Industria 4.0: Oportunidades y retos en su implementación

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Muchas empresas de fabricación están adoptando tecnologías de la Industria 4.0, pero no sin enfrentar algunos desafíos.

Si está en la industria manufacturera, estará familiarizado con el término industria 4.0. Esto se debe al hecho de encontrarnos en una era en la que la transformación digital es el objetivo final de la mayoría de las empresas.

Surge la pregunta: ¿por qué tantas empresas se dan cuenta de que la transformación es necesaria para alcanzar el futuro de la fabricación digital y su éxito empresarial, pero no tantas han sido capaces de adoptar los nuevos métodos de fabricación?

Con los sistemas ciberfísicos, la realidad aumentada, el Internet industrial de las cosas (IIoT) y la computación en la nube trabajando en armonía, no hay límite para lo que la Industria 4.0 puede aportar a la configuración de fábrica y más allá.

Cuando se trata de acelerar la transformación industrial, la inteligencia artificial, el IoT y la robótica colaborativa son clave. Sin embargo, ¿qué se necesita para impulsar una adopción más rápida de estas tecnologías?

La industria 4.0 está llena de desafíos y oportunidades para el futuro. Exploremos algunos de esos puntos aquí.

Oportunidades de la industria 4.0

Destacamos algunos de los beneficios que surgen gracias a la Industria 4.0. La nueva revolución industrial ayudará a una empresa a ser más inteligente y eficiente de las siguientes formas:

Productividad mejorada

En términos simples, las tecnologías de la Industria 4.0 le permiten hacer más con menos. En otras palabras, puede producir más y más rápido mientras asigna sus recursos de manera más rentable y eficiente.

Sus líneas de producción también experimentarán menos tiempo de inactividad debido a la supervisión mejorada de la máquina y la toma de decisiones automatizada / semiautomatizada.

Eficiencia mejorada

Varias áreas de su línea de producción se volverán más eficientes como resultado de las tecnologías relacionadas con la Industria 4.0. Algunas de estas eficiencias son: menos tiempo de inactividad de la máquina, así como la capacidad de fabricar más productos y hacerlos más rápido. Otros ejemplos de eficiencia mejorada incluyen cambios de lote más rápidos, procesos de seguimiento y rastreo automáticos e informes automatizados.

Mayor intercambio de conocimientos y trabajo colaborativo

Las tecnologías de Industria 4.0 permiten que sus líneas de producción, procesos comerciales y departamentos se comuniquen independientemente de la ubicación, la zona horaria, la plataforma o cualquier otro factor. Esto permite, por ejemplo, que el conocimiento aprendido por un sensor en una máquina en una planta se difunda en toda su organización.

Lo mejor de todo es que es posible hacer esto automáticamente, es decir, de máquina a máquina y de sistema a sistema, sin ninguna intervención humana. En otras palabras, los datos de un sensor pueden mejorar instantáneamente en múltiples líneas de producción ubicadas en cualquier parte del mundo.

Flexibilidad y agilidad

Los beneficios de la Industria 4.0 también incluyen una mayor flexibilidad y agilidad. Por ejemplo, es más fácil escalar la producción hacia arriba o hacia abajo en una Smart Factory. También es más fácil introducir nuevos productos en la línea de producción, así como crear oportunidades para tiradas de fabricación únicas, fabricación de alta mezcla y más.

Mejor experiencia del cliente

También presenta oportunidades para mejorar el servicio que ofrece a los clientes y mejorar la experiencia del cliente. Por ejemplo, con las capacidades de seguimiento y localización automatizadas, puede resolver problemas rápidamente. Además, tendrá menos problemas con la disponibilidad del producto, la calidad del producto mejorará y podrá ofrecer a los clientes más opciones.

Reduce costes

El coste de fabricación en sus instalaciones se reducirá drásticamente como resultado de las tecnologías de Industria 4.0, es decir, automatización, integración de sistemas, gestión de datos y más.

Los principales impulsores de estos costes reducidos incluyen:

Mejor uso de recursos
Fabricación más rápida
Menos tiempo de inactividad de la máquina y la línea de producción
Menos problemas de calidad con los productos
Menos desperdicio de recursos, materiales y productos
Menores costos operativos generales
Crea oportunidades de innovación
Las tecnologías de la Industria 4.0 le brindan un mayor conocimiento del proceso de fabricación, las cadenas de suministro, las cadenas de distribución, el desempeño comercial e incluso los productos que fabrica. Esto crea oportunidades para innovar, ya sea cambiando un proceso comercial, desarrollando un nuevo producto, optimizando una cadena de suministro, mejorando OEE y más.

Ingresos más altos

Muchos de los puntos anteriores pueden generar mayores ingresos para su planta de producción. Por ejemplo, al automatizar completamente su línea de producción e implementar otras tecnologías de la Industria 4.0, podría agregar un nuevo turno con costos mínimos de personal para satisfacer un aumento en la demanda o competir por un nuevo contrato.

Mayor rentabilidad

Obtendrá este beneficio de la Industria 4.0 a través de muchos de los puntos anteriores, incluidos mayores ingresos con costos reducidos.

Además, las tecnologías de la Industria 4.0 le permiten producir productos de mayor calidad, mayor margen y / o más innovadores. Por ejemplo, las tecnologías de la Industria 4.0 permiten ofrecer a los clientes productos personalizados sin dejar de utilizar métodos de producción en masa para fabricar esos productos.

Gran retorno de la inversión

Las tecnologías de la Industria 4.0 están transformando la fabricación en todo el mundo. Sin embargo, los beneficios de la Industria 4.0 y el potencial retorno de la inversión son lo verdaderamente importante.

Desafíos de la industria 4.0 y sus soluciones

Estos son los cinco desafíos principales de soluciones inteligentes en el futuro, y consejos para ayudar a desarrollar estas tecnologías en las empresas de forma eficiente. Tanto empresas como instituciones públicas deben trabajar de forma conjunta para superar estos desafios

Brecha de habilidades técnicas

Para implementar con éxito la nueva tecnología y mantener las operaciones, una empresa debe tener una fuerza laboral que posea «destreza digital»; la gente debe comprender tanto los procesos de fabricación como las herramientas digitales que respaldan esos procesos.

Solución:

Crear programas que apoyen el aprendizaje permanente entre la fuerza laboral existente, que combinen nuevos conceptos con oportunidades prácticas para usarlos en el contexto de las operaciones de fabricación; construir módulos que estén vinculados para que los empleados desarrollen y perfeccionen sus habilidades con el tiempo a medida que se vuelven competentes
Ofrecer instrucción en herramientas y habilidades digitales (consideradas importantes hoy, pero críticas para el futuro
Enfatizar la evaluación de problemas y la resolución de problemas antes de la implementación de la solución.
Al poner en marcha un nuevo proyecto de tecnología inteligente, equilibre la contratación de expertos externos y personal interno para hacer crecer la destreza digital de su empresa. Además, la robótica colaborativa es la tecnología enmarcada dentro de la industria 4.0 más fácil de integrar en las empresas, ya que no requieren de personal especializado en su programación y uso: Cualquier operario sin conocimientos de programación puede hacer uso de ellos debido a su interfaz gráfica de configuración.

Sensibilidad de los datos

Debido a las crecientes preocupaciones sobre la privacidad, la propiedad, la gestión de los datos y la propiedad intelectual.

Para implementar con éxito un algoritmo de IA, por ejemplo, se requiere que haya datos para entrenarlo y probarlo. Esto significa que los datos deben compartirse, aunque muchas empresas detestan compartir sus datos con desarrolladores de soluciones de terceros. También existe una fuerte creencia de que nuestras políticas actuales de gobernanza de datos para uso interno dentro de la organización son inadecuadas para respaldar el intercambio de datos entre organizaciones.

Solución:

Formalice las políticas de intercambio de datos para la transferencia de datos dentro de la organización y la transferencia de datos entre organizaciones
Establezca políticas de gobernanza de datos que reflejen el valor de compartir datos con la posible exposición al riesgo. Comprenda que una política única para todos no será suficiente. Incorporar políticas personalizadas en futuros contratos con proveedores.
Considere las necesidades de intercambio de datos antes de poner en marcha un proyecto inteligente y acumule tiempo para negociar estas necesidades en las operaciones del proyecto.

Interoperabilidad

Otro problema importante es la falta de separación entre protocolos, componentes, productos y sistemas. Desafortunadamente, la interoperabilidad obstaculiza la capacidad de las empresas para innovar. Además, dado que no pueden «cambiar» fácilmente un proveedor por otro o una parte del sistema por otra, la interoperabilidad también limita las opciones para actualizar el sistema.

Esta es una lucha continua que no es nueva. Hoy, sin embargo, las empresas se sienten cada vez más frustradas con esta interoperabilidad, ya que limita su capacidad para innovar. También limita su capacidad para actualizar los componentes del sistema, ya que no pueden «cambiar» fácilmente un proveedor por otro o una parte del sistema por otra.

Solución:

Perseguir y respaldar activamente el desarrollo de estándares para aumentar la interoperabilidad; siempre que sea posible, participe en consorcios como el Open Process Automation Forum.
Exija que sus proveedores trabajen en estrecha colaboración para desarrollar e implementar soluciones que hagan hincapié en la modularidad y que ofrezcan rutas de actualización a lo largo del tiempo utilizando soluciones de múltiples proveedores.
Considere las opciones de código abierto cuando defienda proyectos de tecnología inteligente.

Seguridad

Amenazas a la seguridad, tanto en términos de vulnerabilidades actuales como emergentes en la fábrica.

La combinación de sistemas físicos y digitales en una fábrica inteligente hace posible la interoperabilidad en tiempo real, pero conlleva riesgos. Con numerosas máquinas y dispositivos conectados a una o varias redes en la fábrica inteligente, las vulnerabilidades en cualquiera de esos equipos podrían generar una vulnerabilidad ante ataques informáticos. Las empresas no están preparadas para hacer frente a estas amenazas de seguridad y muchas confían en sus proveedores de tecnología y soluciones para hacerlo.

Solución

Combine profesionales de OT y TI en equipos de proyectos inteligentes para evaluar posibles vulnerabilidades. Identificar amenazas de personas, procesos, máquinas y redes
Comprender las actualizaciones que introducen los proveedores en los equipos y / o las operaciones y anticipar posibles cambios en las vulnerabilidades.
Desarrollar análisis de “casos de esquina” donde ninguna alternativa o característica pueda ser una vulnerabilidad crítica pero donde las interdependencias entre alternativas y / o características introduzcan o aumenten vulnerabilidades. Planifique estos casos no obvios.

Manejo del crecimiento de datos

A medida que más empresas se vuelvan dependientes del uso de IA, las empresas se enfrentarán a más datos que se generan a un ritmo más rápido y se presentan en múltiples formatos. Para analizar estas grandes cantidades de datos, los algoritmos de IA deben ser más fáciles de comprender. Además, estos algoritmos deben poder combinar datos que pueden ser de diferentes tipos y períodos de tiempo.

Solución:

Comprender los datos que brindan información sobre el valor comercial y el cálculo del equilibrio a nivel de activos; banda ancha; y la necesidad de retroalimentación de control en tiempo real (baja latencia).
Anticípese a tasas de muestreo que reflejen cambios en el estado operativo o de la máquina. Recoger todo puede no tener sentido.
Desarrolle una arquitectura de sistema robusta antes de la implementación que equilibre las necesidades de cómputo y la ubicación de esas necesidades (borde versus nube, por ejemplo), los requisitos de almacenamiento hoy y en el futuro, y la infraestructura de comunicaciones.

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