En 1712, Thomas Newcomen inventaba la máquina de vapor atmosférica. No fue la primera. Tampoco sería la última. Pero a menudo se usa como punto de partida de la primera Revolución Industrial.
Durante las décadas que siguieron al invento de Newcomen el mundo dejaría de ser el que era. La tecnología tomaba, poco a poco, los mandos de la industria. Hoy, tres siglos después, la misma tecnología nos ha colocado a las puertas de una cuarta revolución. Y eso que aún no hemos concluido la tercera. Así son la Industria 4.0 y las tecnologías que están transformando las fábricas.
La digitalización y conectividad de la industria
Si la máquina de vapor marca la primera Revolución Industrial, la generalización del uso de la electricidad dio paso a la segunda. La explosión de la electrónica en los años 70 del siglo XX plantó la semilla de la tercera. ¿Y a dónde nos llevará la cuarta? La definición de industria 4.0 es cambiante y difusa, pero, en líneas generales, tiene que ver con la digitalización y la conectividad de las tecnologías industriales.
“La industria 4.0 es la conjunción de diversas evoluciones tecnológicas que han transcurrido en paralelo en distintos ámbitos: IT, mecatrónica, BI, etcétera, que ahora convergen en un nuevo paradigma industrial en el que todo está interconectado: la oferta con la demanda, los medios productivos con los centros de control y trazabilidad, los sensores con los sistemas mecatrónicos…”, explica Antonio Martínez Andreo, director de operaciones de la división de mobility de Carbures, grupo industrial gaditano y uno de los nombres propios cuando se habla de industria 4.0 en España.
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“Podríamos pensar que la Industria 4.0 no es más que la aplicación de la tecnología más o menos disruptiva, como la robotización o la automatización, a los procesos productivos y de servicios. Pero el término Industria 4.0 engloba un aspecto fundamental: la aplicación de IoT, de la sensorización, del uso masivo de datos de cada uno de los elementos que intervienen en los procesos productivos, así como la virtualización de los mismos para poder realizar un análisis ingente de escenarios”, añade Antonio Valiente, director innovación y performance de Alstom España, compañía centrada en el desarrollo y fabricación de material rodante, equipos y tecnologías para la movilidad ferroviaria.
[hde_summary]El objetivo es ganar en eficiencia, adaptar mejor la producción y la oferta a la demanda, integrar toda la cadena de valor de la empresa, descentralizar la toma de decisiones, predecir resultados de forma precisa…[/hde_summary]El objetivo es ganar en eficiencia, adaptar mejor la producción y la oferta a la demanda, integrar toda la cadena de valor de la empresa, descentralizar la toma de decisiones, predecir resultados de forma precisa… “[Hemos] invertido fuertemente para dar forma a una oferta de soluciones de hardware y software integradas que permiten digitalizar e integrar de forma sencilla toda la cadena de valor de una empresa”, señala David Pozo, director tecnológico de Siemens Industry.
Las tecnologías clave que transforman las fábricas
Al igual que la mecanización de la industria no se produjo de la noche a la mañana tras el desarrollo de la máquina de vapor, la Industria 4.0 da todavía sus primeros pasos. En España, según la consultora PwC, solo el 8% de la industria ha apostado por su digitalización. Pero, ¿qué es “apostar por la digitalización”? ¿Qué tecnologías son las que marcan realmente el camino de la industria 4.0? Estas son las nueve claves tecnológicas de la cuarta Revolución Industrial según Boston Consulting Group.
Big Data y analytics
La sensorización de las fábricas y el uso de dispositivos móviles y conectados permite la recolección de grandes volúmenes de datos. Su análisis en tiempo real contribuye a mejorar la toma de decisiones en toda la cadena de producción, distribución y venta. “La monitorización remota y el control en tiempo real de las líneas de producción son también una tendencia clave para optimizar la toma decisiones, así como el aumento de la productividad y la eficiencia en el uso de los medios productivos y del personal directo de producción”, puntualiza Antonio Martínez Andreo desde Carbures.
Para la compañía especializada en la fabricación de estructuras de fibra de carbono, la recogida de datos y su análisis posterior se integra en toda la cadena. Se incluye también a proveedores y clientes a lo largo de todo el proceso de producción para poder predecir, controlar, planear y producir de forma inteligente.
Robótica
Es, probablemente, la tecnología que acapara más titulares. Robots que trabajan de forma autónoma, sin descanso, interaccionando entre sí y con todo el sistema de producción. Y, también, trabajando codo con codo con los humanos. “La industria 4.0 es mucho más que robótica. De hecho, en nuestro caso, donde los proyectos están muy personalizados a las necesidades de cada cliente, y donde la fabricación tiene un amplio componente artesanal, la robótica continúa siendo bastante marginal. Mucho más recorrido tienen, en nuestro caso, los cobots, donde la interfaz hombre-máquina abre nuevos campos de desarrollo”, explica Antonio Valiente, de Alstom.
En otras industrias, como la de la automoción, la robótica está más implantada. La fábrica de SEAT en Martorell, Barcelona, cuenta con 125 robots autónomos que transportan 23.800 piezas al año a lo largo y ancho de la planta de producción. Pueden llevar hasta 1.500 kilogramos de peso y desarrollan sus tareas mano a mano con los trabajadores de la fábrica.
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Integración vertical y horizontal de sistemas
Es una consecuencia directa del acceso a grandes volúmenes de datos. La Industria 4.0 se construye sobre la integración de procesos y sistemas industriales. Busca cadenas de valor integradas y autónomas en las que diferentes compañías, departamentos y fábricas trabajen de forma cohesionada. “Dar vida a un nuevo producto se ha convertido en un proceso muy complejo en el que intervienen numerosos departamentos que utilizan herramientas específicas para la tarea que deben realizar. Disponer de una plataforma de colaboración única que sea el nexo común de todos esos sistemas será vital en el futuro”, asegura, desde Siemens, David Pozo.
Para el directivo de Siemens, son destacables los ejemplos de las fábricas de Amberg, Alemania, y Cornellá, Barcelona. Desde su apertura en 1989, el volumen de producción de la planta alemana se ha multiplicado por ocho manteniendo el mismo número de empleados, convirtiéndose, según David Pozo, en un ejemplo de aplicación de la industria 4.0.
“En esa planta fabricamos más de 1.000 productos diferentes usando nuestra tecnología de control más avanzada. Cada segundo sale un nuevo producto de la instalación y a pesar de esa complejidad el nivel de calidad se mantiene en un 99,9988%. El 75% de la creación de valor lo gestionan máquinas inteligentes y ordenadores, y el 25% restante depende de la decisión de empleados que se apoyan en tecnología de información”, añade el Director Tecnológico Siemens Industry.
Internet de las Cosas
Es otra de las grandes promesas de la digitalización. Cosas que están conectadas a Internet, se comunican entre sí y con nosotros, contribuyendo a descentralizar el análisis de datos y la toma de decisiones. El Internet de las Cosas a nivel industrial cubre desde sensores y wearables hasta vehículos conectados. En el desarrollo del Internet de las Cosas industrial la tecnología 5G – y, por tanto, las operadoras – juega un papel clave.
[hde_summary align =»[right] Acciona está implantando maquinaria autónoma con gran capacidad computacional en la nube y máquinas teleoperadas gracias a la baja latencia de las redes 5G.También planea automatizar procesos de carga y transporte utilizando robots conectados entre sí [/hde_summary]
Entre los últimos acuerdos suscritos en España en el marco de la IoT industrial, se encuentra el firmado por Acciona y Orange, que permitirá a la constructora desarrollar el Internet de las Cosas para obra civil. Así, Acciona está implantando maquinaria autónoma con gran capacidad computacional en la nube y máquinas teleoperadas gracias a la baja latencia de las redes 5G. Además, a lo largo de este año, Acciona plantea automatizar procesos de carga y transporte en factorías automovilísticas utilizando robots colaborativos y autónomos conectados entre sí.
Ciberseguridad
“Otro de los grandes retos a afrontar para avanzar hacia este nuevo paradigma industrial de interconexión global es el desarrollo de las cuestiones relativas a la ciberseguridad industrial, para poder convencer a los responsables de IT de las plantas productivas de facilitar el acceso a la información en tiempo real y poder sacar así todo el partido al gran potencial del Big Data junto con las nuevas técnicas de análisis combinado y business intelligence”, señalan desde Alstom.
La llegada del Internet de las Cosas y las máquinas autónomas hace más patente que nunca la necesidad de contar con herramientas y redes seguras y fiables. El ecosistema es de los más complejos de la industria 4.0. Para la consultora Deloitte, los ciber riesgos siguen los pasos de la conectividad y los datos. Por lo tanto, están presentes desde la cadena de suministros hasta la distribución, pasando por todo el proceso de fabricación y el producto en sí mismo.
La nube
Integrar sistemas y empresas a lo largo de la cadena de valor requiere una infraestructura sólida para intercambiar información. Ahí es donde las tecnologías cloud están jugando un papel central. Al mismo tiempo, se avanza también hacia el llamado edge computing, máquinas que no solo recogen datos, sino que los procesan y analizan de forma rápida antes de subirlos a la nube.
Por ejemplo, el fabricante de equipamiento industrial GE utiliza la nube para introducir y analizar datos de dispositivos industriales de forma segura. Mediante un acuerdo con Oracle, GE ha automatizado parte de sus procesos empresariales, lo cual ha hecho posible contar una cadena de suministro más eficiente y un mantenimiento predictivo.
Simulación
“Hoy podemos disponer de una copia digital perfecta de la cadena de valor, lo que denominamos el gemelo digital, que nos permite simular, probar y optimizar todo en un entorno completamente virtual”, explica David Pozo, de Siemens. La capacidad de simulación virtual de procesos, productos, máquinas e, incluso, personal humano, permite ya probar diferentes configuraciones antes de llevarlas a la práctica, contribuyendo a la optimización de la industria.
Estos digital twins son el caso más paradigmático de la creciente capacidad de simulación. En España son varias las compañías que están poniendo en práctica esta tecnología. Entre ellas, Fagor Arrasate, que acaba de presentar sus aplicaciones en la Bienal Máquina Herramienta. La tecnología de gemelo digital de la compañía vasca permite interactuar con los clientes a través de simulaciones que reproducen las instalaciones reales y que permiten trabajar en el modelo deseado sin haberlo producido. Así, aseguran, se minimizan riesgos y se garantizan las mejores prestaciones.
Realidad aumentada
Selección de piezas en un almacén, envío de instrucciones de reparación a través de dispositivos móviles o formación de personal son algunos de los campos en los que la realidad aumentada es ya una realidad industrial. Según Boston Consulting Group, cada vez ganará más peso como herramienta para proporcionar a los trabajadores información en tiempo real que mejore la toma de decisiones y los procedimientos de trabajo.
Muchas cadenas de montaje, sobre todo en los sectores de la automoción y la aeronáutica, han ido apostando gradualmente por el uso de realidad aumentada. Airbus, por ejemplo, utiliza esta tecnología en las labores de montaje de varios modelos en su planta de Alemania. Aseguran que han logrado montar los asientos del A330 seis veces más rápido y con menos errores.
Fabricación por adición
La impresión 3D es su cara más conocida. La llamada fabricación por adición se utiliza, hoy por hoy, para crear prototipos y componentes o piezas. Sin embargo, sus posibilidades están solo empezando a explorarse. La fabricación por adición es la forma más rápida, sencilla y fiable de pasar de un modelo digital a un modelo físico.
[hde_summary]La compañía gallega Rysia trabaja con tres impresoras 3D produciendo prototipos para la industria naval. Las máquinas trabajan en cadena 24 horas al día sacando modelos. Así, producen una pieza al día, mientras que antes se demoraba un mes[/hde_summary]
La compañía gallega Rysia trabaja desde hace un año con impresión 3D para la industria naval. Lo que empezó como un proyecto piloto para la empresa auxiliar Vigo Marine Services ha acabado en tres impresoras 3D industriales que se usan, sobre todo, para producir prototipos de piezas. “Las máquinas trabajan en cadena 24 horas al día sacando modelos”, explica la CEO de la compañía, Lucía Míguez, en una entrevista con Atlántico Diario. Así, producen una pieza al día. Algo que antes se demoraba un mes. Según la compañía, el ahorro es máximo a pesar de la abultada inversión inicial.
Esta lista no está, ni mucho menos, cerrada. Ahí faltan tecnologías emergentes, como el Blockchain, o tecnologías y plataformas que hoy consideramos más básicas, pero que siguen en la agenda prioritaria de inversión de muchas empresas, como las herramientas móviles o los servicios de e-commerce.
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El cambio no es solo tecnológico
Las revoluciones no siempre convencen a todos. Disponer de la tecnología tampoco garantiza una mejora. Apostar por la industria 4.0 conlleva un cambio de mentalidad y vencer barreras como la incertidumbre, la falta de competencias y el miedo a los riesgos.
“Es difícil poner en cuestión un procedimiento que aparentemente lleva años depurándose, en especial cuando el detonante para el cambio son tecnologías emergentes que todavía no han terminado de interiorizarse en el tejido industrial por falta de conocimiento. El resultado es que a veces ves cómo se intenta hacer lo mismo de siempre, pero aplicando nuevas tecnologías, cuando en realidad se trata de encontrar nuevas cosas que hacer”, reflexiona David Pozo, director tecnológico Siemens Industry.
[hde_summary]Es una revolución que lo cambia todo y nos afecta a todos. El reto está en las personas y en nuestra capacidad de adaptación y transformación[/hde_summary]
“La industria 4.0 es la oportunidad de mirar el proceso productivo industrial desde un punto de vista global e interconectado a todos los niveles. Los procesos, departamentos y flujos ya no son independientes, se debe diseñar una estrategia global de negocio focalizada en el cliente, en la que los productos, ofertas y servicios se adaptan y personalizan según la demanda, en un proceso más eficiente, rentable y competitivo”, añade Antonio Martínez Andreo, director de operaciones de la división de mobility de Carbures.
En los complejos sistemas industriales, la relación causa-consecuencia no es cosa de dos días. Aunque Newcomen presentó su máquina de vapor en 1712, la Revolución Industrial no empezó a tener un efecto patente en el crecimiento hasta finales de ese siglo. No todos apostaban por la nueva tecnología, ni mucho menos. Tampoco sabían cómo usarla, ni cómo adaptar sus procesos.
“El mayor reto de la industria 4.0 es sin duda el cambio cultural, el cambio en la forma de trabajar, de comercializar, en la forma de producir. Es una revolución que lo cambia todo y nos afecta a todos. El reto está en las personas y en nuestra capacidad de adaptación y transformación”, concluye Antonio Valiente, director de innovación y performance de Alstom España.
Juan F. Samaniego
Imágenes | Carbures, iStock, Pixabay
