Aunque se sabe que la Transformación Digital está afectando a las organizaciones que se ocupan principalmente de la información y los datos –es decir, sectores como los de servicios financieros, telecomunicaciones, comercio minorista, etc.–, también está impulsando un cambio significativo en el mundo de las fábricas y las empresas. Esta evolución hacia la automatización y la transformación de los sistemas de producción o fabricación se ha denominado ‘Industria 4.0’.
Pero, ¿qué es la Industria 4.0? ¿Qué tecnologías la hacen posible? ¿Y cuáles son los beneficios y los retos que conlleva a medida que se transforman los entornos de tecnología operativa (OT)?
¿Qué es la industria 4.0 y en qué consiste?
La Industria 4.0, también conocida como la Cuarta Revolución Industrial, es posible gracias a la aparición y adopción de nuevas tecnologías de vanguardia que difuminan la línea entre la tecnología de la información (TI) y la tecnología operativa (TO) para llevar la transformación digital a las plantas de producción.
Estas tecnologías de vanguardia incluyen una serie de avances relacionados con el aprovechamiento del big data, la analítica, la robótica, la computación de borde (edge), la impresión 3D, la computación en la nube híbrida, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático (AI/ML), entre otras.
¿Cuál es el impacto de la industria 4.0?
El impacto de la Industria 4.0 es profundo y multifacético, transformando radicalmente la manufactura y otros sectores mediante la automatización avanzada, la optimización de procesos y la creación de nuevos modelos de negocio. Esta revolución tecnológica mejora la eficiencia y la productividad, reduce costos y tiempos de producción, y permite una personalización masiva de productos y servicios. Además, fomenta la sostenibilidad al integrar energías renovables y prácticas ecológicas, y mejora la toma de decisiones gracias al análisis de Big Data y la Inteligencia Artificial. En el ámbito laboral, genera tanto oportunidades como desafíos, ya que demanda nuevas habilidades y conocimientos mientras que puede desplazar ciertos tipos de empleo.
¿Qué es la tecnología operativa?
La tecnología operativa abarca el hardware y el software que controla el proceso físico de la producción industrial. Los sistemas de control industrial, los controladores lógicos programables y los sistemas de control y adquisición de datos son ejemplos de tecnología operativa.
Tradicionalmente, esta tecnología ha tendido a ser muy especializada y aislada, a menudo haciendo uso de protocolos propietarios cerrados. En este caso, la OT tendía a crear silos de datos y de comunicación, lo que provocaba ineficiencias y dificultaba (e incluso en algunos casos imposibilitaba) compartir y aprovechar eficazmente los datos disponibles. Con la industria 4.0, estas limitaciones se están eliminando.
La industria 4.0 en su contexto
En primer lugar, retrocedamos un momento y hablemos de las tres primeras revoluciones industriales para entender el contexto histórico en el que nos encontramos.
Las revoluciones industriales
La Primera Revolución Industrial, también conocida simplemente como la Revolución Industrial, fue un período de transformación radical durante la cual los métodos de producción tradicionales (en los que todo se hacía a mano) fueron sustituidos por nuevos procesos de fabricación mecanizados.
Las tecnologías que lo hicieron posible incluyen nuevas fuentes de energía (como el vapor y el agua), un mayor uso del hierro y el acero, y una variedad de nuevos inventos, como el motor de combustión interna y el telar mecánico.
En Gran Bretaña, Europa y Estados Unidos, la Revolución Industrial comenzó en el siglo XVIII, pero en otras partes del mundo se quedaron atrás y no tuvieron sus revoluciones industriales hasta mucho después.
La Segunda Revolución Industrial, también conocida como Revolución Tecnológica, tuvo lugar desde finales del siglo XIX hasta la primera mitad del siglo XX.
Se trató de un periodo de crecimiento industrial explosivo que fue posible gracias a nuevos inventos y descubrimientos científicos, como la producción de acero significativamente más eficiente, el uso de la electricidad para la energía y la luz, las máquinas y herramientas, la producción y el refinado del petróleo, el telégrafo y el teléfono, el automóvil, la construcción de ferrocarriles y mucho más.
La Tercera Revolución Industrial, también conocida como la Revolución Digital, comenzó en la segunda mitad del siglo XX y continúa hasta nuestros días.
La Revolución Digital, como puede suponer, está marcada por la rápida y amplia adopción de los computadores y las plataformas digitales. Hay un enorme número de avances tecnológicos que hicieron esto posible, pero se debe en gran medida a la producción y adopción masiva de computadores, el desarrollo de Internet, la invención de la WWW y la creación y proliferación de los smartphones.
Ahora estamos en la Cuarta Revolución Industrial o Industria 4.0, que se basa directamente en los cimientos de la Revolución Digital, y está teniendo un impacto significativo en la forma en que las operaciones de las fábricas y empresas ocurren hoy en día.
Por supuesto, el acelerado ritmo en el que hoy se dan los cambios y se alcanzan nuevos avances tecnológicos, el mundo ha empezado a hablar de la Industria 5.0 y de otras evoluciones generacionales similares. Por ejemplo, en Japón se habla de la ‘Sociedad 5.0’, que se basa en cuatro etapas anteriores de la sociedad: caza, agricultura, industria e información. Sin embargo, por ahora, nos limitaremos a analizar la Industria 4.0 y cómo hace posible la transformación de la OT.
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Impacto de la Industria 4.0
Los impactos cuantitativos de la Revolución 4.0 en Latinoamérica son significativos y diversos, impulsando un crecimiento económico considerable en varios sectores. Según el Banco Interamericano de Desarrollo (BID), la adopción de tecnologías 4.0 podría aumentar el PIB de la región en hasta un 4.3% anual. La automatización y la Inteligencia Artificial están transformando la manufactura, con un incremento en la productividad industrial de hasta un 20%, según la CEPAL. En el sector agrícola, el uso de tecnologías como IoT y big data ha mejorado los rendimientos de los cultivos en un 15% en países como Brasil y Argentina. Asimismo, el comercio electrónico y la digitalización de servicios han crecido exponencialmente, con un aumento del 30% en las ventas online en la región durante el último año. Estos avances también están generando nuevas oportunidades de empleo, aunque también plantean desafíos en términos de capacitación y adaptación de la fuerza laboral, ya que se estima que un 40% de los empleos actuales requerirán habilidades digitales avanzadas en los próximos cinco años.
Las tecnologías de la Industria 4.0 y la transformación de la OT
La Industria 4.0 se caracteriza por la integración de tecnologías avanzadas como el Internet de las Cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA), el big data y el análisis de datos, la robótica avanzada, la impresión 3D, la realidad aumentada y virtual, y las tecnologías de registro distribuido como blockchain. Estas innovaciones permiten la creación de sistemas ciberfísicos que mejoran la eficiencia y personalización en la manufactura y otros sectores, fomentando la automatización y la toma de decisiones en tiempo real. Además, la Industria 4.0 promueve la sostenibilidad mediante el uso de energías renovables y soluciones energéticamente eficientes, transformando la interacción entre humanos y máquinas y redefiniendo los modelos de negocio y la economía global.
La Revolución Digital fue posible gracias al crecimiento explosivo en el uso de computadores y la masificación del acceso a Internet. La Industria 4.0 también se basa en estos avances digitales, pero amplía además otras condiciones que hacen posible la transformación de la OT.
Es bien sabido que los computadores aparecieron y proliferaron en las organizaciones durante la Tercera Revolución Industrial, generalmente funcionaban en silos, como islas independientes donde los datos no eran visibles, accesibles o compartidos. En la Cuarta Revolución Industrial, estos silos se están rompiendo y los datos son cada vez más visibles y accesibles. Esto permite un análisis más profundo, una mayor eficiencia y niveles de optimización global que nunca antes fueron posibles.
La transformación de las OT se hace posible gracias a una amplia gama de tecnologías diferentes, entre ellas:
- Edge Computing
- Robótica
- Robótica industrial
- Gemelos digitales
- Sistemas ciberfísicos
- Internet de las cosas (IoT)
- Computación en la nube híbrida
- Big data, big analytics y visualización de datos
- Dispositivos móviles
- Realidad aumentada y wearables
- Mejoras en la ciberseguridad
- Tecnología inalámbrica de cuarta y quinta generación (4G y 5G)
- Interacción con el cliente de alto contacto y perfil detallado del cliente
Esta no es una lista exhaustiva, por supuesto, pero da una idea de las tecnologías que están haciendo posible generar, capturar, procesar y utilizar datos en casi todas partes, lo que, cuando se combina con los avances en la tecnología operativa, está permitiendo un cambio fundamental en las operaciones industriales modernas, lo que lleva a la transformación de la OT.
Convergencia TI/OT
La convergencia TI/OT es lo que ocurre cuando las organizaciones conectan sus sistemas de tecnología de la información y de tecnología operativa, y también empiezan a sustituir los sistemas de OT especializados y a la medida por el uso de enfoques definidos por software y hardware de TI disponibles.
Esta convergencia permite a las organizaciones aprovechar mejor los datos que tienen: los datos generados por la tecnología operativa que controlan los sistemas en la planta de fabricación pueden pasarse a la tecnología de la información para su procesamiento y análisis, que luego pueden utilizarse para cambiar u optimizar los procesos de fabricación.
La convergencia de TI/OT también permite la resolución de problemas por adelantado, lo que posibilita identificar y resolver los problemas potenciales en una fase anterior del proceso de diseño y desarrollo, ahorrando tiempo y dinero.
Por supuesto, las TI también se ven afectadas por esta convergencia, ya que están condicionadas por los requisitos que provienen del mundo de las OT, como la seguridad, la fiabilidad y la baja latencia, entre otros.
Beneficios de la transformación del OT
La transformación de la OT, permitida por estas nuevas tecnologías y la convergencia de la TI/OT, tiene numerosos beneficios críticos para la fabricación, entre ellos:
- Aumentar la eficacia general de los equipos (OEE), mejorando la calidad de la producción, el rendimiento y la disponibilidad de las operaciones de fabricación.
- Reducir el tiempo de inactividad de la producción causado por los fallos de los equipos mediante el mantenimiento predictivo impulsado por la IA/ML.
- Aumentar la eficiencia y la eficacia de los trabajadores con la información precisa y oportuna necesaria para la toma de decisiones.
- Las “fábricas inteligentes”, cada vez más autónomas, son capaces de gestionar y optimizar la producción con una mínima intervención humana.
- Permitir la “personalización en masa” -la producción en masa de artículos personalizados- que los consumidores esperan y demandan cada vez más.
- Utilizar la IA/ML para optimizar el inventario, los equipos y los procesos mediante la predicción de posibles problemas y la prescripción de soluciones para los problemas que surjan.
Como decíamos, esta no es una lista exhaustiva de los beneficios de la transformación de las tecnologías de la información y de la Industria 4.0, pero demuestran algunas de las mejoras y eficiencias que son posibles cuando la tecnología de la información y la tecnología operativa convergen.
Retos de la transformación de OT
Por supuesto, hay muchos retos que limitan el despliegue y la adopción de la transformación de las tecnologías de la información, como la seguridad, las carencias de talento y otros.
Las vulnerabilidades de ciberseguridad son siempre una preocupación, y más aún con la ampliación de la superficie de ataque creada con la convergencia de TI/OT.
Las lagunas en el conjunto de habilidades y el talento ya se han identificado como un riesgo principal para los esfuerzos de transformación digital, y aún más en la Industria 4.0 debido a que los especialistas en OT se jubilan y se llevan sus habilidades y experiencia únicas.
Integración de los activos existentes. Existe una amplia gama de protocolos, interfaces y estándares más o menos abiertos, especialmente en lo que respecta a los largos ciclos de vida de los equipos de OT, que suelen superar ampliamente los 10 años.
El volumen de datos generados puede llegar a ser rápidamente abrumador, lo que se traduce en una creciente necesidad de mayor capacidad de almacenamiento y procesamiento, además de requerir especialistas en datos con habilidades y formación únicas.
Y de nuevo, estos no son los únicos retos de transformación de la OT y de la Industria 4.0 a los que se enfrentarán las organizaciones, pero, aunque pueden ser difíciles de gestionar, no son insuperables.
Conclusión
Aunque la transformación digital de la industria 4.0 conlleva numerosos retos, los beneficios y la eficiencia que puede aportar son significativos. La combinación de tecnología de la información y tecnología operativa -convergencia TI/OT- puede hacer que las industrias sean más eficientes, resistentes y receptivas, beneficiando a los clientes, los empleados y las organizaciones en su conjunto.
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