OPORTUNIDADES Y RETOS EN LA INDUSTRIA 4.0

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  • Ponencia de Fernando Díaz Madrigal y Marina Rodríguez Valentín-Gamazo (WINDMILLCONSULTANTS) para la Mesa-Coloquio de la Conferencia Anual de ISA España 2016.

En los últimos meses hay un concepto que aparece sin cesar en los ambientes profesionales tecnológicos, fundamentalmente en los entornos industriales y adyacentes como la ingeniería, la energía, la construcción, infraestructuras, automatización, etc… Este concepto es el de Industria 4.0, que ha copado los eventos de tecnología y negocio industriales más recientes.

El término ha sido tan utilizado y tan aceptado por todos los implicados que llamamos Industria 4.0 a todo lo que creemos que sería mejor llamar “transformación digital de la industria”. De todas formas, el éxito de la palabra ha servido, como toda buzzword, para aunar esfuerzos y generar conciencia y atención sobre el tema.

¿Por qué ahora?

A pesar de su posición de dominancia en el panorama tecnológico y de producción industrial, Alemania está viendo erosionada dicha posición durante los últimos quince o veinte años. De este modo, a pesar de una adopción modélica de las tecnologías de la información y comunicación en el sector industrial así como de los propios avances en tecnología industrial en estos años, otros países han conseguido replicar las calidades y eficiencias industriales alemanas a costes más bajos. Las propias empresas alemanas han deslocalizado parte de sus producciones, por lo que el valor no es ya netamente de exportación alemán sino que la cadena de valor está más repartida con terceras partes.

Para estudiar las consecuencias de esta pérdida de importancia de la industria en la economía y mitigar, en la medida de lo posible, sus efectos negativos, en 2008 se fundó en la Universidad Técnica de Renania-Westfalia en Aquisgrán el “Centro de investigación de tecnologías de fabricación para países con salarios altos” como colaboración entre dicha universidad y varios centros de investigación y grupos de los institutos Fraunhofer. El nombre del Centro dice todo sobre su objetivo: evitar que el coste laboral sea uno de los criterios más importantes a la hora de establecer instalaciones industriales en uno u otro país.

Tras distintas iniciativas en el campo de la investigación aplicada y la innovación público privada, en 2013 se presenta la estrategia alemana Industrie 4.0 con dos objetivos estratégicos: ser los proveedores líderes de alta tecnología industrial (liderazgo en ingeniería de fabricación y proceso) y ser el mercado tractor de dicha tecnología industrial (liderazgo en industria). Desde ese momento distintos países europeos, junto con Estados Unidos, Japón, Corea del Sur o China, han presentado iniciativas público-privadas con un enfoque similar (en España, Industria Conectada 4.0). Así, en un periodo de menos de diez años, el volumen y nivel de las iniciativas ha ido aumentando desde el ámbito universitario hasta ser un objetivo estratégico de política industrial y económica de los países más desarrollados del mundo.

¿En qué consiste exactamente la Industria 4.0?

Aunque hay cierta dispersión conceptual y mensajes con un alto peso comercial que pueden llevar a confusión, las componentes tecnológicas y de negocio de la Industria 4.0 están bien definidas.

La iniciativa alemana persigue tres resultados de organización industrial apalancados en las tecnologías digitales que permitirían una industria más eficiente, capaz de productos y servicios de alto valor añadido y sostenible en países con salarios altos:

  1. Individualización de la producción
  2. Integración horizontal en redes colaborativas
  3. Integración digital de toda la organización

La individualización de la producción responde a la necesidad de conseguir las eficiencias industriales de series largas o de flujos grandes en escalas menores a causa de una mayor necesidad de personalización de los productos o la disminución de los ciclos de vida de los productos en los últimos años. Para conseguir este objetivo las área más relacionadas son las de personalización en masa (mass customization), modularización, sistemas de fabricación reconfigurables, control distribuido, auto optimización, fabricación rápida (impresión 3D y otras tecnologías) y las soluciones de computación en nube.

La integración de las empresas industriales en redes de valor colaborativas permite avanzar en la especialización de cada nodo de la red (empresa o planta) en el núcleo de sus competencias y posibilita un mejor rendimiento del sector en conjunto. Es, en cierta manera un avance cuantitativo y cualitativo de un fenómeno que en industrias como la automotriz o la aeronáutica funciona desde hace años. Ahora, gracias a la aplicación generalizada de tecnologías digitales se va a poder replicar este modelo de funcionamiento en otros ámbitos menos previsibles, con ciclos de vida de producto más cortos y con relaciones más flexibles. Los avances en fabricación distribuida, flexibilidad y visibilidad de la cadena de suministros o Internet de las Cosas están facilitando la integración de las redes de valor industriales posibilitando sectores más competitivos.

Pero todo el potencial de las tecnologías digitales no se puede aprovechar si la propia organización no tiene todos sus sistemas integrados y no aprovecha las oportunidades de digitalización de sus propios procesos. Esta integración digital de las organizaciones permite virtualizar procesos y productos, crear gemelos y prototipos digitales que agilizan y abaratan la innovación, trazar de forma individual cada operación del proceso o diseñar servicios de valor añadido sobre los productos que tradicionalmente conforman la oferta de las empresas industriales. Una mejor planificación, un conocimiento mejorado de los propios procesos para mejorarlos o transformarlos y la capacidad de abrir líneas de negocio adicionales son algunas de las oportunidades que nacen de una organización internamente conectada.

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Las familias tecnológicas cuyos desarrollos están permitiendo avanzar hacia estos objetivos son las soluciones en nube, Internet de las Cosas, el avance en sensores y sistemas embebidos, nuevas soluciones robóticas, big data y análisis avanzado de datos, las técnicas de fabricación aditiva o la virtualización de entornos con realidad virtual.

Retos y oportunidades

En concreto, para empresas y profesionales del ámbito de la automatización, pensamos que existen grandes oportunidades.

El nivel de campo y de control va a ser fundamental en los procesos de integración digital de las empresas y de digitalización industrial en general. Posicionarse como contratista principal o experto principal en estos proyectos que rompen silos anteriores es una gran oportunidad de negocio.

La capacidad de integración de sistemas complejos de redes y fuentes de datos heterogéneas va a ser una preocupación en los próximos años, apalancarse en el conocimiento de la tecnología y del negocio industrial será una ventaja para liderar estos proyectos. Asimismo, como arquitectos de la estructura de toma de datos del proceso, los profesionales de la automatización y el control pueden evolucionar hacia el diseño de servicios de obtención, análisis y toma de decisiones basados en datos, y de hecho ya hay empresas del sector haciéndolo.

La formación en lenguajes de programación y protocolos de más alto nivel en la pirámide de sistemas es una clara oportunidad para convertirse en lo que ya se llama industrial data scientist.

Todo el movimiento generado en el sector con los conceptos relacionados con Industria 4.0 es una oportunidad, creemos, muy importante en el ámbito de la instrumentación y el control.

No obstante, para aprovechar estas oportunidades hay que plantear y atacar una serie de retos a todos los niveles de la organización:

  • ¿Cuáles son y cómo se diseñan los nuevos modelos de negocio relevantes para mi industria?
  • ¿Cómo serán las nuevas relaciones sectoriales con el resto de actores? ¿Quiénes son los nuevos entrantes a competir?
  • ¿Cuál es la tecnología adecuada y quién la provee?
  • ¿Cómo adapto o creo soluciones de negocio a partir de la tecnología y los proceso existentes?
  • ¿Cómo integro las soluciones nuevas con los sistemas productivos y de información ya desplegados?
  • ¿Cómo aprendo y enseño el funcionamiento y gestión de las nuevas soluciones tecnológicas y procesos en la planta?
  • ¿Cómo aprendo a operar las nuevas herramientas de mi puesto de trabajo?
  • ¿Cómo ayudo a los trabajadores a adaptarse a la nueva realidad de la empresa?

 

Los profesionales y las empresas tiene que plantearse estas preguntas y pensamos que la forma de pensar en ellas y contestarlas es distinta hoy que hace pocos años. Si la respuesta nos parece trivial o surge de forma rápida y por los cauces habituales, quizá es que no lo estamos haciendo bien.

No solo los profesionales y las empresas tienen trabajo por hacer, el mercado en su conjunto tiene que resolver también dificultades relacionadas con la inmadurez de algunas de las tecnologías y modelos de negocio, de la particularidad del sector industrial, donde las inversiones mínimas de innovación son muy altas o de los riesgos de ciberseguridad que muchas veces se usan como razón (suficiente o no) para parar estas iniciativas.

Otras cuestiones abiertas son por ejemplo, quién es el dueño del proyecto cuando afecta a varias áreas, cómo se incorporan a la organización las capacidades necesarias para acometerlo o qué métricas son las adecuadas para juzgar el éxito o fracaso de la iniciativa.

Todos estos retos, siendo importantes y complejos, están siendo resueltos a gran velocidad, quizá a mayor velocidad de la que pensamos, y lo que consideramos seguro es que el germen del cambio ya está implantado. No es algo por venir, es algo que ya está aquí. Tanto los profesionales de la industria como las empresas industriales necesitan participar activamente en él para ser beneficiarios de las oportunidades que supone y no solamente afectados por sus consecuencias.

Fernando Díaz Madrigal
Marina Rodríguez Valentín-Gamazo
(WINDMILLCONSULTANTS)

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