La Industria 4.0 es la revolución de la producción (y los campos correspondientes) centrada en la inteligencia en una red cableada de macrodatos, humanos, operaciones, suministros, esquemas y recursos de fabricación activos en IoT que poseen la propagación, el control y la aplicación de datos procesables como un modo de percibir la industria inteligente y las redes de invenciones y cooperación en la fabricación.
Internet de las cosas sin duda desempeña una tarea esencial dentro de la sección de IoT industrial de la Industria 4.0 junto con sus amplios componentes de pila de IoT, que incorporan programas de IoT, oportunidades de IoT industrial, dispositivos y muchos más.
Las aplicaciones de IoT permiten a los supervisores y gerentes de planta ver el rendimiento de su equipo en tiempo real al conectar las herramientas que utilizan los operadores para realizar sus trabajos con las máquinas en producción.
Con IoT en la industria, los operadores pueden encontrar las piezas que necesitan más rápidamente moviéndose a través de flujos de trabajo más velozmente sin comprometer la calidad.
Los dispositivos IoT pueden detectar la actividad y encenderse y apagarse automáticamente. Por ejemplo, para comprobar si los aires acondicionados deben ajustarse a una temperatura predeterminada.
IoT permite que los sensores monitoreen eventos a lo largo de la cadena de suministro, proporcionando acceso a información en tiempo real mediante el seguimiento de entradas, dispositivos y productos.
Los sensores ambientales pueden monitorear continuamente las condiciones críticas para la calidad y alertar a los gerentes cuando se superan los umbrales de calidad. Los gerentes pueden monitorear las variables y recibir alertas inmediatas cuando superan los parámetros esperados.
Las operaciones que soportan la Internet de las cosas les permiten recopilar datos de forma automática, por lo que tienen más tiempo para mejorar los procesos.
El Internet de las Cosas (IoT) en la Industria 4.0 interconecta dispositivos industriales a un servidor compartido. Esto facilita la transferencia de datos e información entre equipos industriales y entre trabajadores. Esto mejora el funcionamiento y facilita el intercambio de la misma información en el momento oportuno, promoviendo un entorno de trabajo colaborativo.
Las tecnologías IIoT facilitan la producción más rápida de bienes y servicios. Permiten la disponibilidad y adquisición de grandes volúmenes de información a gran velocidad y con competencia. Mediante la acumulación y el almacenamiento integral de información concurrente, el IIoT optimiza la producción al minimizar la necesidad de compilar manualmente los datos.
IIoT equipa a las industrias con información en tiempo real, diagnóstico prospectivo, equipos de fabricación en línea y sistemas computarizados, que facilitan la detección de riesgos potenciales, que no se pueden detectar manualmente; permitiendo así soluciones a tiempo y evitando repercusiones graves como daños a la maquinaria.
Establecer una fábrica automatizada equipada con sistemas IoT puede requerir un presupuesto inicial bastante elevado. Sin embargo, es muy probable que el coste operativo tras la implantación disminuya significativamente. La automatización y la consolidación de los sistemas industriales, junto con el procesamiento de la información y otras utilidades que ofrece el IIoT, reducen los costes de diversas maneras. Estos aspectos controlan y optimizan todas las secciones de las operaciones de producción y la secuencia logística. Además, proporcionan datos en tiempo real y la previsión necesaria para ejecutar acciones rápidas e inteligentes, lo que a largo plazo se traduce en la rentabilidad de todo el proceso de producción.
La cuarta revolución industrial tiene avances que permiten a las empresas ajustarse automáticamente a los requisitos estatales a través del seguimiento avanzado de bienes, creación de perfiles de consumidores, registro de información y más.
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Empleo de las funciones de la Industria 4.0 mediante:
Fundamentalmente, cuatro componentes principales pueden encapsular todos estos dispositivos, dando sentido a la frase Industria 4.0:
La Industria 4.0 integra una amplia variedad de tecnologías modernas para generar calidad. Mediante el uso de sistemas inteligentes que controlan operaciones tangibles, se puede crear una imitación automatizada del entorno real. Las propiedades de los sistemas inteligentes incluyen la capacidad de tomar decisiones separadas individualmente, logrando un alto grado de independencia.
La calidad generada en la Industria 4.0 puede depender del reconocimiento automatizado. En este punto, la producción inteligente requiere que las tecnologías establecidas se integren en los procesos de producción para clasificarse dentro del proceso de avance de la Industria 4.0 y no en la digitalización.
En 2011, el departamento de investigación y educación del gobierno alemán solicitó al sector y a académicos que presentaran sugerencias para la transformación creativa de las empresas de producción. Su objetivo era que las empresas alemanas tuvieran la oportunidad de desempeñar un papel clave en la definición de la Industria 4.0.
En 2013, la Escuela Alemana de Ciencia y Tecnología introdujo un plan de estudio y sugerencias de ejecución, elaborados a instancias del departamento. Esto se promulgó en la Directriz Nacional para Sistemas Enraizados.
Según Henning Kagermann, presidente del Consejo de Acatech, las industrias del futuro combinarán una elasticidad excepcional con la máxima capitalización de activos. La Industria 4.0 permite a Alemania consolidar aún más su posición como estado industrial, proveedor de maquinaria industrial y de servicios de tecnología de la información.
Además, los principales objetivos de la empresa alemana eran sentar las bases para el programa electrónico de la Unión Europea, aprobado por el Comité Europeo como parte de los objetivos europeos para 2020, y avanzar hacia el programa digital de cuarta generación de la revolución industrial. Este programa se encuentra actualmente entre los siete principales lanzamientos de Europa, representando el 5 % del PIB de la Unión Europea y con una estimación económica de 660 XNUMX millones de euros anuales.
Henrik von Scheel, arquitecto alemán de la Transformación Digital y fundador de la Industria 4.0, afirmó: «En esencia, el foco de atención de la Industria 4.0 no es la tecnología, sino los seres humanos». Continuó señalando que, desde el momento en que el hombre primitivo talló una roca, la humanidad se ha conformado con la capacidad de crear equipos para adaptarse a su entorno. La Cuarta Revolución Industrial no será una excepción. A diferencia de las transformaciones industriales anteriores, las dos últimas, la 3.ª y la 4.ª, han avanzado con mayor agresividad. La Industria 4.0 introduce una combinación de realidades electrónicas, tangibles y virtuales, y constituye la transformación morfológica más notable en más de 250 años. Esta revolución superará con creces las expectativas humanas en cuanto a su magnitud, alcance y complejidad. Sus impactos influyen en todos los sectores de todos los países del mundo.
El Internet de las Cosas (IoT) es un término que se originó en la década de 1990. Sin embargo, durante ese período, era solo un concepto teórico. Filósofos revolucionarios predijeron que, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, los electrodomésticos de uso diario se comunicarían entre sí y enviarían información a una red común para optimizar su funcionamiento y lograr una mayor eficiencia. El IoT puede conectarse a dispositivos inteligentes como teléfonos inteligentes, coches inteligentes, relojes inteligentes, etc.
IIoT (Internet Industrial de las Cosas) es un término que distingue los dispositivos IoT industriales de los de consumo. Sin embargo, la idea básica es básicamente similar. Los dispositivos IoT industriales se conectan remotamente a las redes de internet domésticas y al mundo entero. Estos dispositivos representan un nuevo capítulo en la automatización, recopilando una cantidad excepcional de información de cada elemento de una operación y enviándola al servidor central de internet. La información permite el diagnóstico y la operación, algo aún por ver, generando solo eficiencia y competencia.
Estas son las diferencias entre la Industria 4.0 y el IIoT:
A pesar de estas disparidades, la Industria 4.0 y el IoT industrial están diseñados para optimizar las operaciones de producción. Por lo tanto, para lograr una ventaja competitiva en la industria de la producción, debemos adoptar estas nuevas tecnologías.
La Revolución Industrial se refiere al desarrollo global de las industrias desde finales del siglo XVIII hasta principios del siglo XXI en Gran Bretaña y Estados Unidos. Fue una era acelerada, influenciada en gran medida por el desarrollo de la maquinaria y el suministro de energía, y se dividió en cuatro fases:
Industria 1.0 : Se caracterizó por el uso del trabajo organizado. Sin embargo, carecía de la Ley de Derechos Laborales, que fue crucial para la seguridad de los trabajadores (décadas de 1760 a 1840).
Industria 2.0 : Se introdujo la Ley de Derechos Laborales, que protegía las necesidades de los trabajadores de las fábricas. La energía se obtenía de las minas de carbón (entre 1840 y 1913).
Industria 3.0 : Comenzó al inicio de la Primera Guerra Mundial. Gobiernos y empresas privadas, como Ford, apostaron por el ensamblaje y la producción en masa de bienes. Se produjeron importantes avances tecnológicos que facilitaron esta fase, como la invención del avión y el automóvil. La invención de la electricidad y el descubrimiento de fuentes de energía natural impulsaron la revolución a cotas nunca antes alcanzadas. El acero y el hierro fueron los materiales esenciales de esta era de industrialización (1914-1970).
Industria 4.0 : Botch acuñó esta expresión en Hannover en 2011. La describió como un conjunto de tecnologías de datos y transmisión en la producción industrial. El término «Industria 4.0» se define por sus cuatro principios fundamentales:
La Industria 4.0 se caracteriza, en comparación con las revoluciones industriales anteriores, por:
Estos son los factores originales que impulsaron el desarrollo de la industria 4.0:
A pesar de ser la fase industrial más revolucionaria, la industria 4.0 aún plantea desafíos y riesgos similares a sus predecesoras. Estos desafíos se dividen en sectores que probablemente se verán afectados por la industria 4.0, entre ellos:
Los altos costos económicos para la compra, el mantenimiento y la sustitución de maquinaria ascienden a miles de millones de dólares anuales. Las adaptaciones de los modelos de negocio industriales son complejas y desconocidas para la mayoría de quienes se adaptaron al uso de estrategias de marketing analógicas y personales de la industria 3.0. Además, las inversiones económicas, ya que la mayoría de las industrias valoran acciones volátiles y dependientes de las nuevas tendencias globales, son inciertas.
Tanto los industriales como el público en general han expresado inquietudes sobre la privacidad. La detección de rostros por parte del IoT se percibe como una violación de la privacidad debido a la detección de rostros y matrículas de vehículos. También se cree que la Industria 4.0 ha contribuido a la vigilancia, generando desconfianza entre empresas privadas y gobiernos.
Además, el IoT en las industrias ha provocado la pérdida de empleos de muchos trabajadores manuales. Esto se debe a la incorporación de la automatización y el control remoto. Además, existe un mayor riesgo de desigualdad de género en las facultades con puestos de trabajo más vulnerables a la sustitución por IA.
Los problemas organizativos surgen de problemas de seguridad informática, que se agravan enormemente por la necesidad intrínseca de reabrir talleres de producción recientemente cerrados. La Industria 4.0 también requiere fiabilidad y resiliencia constantes, necesarias para la relevancia del aprendizaje automático, que consisten en tiempos de latencia muy breves y seguros, con una exigencia constante de mantener la calidad de los sistemas de producción para evitar cualquier obstáculo informático que pudiera causar costosas interrupciones de la producción. Con la necesidad de proteger el conocimiento técnico industrial (incluido también en los archivos de custodia de los equipos de mecanización industrial), otros trabajadores están expuestos a riesgos laborales inseguros, lo que crea un sesgo. Esto se ve agravado por la falta de habilidades adecuadas para acelerar la transición hacia una 4.
La mayoría de las naciones incluyen herramientas institucionales para facilitar la adopción de tecnologías de la Industria 4.0 como:
Cuenta con una DGA (Agencia de Transformación Digital) que, en colaboración con el grupo de trabajo sobre IIoT del primer ministro, impulsa la adopción del IoT en el sector industrial. Ambas organizaciones fomentan las relaciones entre grupos industriales de Estados Unidos y Alemania, lo que impulsa automáticamente el crecimiento de la Industria 4.0.
El Grupo de Trabajo, la organización responsable de la gestión de la Industria 4.0, presentó varias leyes al gobierno federal en octubre de 2012, con el objetivo de reconocer a los miembros y socios del grupo como impulsores de la Industria 4.0. Un año después, el informe de evaluación de la Industria 1 se presentó en la Feria de Hannover. Esta iniciativa de colaboración se llevó a cabo bajo la dirección de la Academia de Ciencias e Ingeniería de Alemania.
A medida que los principios industriales se han ido aplicando a las empresas, en ocasiones se les ha cambiado el nombre. Por ejemplo, la fábrica de componentes aeroespaciales Meggitt PLC denominó su análisis de Industria 4.0 como M4.
Las facetas de la estrategia de Industria 4.0 del gobierno nacional implican la robusta personalización de productos en las condiciones flexibles de la producción en masa. La tecnología de industrialización necesaria se complementa con la introducción de mejoras, configuración, diagnóstico y apoyo a creativos y trabajadores en su compleja labor.
En la región sur de África, se nombró una Comisión Presidencial para la Cuarta Revolución Industrial, integrada por varias partes interesadas del gobierno federal con conocimiento de la industria. Ese mismo año, el país también estableció un Comité Interministerial de Industria.
Este país celebra anualmente el Comité Presidencial sobre la Cuarta Revolución Industrial (est. 2017). La comisión de la estrategia I-Corea (2017) se centra en dispositivos de desarrollo modernos que incluyen IA y vehículos autosuficientes, en cumplimiento de la estrategia financiera del gobierno, impulsada por la innovación.
A pesar de ser un país en desarrollo, Uganda promueve significativamente la industria 4.0. Según su Estrategia 4, comenzará a desarrollar centros urbanos inteligentes, adoptará prácticas modernas de atención médica y expandirá sus sectores agroindustrial y educativo, sin olvidar la gobernanza electrónica y la economía digital. Para beneficiar a las industrias regionales, el país contemplaba promulgar un proyecto de ley para empresas emergentes locales en 2020, que obligaría a todos los contables a consumir el mercado local antes de adquirir información digital del extranjero.
La Industria 5.0 puede sonar extraña, pero existe. Implica software de IA y dispositivos inteligentes que promueven el trabajo inteligente y práctico para las personas. «La Industria 5.0 convertirá la planta en un lugar donde los creativos puedan trabajar, garantizando una experiencia más personalizada y humana para todos». -Esben Østergaard. Esto se logra relacionando la interacción entre el hombre y la máquina; los hallazgos indican que la próxima revolución industrial implicará que la mayoría de los sectores industriales emplearán administradores de robótica primaria en los próximos cinco años.
Se prevé que el mercado industrial crezca de 64.9 millones de dólares en 2021 a 165.5 millones de dólares en 2026, creciendo a una tasa del 20.6% entre 2021 y 2026.
Las características clave que impulsan el desarrollo del mercado
La COVID-19 ha afectado negativamente a los actores clave del crecimiento de la Industria 4.0. Actualmente, algunos países aún sufren el impacto, lo que frena el crecimiento de la Industria 4.0. Con la pandemia extendiéndose rápidamente en EE. UU. y algunos países de Asia, el sector manufacturero se enfrenta a enormes dificultades. La industria automotriz estadounidense, una de las más grandes del mundo, ha estado estancada desde finales de 2020. La disminución de la demanda provocó que numerosas empresas automotrices redujeran su producción en todo el mundo, haciendo redundantes conceptos de autonomía como el IoT, la IA y la cadena de bloques.
La región de Asia Pacífico, que alberga una de las economías en desarrollo más grandes del mundo, fue la más afectada por la COVID-19. El sector de producción electrónica en la región representa alrededor del 70% del total mundial, liderado por China, que fue investigada por las fuertes pérdidas sufridas en este sector durante el primer trimestre de 2020 debido al brote. India también ha experimentado una segunda ola de COVID-19, lo que ha afectado drásticamente sus cadenas de suministro. Los toques de queda periódicos y las limitaciones del transporte en julio de 2021 causaron grandes pérdidas en la producción de bienes. Japón y Corea del Sur también están intentando recuperarse de la COVID-XNUMX.
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