Los eventos y foros de la Industria 4.0 se suceden de forma frenética en España, y no solo en las regiones y ciudades con una fuerte industria. Su implantación está avanzando en las industrias más internacionalizadas de nuestro país como son la automoción, agroalimentaria y aeronáutica. También se aprecia una extensión de las aplicaciones que conlleva otras industrias, pues Industria 4.0 no solo abarca la fase de producción de bienes, sino que incluye el ciclo completo del producto
El programa Industria Conectada 4.0 del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad cumple tres años de aplicación con buenos resultados. La situación ha mejorado, gracias también a una economía que crece a ritmos del 3%. La exportación de los sectores industriales ha aumentado notablemente en cuanto a bienes de equipo, alimentación y bebidas y automoción a la cabecera, situándose en un 73% más que al principio de la crisis. España recupera posiciones y repunta en la utilización de las tecnologías emergentes, que son fundamentales para nuestra competitividad, lo que evitará perder el tren de la 4ª Revolución Industrial.
Una muestra del creciente interés en nuestro país por las tecnologías que implica el concepto Industria 4.0, es la aparición de un máster específico por la EOI. La presidenta de esta escuela de negocio, Begoña Cristeto, Secretaria de Industria, realizó la presentación del máster en Madrid en el mes de febrero de este año, insertándolo en la estrategia Industria Conectada 4.0. Se trata de dar un paso adelante por parte del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad para catalizar su implantación en el mayor número de empresas y así recuperar puestos en el ranking de los países más industrializados.
Si la 3ª Revolución Industrial se caracterizó por la automatización de los procesos, gracias a la electrónica y las tecnologías de la información; la 4ª nos hace profundizar mucho más en las tecnologías de la información debido principalmente a la aparición de Internet, el gran habilitador que ha hecho que se cambien la forma de ejecutar los procesos y la comunicación. La “Red de Redes” está presente ya en todos los ámbitos de nuestra actividad humana, pero el fenómeno más disruptivo se produce en su uso por los dispositivos. El crecimiento geométrico de este uso de Internet por parte de las “cosas” está copando vastos espacios de Internet mediante el continuo flujo de datos entre ellas.
Tecnologías Habilitadoras de la Industria 4.0
El uso cada vez más intensivo de los Sistemas ciber-físicos, tanto en los procesos productivos como en los propios productos, se produce gracias a la disponibilidad actual de Tecnologías Habilitadoras como el Internet de las Cosas (IoT), las redes de comunicaciones que posibilitan la Hiperconectividad y la Analítica de datos, mediante el Big Data.
Los avances en el ancho de banda, la resiliencia y la bajada de la latencia de las telecomunicaciones son nuevos habilitadores que incrementarán las posibilidades de nuevas aplicaciones. La irrupción que provocará la Tecnología 5G provocará la aparición de nuevos servicios de Industria 4.0, que todavía estamos lejos de vislumbrar. En cuanto a redes de comunicaciones de uso más específico para IoT, aparecen con fuerza protocolos como LoRaWAN, que posibilita conexiones seguras de bajo consumo de energía, largo alcance y bajo ancho de banda, permitiendo la interconexión entre objetos inteligentes.
No debemos olvidar que la aparición del concepto Smart en el mundo de las telecomunicaciones, aplicado a los teléfonos móviles, los smartphones, está poniendo al alcance de los clientes acceder, desde cualquier punto, a una ingente cantidad de información sobre los productos, y permite estar comunicado de forma continua, dándole un poder de opinión del que no disponía anteriormente.
Este concepto está llegando con fuerza a la producción de bienes de equipo, aplicándose tanto a los procesos, como a los productos y servicios, incorporándose a fábricas, logística, edificios, movilidad, en definitiva, a toda la cadena de valor de las industrias incluyendo al propio producto final y sus componentes.
El concepto Smart provoca de facto una hibridación entre el mundo físico, en el que nos desenvolvemos, y el virtual o digital, generado por los sistemas de información. Pero además hay que añadir otras tecnologías habilitadoras que las citadas anteriormente, que facilitan la hibridación entre sistemas reales y el mundo digital. Se trata de la Impresión 3D, la Robótica Avanzada y la Sensorización y el Edge Computing de los Sistemas Embebidos.
La implantación de la robotización en las fábricas es un hecho y constituye uno de los pilares de la industria conectada, dado que éstos hacen uso intensivo de la IoT, que se caracteriza por la creciente sensorización e introducción de medios de conectividad entre los elementos, que son procesados por los Sistemas Embebidos en los puntos donde se requiere que se encuentran en cada elemento de la cadena productiva. A su vez, esto constituye una fuente de generación de millones de datos, que bien analizados, son de tremenda utilidad para el perfeccionamiento de los procesos y de los elementos fabricantes, gracias a las tecnologías de Big Data, que son capaces de procesar esta ingente cantidad de datos.
El IoT provoca que cada vez más dispositivos se conecten a Internet, que se traduce en más direcciones IP, objetivos para los ciberdelincuentes. Miles de millones de dispositivos sin protección se pueden utilizar para atacar a otros, o incluso destruirlos. La ciberseguridad se está convirtiendo en uno de los elementos cruciales de la industria, pues el fenómeno del hacking puede tener consecuencias letales dentro de procesos, en los que sean peligrosos o que manejen materiales radioactivos o explosivos. La mezcla de lo digital con lo real puede convertirse en una amenaza real si no se despliegan las protecciones necesarias en todos los sistemas y subsistemas, empezando por los dispositivos más sencillos, pues hoy día todos disponen de un “firmware” que es direccionable IP, es decir, atacable.
Cloud Computing, Big Data e Inteligencia Artificial
Una de las tecnologías habilitadoras más potentes y revolucionarias que usamos diariamente todos nosotros de forma inapreciable es la computación en la nube o Cloud Computing, que permite procesar y almacenar datos de cualquier naturaleza de forma remota y que sean accesibles desde cualquier lugar.
Con el advenimiento del Big Data cobra mucha más relevancia, al tener a disposición grandes sistemas de procesamiento y almacenamiento en la nube.
Comentaba recientemente el CEO de Royal que un factor de éxito clave en sus procesos es cómo las máquinas de sus centros de procesamiento de la fruta están aprendiendo gracias al uso de la Inteligencia Artificial. En una fábrica inteligente, los procesos de producción están conectados: máquinas, interfaces y componentes se comunican entre sí. Se pueden recopilar grandes cantidades de datos para optimizar el proceso de fabricación. En la actualidad, el método de aprendizaje más comúnmente utilizado es el reconocimiento de imágenes. Otros usos incluyen asistentes digitales o bots inteligentes, reconocimiento facial, reconocimiento de voz y procesamiento de voz, traducción y transcripción automatizada, análisis de texto y video, y manejo autónomo. El Big Data permite la optimización de procesos mediante el uso de análisis de imágenes, por ejemplo.
Las empresas de hoy usan el aprendizaje automático en servicios de mantenimiento y soporte. Por medio de sensores, la Inteligencia Artificial ayuda a capturar el consumo de energía de máquinas individuales, analizar ciclos de mantenimiento y luego optimizarlos en la siguiente etapa. Los datos de operación indican cuándo debe reemplazarse una pieza o dónde es probable que haya un defecto. A medida que aumenta la cantidad de datos, el sistema mejora para optimizar y hacer predicciones más precisas.
Robótica industrial, robots colaborativos
En este número hablamos de Torrot, una empresa española que está revolucionando el concepto del scooter y, para ello, se basa en las tecnologías más avanzadas de la Industria 4.0 sin las que sería muy difícil desarrollar tales máquinas con una conectividad impresionante.
Torrot ha concebido el velocípedo eléctrico, que está definiendo un nuevo paradigma en las flotas urbanas. En la planta que se está construyendo en Cádiz, la robótica tendrá un papel central. Pero no son robots convencionales sino que responden al concepto de robots colaborativos, es decir, que ayudan al humano en las tareas que requieren mucha fuerza o persistencia de una tarea en las que la persona es experta y enseña a la máquina.
Los robots se han convertido en un elemento clave en la Industria 4.0. Debemos estar preparados para realizar el salto a los nuevos entornos de fabricación.
Los robots colaborativos permiten que la tecnología y, en concreto, la automatización robótica, sea más accesible a las pequeñas y medianas empresas. Esto permite una mayor flexibilidad en la automatización de diversas tareas que generalmente se desarrollan en los entornos de fabricación.
En estos nuevos entornos, donde máquinas inteligentes intercambian información entre sí, los robots son una buena herramienta para adaptarse a los constantes cambios en los requisitos de producción de cada momento. En consecuencia, los robots colaborativos supondrán un punto de inflexión para obtener un aumento de la productividad, además de ahorros energéticos y materiales.
En este número contamos con la colaboración de ASTI, una empresa modelo en el desarrollo de la Industria 4.0 en cuanto a un tipo especifico de robot, los AGVs, Vehículos de Guiado Automático, que optimizan en los procesos de fabricación.
Fabricación aditiva y visión artificial
Destaca sobre las innovaciones en la Industria 4.0, la Impresión 3D, que permite la fabricación de piezas de manera muy flexible y adaptada a requerimientos particulares. Esto se emplea tanto para elementos de utillería de los procesos productivos como para el producto final. La fabricación aditiva juega un importante papel dentro de este aspecto de la Impresión 3D, y jugará un papel fundamental en el mantenimiento de los productos. Un aspecto muy relevante que gracias a la tecnología ya es posible es la individualización masiva por la que un producto se adapta a los requisitos particulares de un cliente. Para ello, la “Fabricación Flexible” debe incorporarse dentro de la factoría, así como en la comunicación abierta con el cliente a través de los portales de nuestra empresa.
Los nuevos materiales que se emplean en la industria aeronáutica, de la que tenemos buenos ejemplos como los que tiene CATEC, que permiten la fabricación aditiva, es decir, mediante capas en un proceso de Impresión 3D. Hace pocos años solo servía para modelado, pero hoy día ya permite producir piezas finales que pueden ser incorporadas a los productos de serie. La flexibilidad que introduce en los procesos en notable, pero sobre todo incorpora la facilidad de la impresión remota en lugares cercanos donde se pueden producir averías, y se puede “imprimir” la pieza localmente.
El uso de la visión artificial, ya muy introducido en muchas cadenas de montaje y, en especial, en el sector agroalimentario para la selección o inspección de productos, es un aspecto muy destacable de la Industria 4.0. También aplica el concepto de la Fábrica Aumentada, que asiste en el entrenamiento y asesoramiento de los mantenimientos de instalaciones complejas, como es el caso de las fábricas. La introducción de la Realidad Virtual en el mantenimiento de los activos de una planta está revolucionando esta actividad, disminuyendo los tiempos de fallos de los subsistemas de una línea de fabricación. Complementada con la Realidad Aumentada permite guiar a los operadores en sus maniobrabas de mantenimiento, pues pueden conocer una máquina al detalle sin necesidad de abrirla o conocer cómo se realizan los procesos de mantenimiento mirando al propio dispositivo.
Impacto del Blockchain en la Industria 4.0
La Industria 4.0 tiene en la tecnología habilitadora del Blockchain un aliado fundamental para su desarrollo. Como para automatizar, hay que utilizar Inteligencia Artificial y datos fiables, el Blockchain tiene mucho que aportar. La trazabilidad de productos en el proceso de producción ofrece información muy útil. Los clientes están muy concienciados por conocer la trazabilidad exacta de los productos que adquieren. En un entorno industrial, el saber cómo las piezas, tiempo después de su fabricación, están operando o a qué temperaturas o presión se han expuesto, es muy relevante.
El Blockchain garantiza la verosimilitud de esos datos de trazabilidad, ya que los datos que se incorporan a las cadenas no se pueden modificar ni eliminar. Hasta ahora, algunos fabricantes o gestores de datos podían elegir qué tipo de información se proporcionaba al cliente de forma selectiva: el Blockchain elimina las dudas. El Dato manda en todo este proceso sin necesidad de agentes certificadores externos de confianza, es el propio algoritmo quien lo garantiza. Las fábricas inteligentes permiten además que entre fábricas se puedan establecer mecanismos de cooperación y delegar con fiabilidad los procesos productivos ejecutados por los sistemas de las fábricas que manejan estas transacciones. Se pueden establecer Contratos Smart basados en Blockchain que coordinen la logística, los pagos de manera inmediata a la recepción del pedido o incluso desarrollar Market Places industriales.
Conclusión
Sectores punta como la automoción, aeroespacial o más tradicionales como el agroalimentario, están usando ampliamente el concepto de Industria 4.0, con ejemplos muy significativos que se describen en este número de Agenda de la Empresa. La industria, como las ciudades o el agro, está abocada a una profunda transformación digital que afecta a todos sus sectores y a todas sus empresas. Y esto no es opcional, es una necesidad urgente que asumir, en la que nos jugamos muchos puestos de trabajo y la estabilidad ante futuras crisis económicas.
Adolfo Borrero
Vicepresidente de Ametic
