelos digitales en 2018 podrían esperar una mejora del 30% en los tiempos de ciclo de procesos críticos. (IDC, 2017)

Así, los líderes que pueden aprovechar el poder de IoT combinado con Gemelos Digitales pueden disfrutar de un análisis en profundidad. Las tecnologías de Gemelos Digitales son la Nube, IoT, Realidad Extendida (XR) e IA.

Por tanto, aplicando el enfoque IoT (también conocido como Gemelos Digitales), las empresas pueden crear copias digitales robustas, copias virtuales de objetos físicos, y su aplicación en la planta de fabricación puede ser muy útil. Con copias virtuales de equipos y repuestos, los gerentes pueden simular procesos, descubrir problemas y lograr resultados necesarios sin arriesgar o dañar activos físicos.

Por ejemplo: Kaeser, una empresa fabricante líder y proveedora de productos de aire comprimido, aplicó gemelos digitales. La tecnología ayudó a la empresa a cambiar de vender un producto a vender un servicio.

El sistema de Gemelo Digital facilitó a Kaeser datos operacionales del equipo durante su ciclo de vida, especialmente la tasa de consumo de aire.

El monitoreo permitió a Kaeser cobrar a los clientes basándose en el consumo de aire en lugar de una tarifa fija. Como resultado, la empresa redujo los costes de commodities en un 30% e incorporó a casi la mitad de todos los proveedores principales usando gemelos digitales.

Gestión Logística

La logística en empresas manufactureras es arriesgada debido a la falta de control sobre el clima. Además, la alta probabilidad de fraude y la gran cantidad de activos que necesitan ser gestionados. Las empresas que dependen significativamente del transporte pueden considerar la interconexión IoT entre diversos dispositivos y sistemas.

Las aplicaciones IoT para logística pueden tratar muchos casos de uso a lo largo de una cadena de suministro típica, desde almacenamiento hasta gestión de flotas y seguimiento de carga. Así, la tecnología actúa como una fuerza vital detrás de la transformación digital.

Por ejemplo: Amazon, se ha beneficiado de bots y casilleros de envío independientes, aumentando la conveniencia de entrega y obteniendo ganancias. Así, los fabricantes pueden disfrutar de costes de envío reducidos.

El procesamiento automático de pedidos y actualizaciones de estado ayudan a las empresas a reducir el número de personal de entrega y los costes operativos totales. Además, los bots conectados, cuando se usan para entrega de última milla, pueden reducir significativamente los costes y aumentar la satisfacción del cliente.

Los gerentes de logística pueden usar IoT para reparaciones y gastos de combustible. Pueden optimizar sus tareas que cubren monitoreo de costes de combustible, entregas inteligentes, diagnósticos y conductores. Una supervisión en tiempo real del rendimiento del conductor y vehículo aumenta la seguridad de los técnicos, reduce daños de inventario y disminuye pagos de seguros.

KPIs de Fabricación

Los Indicadores Clave de Rendimiento (KPIs) en fabricación son métricas cuantificables que brindan insights críticos sobre el rendimiento empresarial. Las métricas son importantes para los fabricantes porque se definen y miden para ayudar a las empresas a enfocarse en lo más importante. Además, pueden rastrear, analizar y optimizar el rendimiento a lo largo del tiempo.

Hay muchos KPIs, y uno comúnmente usado en fabricación es la eficiencia general del equipo (OEE) que se mide calculando el rendimiento, disponibilidad y calidad de la fábrica. Aunque es una medida adecuada de rendimiento, especialmente en la planta de fábrica, el OEE debería usarse idealmente con otros KPIs para entender mejor el rendimiento desde diversas perspectivas.

Las empresas manufactureras pueden elegir varios KPIs para guiar la toma de decisiones. Tener un panel de KPIs disponible puede hacer que las prioridades de la empresa se mantengan en foco y asegurar que la organización avanza por el camino correcto.

Paneles, informes y analíticas: hay mucho que analizar sobre cómo funciona un negocio. El objetivo es reducir el tiempo y esfuerzo que toma entender si el rendimiento coincide con las expectativas. En última instancia, las plataformas IoT industriales están ayudando a compilar y contextualizar datos en informes y paneles simplificados que pueden explicar mejor qué tan bien está funcionando un negocio.

Tendencias de IoT en Fabricación para 2022

Seguridad del Empleado

Según el Consejo Nacional de Seguridad (NSC), el coste total de lesiones laborales en 2019 fue de $171.0 mil millones. La cifra incluía pérdidas salariales y de productividad, gastos médicos y administrativos. También incluye costes no asegurados, incluyendo el valor del tiempo perdido por trabajadores distintos de aquellos con lesiones discapacitantes que están directa o indirectamente involucrados en lesiones.

La fabricación es uno de los campos industriales más peligrosos con mayores posibilidades de accidentes anuales. El IoT en fabricación continuará como una tendencia candente para mejorar la seguridad y prevenir lesiones laborales.

Con el uso de sensores, se pueden esperar datos precisos sobre el estado de una instalación o equipo. Además, es fácil detectar riesgos y peligros potenciales. Algunos casos de uso de IoT para mejorar medidas de seguridad incluyen:

• Wearables que rastrean la frecuencia cardíaca y presión arterial de los técnicos. Y se pueden recibir notificaciones cuando es peligroso para ellos seguir trabajando.
• Sensores inteligentes que pueden detectar niveles excesivos de calor, contaminación del aire, radiación o ruido y enviar alertas.
• Sensores de incendio sensibles a cambios de temperatura y detectan fuego.
• Ejecutar mantenimiento predictivo para desactivar o reparar equipos defectuosos antes de que puedan causar daño o accidente.

Seguridad y Privacidad

La privacidad y seguridad se han convertido en el foco principal cada vez más para especialistas en TI. El valor visible aumentado en fabricación expone el sistema a ciberamenazas, lo que es una preocupación para propietarios de IoT.

Existe una necesidad creciente de lidiar con filtraciones de datos o infecciones de malware (o ransomware) para convertir fábricas tradicionales en fábricas inteligentes y seguras. La autenticación es crítica en todas las áreas del IoT, ya sea nube, red o aplicaciones de software. Aquí hay algunas formas de proteger el ecosistema IoT:

• Rastrear dispositivos IoT físicos y evitar que se pierdan o roben.
• Identificar riesgos y ejecutar evaluaciones de riesgo.
• Usar cifrado.

El hecho es que la conciencia y el proceso de seguridad son primordiales, y esta tendencia necesita arraigarse en la cultura corporativa.

Automatización Máquina a Máquina (M2M)

La tecnología M2M se adoptó inicialmente en entornos de fabricación e industriales, donde otras tecnologías, como SCADA y monitoreo remoto, ayudaron a gestionar y controlar datos de equipos remotamente. El propósito principal de la tecnología M2M es acceder a datos de sensores y transmitirlos a una red.

Una de las mejores facetas a tener en cuenta es la comunicación entre dispositivos, y los sensores inteligentes pueden incrustarse en dispositivos permitiendo la comunicación. Los sistemas IoT pueden usar sensores para comunicarse y automatizar decisiones, incluyendo adquisición de materiales, pronóstico de demanda y ventas, y distribución sin interacción humana.

Los fabricantes que deseen capitalizar la automatización M2M deberían integrar los datos con software empresarial. Con ERP comunicándose con productos y máquinas, los técnicos pueden monitorear de cerca el rendimiento de fabricación y capturar insights en una sola solución. Aquí hay algunas formas en que M2M puede ayudar:

• Monitoreo remoto.
• Reabastecimiento de productos.
• Rastreo y monitoreo de activos.

IoT Combinado con VR y AR Acercando Mundos Digitales y Físicos

Cuando se combina con datos IoT, VR y AR pueden aportar beneficios significativos. Las ventajas económicas incluyen beneficios mejorados, costes reducidos, oportunidades innovadoras para líneas de productos o servicios, y más.

La tendencia IoT será algo a tener en cuenta en 2022 y más allá. Aquí hay algunos ejemplos de casos de uso de aplicaciones AR/VR e IoT trabajando juntas:

• Gestión de equipos: los datos recopilados por sensores IoT sobre el estado de los equipos pueden colocarse como elementos virtuales y ayudar a visualizar averías y choques en tiempo real.
• Gestión de espacios: AR puede ayudar a optimizar ubicaciones de inventario de fábrica y crear rutas óptimas para que los trabajadores naveguen por las instalaciones de forma segura.
• Educación de empleados: con el uso de datos IoT, se puede crear un prototipo virtual de equipo, maquinaria o producto y ayudar con simulaciones donde los empleados pueden aprender a usarlos correctamente.

Conclusión

El IoT en Fabricación presenta oportunidades de crecimiento lucrativas. Y algunos actores líderes ya están explorando tecnologías de nicho para aprovechar la digitalización y optimizar los beneficios.

En última instancia, la tecnología prometedora puede allanar el camino para la industria manufacturera y lograr la próxima generación de excelencia en fabricación.

Desarrolle Soluciones Habilitadas IoT para su Negocio de Fabricación con Imaginovation

Si es un fabricante que desea crecer a pasos agigantados y busca desarrollar soluciones IoT alucinantes, hable con nosotros.

Somos una empresa de desarrollo de aplicaciones móviles premiada en Raleigh con una increíble experiencia en el desarrollo de historias digitales que cambian el juego. Hablemos.