Industria 4.0 explicada:historia, beneficios y tecnologías clave

Actualizado el 25 de febrero de 2021

¿Qué es la Industria 4.0?

Industria 4.0, o Cuarta Revolución Industrial, describe cómo las computadoras, los datos y la automatización convergen para remodelar los procesos de fabricación y trabajo. Basándose en la Tercera Revolución Industrial impulsada por Internet y las PC, 4.0 disuelve la frontera entre los sistemas digitales y físicos, incorporando la automatización, la IA, el IoT y más a las operaciones cotidianas. A diferencia de revoluciones anteriores que se centraban únicamente en los avances tecnológicos, Industria 4.0 enfatiza cómo la tecnología en evolución transforma la vida cotidiana.

Por qué es importante la Industria 4.0

Industry4.0 se basa en tecnologías existentes (informática a gran escala, almacenamiento de datos en la nube y análisis en tiempo real) para eliminar los silos de datos y permitir la visibilidad entre organizaciones en todo el mundo. Aborda los desafíos de fabricación actuales:intensa competencia global, mercados volátiles, ciclos de productos complejos y la necesidad de información rápida basada en datos. Al adoptar el mantenimiento predictivo y la producción flexible, las empresas reducen el tiempo de inactividad, reducen los costos y aceleran los ciclos de innovación.

A diferencia de revoluciones pasadas que simplemente agregaron nuevas herramientas, 4.0 cambia el enfoque hacia la innovación continua, permitiendo a las empresas probar e implementar nuevos modelos de negocios a una velocidad sin precedentes. Da prioridad al cliente:tiempo de comercialización más rápido, producción bajo demanda y personalización de alto nivel. Los trabajadores también se benefician:las tareas repetitivas dan paso a roles de resolución de problemas que aprovechan la robótica avanzada y el IoT.

Impulsores de la transición a la Industria 4.0

• Demandas de los clientes – Los consumidores esperan productos más rápidos, más baratos y más sostenibles. La personalización, que alguna vez fue costosa, ahora es una rutina gracias a tecnologías como la impresión 3D.
• Utilización de datos – Los fabricantes generan una gran cantidad de datos históricos. Convertir esto en inteligencia procesable mejora la previsión de la demanda, la planificación de la producción y el mantenimiento.
• Conectividad global – La computación en la nube y la conectividad ubicua eliminan las barreras geográficas, lo que permite la colaboración en tiempo real desde la cadena de suministro hasta el envío.

La evolución de la fabricación

La fabricación ha evolucionado a través de cuatro revoluciones industriales importantes, cada una definida por un salto tecnológico.

La Primera Revolución Industrial (finales de 1700-principios de 1800)

Transición del trabajo manual a la producción mecanizada utilizando telares mecánicos, máquinas de vapor y maquinaria impulsada por agua.

La Segunda Revolución Industrial (finales del siglo XIX y principios del XX)

Rápida industrialización y estandarización impulsadas por la electricidad, el telégrafo, el acero y las primeras líneas de montaje.

La Tercera Revolución Industrial (mediados del siglo XX)

La Revolución Digital, marcada por los microprocesadores, las computadoras personales, los teléfonos celulares e Internet, que marca el comienzo de la Era de la Información.

La Cuarta Revolución Industrial (era actual)

La automatización y la comunicación entre máquinas crean fábricas inteligentes, mantenimiento predictivo y fabricación aditiva. Los humanos estamos cada vez más alejados de las tareas repetitivas.

La Quinta Revolución Industrial (emergente)

Algunos expertos ven la Industria 5.0 como una asociación entre humanos y máquinas, que enfatiza la creatividad y la inteligencia humanas; los ejemplos incluyen Neuralink y paneles de control para operadores que combinan el contexto humano con los datos de las máquinas.

Implementar Industry4.0 de forma eficaz

1. Gestión del cambio – Evita la regla 20/60/20. Involucrar al 60% de los empleados que son escépticos explicándoles la visión e invirtiendo en capacitación. La inclusión y la claridad impulsan la aceptación.
2. Mantenimiento proactivo – Pasar de las soluciones reactivas al mantenimiento predictivo y prescriptivo basado en datos. Utilice el aprendizaje automático para programar reparaciones antes de que se produzcan fallos y explore el autodiagnóstico autónomo.
3. Compartir datos de forma segura – El intercambio de datos en tiempo real con proveedores mejora la previsión, pero requiere una ciberseguridad sólida. Implemente almacenamiento seguro en la nube, cifrado y segmentación de red desde el primer día.

Beneficios de la Industria 4.0

Eficiencia y productividad mejoradas

La asignación de recursos basada en datos reduce el desperdicio, reduce el tiempo de inactividad y elimina la necesidad de inventarios excesivos de repuestos.

Mayor agilidad

Los análisis en tiempo real respaldan una rápida toma de decisiones, lo que permite ejecutar series de producción únicas y una respuesta rápida a los cambios del mercado.

Ganancias financieras

Una mayor producción, menores costos operativos y una mejor calidad del producto se traducen directamente en mayores ingresos y una mayor rentabilidad.

Retos a superar

Sobrecarga de datos

Los fabricantes suelen enfrentarse a más datos de los que pueden procesar. Las herramientas efectivas de gobernanza de datos, normalización y aprendizaje automático de código bajo son esenciales para transformar los datos sin procesar en conocimientos prácticos.

Escasez de talento

La demanda de científicos de datos, analistas y especialistas en inteligencia artificial supera con creces la oferta. Los programas de mejora de habilidades y las plataformas de código bajo pueden ayudar a cerrar la brecha.

Resistencia Cultural

La transformación digital puede amenazar la seguridad laboral y alterar los flujos de trabajo existentes. Desarrollar una cultura abierta y colaborativa y una comunicación clara reduce la resistencia y acelera la adopción.

Tecnologías clave de la Industria 4.0

A continuación se presentan diez tecnologías fundamentales que impulsan la Cuarta Revolución Industrial:

Big Data y análisis

Grandes volúmenes de datos de sensores y procesos almacenados y analizados mediante computación de vanguardia y aprendizaje automático.

Robots autónomos

Máquinas que operan de forma independiente y toman decisiones en tiempo real utilizando IA.

Simulación y gemelos digitales

Réplicas virtuales de sistemas físicos que permiten pruebas, optimización y modelado predictivo.

Integración de sistemas horizontales y verticales

Conectividad perfecta entre departamentos y niveles jerárquicos, lo que garantiza que los datos fluyan libremente.

IoT industrial (IIoT)

Dispositivos de IoT diseñados para uso industrial, como controles inteligentes de HVAC y sensores de máquinas. Plataformas como MachineMetrics traducen los datos del taller en información útil.

Ciberseguridad

Proteger la superficie de ataque ampliada creada por máquinas conectadas y servicios en la nube.

La Nube

Recursos informáticos remotos bajo demanda que reducen la necesidad de hardware local.

Fabricación Aditiva

Impresión 3D y procesos relacionados que construyen objetos capa por capa.

Inteligencia artificial

Sistemas que aprenden de los datos y obtienen conclusiones de forma autónoma.

Realidad Aumentada

Superponer información digital al mundo físico para respaldar la capacitación, el mantenimiento y el diseño.