Investigando la Industria 4.0

No hace mucho tiempo he comenzado un nuevo proyecto. En este caso he comenzado mi doctorado en el Departamentos de Ingeniería del Diseño de la Universidad de Sevilla. En él voy a adentrarme en las entrañas de la Industria 4.0 para identificar mejor las oportunidades que nos brinda la digitalización y su aplicación a las pymes.

El concepto Industria 4.0 se corresponde con el nuevo paradigma de la industria digitalizada e interconectada. Por ello también se le denomina como la cuarta revolución industrial.

Ejes Industria 4.0

 

La digitalización de la industria viene como consecuencia de los nuevos desarrollos tecnológicos y la hiperconectividad. Las bases tecnológicas en la que se sustenta la Industria, entre otras, son las siguientes:

  • Internet de las cosas (IoT)
  • Big Data
  • Sistemas ciberfísicos
  • Cloud computing
  • Robótica colaborativa

Sin embargo, la Industria 4.0 no se reduce exclusivamente a los puntos anteriores, se trata de mucho más que eso. La Industria 4.0 enfatiza y acentúa la idea de digitalización y coordinación cooperativa en todas las unidades productivas. Precisamente la digitalización y la globalización están planteando importantes oportunidades y retos a la industria.

El objetivo que pretende alcanzarse en la tesis es clarificar el marco de actuación de la Industria 4.0, ya que se emplean términos tan amplios y ambiguos que en la mayoría de ocasiones no son más que una nebulosa de conceptos que más que aclarar termina por enturbiar la percepción del interlocutor.

Con especial énfasis me centrare en la industria agroalimentaria, abordando nuevas oportunidades y retos, evolucionar y posicionarse como un sector referente en el nuevo paradigma industrial

Introducción

Los nuevos avances tecnológicos llegan a los individuos más rápido que en el pasado. Cada día nos encontramos más conectados entre nosotros, pero también se está dando el caso que los dispositivos están adquiriendo también esta capacidad y esto está influyendo en los hábitos de consumo.

Por lo tanto, es necesario cambiar los métodos de producción para adaptarse a las necesidades de los clientes y ofrecerles un producto a medida.

En la actualidad, las industrias se enfrentan a la necesidad de ser cada vez más eficientes, flexibles, robustas y colaborativas. Hay que tener claro que los principales objetivos de la industria son optimizar los procesos productivos, cada vez más automatizados y alcanzar un mayor ahorro en el consumo de los recursos.

Por lo tanto, el reto al que nos enfrentamos es ser capaz de vincular todas las operaciones de la planta con el resto de departamentos de la empresa. De esta forma se consigue que los datos fluyan libremente dentro de la organización, convirtiéndose en información útil.

El nuevo paradigma industrial, conocido por Industria 4.0 en Europa y por IIoT (Industrial Internet of Things) en Norte América, pretende hacer frente a este nuevo escenario, gracias a la digitalización y a la implementación de nuevas estrategias de mejora de eficiencia basadas en las tecnologías TI.

Este paradigma surge de la creciente necesidad de acceder, agregar y analizar datos de producción y sistemas para mejorar la toma de decisiones y, por lo tanto, el rendimiento general de la empresa.

Para cumplir con las nuevas expectativas, las organizaciones industriales necesitan un proceso automatizado para entregar información de la planta a un nivel corporativo más alto de manera precisa, estandarizada, eficiente y segura. Para tal fin la industria cuenta con los llamados facilitadores tecnológicos.

Beneficios de la Industria 4.0

Entre los beneficios que este nuevo paradigma aporta se pueden incluir mejorar el desarrollo tecnológico y dinamización de la economía, flexibilidad de la producción (mediante la realización de cambios en la configuración del proceso productivo que no afectan en el tiempo de fabricación), personalización de servicios y productos (se podrá satisfacer las necesidades de los clientes, incluso con bajos volúmenes de producción), optimización del proceso de toma de decisiones (gracias a la información en tiempo real), aumento en productividad y eficiencia de recursos (a través de un seguimiento exhaustivo de todo el proceso productivo) y la creación de nuevas oportunidades de negocios, especialmente en servicios derivados o de apoyo.

Las industrias se verán afectadas en los siguientes aspectos:

  • Fabricación ágil y flexible. Las unidades de producción y la monitorización extendida facilitarán una analítica avanzada que permita el mantenimiento predictivo. Las máquinas conectadas en tiempo real impulsaran la adaptabilidad de la cadena de producción. La cadena de fabricación será más rápida y flexible.
  • Cadena de suministro tensa. La industria 4.0 permitirá alcanzar una trazabilidad global, continua y en tiempo real. Se logrará un flujo realmente tenso, con nuevos niveles de agilidad, precisión y eficiencia.
  • Comercialización digital. La posibilidad de una visibilidad precisa y en tiempo real de lo que el cliente demanda es otra característica de la Industria 4.0. Esto permite anticiparse a sus necesidades y adaptar la cadena de suministro de manera flexible.

La industria agroalimentaria posee una serie de características particulares que la caracteriza: productos perecederos, la legislación especifica, riesgo de alertas y crisis, estricto control de la seguridad alimentaria, márgenes comerciales ajustados (debido a la presión competitiva), etc.

Y a todo esto hay que añadir que el consumidor final es cada vez es más exigente, con gustos cambiantes, interactúa a través de las redes sociales, que busca personalización del producto y tratamiento exclusivo.

Oportunidades de la Industria 4.0

Por lo tanto, podemos identificar las siguientes oportunidades para esta industria en particular:

  1. Mejorar competitividad, ofreciendo al mercado productos mejores, más baratos y que se ajusten lo más fielmente posible a la demanda, respondiendo con la máxima rapidez.
  2. Nuevos modelos de negocio creados por el uso de las TICs
  3. Flexibilidad y eficiencia en la producción, mediante el uso de herramientas que conectan todo el proceso de fabricación
  4. Mejorar la trazabilidad gracias al mayor control de los datos mediante conjunto un conjunto de medidas, acciones y procedimientos digitalizados que permiten registrar e identificar cada producto desde su origen hasta su destino final
  5. Tiempo de respuesta menores, reduciendo costes y mejorando calidad del producto.
  6. Sostenibilidad y medio ambiente, reduciendo el gasto energético y controlando los recursos disponibles.
  7. Cadena de valor colaborativa, mejorando la comunicación entre los diferentes agentes involucrados en el ciclo de vida de los productos.

Barreras de la Industria 4.0

La Industria 4.0 también se encuentra con una serie de barreras de entrada que dificultan la implementación de los facilitadores digitales.

Estas barreras de entrada son obstáculos de diversos tipos que complican o dificultan la introducción de las nuevas tecnologías. Las principales barreras que se encuentra la industria son:

  1. Barrera del conocimiento. En las industria actual predominan un gran número de operarios frente a unos pocos ingenieros y directivos. Esta barrera implica que la industria no dispone de los perfiles adecuados en la organización para poder afrontar algunos cambios que afectan a la organización.
  2. Barrera de la tecnología. Los grandes avances tecnológicos y su dificultad de implementación.
  3. Barrera de la transformación del negocio. Esta es la barrera más compleja en la mayoría de las empresas, sobretodo en las pequeñas y medianas. Está directamente relacionada con el riesgo de la adopción de las nuevas tecnologías y seguir con la transformación tecnológica, y sobre todo, con el coste económico.

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Antecedentes

A lo largo de la historia, las transformaciones económicas ocurren cuando convergen las nuevas tecnologías y los cambios significativos en la manera de producir.

“No saber lo que ha sucedido antes de nosotros es como ser incesantemente niños” Cicerón

Como Revolución Industrial se entiende el proceso de transformación económica, social y tecnológica que marca un punto de inflexión en la historia, modificando e influenciando todos los aspectos de la vida cotidiana de una u otra manera.

Hasta la fecha se han catalogado tres revoluciones industriales.

  1. La Primera Revolución Industrial fue inicialmente impulsada y promovida por la máquina de vapor; cuando las máquina reemplazaron a los hombres como principal fuente en la fabricación.
  2. La Segunda Revolución Industrial se da cuando en la primera década del siglo XX la energía eléctrica convergió con el motor de combustión interna; entonces se da la producción masiva de bienes manufacturados.
  3. La Tercera Revolución Industrial se produce a principios de siglo mediante tres grandes agentes tecnológicos: robótica, ingeniería genética y telecomunicaciones.

Por lo tanto, se puede concluir que el desarrollo tecnológico permite fabricar productos con un nivel de valor agregado cada vez más alto, reduciendo costos a los fabricantes y dando como resultado una mayor demanda de eficiencia durante la etapa de fabricación.

Ahora nos encontramos antes lo que algunos autores denominan la Cuarta Revolución Industrial o Industria 4.0. Todo el sistema de innovación y sus componentes han experimentado recientemente un gran progreso gracias a la digitalización, lo que ha reducido la brecha entre el estado de implementación.

Al conjunto de tecnologías que llevarán a cabo la Industria 4.0 se pueden definir como “habilitadores digitales”. Se trata, en definitiva, de la fusión entre en mundo real y virtual en las fábricas.

Sector agroalimentario

Y el sector agroalimentario no es una excepción en este nuevo escenario. Por ejemplo, en los últimos años, el rápido desarrollo de Internet of Things ha ayudado mucho a la cadena de suministro de alimentos en la importancia práctica.

El IoT es una opción inevitable para mejorar la logística, y si se comparan las situaciones anteriores y posteriores a la implementación de nuevas tecnologías de red para la gestión de la logística de los alimentos, se puede concluir que su aplicación tiene un gran efecto estimulante. Por ejemplo, es posible identificar y establecer la trazabilidad desde el cultivo hasta la cadena de producción en los entornos de procesamiento de alimentos, proporcionando a la cadena de suministro información efectiva para su identificación y trazabilidad.

La industria agroalimentaria no solo es estratégica para cumplir la función de suministro de productos alimentarios de calidad a la población, sino que también es un gran generador de empleo, ya que en la mayoría de los casos el valor agregado de los empleados es alto.

Objetivos de la Investigación.

Hablando del sistema industrial español, y el andaluz en particular, el gran número de pymes no ayuda a la competitividad ante un mercado internacional cada vez más globalizado. Si además añadimos la gran atomización, nos encontramos ante un panorama donde el nuevo paradigma de Industria 4.0 se presenta como una herramienta para enriquecer el tejido económico.

El objetivo de la investigación que voy a llevar a cabo es aplicar las herramientas de la Industria 4.0 en una pyme del sector agroalimentario andaluz.

Con estas herramientas cualquier industria sería capaz de crear fábricas inteligentes, caracterizadas por una intensa capacidad de adaptación, alta eficiencia en el uso de los recursos y control total sobre la cadena de valor.

Es clave conocer cuáles son las herramientas y los habilitadores tecnológicos existentes, para poder seleccionar los más adecuados en cada tipo de industria.

La investigación se dividirá en dos etapas claramete diferenciadas. En una primera etapa se investigará y profundizará en el paradigma de Industria 4.0. El objetivo de esta primera etapa es identificar las aplicaciones potenciales que más valor aporten al sector agroalimentario. En la segunda etapa se llevará a cabo la implementación de las herramientas que se hayan elegido en el paso anterior.

ConclusionesConclusiones del artículo

Las tecnologías son la base del éxito industrial y suponen un factor crítico para alcanzar una posición de liderazgo en cualquier sector.

A lo largo de la historia la industria ha ido evolucionando con la llegada de nuevas tecnologías, las manera de fabricar ha ido cambiando.

Con cada nueva tecnología surgieron nuevos procesos, nuevos productos y nuevos modelos de negocio. Para la industria actual, como cualquier otro modelo evolutivo, la supervivencia se basa en la capacidad de adaptación al cambio.

No es la más fuerte de las especies la que sobrevive y tampoco la más inteligente. Sobrevive aquella que más se adapta al cambio“. Charles Darwin

Los consumidores hiperconectado ya son una realidad. Smartphones, tablets, tecnología wearable, etc, son algunos ejemplos de objetos que han influido en los hábitos de consumo. Por lo tanto, es necesario cambiar los métodos de producción para adaptarse a las necesidades de los clientes y ofrecerles un producto a medida.

Ahora más que nunca, es necesario involucrar a los clientes en los procesos de diseño de producto y disponer de procesos de producción flexibles; métodos que permitan responder a las expectativas del cliente, adaptándose rápidamente a la situación cambiante de la demanda.

Las nuevas tecnologías ya permiten la fusión del mundo físico y el virtual. En el nuevo modelo de producción, todos los elementos pueden estar interconectados y ser capaces de comunicarse entre sí. Nos encontramos por lo tanto ante productos y procesos inteligentes.

Los productos no sólo se beneficiarán de la comunicación interna, si no también con el intercambio de información entre los agentes de la cadena de valor del sector en el que se encuentre.

La relación entre humanos y máquinas también cambiara. Al igual que los procesos productivos, los trabajadores se convertirán en más eficientes y serán asignados a trabajos más específicos.

El nuevo paradigma de Industria 4.0 se basa en la innovación, automatización y procesos más sofisticados que suponen un salto exponencial en la capacidad competitiva de la industria.

Mantener un estado competitivo depende de la capacidad de adaptación al momento evolutivo en el que nos encontramos y, por lo tanto, a la capacidad de incorporar las nuevas tecnologías.

En la larga historia de la humanidad (incluso de la especie animal), son aquellos que aprenden a colaborar y a improvisar los que más probabilidad de prevalecer tendrán“. Charles Darwin

 

Manufacturing Technology Program

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