Hoy hablaremos del creciente impacto de la industria 4.0 en los sectores de actividad y en la vida de las personas. Y sobre todo, de qué papel desempeña el IoT en la industria 4.0.
El término Industria 4.0 se utiliza cada vez más en los entornos tecnológicos, pero poca gente tiene una idea clara de lo que significa.
- 1 Las cuatro revoluciones industriales
- 2 Aplicaciones de IoT en diferentes sectores
- 3 El papel que juega el IoT dentro de la industria 4.0
- 4 Conclusiones sobre el papel del IoT en la Industria 4.0
Las cuatro revoluciones industriales
Según McKinsey, la Industria 4.0 es la siguiente fase de la digitalización del sector industrial a través de 4 disrupciones:
- El enorme crecimiento en volumen de datos, capacidad de cómputo y conectividad.
- La irrupción de nuevas capacidades en Analytics y Business Intelligence.
- Las nuevas formas de interacción hombre-máquina.
- Las mejoras en la interacción entre el mundo digital y el físico.
Al menos 3 de las 4 disrupciones anteriores están estrechamente relacionadas con IoT y los dispositivos inteligentes y conectados.
Por ello, podemos considerar que el Internet de las Cosas es probablemente la tecnología o conjunto de tecnologías que más va a aportar a la Industria 4.0.
Antes de profundizar en cómo la Industria 4.0 va a sacar partido del IoT, veamos cómo hemos llegado hasta aquí.
Si hablamos de Industria 4.0 o la Cuarta Revolución Industrial, será porque hay otras 3 anteriores, ¿no? Veamos qué avances nos trajo cada una de ellas:
Primera revolución industrial: mecanización
Nacimiento de las factorías y la mecanización de la industria textil, potenciada por la aparición del motor de combustión impulsado por carbón (la máquina de vapor) y la llegada del ferrocarril.
Esta primera revolución industrial supuso, hasta esa fecha, el mayor cambio socioeconómico, cultural y tecnológico de toda la historia de la humanidad.
Segunda revolución industrial: producción en masa
Llegada del motor de combustión propulsado por derivados del petróleo y de las comunicaciones eléctricas. En este período se desarrolla el automóvil y el aeroplano y aparecen el teléfono y la radio.
En el sector industrial se empieza a utilizar la electricidad y se desarrolla la cadena de producción, de la mano de Henry Ford y su fábrica de automóviles.
Tercera revolución industrial: automatización
Llegada de la energía nuclear y las energías renovables, que permitieron el rápido desarrollo de la electrónica y con ella el desarrollo de la informática y las tecnologías de comunicación tal como las conocemos actualmente.
Llegaron los ordenadores personales y el Internet. Estos avances supusieron en el entorno industrial el desarrollo de tecnologías de gestión y automatización de procesos, como los PLC y los robots, que ya empezaron a estar conectados a Internet.
Cuarta revolución industrial: digitalización
En la que nos encontramos inmersos. Es la primera que no está impulsada por la aparición de una nueva fuente de energía, sino por un fenómeno tecnológico.
Esta etapa está impulsada por el desarrollo de dispositivos inteligentes y nuevas tecnologías de comunicación, las cuales están permitiendo conectar “cosas” que hasta ahora no lo estaban. También podremos obtener datos de diferentes fuentes con los que antes no contábamos y, como último objetivo, desarrollar fábricas inteligentes.
Esas “cosas conectadas” son la base de lo que conocemos como IoT, Internet of Things o Internet de las Cosas.
Aplicaciones de IoT en diferentes sectores
El IoT es un concepto muy genérico que engloba todas las tecnologías relacionadas con la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.
Estas tecnologías cubren los sensores y dispositivos de adquisición de información del entorno y datos en tiempo real. También cubren las comunicaciones entre dispositivos y entre éstos y plataformas o sistemas en la nube, los protocolos para el intercambio de datos y la seguridad de todo el sistema; entre otras.
El Internet de las Cosas tiene aplicaciones en todos los sectores de actividad. Desde su uso en soluciones de toma de decisiones automatizada, mejora en los procesos de fabricación y cadena de suministro, hasta sus aplicaciones en el aumento de seguridad de los operarios y trabajadores.
Algunos ejemplos de IoT en la industria, agrupados por sectores, serían los siguientes:
Agricultura y Ganadería
- Monitorización de plantaciones con drones.
- Automatización de riego en invernaderos.
- Monitorización de condiciones climáticas.
- Seguimiento y trazabilidad de ganado mediante wearables geoposicionados.
Energía
- Monitorización y mantenimiento de plantas o generadores de energía remotos.
- Automatización de procesos y mantenimiento predictivo en aerogeneradores.
- Previsión de demanda en instalaciones eléctricas.
Finanzas
- Mejora de la experiencia de usuario en sucursales y oficinas mediante sensores y sistemas de inteligencia artificial.
- Automatización de procesos comerciales.
- Implantación de cajeros automáticos inteligentes.
Salud
- Monitorización remota de constantes vitales y niveles de salud de pacientes mediante el uso de wearables conectados.
- Atención personalizada en hospitales.
- Seguimiento de personas dependientes mediante dispositivos geolocalizados.
Retail
- Personalización y mejora de la experiencia de usuario al poder identificarle mediante dispositivos móviles o wearables.
- Mejoras en la gestión de la cadena de suministro.
- Gestión inteligente de inventarios o desarrollo de tiendas completamente automatizadas y autogestionadas.
Transporte y logística
- Gestión inteligente de flotas y trazabilidad en tiempo real.
- Gestión inteligente de almacenes o monitorización de mercancías delicadas o especiales.
Ciudades Inteligentes
- Aparcamiento e iluminación inteligente.
- Mejoras en la recogida de residuos.
- Aumento de la seguridad ciudadana.
El papel que juega el IoT dentro de la industria 4.0
Como hemos visto, la tecnología IoT ofrece muchísimas posibilidades y oportunidades en todos los sectores, pero donde realmente se le puede sacar más partido es en las fábricas con aplicaciones industriales muy diversas.
Cuando hablamos del IoT en el ámbito de la Industria, podemos utilizar el término Internet de las Cosas Industrial o IIoT por sus siglas en inglés (Industrial Internet of Things).
Al comienzo de este artículo hemos planteado una definición de Industria 4.0 propuesta por McKinsey que se apoya en 4 disrupciones. Ahora vamos a ver las aplicaciones IoT más importantes en la industria 4.0, algunas de las cuales están estrechamente relacionadas con esas 4 disrupciones:
Big Data y Analítica Avanzada para Monitorización y Mantenimiento Predictivo
Con la llegada de las soluciones IoT y el uso de dispositivos inteligentes, el volumen de datos ha crecido de manera exponencial. Por ello, hay que asegurar que los nuevos datos generados sean gestionados de manera adecuada y se pueda sacar valor de los mismos.
El uso de técnicas de Big Data para el tratamiento de los datos y la obtención de valor en el proceso industrial, junto a las tecnologías IoT, ha permitido desarrollar soluciones complejas de monitorización, mantenimiento predictivo y toma automatizada de decisiones.
De esta manera se pueden tomar decisiones sobre cuándo realizar el mantenimiento de una máquina de manera más flexible. Esto hará que se lleven a cabo sólo cuando sea necesario o cuando menos impacte al proceso de producción, o delegar las decisiones de operación a sistemas inteligentes.
Gemelos Digitales
Otra de las aplicaciones IoT en la industria, está relacionada a modelos que permiten realizar pruebas de cómo actuaría un sistema o máquina en determinadas condiciones. Gracias a ello, se hacen simulaciones con parámetros concretos y sin afectar a la maquinaria real.
De esta manera, podemos estudiar y aprender cómo mejorar los procesos de producción, los límites a los que podemos someter a un equipo o las consecuencias de realizar determinadas configuraciones.
Robótica colaborativa y autónoma
La llegada de las tecnologías IoT han permitido el desarrollo de sistemas robóticos que pueden trabajar de manera colaborativa con las personas. Esto se hace mediante el uso de sensores y dispositivos de seguridad que garantizan la integridad de los trabajadores, permitiendo sacar el máximo partido a la combinación hombre-máquina.
Además, el desarrollo de dispositivos cada vez más inteligentes permite que los robots operen de manera autónoma y puedan incluso tomar decisiones ante imprevistos o situaciones anómalas.
Dispositivos IoT Industriales (IIoT)
Los sensores y actuadores que suponen la base de la tecnología IoT ofrecen su máximo potencial en entornos industriales y de fabricación.
Las aplicaciones en este campo son enormes, con muchísimo margen de mejora en los procesos de producción y en los ahorros de coste al instalar nueva sensórica que permite recoger datos donde antes no se recogían.
El uso adecuado de estos datos permite desarrollar complejos sistemas de monitorización y toma de decisiones automatizadas. También ofrece oportunidades para desarrollar nuevos modelos de negocio alrededor de las fábricas.
Edge Computing
Desde hace años la tendencia en arquitecturas informáticas ha sido la de ir migrando los sistemas hacia la nube. Gracias a la arquitectura Cloud Computing, los servicios y las aplicaciones empresariales pueden ser gestionadas por un proveedor a través de su propia infraestructura.
En el entorno industrial esta tendencia está evolucionando hacia una arquitectura híbrida entre Cloud Computing y Edge Computing. Este último término hace referencia a las arquitecturas en las que se acerca la capacidad de cómputo y almacenamiento de datos al lugar donde se generan los mismos y donde se va a actuar una vez procesada la información.
A pesar de que con este enfoque se vuelve a delegar en el cliente final la instalación y mantenimiento de la infraestructura informática de planta, se consiguen ventajas muy interesantes.
Ciberseguridad
Si la implantación de dispositivos conectados se hace siguiendo los estándares, se puede aumentar la seguridad de las plantas al hacerlas más inteligentes.
Con la ayuda de equipos y soluciones IoT se pueden generar datos en tiempo real sobre la situación de la planta, monitorizar equipos y construir un sistema de alertas ante cualquier imprevisto, ataque o fallo.
En el plano más físico, el uso de sensores puede ayudar a detectar cualquier situación peligrosa como aumentos de temperatura, fuga de gases o sustancias nocivas, vibraciones anómalas, etc.
Conclusiones sobre el papel del IoT en la Industria 4.0
Estas aplicaciones, entre otras muchas, hacen que el uso de tecnologías IoT contribuyan a mejorar y optimizar los procesos de producción en el sector industrial. Esto ha supuesto enormes mejoras en reducción de costes, producción personalizada y ajustada a la demanda. También ha mejorado la eficiencia energética, el aumento de la seguridad y, en general, poder optimizar los procesos de producción.
Y todavía estamos en las fases iniciales de implantación de tecnologías IoT e IIoT. Los próximos años veremos soluciones que hoy ni siquiera podemos imaginar.
