Industria 4.0 explicada: Qué significa para la fabricación inteligente

Industria 4.0 y fabricación inteligente. ¿Qué significan estos términos? ¿Pueden usarse indistintamente o no?

Hoy es casi imposible estar en la industria manufacturera o en la automatización industrial y no haber escuchado estos términos de moda de una forma u otra. Parecen estar en todas partes, discutidos activamente por líderes de opinión, expertos de la industria, estrategas y ejecutivos de empresas. Se escriben en declaraciones de misión e incluso forman parte de objetivos anuales de muchas empresas, lo que da la impresión de que todos saben exactamente qué son. Pero si profundizas un poco y empiezas a preguntar a la gente qué significan, descubrirás que o serán honestos y dirán «tengo una idea, pero no lo sé realmente», o te darán una respuesta totalmente distinta a la de la siguiente persona. Y si ese es el caso, dificultaría usar o lograr cualquier cosa relacionada con estos conceptos, ¿no?

El propósito de este artículo es ayudar a clarificar estos conceptos, definiéndolos, explicando su relación mutua y con tu organización, y lo más importante, responder a la pregunta: ¿por qué son tan importantes ahora mismo?

Para hacerlo, necesitamos abordar por qué a la gente le cuesta definir estos términos. La respuesta simple es: no hay una definición universal que la gente pueda consultar.

El nacimiento de la Industria 4.0

La Industria 4.0 (también conocida como Industrie 4.0 en Europa), como término y concepto, nació en 2011 en Hannover Messe, donde Bosch describió la integración generalizada de tecnología de la información y comunicación en la producción industrial. Toda la industria, junto con el gobierno alemán, mostró interés en esta idea. Se formó un grupo de trabajo sobre Industria 4.0, liderado por el ejecutivo de Bosch Siegfried Dais y Henning Kagermann, ex presidente y CEO de SAP y presidente de la Academia Nacional Alemana de Ciencia e Ingeniería (acatech). En 2013, este grupo de trabajo presentó un conjunto de recomendaciones de implementación de Industria 4.0 al gobierno federal alemán. A partir de este momento, nació la cuarta revolución industrial, y los miembros del grupo de trabajo se reconocieron como los padres fundadores y la fuerza impulsora detrás de la Industria 4.0.

El documento de 85 páginas desarrollado por el grupo de trabajo de Industria 4.0 comienza explicando cómo estamos entrando en la cuarta revolución industrial, de ahí la referencia al «4» en «Industria 4.0». Para ayudar a entender la cuarta revolución industrial, ayuda recordar las tres primeras y cómo llegamos a este punto.

Historia de las revoluciones industriales

• La primera revolución pasó de lo manual a lo mecánico aprovechando la energía del vapor y el agua, reemplazando la fuerza muscular bruta.
• La segunda revolución aprovechó la electricidad y la línea de montaje para generar producción en masa.
• La tercera revolución despegó usando electrónica y software, el ejemplo más icónico de la unión de estos dos siendo la computadora —y el Controlador Lógico Programable (PLC) en el entorno industrial. Esto dio lugar a una era de automatización de alto nivel.
• La cuarta revolución es la que está ocurriendo ahora, según este estudio. El mundo físico, el mundo digital y el mundo virtual están colisionando, creando productos, procedimientos y procesos inteligentes, y fábricas inteligentes. El estudio describe esta revolución impulsada principalmente por sistemas ciberfísicos y el Internet de las Cosas para crear un ecosistema de fabricación altamente inteligente, integrado y automatizado que va mucho más allá de la tradicional «planta de fábrica».

Diagrama que representa las cuatro revoluciones industriales, cortesía del autor

Cuando digo sistemas ciberfísicos, me refiero a la integración de procesos físicos, computación y redes. Según cyberphysicalsystems.org, computadoras y redes embebidas monitorizan y controlan los procesos físicos con bucles de retroalimentación, donde los procesos físicos afectan a las computaciones y viceversa.

El Internet de las Cosas (IoT) se refiere a una red interconectada de comunicación dispositivo-a-dispositivo que no necesita una interfaz humana o computadora, generalmente aprovechando Internet. Por lo que puedo ver, la frase «Internet de las Cosas» sorprendentemente se remonta a 1999. Un empleado de Procter & Gamble la usó para describir Identificación por Radiofrecuencia, y desde entonces la frase ha seguido expandiéndose y evolucionando para incluir muchas cosas. Podría ser fácilmente un tema de discusión por sí solo.

Intentando definir la Industria 4.0

Uniendo todo esto, la Industria 4.0 no es meramente una cuestión de conectar máquinas y productos a través de Internet. Es un cambio de paradigma en cómo organizamos, gestionamos y abordamos los negocios. Como sociedad, ya estamos empezando a sentir los impactos de la Industria 4.0. No solo las empresas están invirtiendo, sino que también los gobiernos de todo el mundo están invirtiendo mucho dinero en esta idea como el camino del futuro.

El grupo de trabajo caracterizó la Industria 4.0 como un concepto enfocado en crear productos inteligentes, procedimientos y procesos, y fábricas inteligentes. Pero esa afirmación es tan grandiosa y vaga que apenas ayuda. Con toda esa charla visionaria, podemos emocionarnos y energizarnos fácilmente, pero seguimos sin tener una definición. El grupo de trabajo de Industria 4.0 no proporcionó realmente una —y la falta de definición es lo que hace que este concepto sea tan abstracto y confuso.

Desde que se reunió el grupo de trabajo, la gente se ha aferrado al concepto de Industria 4.0 en todo el mundo. Cada país ha intentado definirlo en su contexto como mejor le parecía, lo que por supuesto significa ideas diferentes en todas partes.

En su nivel más básico, la Industria 4.0 es un término amplio que abarca diferentes perspectivas, industrias, funciones corporativas, tecnologías y campos. Lo que he encontrado es que la mayoría de expertos en el campo consideran que su base conceptual holística es una de sus fortalezas clave. El foco y la comprensión de la Industria 4.0 están en constante evolución debido al alto nivel de actividad y al desarrollo continuo de nuevos enfoques, conceptos y soluciones por parte de proveedores de soluciones, fabricantes de hardware, empresas, instituciones de investigación e incluso agencias gubernamentales.

¿Cuál es la diferencia entre Industria 4.0, Transformación Digital y Fabricación Inteligente?

Como ya se mencionó, no hay una definición formal acordada para la Industria 4.0. Lo mismo ocurre con la transformación digital y la fabricación inteligente. Muchas organizaciones y organismos de normalización han estado trabajando en intentar definir este nuevo espacio, aún sin suerte. El Grupo de Trabajo Conjunto 21 entre IEC e ISO es probablemente el que más ha avanzado, y aún les quedan posiblemente años. Actualmente, han elegido centrarse en la frase «fabricación inteligente» como una forma de tomar un trozo de la Industria 4.0 y estrechar el foco. Hasta ahora, su definición actual (todavía en fase de borrador) para fabricación inteligente es: «Fabricación que mejora sus aspectos de rendimiento con uso integrado e inteligente de procesos y recursos en esferas cibernéticas, físicas y humanas para crear y entregar productos y servicios, que también colabora con otros dominios dentro de las cadenas de valor de las empresas.»

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), como otro ejemplo, define los sistemas de fabricación inteligente como «sistemas de fabricación totalmente integrados y colaborativos que responden en tiempo real para satisfacer demandas y condiciones cambiantes en la fábrica, en la red de suministro y en las necesidades del cliente.»

Hay innumerables otros grupos intentando definir estos conceptos y poner su granito de arena con un término específico. En la Sociedad Internacional de Automatización (ISA), reconocemos que estos términos y sus conceptos asociados están evolucionando y seguirán cambiando. Así que hemos decidido (por ahora) centrarnos en el concepto de «fabricación inteligente» y pensarlo como un ecosistema que permite que fábricas, almacenes, cadenas de suministro, etc., estén totalmente integrados y sean ágiles para cumplir la demanda del cliente de entrega de productos o servicios. Aunque se pueden hacer argumentos para diferenciar entre otras grandes palabras de moda como «Industria 4.0» y «transformación digital», a menudo se usan indistintamente.

Independientemente de la semántica, estos conceptos se reducen a recopilar y aprovechar una tremenda cantidad de datos para tomar mejores decisiones, indicando a los líderes empresariales qué hacer y cuándo hacerlo. El objetivo de la mayoría de iniciativas de Fabricación Inteligente, por tanto, son identificar oportunidades para automatizar operaciones y usar análisis de datos para impulsar mejor agilidad, aumentar eficiencia, mejorar calidad y reducir el time-to-market de la empresa. Lo que hace posible todo esto es la aplicación colectiva de diferentes tecnologías de vanguardia que hacen la fabricación más conectada, más inteligente y más dinámica.

Mi consejo: ¿Qué significa todo esto?

Elige un término y trabaja con él. Tanto «Industria 4.0» como «fabricación inteligente» pueden considerarse visiones o viajes, en lugar de destinos con límites claros. Esto significa que estos conceptos están realmente en el ojo del observador. Pueden, y lo harán, significar cosas diferentes para diferentes personas y diferentes empresas. ¡Y eso está bien! Así que, en lugar de esperar una definición formal por la industria, deberías averiguar qué significa para tu empresa. Establece una visión usando los conceptos discutidos y comunica esa visión a toda la organización.