Cuarta Revolución Industrial

Industria 4.0 y su cuasi-sinónimo Cuarta Revolución Industrial, son expresiones que denominan una hipotética cuarta mega etapa de la evolución técnico-económica de la humanidad, contando a partir de la Primera Revolución Industrial. Esta cuarta etapa habría comenzado recientemente y su desarrollo estaría proyectado hacia la tercera década del siglo XXI. La inteligencia artificial es señalada como elemento central de esta transformación, íntimamente relacionada con la acumulación creciente de grandes cantidades de datos (“big data”), el uso de algoritmos para procesarlos, y la interconexión masiva de sistemas y dispositivos digitales.

Diagrama de las primeras cuatro revoluciones industriales sucesivas: (1) Mecanización, energía hidráulica, energía eléctrica; (2) Producción en masa, línea de montaje, electricidad; (3) Informática y automatización (4) Sistema ciberfísico.

Esta cuarta etapa que aún no podemos caracterizar completamente, correspondería a una nueva manera de organizar los medios de producción. El objetivo que así pretendería alcanzarse es la puesta en marcha de un gran número de «fábricas inteligentes» (en inglés: «smart factories») capaces de una mayor adaptabilidad a las necesidades y a los procesos de producción, así como a una asignación más eficiente de los recursos, abriendo así la vía a una nueva revolución industrial o Revolución industrial 4.0.^[1]​

Las bases tecnológicas en que se apoya esta nueva orientación, entre otras son las siguientes: (1) Internet de las cosas ; (2) Sistemas ciberfísicos (3) Cultura maker (Cultura Hágalo usted mismo) ; (4) Fábrica 4.0…^[2]​^[3]​ Sin embargo, la Industria 4.0 no se reduce exclusivamente a los cuatro puntos recién citados, pues es mucho más que eso. La Industria 4.0 es consistente con la llamada Cuarta Revolución Industrial, enfatizando y acentuando la idea de una creciente y adecuada digitalización y coordinación cooperativa en todas las unidades productivas de la economía.^[4]​

Industria 4.0 es un concepto nuevo, que también recibe otras denominaciones o subdenominaciones tales como:^[5]​ « Ciberusina »,^[6]​ « Ciberfábrica »,^[7]​ « Usina digital », « Industria digital »,^[8]​ « Fabricación avanzada »,^[9]​^[10]​ « Futurprod »,^[11]​ « Integrated Industry »,^[12]​ « Smart-Industries »,^[13]​^[14]​^[15]​ « Intelligent Manufacturing System ».^[16]​^[17]​^[18]​

Este concepto de Industria 4.0 que aquí se presenta no es una realidad ya consolidada y experimentada, sino un nuevo hito en el desarrollo industrial que podría marcar importantes cambios sociales en los próximos años, haciendo un uso intensivo de Internet y de las tecnologías punta, con el fin primordial de desarrollar plantas industriales y generadores de energía más inteligentes y más respetuosos con el medio ambiente, y con cadenas de producción mucho mejor comunicadas entre sí y con los mercados de oferta y demanda.^[1]​

Orígenes

Este concepto de Industria 4.0 expresa la idea de que el mundo se encuentra en los prolegómenos de lo que podría llamarse Cuarta Revolución Industrial (o sea, en una fecha próxima a un hito importante en el desarrollo industrial, que justifique decir que se ha iniciado una nueva fase o una nueva etapa).^[4]​ Después del desarrollo de la máquina de vapor y de la mecanización (segunda mitad del siglo XVIII), después del desarrollo de la electricidad con fines domésticos e industriales (fin del siglo XIX), y después de la automatización (siglo XX), la nueva etapa (cuarta etapa) de la transformación industrial muy posiblemente estará sustentada en la llamada fábrica inteligente, caracterizada por la interconexión de máquinas y de sistemas en el propio emplazamiento de producción, y caracterizada por un fluido intercambio de información con el exterior (con el nivel de oferta y demanda de los mercados, y/o con los clientes, y/o los competidores, y/o con otras fábricas inteligentes, etc).^[19]​

Este concepto de nueva estructuración industrial o Industria 4.0, fue manejado por primera vez en la Feria de Hannover (salón de la tecnología industrial) en el año 2011.^[20]​ Y en la misma feria pero en el año 2013, un pormenorizado informe detallando este concepto y sus implicaciones, también fue presentado y defendido por un selecto grupo de trabajo e investigación.^[21]​^[22]​

La evolución de los ámbitos del consumo, su creciente demanda de consumo y la continua búsqueda de innovación, son elementos esenciales en el modelo de negocio industrial llamado 4.0, guiado en herramientas tecnológicas y digitales. La Revolución Industrial 4.0 ha sido el eje principal para lograr una implementación tecnológica en este sector. Se basa en la tecnología IoT, Big Data, robótica, IA, entre otros más, permite que los procesos sean más óptimos y eficientes para impulsar una mayor productividad.

Protagonistas

La llamada Industria 4.0 es uno de los proyectos clave de la estrategia relativa a las tecnologías punta del gobierno alemán, que promueve la revolución digital de las industrias.^[23]​

En Francia, las sociedades como Oracle, Dassault Systèmes, EADS, Astrium… están muy implicadas en el desarrollo de la Industria 4.0.^[24]​

En Estados Unidos, el proyecto "Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC)"^[25]​ se orienta también a las modalidades de la fabricación industrial del futuro.^[26]​ Además e independientemente, corresponde señalar que General Electric trabaja desde hace unos años en un proyecto titulado Industrial Internet,^[27]​ el que busca asociar y complementar los avances tecnológicos, y entre ellos:

• La multiplicidad de máquinas, de dispositivos, y de redes, resultantes de la llamada Revolución Industrial;
• Los desarrollos más recientes de los sistemas de información y de comunicación, brindados por la llamada Revolución de Internet (o Revolución informática y de las telecomunicaciones).

Desde la digitalización hacia la automatización de las fábricas

La Industria 4.0 implica la completa digitalización de las cadenas de valor a través de la integración de tecnologías de procesamiento de datos, software inteligente y sensores; desde los proveedores hasta los clientes, para así poder predecir, controlar, planear, y producir, de forma inteligente, lo que genera mayor valor a toda la cadena.^[28]​

El objetivo del concepto "Industria 4.0" es el de computarizar el mundo de la fábrica. Esto supone la integración técnica de los sistemas ciberfísicos (SCF) en las actividades de producción y logística, así como el uso de Internet en los procesos industriales.^[29]​

 

Automatización de procesos logísticos

Lo anterior implica un buen grado de automatización y de digitalización de usinas y fábricas. Recurriendo a Internet y a los sistemas ciber-físicos, o sea, recurriendo a redes virtuales o gemelos digitales con posibilidades de controlar objetos físicos,^[30]​ se pueden ir modernizando las plantas fabriles hasta transformarlas en fábricas inteligentes caracterizadas por una intercomunicación continua e instantánea entre las diferentes estaciones de trabajo que componen las propias cadenas de producción, de aprovisionamiento, y de empaque y despacho. La utilización de captores aporta a las máquinas y herramientas de la planta, una capacidad de autodiagnóstico de situación que permite un control a distancia, asegurando su eventual retiro de servicio como su mejor integración en el sistema productivo global.^[31]​

Flexibilidad de una fábrica y personalización de la producción

En un entorno fabril de industria 4.0, las herramientas y máquinas de una fábrica, en conjunto con elementos tales como depósitos y existencias de materias primas y de productos semielaborados, asegura enlaces y comunicaciones a través de una red interna de ella misma ligada al exterior, introduciendo gran flexibilidad en el proceso productivo y gran adaptabilidad a situaciones fortuitas, todo lo que puede contribuir al aumento y mejora de la producción.

Las particulares necesidades y conveniencias de consumidores finales o clientes, así como de intermediarios, proveedores y asociados, que de alguna manera se encuentren relacionados o involucrados con el proceso productivo en sí, y/o con sus insumos, y/o con sus productos, pueden ser mejor contempladas a través de algún grado de personalización o de adaptación, por ejemplo modificando algunas características de los productos a ellos destinados, y/o asegurando ciertas fechas de entrega o ciertos plazos de entrega, etc.^[32]​

Por lo tanto, así será muy posible manejar una producción a gran escala, con productos personalizados según necesidades particulares, y a la vez sin mantener stocks exageradamente voluminosos, asegurando buena satisfacción a la mayor cantidad de clientes posible.^[33]​

Nuevas herramientas logísticas

El sistema de la Industria 4.0 es capaz de generar un flujo regular de información, muy superior al que podría disponerse si se usaran esquemas, estrategias logísticas, y modos de producción más tradicionales. Además, estas informaciones pueden ser intercambiadas muy rápidamente, tanto internamente (por comunicación directa o a través de una Intranet) como externamente (por comunicación a través de Internet), lo que abre interesantes posibilidades con los actores logísticos externos al propio lugar o emplazamiento de la producción, en el sentido que fácilmente podría permitir adaptaciones a situaciones cambiantes, tanto a nivel interno de la planta industrial o cadena de producción, como a nivel general.^[34]​

El sistema RFID, por ejemplo, puede ser usado como un efectivo sistema de trazabilidad al interior del emplazamiento fabril (o cadena productiva), así como también a nivel del mundo todo. De lo que viene de expresarse, se puede deducir la importancia que tiene el uso de un sistema logístico capaz de un muy rápido intercambio de información entre la empresa o cadena productora y el conjunto de sus prestatarios o contrapartes (el proceso en cuestión es eminentemente de tiempo real y no de procesamiento en diferido o procesamiento por lotes).

Herramientas de simulación

La colecta de datos generados por los diferentes elementos de la cadena de producción, permite igualmente producir una réplica virtual de la totalidad o de parte de esa cadena, lo que también posibilita generar simulaciones de procedimientos o de test, así como también permite que futuros obreros o técnicos se familiaricen con las herramientas y los elementos de trabajo que tienen a su disposición, así como con las circunstancias excepcionales o los procedimientos complejos que podrían sucederse.^[35]​

Toda esta información acumulada también podría permitir a no especialistas solucionar por sí solos algunos inconvenientes que podrían sucederse, y/o informar mejor a distancia a técnicos de mayor nivel sobre lo que han observado como irregularidad, para así responder mejor y más rápidamente a cualquier suceso fuera de la rutina.^[36]​ Por otra parte la realidad aumentada permite a los empleados de una fábrica obtener información en tiempo real ^[37]​ que les permite mejorar la toma de decisiones y los procedimientos de trabajo.^[38]​

Una fábrica que economiza energía y materias primas

 

Usando OPC-UA (OPC Unified Architecture) como middleware a través de un sensor conectado a Internet. La comunicación sin interrupciones desde el sensor a Internet, es un requisito indispensable para el caso de la Industria 4.0

Ya no basta con gestionar razonablemente bien las materias primas involucradas o producidas, ya que además se busca la optimización del uso energético y/o de la producción energética. Asimismo, ya no alcanza con manejar estos factores en tiempo diferido, pues se necesita tomar las decisiones en tiempo real.

La Industria 4.0 también pretende dar respuestas a las problemáticas actuales relacionadas al ahorro de energía como así también a la gestión de recursos naturales y humanos. Con un sistema organizado sobre la base de una red de comunicaciones y de intercambio instantáneo y permanente de información, se estará mucho mejor preparado para hacer que esta gestión sea mejor y mucho más eficaz, en correspondencia con las necesidades y disponibilidades de cada elemento del sistema, permitiendo mejoras y ganancias para la productividad así como en la economía de los recursos.^[39]​

Retos

Educación

• La enseñanza convencional en las escuelas debe tener un enfoque hacia la industria 4.0 haciendo uso de herramientas digitales, la inteligencia artificial y el análisis de datos para formar niños y jóvenes altamente competitivos.^[40]​
• Se requiere que se generen políticas públicas que garanticen que la educación de los niños y jóvenes esté proyectada hacia las habilidades y competencias del futuro utilizando la tecnología de manera crítica.^[41]​
• Crear e implementar métodos de enseñanza y aprendizaje con un pensamiento crítico en donde las habilidades del ser y sus competencias serán determinantes para sobrevivir a los desafíos del futuro.^[42]​
• Oferta educativa de educación superior para satisfacer las necesidades del entorno laboral.^[43]​

Económicos

• Altos costos económicos
• Adaptación de los modelos de negocio
• Claridad en los beneficios económicos

Sociales

• Garantizar la privacidad
• Pérdida de muchos trabajos debido a procesos automáticos y procesos controlados por TI, especialmente para trabajadores y obreros.^[44]​

Véase también

• Inteligencia artificial
• Big data
• Internet de las cosas

Referencias

1. « Demain des usines pilotées par internet » : Rendre les sites industriels intelligents et faire communiquer les chaînes de production entre elles… Cette thématique fait rage au CeBit, le salon de l'électronique de Hanovre., sitio digital 'Challenges', 5 de marzo de 2013.
2. Les États-Unis misent gros sur la cyber-physique, sitio digital 'L'Atelier BNP Paris-Bas', 3 de septiembre de 2008.
3. , sitio digital 'CERIST'.
4. Industry 4.0: A quantum leap for industry / Thomas Rinn of Roland Berger Strategy Consultants and Georg Kube, Global Vice President of SAP, share their ideas about how entrenched digitalization already is in the industrial sector, and how companies stand to profit from it, sitio digital 'Think-act', 31 de julio de 2014.
5. , sitio digital 'Smart-industries'.
6. Machine-outil : Yamazaki Mazak invente la "cyber-usine" / Le leader mondial des tours et centres d'usinage met en place une nouvelle organisation industrielle, plus réactive ; le concept qu'il veut vendre est une usine totalement intégrée, avec une gestion de production liée au pilotage des machines, sitio digital 'L'Usine Nouvelle' (n° 2672), 28 de enero de 1999.
7. Jorge A. González, Cultira(s) y Ciber-cultur@s: Incursiones no lineales entre Complejidad y Comunicación, Universidad Iberoamericana, México: 2003, ISBN 968-859-507-1 y 9789688595077, Nuevas realidades, nuevo lenguaje, nuevas acciones (texto en línea: págs 17-19).
8. Uruguay profesionaliza su industria digital, sitio digital 'El País', 7 de mayo de 2014.
9. What is Advanced Manufacturing?, sitio digital 'Monroe engineering', 7 de abril de 2017.
10. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, sitio digital 'Springer'.
11. ARP FUTURPROD : rapport final en ligne / Cet atelier de réflexion prospective (ARP) a rendu ses conclusions à l'Agence Nationale de la Recherche le 28 mai dernier, sitio digital 'Agence National de la Recherche (ANR)', 13 de julio de 2013.
12. (documento pdf), sitio digital 'European Commission'.
13. Smart industrial policies for development, sitio digital 'OECD : Better policies for better lives', 15 de mayo de 2013.
14. Perspectives on Global Development 2013 : Industrial Policies in a Changing World, sitio digital 'OECD : Better policies for better lives', 15 de mayo de 2013.
15. Perspectives on Global Development 2014 : Boosting productivity to meet the middle-income challenge,sitio digital 'OECD : Better policies for better lives', 2 de julio de 2014.
16. Intelligent Manufacturing Systems, sitio digital 'IMS'.
17. Industria 4.0 : La fábrica inteligente, sitio digital 'Tecnalia', 15 de octubre de 2014.
18. Esteban Villarejo, El futuro de la industria de Defensa : capacidades futuras, UAV y «ciber», sitio digital 'Blogs ABC por tierra, mar, y aire', 18 de diciembre de 2013.
19. Les objets connectés et agents intelligents amorcent la quatrième révolution industrielle, sitio digital 'Entreprise 2.0', 24 de abril de 2013.
20. Industria 4.0 en la Feria de Hannover: La senda hacia la “fábrica inteligente” pasa por la Feria de Hannover, sitio digital 'Deutschland', 7 de abril de 2014.
21. Rapport VDE sur l'industrie allemande, sitio digital 'Bulletins électroniques de l’ambassade d’Allemagne en France', 12 de abril de 2013.
22. Rubén Folgado, Europa se rinde a la industria 4.0, quiere la automatización total: La feria Hannover Messe atisba una reconversión de la industria continental ; La automatización y el análisis de datos definirán las nuevas fábricas europeas ; Los avances en inteligencia artificial permitirán crear robots cada vez más humanos, sitio digital 'El Mundo', 14 de abril de 2014.
23. Ministère fédéral de l'éducation et de la recherche (ed.). «Project of the Future: Industry 4.0» (en inglés). Consultado el 14 de abril de 2014. 
24. L'Usine nouvelle (ed.). «PILOTER L'USINE DU FUTUR». Consultado el 2 de mayo de 2014. 
25. Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC) el 14 de diciembre de 2014 en Wayback Machine., sitio digital oficial.
26. (en inglés) (Smart Manufacturing Leadership Coalition edición). Archivado desde el original el 2 de diciembre de 2013. Consultado el 14 de abril de 2014. 
27. Peter C. Evans, Marco Annun (26 de noviembre de 2012). General Electric, ed. «The Industrial Internet» (en inglés). Consultado el 14 de abril de 2014. 
28. Federico crespo, ed. (2 de agosto de 2017). . Archivado desde el original el 11 de agosto de 2017. Consultado el 10 de agosto de 2017. 
29. Villalonga, Alberto; Beruvides, Gerardo; Castano, Fernando; Haber, Rodolfo E. «Cloud-Based Industrial Cyber–Physical System for Data-Driven Reasoning: A Review and Use Case on an Industry 4.0 Pilot Line». IEEE Transactions on Industrial Informatics 16 (9): 5975-5984. doi:10.1109/TII.2020.2971057. 
30. Guerra, Rodolfo H.; Quiza, Ramon; Villalonga, Alberto; Arenas, Javier; Castano, Fernando (2019). «Digital Twin-Based Optimization for Ultraprecision Motion Systems With Backlash and Friction». IEEE Access 7: 93462-93472. doi:10.1109/ACCESS.2019.2928141. 
31. L’Usine Nouvelle, ed. (7 de marzo de 2013). «L'usine du futur du plan allemand "Industrie 4.0" s’esquisse au CeBIT» (en francés). Consultado el 14 de abril de 2014. 
32. René Colin, Produire juste-à-temps en petite série : Le guide el 17 de diciembre de 2014 en Wayback Machine., sitio digital 'MGCM'.
33. L’Agefi, ed. (6 de marzo de 2013). «Révolution industrielle via internet» (en francés). Archivado desde el original el 27 de agosto de 2013. Consultado el 14 de abril de 2014. 
34. Roland Berger, Industry 4.0: A driver of innovation for Europe. In an article in the Swiss paper Finanz & Wirtschaft, our founder Roland Berger says a powerful high-tech sector is what Europe needs in the face of competition, sitio digital 'Think-act', 17 de septiembre de 2014 (ficha del autor: Prof. Dr. h.c.Roland Berger).
35. L’Usine Nouvelle, ed. (14 de marzo de 2013). «Cebit : L’usine 4.0 se construit en Allemagne» (en francés). Consultado el 14 de abril de 2014. 
36. Gwénaëlle Deboutte, L'usine du futur du plan allemand "Industrie 4.0" s’esquisse au CeBIT : Allier production classique et Internet, c’est la vision du grand projet stratégique allemand "Industrie 4.0" / Produits pilotes et conférences permettent de faire le point à l’occasion du salon CeBIT, sitio web 'L'Usine Digitale', 7 de marzo de 2013.
37. «An Augmented Reality inspection tool to support workers in Industry 4.0 environments». Computers in Industry. 2021. 
38. Bondar, Kateryna (9 de noviembre de 2017). «¿Qué es realmente la industria 4.0?». InnovaCima. Consultado el 22 de noviembre de 2017. 
39. Darío Fernández L., Javier (2017). «La industria 4.0: Una revisión de la literatura». Actas de Ingeniería. Consultado el 13-02-20018. 
40. «CUARTA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL: ¿QUÉ ES EL MUNDO 4.0?». 
41. Pérez Zúñiga, Ricardo; Mena Hernández, Ernesto; Elicerio Conchas, David (2020). «El nuevo enfoque de participación docente ante los retos y desafíos tecnológicos de la cuarta revolución industrial». Revista Espacios. 
42. Misión De Sabios (2020). «Colombia y la nueva revolución industrial». Ministerio de Ciencia Tecnología e Innovación. 
43. «Repensando la educación en la cuarta revolución industrial». 
44. Longo, Francesco; Padovano, Antonio; Umbrello, Steven (2020). «Value-Oriented and Ethical Technology Engineering in Industry 5.0: A Human-Centric Perspective for the Design of the Factory of the Future». Applied Sciences. 

Enlaces externos

• Esta obra contiene una traducción parcial derivada de «Industrie 4.0» de Wikipedia en francés, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 3.0 Unported.
  Makers e industria 4.0, Artículo de como el movimiento Maker y el DIY (hazlo tu mismo) está influyendo en esta revolución industrial.
• MBA de Industria 4.0 sitio orientado a formación. MBA de UADIN Business School, orientada en la capacitación directiva y la transformación digital.
• , sitio digital 'Smart-industries'.
• La première revue francophone spécialisée sur l'Industrie 4.0, sitio digital 'Smart-industries'.
• Pilares de la nueva revolución industrial Control de producción, Industria 4.0.
• ¿Qué es la industria 4.0?, sitio 'Factoría del Futuro'.

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