MARCO TEORICO.
El termino Industria 4.0 fue acuñado por el gobierno
alemán para describir la fábrica inteligente, una visión de la fabricación informatizada
con todos los procesos ínter conectados por internet de las cosas (IOT). Es lo
que conocemos como internet industrial de las cosas, I2OT, se espera que el
nuevo concepto de la industria 4.0 sea capaz de impulsar cambios fundamentales
al mismo nivel de la primera revolución industrial a vapor, la producción en
masa de la segunda y la electrónica y la proliferación de la tecnología de la información
ha caracterizado la tercera.
El termino Industria 4.0 conlleva muchos
significados, pero los primeros avances en este ámbito han implicado la
incorporación de una mayor flexibilidad e individualización de los procesos de fabricación.
Se espera que, junto con los fabricantes de electrónica, la industria de
alimentos y bebidas será pionera en la adopción de procesos de fabricación flexibles
e individualizados. Otra área en la que es probable que encuentre una rápida aceptación
de este enfoque es la industria automotriz, donde los fabricantes tienen que
adaptar sus coches a las necesidades de los clientes individuales.
Pero con unos sistemas de automatización industrial
integrando cada vez mas sensores y capacidades de comunicaciones inalámbricas,
las fabricas deben ir ganando en capacidad de reunir datos suficientes e
interoperabilidad entre sus procesos. Si bien la penetración de las redes inalámbricas
es actualmente muy baja, la adopción vera un fuerte incremento en los próximos años.
Pero para lograr mejoras reales en la eficiencia de fabricación y flexibilidad,
los fabricantes deben ser capaces de gestionar y analizar estas grandes
cantidades de datos, para lo cual, el mayor desafío estará en el lado del
software.
Mas ingenieros (website) están desarrollando
soluciones industriales para el análisis de datos en el área de Big Data basadas
en open source, aprovechando las ventajas de este tipo de plataformas y su
indudable crecimiento en los últimos tiempos.
Y es aquí donde el desarrollo de soluciones
potentes en el análisis de grandes cantidades de datos y la gestión de este
conocimiento se está volviendo un factor determinante en las organizaciones. Las
empresas deberán ir implementando sistemas de Big Data capaces de dar salida a
grandes cantidades de datos procedentes del entorno de fabricación. Las
empresas, en los últimos años, poco a poco han ido añadiendo mas las comunicaciones
y la tecnología de recolección de datos para sus procesos. Y ha llegado el
momento de analizarlos.
ANTECEDENTES.
La cuarta
revolución industrial o lo que se ha dado en llamar la Industria 4.0, viene
precedida por un cambio no solo tecnológico, sino también en los modelos de
desarrollo económico de los países, principalmente, en el caso de las economías
emergentes, cuya participación en el mercado, en contraste con las economías
tradicionales, ha crecido en el período comprendido entre 1991 a 2011 frente a
una disminución en los modelos económicos tradicionales para el mismo período
del -21%.
En el
caso de Asia, por ejemplo, este continente logró cuadruplicar su participación,
logrando una participación del 31% en el circuito económico mundial. De esta
forma se pasó de una participación cuantificada de 3.45 billones de dólares a
6.58 billones de dólares, con inversiones en el desarrollo industrial, la
diferenciación de productos y el logro de ventajas competitivas [1].Pero estos
cambios en el panorama industrial y económico vienen matizados por fenómenos
que según [2]obedecen a una alta complejidad en la producción, dado que “No es
posible describir todos los productos y procesos de una manera exacta”, en
tanto esta se manifiesta como menos predecible, altamente flexible y sensible a
pequeñas externalidades. En esta perspectiva surge entonces la pregunta: ¿Por
qué es importante investigar sobre la industria 4.0?, un estudio realizado por
Bundesvereinigung Logistik, referenciado por [3], mostró que todos los tópicos
importantes para 2015 como parte de la transición de los procesos pasaba por la
industria 4.0. El 31 % de las industrias ven la importancia de la
digitalización como un tópico importante de la industria 4.0 y en su futuro
inmediato; de igual forma, en una economía como la alemana, la industria 4.0,
refiriendo todos los productos y servicios que necesitan tecnología y
comunicación para 2020, tienen un potencial de mercado de 10.9 millones de
Euros, con un valor agregado anual de 1.7 %, según lo plantea [6], en
referencia a lo planteado en el interrogante inicial. Según [1]el término
industria 4.0 fue creado por el gobierno alemán en la segunda década del siglo
21 y forma parte del proyecto denominado: El futuro de la “Industria 4.0”. Este
concepto hace parte de la denominada Cuarta Revolución Industrial, en la cual
el mundo físico-real y el virtual se unen en un sistema llamado Cyber
Physical-System (CPS), qué es posible a través de ladenominado Internet of
Things (IoT).Así mismo, [1]define el Internet of Things (IoT) como un nuevo
concepto complementario de la evolución de las comunicaciones y la informática,
aplicadas a los objetos, lo cual permite una mejor interacción entre ellos. Se
refiere a una red de cosas diariamente interconectadas a través de Internet.
Por otro lado, en [7]se define los Cyber Physical-System (CPS) como la
integración de la computación, las redes y los procesos físicos, con
computación embebida y monitoreo en redes para el control de los procesos
físicos; con ciclos de retroalimentación donde los procesos físicos afectan los
computacionales y viceversa. CPS integra los sistemas embebidos en dispositivos
que permiten la interacción con las dinámicas de los procesos físicos,
proveyendo abstracciones, modelos, diseños y técnicas de análisis para su
integración.
Ahora
bien, [8], enmarcado en lo anterior, plantean las características de la
producción industrial futura, en términos de: una mayor individualización del
producto (con una producción masiva altamente flexible), mayor y mejor
integración de clientes y proveedores en procesos de negocios con productos y
servicios de alta calidad resultado de productos híbridos, la optimización para
la estandarización y las arquitecturas de referencia en el control de sistemas
complejos, la infraestructura de internet y su cobertura en términos de
seguridad para la industria, la organización y diseño de entrenamientos de
nuevos puestos de trabajo y el desarrollo de aplicaciones que cumplan las
condiciones de estudios legales, las eficiencias de los recursos, la
integración vertical bajo valor añadido a la redes, la generalización digital
de la cadena de suministros y una integración vertical con los sistemas de
producción conectados.
Como se
mencionó antes, se ha realizado una revisión exhaustiva de la literatura
reciente con el ánimo de determinar el estado del arte de la temática en el
contexto de la investigación; dicha revisión se realizó en bases de datos
especializadas de las plataformas Science Directy Web of Knowladge, como
fuentes secundarias de búsqueda e indagación, en un horizonte de tiempo
comprendido entre 2010-2016 y tomando como estrategia de búsqueda los
desarrollos, conceptualizaciones y aplicaciones en la temática de la industria
4.0 y referenciando categorías como: industria 4.0, internet de las cosas,
sistemas ciber-físicos, entre otras que aparecen en el proceso de indagación y
búsqueda. En este sentido, a continuación, se describen los hallazgos.
[9]habla
de las tres primeras revoluciones industriales en términos de: La primera
revolución industrial alrededor de 1750 con la máquina de vapor y los motores
de combustión. La segunda revolución industrial caracterizada por la división
del trabajo y la producción en serie con ayuda de la energía eléctrica (Taylor,
Ford) y la tercera revolución industrial a inicios de los 60 ́s con el
desarrollo de la electrónica y las TIC ́S, tal como se muestra en la Figura 1.
FIGURA 1:
Desarrollos
de la industria. En esta perspectiva [9, 10], plantean la importancia de la
industria en la economía en términos de: productividad, innovación y
exportación, adicional a lo propuesto por [9]y [11]sobre los cambios en los
factores de producción (energía, materiales, conocimiento y capital); en esta misma
perspectiva [9, 12]abordan el problema de la complejidad en la producción.
Según estos, por ejemplo, BMW ofrece 1020, 100.000.000.000.000.000.000 o 100
quintillones de maneras teóricamente posibles de configuraciones o
combinaciones de nuevos carros. La complejidad definida a través del número de
elementos de un sistema y sus interrelaciones. No es posible describir todos
los productos y procesos exactamente. Dado que desde 1850 se asiste a una
relación exponencial entre la variedad de los productos y el volumen de
productos por variedad. Analizan factores como: la eficiencia, la diversidad,
la demanda y la capacidad de entregas, el incremento de la disponibilidad, la
elasticidad del precio y la variabilidad en la producción.
Finalmente, [13]habla de la fase de transición a la
cuarta revolución industrial con desarrollos en las redes de comunicaciones, la
optimización de sistemas y bases de datos, el incremento de la productividad,
la reducción de costos y la digitalización, el control descentralizado, el uso
del internet de las cosas y los servicios.
REFERENCIAS.
- [1]Molano,
A. (2014). Internet de las
cosas: Concepto y ecosistema.
Colombia Digital.
- [2]Shuttleworth,
M. (2008). Diseño de
Investigación Descriptiva. Explorable.com.
- [3]Blanchet,
M.et al.(2014). Industry 4.0 -The new industrial
revolution How Europe will succeed.Roland
Berger Strategy Consultants.
- [4]Bauernhansl, T. (2014). Die vierte industrielle Revolution -Der Weg in ein wertschaffendes
Produktionsparadigma. InIndustrie
4.0 in Produktion, Automatisierung und Logistik
(pp. 5–35).
- [5]Statista GmbH (2015). Wichtigste Themen der Logistik in 2015?Umfrage.
- [6]Pütter, C. (2014). Wachsende Bedeutung: Mehr Geld für Industrie 4.0.
Handelsblatt.
- [7]Asare, P.et
al. (2012). Cyber-Physical
Systems -a Concept Map.
Online [May 2016].
- [8]Bundesministerium für Bildung und
Forschung. (2014). Die neue Hightech-Strategie Innovationen
für Deutschland.Das
Wichtigste in Kür.
- [9]Bauernhansl, T. (2014). Die vierte industrielle Revolution -Der Weg in ein wertschaffendes Produktionsparadigma. In
Industrie 4.0 in Produktion, Automatisierung und
Logistik (pp. 5–35).
- [10]Manyika, J.et
al. (2012). Manufacturing the future: The next era of global growth and innovation. McKinsey Global
Institute.
- [11]Andelfinger, V. & Hänisch, T. (2015). Internet der Dinge. In
Andelfinger, V. & Hänisch,T. (Eds.),Wiesbaden: Springer
Fachmedien Wiesbaden.
- [12]Danne, C. (2012). Auswirkungen von Komplexität in Produktionssystemen insb. auf
das Bestandsmanagement.Heinz Nixdorf Institut.
BASES TEÓRICAS.
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