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Las futuras tecnologías que impulsarán la Industria 4.0

Máquinas que detectan de forma autónoma cuándo necesitan repuestos. Sistemas de producción que ejecutan su propio control de calidad durante la operación, reduciendo los gastos de inspección. Robots que autónomamente reconocen y mueven componentes.

jue 7 de febrero de 2019
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Las futuras tecnologías que impulsarán la Industria 4.0

Por Klaus Helmrich, miembro de la Junta Directiva de Siemens AG.

 

Escenarios como estos se están convirtiendo gradualmente en una realidad en la producción industrial. Se basan en tecnologías como la inteligencia artificial (IA) y la computación de borde (Edge Computing), y ofrecen inmensas oportunidades para la industria discreta y de procesos, porque permiten nuevos modelos de negocio y mejoras de productividad. Esto las hace indispensables para asegurar la competitividad de las compañías industriales en el mundo del mañana.

Las tecnologías del futuro se basarán en la disponibilidad de datos. Y esos datos estarán disponibles en abundancia, gracias a la transformación digital de la industria. Las soluciones digitales ya reflejan cada etapa de la producción industrial, desde el diseño de un producto hasta su producción y su uso en forma virtual, a través de lo que se conoce como un gemelo digital.

Estas etapas están mejorando constantemente y vinculándose digitalmente mejor entre sí, para producir bancos de datos extensos. La tecnología permite analizar y explotar estos bancos de datos de formas completamente nuevas.

La IA es el ejemplo que muestra claramente lo que esto significa, y en sí misma, la IA no es especialmente nueva. Siemens, por ejemplo, instaló redes neuronales en acerías a partir de los años ‘90.

Pero la tecnología ha hecho enormes progresos desde entonces. La potencia de las computadoras ha aumentado muchas veces, los algoritmos han mejorado también. El hardware en las fábricas se desempeña mejor y la transferencia de datos se ha acelerado enormemente. Eso significa que el creciente volumen de datos disponible se puede recopilar y analizar más rápido y de manera más exhaustiva que antes, al tiempo que su análisis se ha vuelto más sofisticado.

Para este propósito contamos con plataformas como Mindsphere, el sistema operativo abierto basado en la nube para Internet de las cosas (IoT) de Siemens.

 

Preparando a la industria

 

En plataformas como esta, los usuarios pueden hacer más que recopilar y visualizar datos: pueden además analizarlos utilizando algoritmos de IA y hacer que sus procesos de producción sean más eficientes. Por ejemplo, los algoritmos de la planta Amberg de Siemens, utilizan datos de las máquinas de fresado para indicar cuándo su operación está llegando al final de su vida útil y deben ser reemplazadas. Eso mantiene al mínimo el tiempo de inactividad no programado, ahorrando costos de alrededor de 10 mil euros por máquina cada año.

La IA no necesita ejecutarse exclusivamente sobre plataformas IoT en la nube. Gracias a las computadoras de mayor potencia y al hardware con mayor rendimiento, también puede operar en la fábrica, directamente sobre la máquina. Esta tecnología es conocida como computación de borde ("edge computing"). La ventaja: programas y aplicaciones inteligentes se pueden ejecutar en el sitio o la máquina, con caminos de transferencia cortos, y procesamiento de datos casi en tiempo real. Además, los datos relevantes para las operaciones permanecen protegidos dentro del entorno local, y solo se necesita una conexión a la nube para actualizar las aplicaciones de IA.

El Edge computing se está aplicando en la planta de Siemens en Amberg, por ejemplo, en el control de calidad para placas de circuitos integrados. Los algoritmos IA pueden indicar, a partir de los datos de producción, qué placas de circuitos podrían estar defectuosas, por lo que solo estos componentes identificados deben inspeccionarse con rayos X. Esto ha reducido los costos de inspección en aproximadamente un 30%.

La IA también está generando nuevas posibilidades para los sistemas autónomos de manejo de objetos. Por ejemplo, hasta hace poco solía ser necesario entrenar robots con objetos conocidos, definir cada movimiento y programarlo con meticuloso detalle. Pero la IA permite a estos sistemas reconocer incluso objetos desconocidos y calcular los mejores puntos de agarre para ellos. Esa capacidad encuentra su aplicación en líneas de montaje totalmente automatizadas para productos complejos como automóviles, en líneas que tienen que ser lo mas flexibles posibles. Para hacer esto, los robots también deben poder localizar y mover diferentes componentes.

Estas tecnologías del futuro ya son una realidad. Pero aún tienen un potencial mucho mayor para lograr que la producción sea más confiable, más eficiente y lo que es más importante, más flexible. Esa es la única manera de satisfacer la demanda de productos cada vez más personalizados en pequeñas cantidades, hacerlo rápido, con alta calidad y a un precio atractivo.

 

El éxito futuro requiere de actores en conjunto

 

Es importante contar con un entorno regulatorio adecuado y coordinado. Al respecto destacamos cuatro aspectos cruciales:

  1. Se requiere de un ecosistema en el que la innovación pueda desarrollarse, a través del soporte de la investigación y el desarrollo relacionados con aplicaciones. Es el camino para que las tecnologías del futuro se traduzcan en productos útiles.
  2. Infraestructuras de IT e internet de gran cobertura y velocidad son requerimientos básicos. La Industria 4.0 no requiere solo de más ancho de banda, sino de tiempos de transferencia muy rápidos, combinados con máxima disponibilidad. Esto es indispensable para las industrias del futuro. ¿Como podría una PyME, por ejemplo, conectarse al futuro digital si en su región no cuenta con adecuados accesos a internet?
  3. La seguridad informática es esencial. Para el éxito de la Industria 4.0. La digitalización y la ciberseguridad deben ir de la mano.
  4. Todos los niveles de la educación deben reorientarse a los nuevos desarrollos digitales. Capacidades en IT, software, programación, comunicaciones, seguridad IT y análisis de datos serán indispensables para futuras aplicaciones industriales. Ello no es algo que pueda conseguirse de un día para otro, por lo que debemos acompañar a los empleados actuales y futuros a lo largo de este proceso. Es el único camino a través del cual podremos beneficiarnos de las oportunidades que estas nuevas tecnologías ofrecen.

 

En medio de todo esto, las tecnologías nunca deben considerarse estrictamente en forma aislada. Por supuesto que tienen que contribuir al éxito de las empresas. Pero también deben cumplir un propósito social, contribuyendo a mejorar la vida de las personas.

En última instancia, las personas siempre deben ser el foco de atención. Las nuevas tecnologías, como la inteligencia artificial y la computación de borde, pueden hacer que el trabajo de las personas sea menos propenso a errores y crear más espacio para tareas creativas. Pero, contrariamente a lo que suele expresarse, no reemplazarán a las personas.

 

 

 

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