Seis desafíos y riesgos de la Industria 4.0

La Industria 4.0, el método de fabricación que combina máquinas de planta conectadas a Internet con análisis informático de la producción, puede producir grandes mejoras en términos de eficiencia. El cambio a una configuración de fabricación de la Industria 4.0 puede aumentar el rendimiento, reducir los costes, aumentar la calidad del producto, acelerar el tiempo de comercialización e incrementar el tiempo de actividad de la máquina. La adopción de tecnologías de la Industria 4.0 también puede mejorar la competitividad de los fabricantes y reducir su impacto medioambiental.

Si bien los beneficios de la Industria 4.0 son muchos, los fabricantes deben estar atentos a los desafíos y riesgos que pueden encontrarse al implementar un enfoque de la Industria 4.0, como la integración de nuevas tecnologías con sistemas de TI heredados y el aumento de las amenazas de ciberseguridad, entre otros muchos. Las soluciones incluyen la planificación, el aumento de la colaboración y la inversión en tecnologías que faciliten una fabricación segura y eficiente.

¿Qué es la Industria 4.0?

La Industria 4.0 utiliza tecnologías de automatización y análisis de datos para crear fábricas inteligentes, es decir máquinas conectadas en red que comparten datos de producción con los trabajadores. Los principales beneficios de este enfoque de fabricación inteligente incluyen producir un volumen mayor de productos más rápido y de mejor calidad. Un componente importante de la Industria 4.0 es el Internet industrial de las cosas (IIoT), esto es, la aplicación de tecnologías del Internet de las cosas (IoT) a la fabricación: algo así como sensores que supervisan el estado de mantenimiento de una máquina y transmiten datos de producción para su análisis. La Industria 4.0 también utiliza tecnologías, como cobertura de Internet inalámbrico en plantas, puertos y astilleros, robots automatizados y sistemas avanzados de procesamiento de datos.

Conclusiones clave

• Los principales desafíos del despliegue de la Industria 4.0 incluyen preocupaciones de seguridad, estándares tecnológicos y problemas de interoperabilidad, y recapacitación del personal.
• Para superar estos desafíos, los fabricantes deben impulsar la colaboración entre departamentos. Por ejemplo, pueden sobreponerse a las dificultades en materia de costes lanzando proyectos de la Industria 4.0 de menor escala para ir perfeccionándolos progresivamente con comentarios constantes y valiosos de una combinación de equipos.
• La tecnología desempeña una función destacada en la superación de los desafíos de la Industria 4.0 y la mitigación de riesgos. El software de integración ayuda a modernizar las instalaciones antiguas y convertirlas en fábricas inteligentes, mientras que la informática en la nube protege a la organización frente a ataques cibernéticos, por ejemplo.

Cuáles son los desafíos de la industria 4.0

Los fabricantes que adoptan métodos de la Industria 4.0 a menudo se topan con problemas a la hora de implementar la tecnología destinada a automatizar los procesos de fábrica. Los costes pueden ser elevados, especialmente para las pequeñas y medianas empresas, que tal vez encuentren dificultades para invertir en nuevos equipos, sensores y software. Los trabajadores de las plantas pueden carecer de la competencias necesarias para supervisar los sistemas de producción ciberfísica, utilizar dispositivos informáticos portátiles y ajustar los procesos de acuerdo con las recomendaciones del software. Es posible que los fabricantes también deban considerar la contratación de ingenieros, científicos de datos y desarrolladores de software, es decir, cargos para los que la oferta de trabajadores cualificados puede ser escasa. Los desafíos van más allá de los costes y la búsqueda de personal: la integración de las tecnologías de la Industria 4.0 en una fábrica puede exponer la maquinaria y las redes a violaciones de datos o ciberataques.

Seis desafíos y soluciones de la Industria 4.0

Según una encuesta McKinsey de 2020 a más de 800 fabricantes en todo el mundo, los obstáculos para la adopción de la Industria 4.0 incluyen los altos costes de escalar los despliegues; desafíos organizativos, como lograr que la dirección acepte las iniciativas de fábricas inteligentes; y desafíos tecnológicos, como elegir el software necesario y un socio de implementación. En una encuesta independiente de 2022 entre los responsables de la toma de decisiones de TI realizada por el empresa de investigación de mercados IDC, se puso de relieve que los principales desafíos que presenta la implementación de proyectos del IoT son la seguridad (citada por el 35 % de los encuestados), las dudas sobre las funcionalidades y la estabilidad de la tecnología (27 %) y los costes de despliegue (26 %).

Sin embargo, para cada desafío, los fabricantes disponen al menos de una solución que pueden utilizar para aprovechar al máximo las bondades de la Industria 4.0.

1. Sistemas de TI heredados

Es posible que los fabricantes que cuenten con una infraestructura de TI obsoleta se encuentren con que esta no incluye software más reciente para analizar los datos de producción, de modo que deberán modernizarla, lo cual consume mucho tiempo.

• Solución: antes de crear una fábrica inteligente o modernizar una fábrica actual con la tecnología de la Industria 4.0, construye una base tecnológica . Analiza el estado de tus sistemas de gestión de negocio en I+D, compras, adquisiciones, producción y almacenamiento. Considera qué implicaciones tecnológicas tendrán los proyectos de la Industria 4.0 en todas tus plantas de fabricación, no solo en una, y asegúrate de que tu departamento de TI colabore con los demás.

2. Interoperabilidad

Muchas fábricas operan con una combinación de equipos nuevos y otros con décadas de antigüedad que carecen de los sensores y la conectividad a Internet vitales para cualquier fábrica inteligente. Sin embargo, las máquinas más antiguas resultan imposibles de modernizar y los fabricantes son reticentes a sustituirlas. Muchos fabricantes también carecen de sistemas de TI capaces de evaluar los datos procedentes de máquinas conectadas.

• Soluciones: la conexión de fuentes de datos aisladas ha sido durante mucho tiempo un desafío para los fabricantes, pero gracias a la caída de los costes de los sensores y a la estandarización de los protocolos de comunicación, estas cuestiones resultan más fáciles de superar. Los fabricantes pueden utilizar software de integración para conectar ordenadores en el centro de datos o en la nube con máquinas ubicadas en la planta. Invierte en un sistema ERP que permita que la planificación de la producción pase a un sistema de ejecución de fabricación, hasta alcanzar el nivel de control automático, en un enfoque denominado "fabricación conectada", que permite el intercambio de información entre las personas encargadas de planificar la producción y la planta de fabricación.

3. Costes y limitación de recursos

El lanzamiento de una fábrica inteligente requiere invertir para que los sistemas del IoT sean compatibles con sistemas de control y ejecución de fabricación más antiguos que tal vez utilicen diferentes estándares tecnológicos. Las restricciones a la inversión en tecnología pueden impedir la ampliación de los proyectos de la Industria 4.0 de fases piloto a implementaciones en múltiples plantas. Los fabricantes también citan a menudo los costes de implementación y la dificultad para obtener la aceptación de la administración como obstáculos para un despliegue más generalizado de la Industria 4.0.

• Solución: en lugar de esperar hasta que se defina y despliegue una arquitectura de TI completa antes de implementar proyectos de la Industria 4.0, los fabricantes pueden adoptar un enfoque de producto mínimo viable, introduciendo proyectos con plazos de entrega más cortos y realizando las correcciones necesarias en función de los comentarios de los usuarios. Este método también puede ayudar a concentrar el gasto y definir el alcance de los proyectos.

4. Plantilla con déficit de competencias

Atraer talento y volver a formar al personal actual se encuentran entre los retos de RR. HH. a los que se enfrentan las empresas de fabricación de cara a la implementación de la Industria 4.0, ya que muchos trabajadores carecen de formación para integrar los sistemas digitales con el trabajo de producción. Los fabricantes a menudo necesitan volver a formar a los trabajadores para utilizar las pantallas táctiles, las tabletas y otros dispositivos que les permitan interactuar con los sistemas conectados, y para perfeccionar los procesos de producción por medio de insights basados en datos.

• Soluciones: los operadores de máquinas de fábricas inteligentes deben aprender a interpretar nuevos tipos de información, intervenir y corregir procesos cuando sea necesario y utilizar nuevos métodos para controlar las máquinas. Brindar formación en la propia fábrica y no en oficina puede ser de utilidad. Los ingenieros también deben recibir formación sobre nuevos enfoques analíticos para mejorar los procesos de fabricación. Los fabricantes también deben considerar la contratación para puestos altamente técnicos, como especialistas en robótica e ingenieros de gemelos digitales.

5. Gestión del cambio

La Industria 4.0 no se limita a la planta. Los fabricantes deben velar por que todas las esferas de la organización entiendan dónde han de modificar los procesos y qué departamentos deben coordinarse para llevar a cabo con éxito proyectos piloto y despliegues más amplios de la Industria 4.0. Para ello, es preciso utilizar nuevos métodos de trabajo distintos de los antiguos procesos.

• Soluciones: antes de implementar el IIoT, los fabricantes deben identificar casos de uso y ubicaciones que generen mejoras rápidas y rendimientos financieros, que sirvan para demostrar el valor de las tecnologías de la Industria 4.0 y facilitar la gestión del cambio. El éxito de los proyectos de la Industria 4.0 depende de que los empleados utilicen activamente la nueva tecnología. Demostrar el ROI a los responsables puede ser una fórmula útil para conseguir el compromiso de los equipos.

6. Ciberseguridad

Tradicionalmente, para proteger a los equipos de las fábricas de ciberataques potenciales, se aconsejaba restringir al máximo las conexiones a Internet en abierto. La Industria 4.0 adopta un enfoque diferente, ya que utiliza Internet para conectar máquinas entre sí y con los sistemas de gestión de negocio. Los responsables de la toma de decisiones del IIoT citan con frecuencia la seguridad de las tecnologías de la Industria 4.0 como una de sus principales preocupaciones, y con razón. Hace más de una década, el malware Stuxnet afectó a las instalaciones de fabricación y energía, y en 2017, el virus Petya, que en aquellos momentos estaba descontrolado, detuvo la producción de más de una docena de plantas del fabricante de cremas para la piel Nivea Beiersdorf.

• Soluciones: la informática en la nube puede reforzar la seguridad, ya que los proveedores de servicios en la nube garantizan que los clientes utilicen siempre las versiones de software más actualizadas, y la infraestructura de nube puede proporcionar seguridad en varias capas de una red informática. Las empresas que implementan el IoT están configurando cada vez más redes LTE y 5G privadas, en las que son propietarias y controlan el espectro de radio utilizado para transmitir datos de sensores, lo que refuerza la seguridad del IoT. Los fabricantes también pueden reducir el riesgo implementando estándares de ciberseguridad y limitando los derechos de acceso a los sistemas del IoT.

Supera los desafíos de la Industria 4.0 con Oracle

Con el software de la Industria 4.0 de Oracle, los fabricantes pueden obtener información más valiosa sobre sus operaciones e integrar fácilmente el software de gestión de la cadena de suministro y ERP con las líneas de producción.

Oracle Fusion Cloud Manufacturing recopila datos de la planta de producción, que los responsables pueden utilizar para tomar medidas desde un ordenador, un teléfono o una tableta. Los datos se integran con otras aplicaciones de gestión de la cadena de suministro y ERP, lo que permite a los fabricantes eliminar los silos de información que pueden frenar la expansión de los proyectos de la Industria 4.0.

Mientras tanto, gracias a Oracle Fusion Cloud Internet of Things Intelligent Applications, los fabricantes pueden utilizar los datos de los sensores de las máquinas para llevar a cabo un mantenimiento predictivo con el fin de maximizar el tiempo de actividad. El software para la supervisión y el mantenimiento de activos funciona conjuntamente para generar alertas y visualizar componentes, señalando datos de sensores que muestran qué se debe inspeccionar. Oracle Manufacturing Execution System for Discrete Manufacturing supervisa la producción e impulsa la productividad guiando a los operadores para que completen una lista de actividades diarias. El software puede priorizar actividades importantes y ayudar a detectar actividades que generen gastos excesivos. Por último, el software de fabricación mixta gestiona la fabricación discreta y por lotes en la misma planta, de modo que los fabricantes de bienes de consumo envasados, por ejemplo, pueden realizar el seguimiento de la producción de aperitivos y envases utilizando un software común.

Preguntas frecuentes sobre los desafíos de la Industria 4.0

¿Cuáles serían los riesgos percibidos como consecuencia de adoptar tecnologías de la Industria 4.0?
La automatización de la fabricación puede eliminar o redefinir algunos puestos de trabajo, lo que requiere que los fabricantes inviertan en contratar trabajadores con diferentes competencias o volver a formar a los actuales. Las máquinas equipadas con sensores conectados a Internet también pueden ser más propensas a ataques cibernéticos que las máquinas sin sensores. Asimismo, las empresas corren el riesgo de no lograr el rendimiento de la inversión previsto a medida que escalan los proyectos de la Industria 4.0 de piloto a producción.

¿Cómo pueden los fabricantes escalar mejor los proyectos de la Industria 4.0 desde los pilotos iniciales?
Los fabricantes deben definir con claridad los procesos de negocio y los flujos de datos en sus redes, y posteriormente lograr que los responsables adopten los cambios. Si los recursos son limitados, implementar un producto mínimo viable, recopilar los comentarios de los usuarios y refinar el sistema puede ayudar a lograr la escala. Los fabricantes también pueden necesitar contratar talento o volver a formar al personal actual para escalar sus proyectos de la Industria 4.0.

¿Cuáles serían algunas de las tecnologías que componen la Industria 4.0?
Las redes de sensores, la computación perimetral, el software de análisis de datos y el machine learning respaldan las iniciativas de la Industria 4.0. Muchos fabricantes utilizan la impresión 3D, también llamada fabricación aditiva, para forjar piezas. También podrían emplear gemelos digitales, probando cambios en los diseños de fábrica y líneas de producción en modelos computarizados antes de implementarlos.