¿Sabes qué es y cómo funciona una fábrica inteligente? Hoy te lo diremos y, mucho más que eso, ahondaremos en todo lo que debes saber de la industria 4.0 y la digitalización de los procesos de manufactura, entre otros temas relacionados.

Es propicio comenzar reconociendo que los innumerables y veloces avances tecnológicos impulsan la transformación de nuestras vidas y cada innovación digital nos adelanta el panorama hacia un futuro que apenas concebíamos en las películas de ciencia ficción.

La tecnología gana influencia cada día más en los sectores empresariales y así podemos ver como la inteligencia artificial (IA) colabora en la optimización de la producción en fábricas de diversos rubros.

Desde el diseño de nuevos servicios digitales para anticiparse a las necesidades de los clientes, pasando por la fabricación de aeronaves, laboratorios de biomecánica y ensamblaje de automóviles, las industrias adoptaron una nueva fórmula de producción con resultados exitosos.

Por ejemplo, General Electric intenta revolucionar la industria con máquinas concebidas por software en sectores esenciales como la energía, la salud y el transporte. 

Así, nos adentramos en las denominadas fábricas inteligentes (FI) o la industria 4.0 que abarcan la transformación digital de las empresas, abarcando desde el trabajo de manufactura hasta la planificación de la producción, e inclusive el mantenimiento de maquinarias y la previsión de inconvenientes o accidentes.

La fábrica inteligente y el Internet de las Cosas

El Internet de las Cosas (IoT) es la base de esta digitalización y su aplicación en los últimos años ha permitido, entre otras cosas, anticiparse a problemas futuros e imprevistos que afecten la seguridad y calidad de la producción.

Por ejemplo, con la supervisión de los sistemas vitales y la toma de medidas preventivas y correctivas sobre el mantenimiento y las reparaciones, un fabricante puede evitar pérdidas de toneladas de mercancía si su máquina industrial de congelación se colapsa durante el horario nocturno.

Pero esto es solo un detalle de las grandes ventajas de implementar este nuevo recurso tecnológico a la industria.

Se trata de la nueva Revolución Industrial, pero esta vez a través de la digitalización y la tecnología para mejorar la respuesta de producción en tiempo real, garantizar el abastecimiento de materia prima, el recurso humano, la seguridad y la calidad de la planta.

En el pasado quedó el recuerdo de las chimeneas, la mecanización y la energía de vapor de la revolución industrial del siglo XIX.

Terminología de la industria 4.0

Este nuevo esquema de industrialización se apoya en nueve pilares: el Internet de las Cosas, el Big Data, la computación en la nube, la simulación avanzada, los sistemas autónomos, la integración universal, la realidad aumentada, la fabricación aditiva y la seguridad cibernética.

Algunos términos ya son bastante conocidos por su aplicación en la industria minoritaria o posiblemente publicados en artículos noticiosos sobre avance científico, no obstante te daremos un glosario de términos que te ayudará a entender un poco la estructura de la fábrica inteligente:

• Internet de las cosas (IoT): Se trata de objetos y dispositivos (también llamados «cosas») interconectados y equipados con sensores, software y otras tecnologías que permiten la transmisión o recepción de datos.
• Big data: Es un término que se utiliza para definir el enorme volumen de datos que maneja una empresa diariamente.
• Computación de la nube: En inglés cloud computing es una tecnología que da acceso remoto, desde cualquier lugar del mundo y a cualquier hora, a la cartera de softwares, almacenamiento de archivos y procesamiento de datos a través de Internet.
• Simulación avanzada: Se trata de un software para la simulación de circuitos electrónicos con microcontroladores. Sirve para la ejecución de proyectos de construcción de equipos electrónicos, por ejemplo.
• Realidad aumentada: Se usa para representar tecnologías que permiten la visualización de una parte del mundo real a través de un dispositivo tecnológico con información gráfica añadida.
• Sistemas autónomos: Grupo de redes de direcciones IP que son gestionadas para una única política de ruteo.
• Fabricación aditiva: La fabricación por adición se trata del diseño capa por capa de algún material (plástico o metal) para la impresión en 3D de formas geométricas personalizadas.
• Seguridad cibernética: Es toda prevención, detección y respuesta a los ataques cibernéticos que pueden causar daño al sistema computarizado o red de cualquier organización o empresa.

En términos más sencillos, esta revolución que pasa de la informática a la digitalización abarca la forma en la que todos los elementos y mecanismos de producción de una empresa se comunican para aprender y elevar la eficacia.

No más ciencia ficción

Sí, entendemos que da un poco de miedo esta visión empresarial y que nos recuerda a la temible Skynet de la película Terminator pero no debemos dejarnos llevar por las fantasías hollywoodenses.

La fabrica Inteligente nos plantea una producción más cercana, flexible, rentable y colaborativa con gente de carne y hueso.

Este tipo de industria se apoya en sistemas ciberfísicos y el procedimiento es el siguiente: los sistemas hacen sinergia para que las máquinas, los recursos y los seres humanos se comuniquen entre sí a través del internet de las cosas.

Mientras tanto, la información se intercambia a través de la nube, de una intranet o mediante chips de identificación por radiofrecuencia (chips RFID).

Esta conjunción de esfuerzos genera una gran ventaja en las líneas de producción, pues la metodología de diagnóstico adelantado y de atención a los conflictos es más puntual y oportuna, evitando paradas extensas y una vida más útil de las máquinas de manufactura.

Dicha información no sólo es emitida por la comunicación entre las máquinas, sino también de los objetos que son equipados con los mencionados chips RFID.

El intercambio permanente de datos en la fábrica 4.0 también da un plus a la organización de las cadenas de suministro, controlando los procesos de producción conforme a las necesidades y jerarquizando de forma oportuna la producción de pequeños o grandes lotes.

El mayor activo de una fábrica inteligente es su integración con la inteligencia artificial y es claro que este proceso no puede cambiar los patrones sin afectar al trabajador de alguna manera.

Como fue visto en revoluciones industriales anteriores, el papel de la fuerza laboral humana se transforma y se adapta a las nuevas normativas para un bien general.

En este caso los trabajadores deberán sustituir el trabajo físico para dedicarse al soporte tecnológico, por lo que necesitarán el adiestramiento de una lista de habilidades más técnicas.

No obstante, hay que dejar en claro que los aportes de la producción inteligente son reforzados por el ingenio humano. La eficiencia y la productividad dependen siempre de la creatividad y el conocimiento humano para trabajar y crecer de manera sostenible.

Por ejemplo, la red global de firmas de servicios profesionales KPMG elaboró el informe La fábrica del futuro, donde augura que el perfil del trabajador de una fábrica inteligente debe poseer nuevas e indispensables características en cuanto a conocimiento en tecnologías de la información.

También debe desarrollar experiencia en procesos, producción, logística, manejo de prioridades, resolución de problemas y actitud de aprendizaje.  

12 cualidades que caracterizan la fábrica inteligente

La adaptación de este nuevo proceso laboral relacionado con la fabrica inteligente ha dado un vuelco a la industria manufacturera, la cual debe andar un paso adelante a los desafíos que el planeta y la exigencia que la humanidad le plantea.

Atender la demanda constante sobre las necesidades de ahorro de recursos, la protección del medio ambiente y el reclamo aumentativo de productos individualizados son algunos de los retos.

Los empresarios han entendido que para hacer frente a este pedido colectivo es necesaria la integración a esta nueva propuesta de fabricación inteligente, con la capacidad de organizar y optimizar el recurso en función de nuevos y competitivos resultados.

A continuación te ofrecemos la lista de cualidades de la fábrica inteligente:

1. Descentralización del proceso 

Es la principal y más benéfica característica de la fabrica 4.0 que delega la eficacia y la toma de decisiones general sin supervisión del personal directivo.

Es decir, da confianza plena a la capacidad de optimizar y ajustar los procesos a través de la automatización.

2. Transparencia en el procedimiento

Guarda relación con la primera cualidad y se refiere al tema de la disponibilidad de datos importantes al alcance de toda la cadena de suministro.

Dar fácil acceso a la información sobre los procesos automatizados y la gestión humana induce decisiones más precisas y la detección temprana de errores.

3. Optimización de la producción

Este valor aprovecha la automatización descentralizada y transparente para hacerse flexible, dinámica y adaptable. Todas estas son cualidades necesarias para la toma de medidas contra las anomalías y posibles amenaza para la infraestructura en general.

Quedo claro que por sus propias características las fábricas inteligentes conciben un proceso de producción optimizado, descentralizado y transparente con amplias ventajas, aunque la mayoría de las empresas miran con mucho más interés el beneficio tangible que genera.

4. Eficacia en la manufactura

En este sentido el fabricante echa una mirada a lo relacionado a la eficacia de su aplicación como principal beneficio, la capacidad que como fábrica inteligente adoptará para analizar y autocorregir el proceso de producción.

Ya existen testimonios de este beneficio, así como estadística que aseguran que la industria 4.0 hará un aporte a la economía global de más de 500 mil millones de dólares en los próximos años, como efecto del aumento de su productividad.

5. Calidad de la producción

La industria 4.0 es garantía de un resultado cualitativo ya que logra detectar problemas a tiempo y evita la posibilidad de manufactura defectuosa.

6. Producción sostenible 

Es otra de las grandes ventajas sobre las fábricas tradicionales, por cuanto se minimizan en gran porcentaje las posibilidades de errores humanos, laborales, ambientales o accidentales a lo largo del tiempo.

7. Experiencia en otros campos

Los beneficios que promete su implementación atienden diferentes áreas de negocio.

Ocurre con más experiencia en empresas minoristas, donde la inteligencia artificial se encarga de la logística, marketing, ventas y operaciones en tienda, entre otras tareas.

La digitalización ha dejado exitosos resultados en la industria minorista, dotando a los negocios de la capacidad de reaccionar de manera rápida y eficaz a las necesidades cambiantes de los consumidores.

Además, logra la personalización del servicio o producto gracias a la recolección y sistematización de datos y en el caso particular de estas empresas, el uso de la plataforma e-commerce.

La inteligencia artificial, la realidad virtual, blockchain y neuromarketing son algunas de las tecnologías utilizadas en el retail.

8. Aumento de la productividad 

La primera corporación multinacional francesa de servicios de consultoría tecnológica Capgemini, reveló en su informe Smart Factories que las empresas que han realizado inversiones en digitalización experimentarán en los próximos cinco años un crecimiento del 27% en la productividad de sus plantas.

Esto representa una aportación de 500 mil millones de dólares a la economía mundial.

9. El futuro industrial

Con sus procesos de incorporación de robots colaborativos, componentes de realidad aumentada y tecnologías de aviso de alerta preventiva, según el estudio de la empresa francesa se estima que para el cierre del 2022 cerca del 21% de las compañías serán inteligentes.

Existe la posibilidad de que esta creciente transformación industrial sea liderada por empresas de los sectores aeroespacial, defensa, producción industrial y automoción. 

10. Reducción de costos 

Otro dato positivo vaticinado para las fábricas inteligentes es la reducción significativa de sus costos.

De acuerdo a estimaciones de Capgemini, un fabricante de automóviles, podría mejorar hasta 40% su margen operativo gracias a la reducción de los gastos logísticos y de materiales. 

11. Estatus de mano de obra calificada

El cambio supondrá la reducción de los costos laborales directos hasta en 25% en los próximos cinco años.

Y en virtud de que esto afectará los puestos de trabajo no cualificados, más de la mitad (54%) de las empresas están proporcionado formación en competencias digitales a sus empleados y 44% está invirtiendo en talento externo para atender la brecha.

12. Comunidad en crecimiento

El informe estadístico finalmente develó que las inversiones en fábricas inteligentes se mantendrán en ascenso.

En los últimos cinco años 56% de las empresas consultadas ha invertido 100 millones de dólares o más en la implementación de fábricas inteligentes mientras que 20% ha realizado inversiones de al menos 500 millones de dólares.

De estas, solo 6% se encuentra en un nivel avanzado de digitalización de la producción, mientras que 14% considera sentirse satisfecha con los niveles alcanzados.

Pasos para su integración de la industria 4.0

Integrarse a esta denominada Revolución Industrial Digital, conlleva a la proposición de importantes retos basados en la digitalización de procesos.

Ya te mencionamos el uso de tecnologías digitales como internet de las cosas, analítica de macrodatos, inteligencia artificial y robótica avanzada con el objetivo de aumentar su productividad, eficiencia y flexibilidad.

Las empresas industriales que quieran sumarse a este modelo denominado Revolución Industrial 4.0 deberán iniciar un proceso de migración que además de inversiones, exigirá el seguimiento de estrategia de control de la producción, de los operarios y maquinarias, de las incidencias y de la calidad de sus resultados. 

También la digitalización del control de la producción, para una posición amplia y actualizada de la administración de material y consumo, ordenes de fabricación, operaciones pendientes, minimizando fallas de inventarios y en las fechas de entrega de productos.

Con el control de los operarios y maquinaria, el seguimiento de turnos y tiempos de manufactura permitirá optimizar el rendimiento de la productividad y el aprovechamiento de horarios.

El control de las incidencias evitará quiebres en los gastos de fabricación, contabilizar averías, fallas y tiempos de improductividad permitirá corregirlas y ahorrará pérdidas. 

Y el más importante, control de calidad, el seguimiento o pauta de control en todo el proceso de fabricación es esencial para cumplir los estándares de calidad. 

Empresas precursoras de la industrial 4.0

Cada vez son más las empresas internacionales que se amoldan a esta cuarta revolución industrial. L

a automovilística española SEAT es un referente global en la industria 4.0 desde el 2018 en su planta Martorell.

Ahí implementa la inteligencia artificial en un laboratorio de biomecánica, en el que se desarrollan estaciones de trabajo más ergonómicas con cámaras que procesan en 3D las características músculo-esqueléticas de sus trabajadores.

Actualmente ejecuta un proyecto piloto para recibir componentes a través de drones, que permitirán el traslado de piezas en tan sólo 15 minutos frente a la hora y media que duraba el proceso de transporte en camión.

General Electric tiene máquinas con software y soluciones conectadas en sectores esenciales como la energía, salud y el transporte.

En el sector de la energía eólica, con el uso de sensores y análisis crea turbinas con máxima eficiencia, logrando hasta 20% más de producción anual de energía.

Siemens tanto como proveedor como fabricante destaca con sus productos PLC Simatic, dispositivos que se utilizan para controlar plantas, maquinaria y automatizar la producción industrial.

Esto permite que la producción funcione de manera automatizada, controlada por máquinas y robots en 75% con un estándar de calidad del 99%.

Airbus pudo reducir la complejidad de ensamblaje de los asientos de cabina de aeronaves con el diseño de una aplicación para gafas inteligentes que muestran al trabajador las directrices de instalación para que sea más precisa, lo que elevo la productividad en 500%.

Adidas, como ejemplo de una de las empresa más antigua en adoptar los beneficios de la modernización, implantó en fábricas inteligentes para optimizar la cadena de suministro.

Logró reducir el tiempo de diseño y producción de calzado en 66%.

Inicios de la cuarta Revolución Industrial

El término Industria 4.0 fue escuchado por primera vez en la Feria de Hannover en 2011 por un grupo multidisciplinario de profesionales y académicos, bajo la iniciativa de mejorar la competitividad alemana en la industria de fabricación. 

Durante la feria K 2016, celebrada en Alemania del 19 al 26 de octubre, la Asociación Alemana de Fabricantes de Maquinaria para Plásticos (VDMA) junto a varios expertos presentó ejemplos aplicados del alcance de esta tendencia. 

KraussMaffei, productor de maquinaria de moldeo por inyección, se presentó con un diseño modelo para un soporte provisto de un código QR contentivo de cada dato de procesamiento, lo que permite hacer seguimiento a todo el proceso productivo de manera transparente. 

Reifenhäuser creó una bolsa de doble cámara que almacena agua y leche en polvo, reservada para el suministro a poblaciones de escasos recursos.

Aspectos como impermeabilidad, temperatura, manejo de materiales de barrera y fundido son tratados ahora de manera interconectada. Wittmann Battenfeld diseñó una bolsa de TPE suave que puede imprimirse en tiempo real.

Arburg presentó una etiqueta para equipaje individualizada con código QR, que establece conexión con un sitio web, en el que se almacenan los datos del viajero y que busca remplazar la tira de identificación que se pega alrededor del asa de la maleta antes de un vuelo.

Windmöller & Hölscher (W&H) presentó otro uso del código QR en una película para embalaje, con todos los datos de producción y propiedades. 

Fábrica inteligente resistentes a las crisis

Aunque de ningún modo se planteaba esta puesta en escena para la industria en el mundo, la pandemia del Covid-19 dejó a la vista que la digitalización y la fusión de tecnología como IoT, robótica, computación en la nube y sistemas integrados, etc., evitó afectaciones esenciales en las líneas de producción de las Industrias 4.0. 

El confinamiento obligó a la reducción de operaciones de muchas empresas, como la agroindustria, no obstante las industrias del sector médico experimentaron menor número de inconvenientes e incluso un avance obligatorio.

En América Latina, México se vislumbra líder de la industria 4.0, ya para lo cual adelanta el establecimiento de programas de formación como la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (Fumec) y el Centro de Productividad e Innovación para la Industria 4.0 (Ceprodi 4.0).

Las pequeñas, medianas y grandes empresas, tanto como los profesionales y estudiantes cuentan ahora con mecanismos de inclusión a la industria 4.0 con oportunidades de crecimiento y orientación sobre el futuro del sector, que se inclina hacia la consolidación de una mano de obra especializada e innovadora.

Así esperamos haber respondido a tus dudas sobre la fábrica inteligente, su importancia y las proyecciones de desarrollo de la industria 4.0.

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