6 Desafíos y riesgos de la Industria 4.0

La Industria 4.0, el enfoque de fabricación que combina máquinas de taller conectadas a Internet con el análisis informático de la producción, puede generar grandes ganancias de eficiencia. El cambio a una configuración de fabricación de Industria 4.0 puede aumentar el desempeño, reducir los costos, mejorar la calidad del producto, acelerar el tiempo de comercialización y aumentar el tiempo de actividad de la máquina. La adopción de las tecnologías de la Industria 4.0 también puede mejorar la competitividad de los fabricantes y reducir su impacto medioambiental.

Aunque las ventajas de la Industria 4.0 son muchas, los fabricantes deben tener muy claros los desafíos y riesgos a los que pueden enfrentarse al implementar un enfoque de Industria 4.0: integración de nuevas tecnologías con sistemas informáticos heredados, aumento de las amenazas a la ciberseguridad, etc. Las soluciones pasan por planificar, impulsar la colaboración e invertir 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 formadas por máquinas conectadas en red que comparten datos de producción con los trabajadores. Las principales ventajas de este enfoque de fabricación inteligente incluyen la producción de un mayor volumen de productos con mayor rapidez y calidad. Un componente importante de la Industria 4.0 es el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), la aplicación de las tecnologías del Internet de las Cosas (IoT) en la fabricación: Piense en sensores que supervisan el estado de mantenimiento de una máquina y transmiten datos de producción para su análisis. La Industria 4.0 también se basa en tecnologías como la cobertura inalámbrica de Internet en plantas, puertos y astilleros, robots automatizados y sistemas avanzados de procesamiento de datos.

Conclusiones clave

• Los principales retos de la implementación de la Industria 4.0 son la seguridad, las normas tecnológicas y los problemas de interoperabilidad, así como la reconversión de la mano de obra.
• Para superarlos, los fabricantes deben impulsar la colaboración entre departamentos; por ejemplo, pueden superar los desafíos de costos lanzando proyectos de Industria 4.0 a menor escala y perfeccionándolos con la información constante y valiosa de una mezcla de equipos.
• La tecnología desempeña un papel protagonista a la hora de superar los desafíos de la Industria 4.0 y mitigar los riesgos. El software de integración ayuda a reconvertir instalaciones antiguas en fábricas inteligentes, y la computación en nube protege contra los ciberataques, por ejemplo.

Explicación de los desafíos de la Industria 4.0

Los fabricantes que adoptan enfoques Industria 4.0suelen enfrentarse a problemas cuando implementan tecnología destinada a automatizar los procesos de la fábrica. Los costos pueden ser elevados, sobre todo para las pequeñas y medianas empresas que tienen dificultades para invertir en nuevos equipos, sensores y software. Los trabajadores pueden carecer de las competencias necesarias para supervisar los sistemas de producción ciberfísicos, utilizar dispositivos informáticos portátiles y ajustar los procesos según las recomendaciones del software. Los fabricantes también pueden tener que considerar la contratación de ingenieros, científicos de datos y desarrolladores de software, funciones para las que la oferta de trabajadores cualificados puede ser escasa. Los retos van más allá de los costos y el personal: La integración de las tecnologías de la Industria 4.0 en una fábrica puede exponer la maquinaria y las redes a filtraciones de datos o ciberataques.

6 Desafíos y riesgos de la Industria 4.0

Entre los obstáculos a la adopción de la Industria 4.0 se encuentran los elevados costos de ampliación de las implementaciones; los problemas organizativos, como conseguir que la dirección acepte las iniciativas de fábricas inteligentes; y los problemas tecnológicos, como elegir el software necesario y un socio de implantación, según una encuesta realizada por McKinsey en 2020 a más de 800 fabricantes de todo el mundo. En otra encuesta realizada en 2022 por el investigador de mercado IDC entre los responsables de la toma de decisiones de TI, los principales retos a la hora de implementar proyectos de IoT incluían problemas de seguridad (citados por el 35% de los encuestados), preocupaciones sobre las capacidades y la estabilidad de la tecnología (27%) y los costos de implantación (26%).

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

1 Sistemas heredados

Los fabricantes con infraestructuras informáticas obsoletas pueden encontrarse con que no se integran con los programas más recientes de análisis de datos de producción, lo que les obliga a emprender una laboriosa reconversión.

• Solución: Antes de construir una fábrica inteligente o reequipar una fábrica actual con tecnología de Industria 4.0, se deben sentar algunas bases informáticas. Analiza el estado de tus sistemas de gestión empresarial en I+D, aprovisionamiento, compras, producción y almacenamiento. Contempla las implicaciones tecnológicas de los proyectos de Industria 4.0 en todos tus centros de fabricación, no solo en una planta, y asegúrate de que tu departamento de TI trabaja en colaboración con otros departamentos.

2 Interoperabilidad

Muchas fábricas funcionan con una mezcla de equipos nuevos y antiguos que carecen de los sensores y la conectividad a Internet cruciales para una fábrica inteligente, pero no es posible reequipar las máquinas más antiguas y los fabricantes no quieren sustituirlas. Muchos carecen también de sistemas informáticos capaces de evaluar los datos procedentes de las máquinas conectadas.

• Soluciones: Conectar fuentes de datos aisladas ha sido durante mucho tiempo un desafío para los fabricantes, pero la caída de los costos de los sensores y la estandarización de los protocolos de comunicación facilitan su superación. Los fabricantes pueden utilizar software de integración para conectar computadoras en el centro de datos o la nube con máquinas en el taller. Invierte en un sistema ERP que permita que la planificación de la producción fluya hasta un sistema de ejecución de la fabricación y, a continuación, hasta el nivel de control de las máquinas, en un enfoque denominado fabricación conectada que permite a los planificadores de la producción y al taller intercambiar información.

3 Costos y limitaciones de recursos

Poner en marcha una fábrica inteligente requiere inversiones para que los sistemas IoT sean compatibles con los sistemas de control y ejecución de fabricación más antiguos, que pueden utilizar estándares tecnológicos diferentes. Las restricciones a la inversión en tecnología pueden impedir que los proyectos de Industria 4.0 pasen de las fases piloto a la implementación en múltiples plantas. Los fabricantes también citan a menudo los costos de implementación y la dificultad para lograr la aceptación de la dirección como obstáculos para una implementación más amplia de un enfoque de Industria 4.0.

• Solución: En lugar de esperar a que se defina e implemente una arquitectura de TI completa antes de implementar proyectos de Industria 4.0, los fabricantes pueden adoptar un enfoque de producto mínimo viable, introduciendo proyectos en plazos más cortos y corrigiendo el rumbo en función de los comentarios de los usuarios. El planteamiento también puede ayudar a centrar el gasto y definir el alcance de los proyectos.

4 Diferencia de aptitudes de personal

Atraer talento y reciclar al personal actual son algunos de los retos de RRHH de los fabricantes a la hora de implantar la Industria 4.0, ya que muchos trabajadores no han recibido capacitación para integrar los sistemas digitales en el trabajo de producción. A menudo, los fabricantes tienen que volver a capacitar a sus colaboradores para que manejen las pantallas táctiles, las tabletas y otros dispositivos que les permiten interactuar con los sistemas conectados, y para que perfeccionen los procesos de producción utilizando información basada en datos.

• Soluciones: Los operarios de las máquinas de las fábricas inteligentes deben aprender a interpretar nuevos tipos de información, intervenir y corregir los procesos cuando sea necesario y controlar las máquinas de nuevas formas. La capacitación en la planta de la fábrica en lugar de en un escritorio puede ayudar. Los ingenieros también deben recibir capacitación sobre nuevos enfoques analíticos para mejorar los procesos de fabricación. Los fabricantes también deben considerar la contratación de personal altamente técnico, como especialistas en robótica e ingenieros de gemelos digitales.

5. Gestión del cambio

La Industria 4.0 no se limita a la planta de producción: los fabricantes deben comprender en toda la organización dónde deben cambiar los procesos y qué departamentos deben coordinarse para llevar a cabo con éxito proyectos piloto de Industria 4.0 e implementaciones más amplias. Esto requiere nuevas formas de trabajar que difieran de los procesos de larga data.

• Soluciones: Antes de la implementación de la IIoT, los fabricantes deben identificar los casos de uso y los sitios que producirán ganancias rápidas y rendimientos financieros, para demostrar el valor de las tecnologías de la Industria 4.0 y facilitar la gestión del cambio. El éxito de los proyectos de Industria 4.0 depende de que los empleados utilicen activamente la nueva tecnología; demostrar el ROI a los directivos puede ayudar a que los equipos se suban al carro.

6. Ciberseguridad

La forma tradicional de proteger los equipos de las fábricas de los ciberataques consistía en conectarlos lo menos posible a Internet. La Industria 4.0 adopta un enfoque diferente, conectando las máquinas entre sí y con los sistemas de gestión empresarial a través de Internet. Los responsables de la IIoT citan con frecuencia su preocupación por la seguridad de las tecnologías de la Industria 4.0, que están fundadas: El malware Stuxnet de hace más de una década afectó a instalaciones de fabricación y energía, y en 2017, el entonces rampante virus Petya detuvo la producción en más de una docena de plantas del fabricante de cremas para la piel Nivea, Beiersdorf.

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

Supera los desafíos de la Industria 4.0 con Oracle

Con el software Industria 4.0 de Oracle, los fabricantes pueden conocer mejor sus operaciones e integrar fácilmente el software ERP y de gestión de la cadena de suministro con las líneas de producción.

Oracle Fusion Cloud Manufacturing captura datos de la planta de producción, sobre los que los directivos pueden actuar desde un PC, un teléfono o una tableta. Los datos se integran con otras aplicaciones de gestión de la cadena de suministro y ERP, equipando a los fabricantes para derribar los silos de información que pueden frenar la expansión de los proyectos de Industria 4.0.

Por su parte, Oracle Fusion Cloud Internet of Things Intelligent Applications permite a los fabricantes utilizar los datos de los sensores de las máquinas para realizar un mantenimiento predictivo que maximice el tiempo de actividad. Los programas informáticos de supervisión y mantenimiento de activos trabajan conjuntamente para generar alertas y visualizar los componentes, marcando los datos de los sensores que indican qué hay que inspeccionar. Oracle Manufacturing Execution System for Discrete Manufacturing supervisa la producción y eleva la productividad guiando a los operarios a través de una lista de actividades diarias. El software puede dar prioridad a las actividades importantes y ayudar a detectar las que suponen un despilfarro. Por último, el software de fabricación de modo mixto gestiona la fabricación discreta y por lotes en la misma planta, de modo que los fabricantes de bienes de consumo envasados, por ejemplo, pueden hacer un seguimiento de la producción de aperitivos y envases utilizando un software común.

Preguntas frecuentes sobre los desafíos de la Industria 4.0

¿Cuáles son algunos de los riesgos percibidos al adoptar estas tecnologías?
La automatización de la fabricación puede eliminar o redefinir las funciones de algunos trabajadores, lo que obliga a los fabricantes a invertir en la contratación de trabajadores con competencias diferentes o a reciclar a los actuales. Las máquinas equipadas con sensores conectados a Internet también pueden ser más propensas a los ciberataques que las máquinas sin sensores. Las empresas también corren el riesgo de no obtener el rendimiento previsto de la inversión a medida que escalan los proyectos de la Industria 4.0 de la fase piloto a la de producción.

¿Cómo pueden los fabricantes escalar mejor los proyectos de la Industria 4.0 desde los pilotos iniciales?
Deben definir claramente los procesos empresariales y los flujos de datos a través de sus redes y, a continuación, lograr que los directivos se sumen a los cambios. Si los recursos son limitados, lanzar un producto mínimo viable, recabar las opiniones de los usuarios y perfeccionar el sistema puede ayudar a alcanzar una escala mayor. También pueden tener que contratar talento o reciclar al personal actual para ampliar sus proyectos de Industria 4.0.

¿Cuáles son algunas de las tecnologías clave que impulsan la Industria 4.0?
Las redes de sensores, la computación perimetral, el software de análisis de datos y el aprendizaje automático 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 la distribución de las fábricas y las líneas de producción en modelos informatizados antes de implementarlos.