Big Data en la Industria 4.0

Entendiendo el Big Data Industrial y la industria 4.0 y ¿5.0?

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La Industria 4.0, también denominada Cuarta Revolución Industrial, simboliza la convergencia de tecnologías digitales, físicas y técnicas en los sistemas de producción y fabricación. Esta nueva era se distingue por la adopción de tecnologías como Big Data, Ciencia de Datos e Inteligencia Artificial.

La implementación de nuevas tecnologías a los procesos industriales ha facilitado la colaboración  entre máquinas, productos y sistemas. Esto ha dado como resultado grandes avances para las empresas.

De acuerdo con IBM, la cuarta revolución industrial se apoya en la interconexión de dispositivos a través del Internet de las Cosas (IoT) y el empleo de tecnologías como la Inteligencia Artificial, el Big Data, la Robótica y la Realidad Aumentada. Cuando cada uno de estos elementos trabaja de forma integrada, se logra proporcionar soluciones automatizadas, personalizadas y en tiempo real que optimizan el día a día de las empresas.

«La Industria 4.0 integra tecnologías como la inteligencia artificial, la robótica, el análisis de datos en tiempo real y la fabricación aditiva.»

SAP

En este artículo se abordarán los siguientes temas:


Cronología: ¿Cómo llegamos a la cuarta era industrial?

Gráfico que muestra la evolución hacia la industria 4.0

Industria 1.0 (Siglo XVIII): El crecimiento económico fue impulsado por la máquina de vapor. Esto dio paso a la mecanización de la producción. En esta primera era se sentaron las bases de la producción en masa y la aparición de fábricas.

Industria 2.0 (Finales del siglo XIX y principios del XX): Las fábricas fueron impulsadas por el uso de la energía eléctrica en la producción. En esta era se vio un aumento significativo en la producción y una reducción en los costos gracias a la introducción de las cadenas de montaje y la producción en serie.

Industria 3.0 (Mediados del siglo XX): La tercera revolución industrial fue marcada por la aparición de la electrónica, las tecnologías de la información y la automatización. Es aquí donde los sistemas de producción comenzaron a utilizar computadoras y robots.

Industria 4.0: La cuarta revolución industrial se suele definir como la «era digital”. La industria 4.0 se distingue por la  interconexión entre máquinas, la toma de decisiones en tiempo real y el análisis de grandes volúmenes de datos (Big Data).


¿Sabía qué? El término Industria 4.0 se originó en Alemania en 2011. Desde entonces, ha sido adoptado como un referente para las empresas industriales.


¿Por qué es tan importante la Industria 4.0 para las empresas?

Todo aquello que representa la Industria 4.0 ha marcado un parteaguas en el progreso y evolución de la manufactura como la conocemos. Ahondar en esta “revolución” implica hablar de una mayor eficiencia, flexibilidad y adaptabilidad en la producción.

La relevancia de la Industria 4.0 en el panorama actual se debe a su capacidad para:

  • Aumentar la eficiencia en la producción.
  • Reducir costos.
  • Optimizar recursos.
  • Ofrecer productos y servicios personalizados a los consumidores.

Cabe recalcar que esta nueva era industrial también ofrece un impacto positivo en la sostenibilidad y el medio ambiente.

«Perfeccionar los procesos de producción, resulta en la disminución de desechos y en un mejor aprovechamiento de recursos naturales.»

Deloitte

Algunas estadísticas que resaltan la importancia de la industria 4.0

• La Industria 4.0 podría aportar un valor económico de aproximadamente 3.7 billones de dólares para 2025 (Deloitte).
• La adopción de la Industria 4.0 puede aumentar la eficiencia y la productividad de las operaciones industriales en un 25% en promedio (IBM).
• El 50% de las empresas industriales espera obtener un retorno de la inversión en proyectos de Industria 4.0 en menos de dos años (SAP).
• La Industria 4.0 puede ayudar a reducir los costos de mantenimiento hasta en un 40%, al aprovechar la analítica predictiva y el mantenimiento predictivo (Logicbus).

¿Qué tecnologías están impulsando la Industria 4.0?

Como ya mencionamos, la “cuarta era industrial” se distingue por su integración de elementos tecnológicos dentro de los procesos de las empresas. Es por ello que existen tecnologías muy distintivas que separan este tipo de industria de sus predecesoras:

  • Conectividad e Internet de las Cosas
  • Inteligencia Artificial y Machine Learning
  • Sistemas Ciberfísicos (CPS)
  • Fabricación aditiva y digital
  • Ciberseguridad
  • Cloud Computing
  • Big Data

Conectividad e Internet de las Cosas (IoT)

Una de las principales bases de la Industria 4.0 es la interconexión de dispositivos y máquinas a través de Internet. Esto permite la comunicación y el intercambio de datos en tiempo real.

«Las soluciones de IoT industrial permiten la recopilación, análisis y aprovechamiento de datos en tiempo real para mejorar la eficiencia y la productividad, reducir el tiempo de inactividad no planificado y aumentar la calidad del producto».

IBM

En el contexto de la Industria 4.0, el IoT es fundamental para la creación de fábricas inteligentes y sistemas de producción altamente automatizados. Entre los beneficios que está trayendo consigo el internet de las cosas están:

  • Producción adaptable: El IoT permite a las fábricas responder rápidamente a cambios en la demanda o a problemas en la cadena de suministro.
  • Mejora de la calidad del producto: Al recopilar y analizar datos en tiempo real, las empresas pueden identificar y corregir problemas de calidad antes de que afecten a los productos finale.
  • Integración de la cadena de suministro.

Inteligencia Artificial y aprendizaje automático (Machine Learning)

El “poder” de la Industria 4.0 recae, en gran medida, en el uso de algoritmos y sistemas de IA. Los avances en Inteligencia Artificial permiten mejorar la automatización de tareas, el análisis de datos y los niveles de producción.

Por otro lado, el Machine Learning, una rama de la Inteligencia Artificial, también juega un papel clave. A través de modelos de aprendizaje, las máquinas y los sistemas pueden aprender y mejorar su rendimiento sin intervención humana.

Optimización de la producción: Los sistemas de Machine Learning son capaces de analizar datos de sensores en tiempo real. Esto ayuda a predecir y prevenir fallos en la maquinaria.

Identificación de áreas de mejora: Los modelos de Machine Learning también son capaces de identificar áreas de mejora en la cadena de suministro y predecir la demanda de productos.

Automatización y control de calidad: Los algoritmos de ML pueden «entrenarse» para reconocer anomalías o defectos en productos. Esto no solo mejora la calidad de los productos, sino que también reduce los costos asociados a devoluciones y garantías.

¿Le interesa conocer más sobre Machine Learning? Le invitamos a leer nuestra guía completa

Sistemas Ciberfísicos (CPS)

Estos sistemas combinan componentes físicos y digitales para monitorear y controlar procesos de producción en tiempo real. Los CPS (Por sus siglas en inglés) combinan sistemas físicos y computacionales, los cuáles están estrechamente interconectados y “cooperan” entre sí. Estos sistemas sirven principalmente para monitorizar, coordinar y controlar objetos y procesos en el mundo real. 

Los CPS se utilizan actualmente en la llamada Fabricación Inteligente. Por ejemplo, en sistemas de sistemas de control de robots, sistemas de seguimiento de materiales y producción en tiempo real y sistemas de mantenimiento predictivo.

Fabricación aditiva y digital

Algo que caracteriza esta era industrial es la experimentación de nuevas tecnologías. De esta manera, herramientas como la impresión 3D han ganado gran protagonismo dentro de algunas empresas.

Ciberseguridad

Mientras la industria 4.0 evoluciona, también aumenta la necesidad de utilizar sistemas más seguros. Esto con la finalidad de manejar todo tipo de información sensible sin riesgos.

Cloud Computing

La Industria 4.0 ha logrado aprovechar las grandes ventajas que ofrece la computación en la nube. El Cloud Computing ofrece la ventaja de almacenar y procesar datos en cualquier momento y lugar.

El rol del Big Data Industrial en la cuarta revolución industrial

Hoy en día el Big Data es un elemento clave para sacar provecho de un inmenso volumen de datos, con la finalidad de tomar mejores decisiones, en entornos altamente complejos. La información que antes era desaprovechada por las empresas, ahora es uno de los activos más valiosos. A través de la aplicación de Big Data, las organizaciones pueden desarrollar predicciones, mejorar procesos, desarrollar productos y entender a los consumidores.

La industria 4.0 se distingue por la integración de data, Machine Learnina e inteligencia artificial (ia) dentro de los procesos productivos.

Como ya mencionamos, mientras que la industria 3.0 se originó por la introducción de nuevas tecnologías al sector industrial, como los sistemas computacionales. Ahora, con la industria 4.0, este proceso evoluciona hacia la interconexión entre sistemas, la automatización y el aprendizaje autónomo de las máquinas.

Guía sobre Big Data

Fábricas y empresas inteligentes en la era del Big Data Industrial

El surgimiento de nuevos tipos de tecnología como el internet y el internet de sistemas están propiciando una nueva generación de fábricas inteligentes. Las «Smart Factories» se distinguen por se más productivas y eficientes.

Cada vez más empresas están integrando sensores avanzados, software especializado y metodologías de recolección de datos, dentro de sus procesos de fabricación y cadena de suministro. El análisis de Big Data está «desbloqueando» niveles totalmente nuevos de visibilidad para la toma de decisiones.

Las empresas que están están adoptando Big Data están logrando:

  • Incrementar la eficiencia operativa a través de automatizaciones más precisas (Por ejemplo, evitar cuellos de botella).
  • Desarrollar mecanismos en donde los sistemas, los softwares y los equipos se pueden «auto-optimizar» sin la necesidad de intervención humana.
  • Recolectar, analizar y aprovechar grandes volúmenes de información tanto externa como interna.
  • Generar controles de calidad que detecten, prevengan y reduzcan errores de forma inmediata (en ocasiones en tiempo real).

«Los conceptos y las tecnologías que involucran la Industria 4.0 se pueden aplicar en cualquier tipo de industrias. En ello se incluyen las manufactureras, mineras, petroleras, mineras, entre otros segmentos industriales.»

IBM

Los conceptos y las tecnologías que involucran la Industria 4.0 se pueden aplicar en cualquier tipo de industrias. En ello se incluyen las manufactureras, mineras, petroleras, mineras, entre otros segmentos industriales.»

Big Data Analytics en la industria 4.0

«El Big Data Analytics consiste en el proceso de examinar data para descubrir información, como patrones ocultos, correlaciones, tendencias del mercado y preferencias de los clientes. Este análisis permite ayudar a las organizaciones a tomar decisiones comerciales informadas.»

TechTarget

El Big Data Analytics genera varios beneficios para los tomadores de decisiones:

  • Investigar y detectar tendencias dentro de datos históricos y datos alternativos.
  • Identificar patrones de producción, ventas y consumo.
  • Generar un ecosistema más conectando entre la empresa, proveedores y distribuidores.
  • Tomar decisiones basadas en ventas y desempeño.

Ejemplos de Empresas que están aprovechando las ventajas de la cuarta revolución industrial

General Electric (GE), Siemens y Schneider Electric son tres compañías líderes que están aprovechando las oportunidades que ofrece la Industria 4.0. Gracias a si apertura por adoptar nuevas tecnologías, estas empresas han logrado impulsar la eficiencia, la productividad y la innovación en sus respectivos sectores.

GE y Predix

La empresa líder en el campo de la tecnología industrial, ha hecho uso de la IA y el Big Data para mejorar sus operaciones y la eficiencia de sus productos. Un ejemplo de esto es su plataforma Predix, la cual recopila y analiza datos en tiempo real, mejorando así la toma de decisiones y la eficiencia operativa

Siemens y MindSpehere

Por otro lado, Siemens, una empresa conocida por su enfoque en la digitalización y automatización de procesos, ha desarrollado MindSphere, un sistema operativo IoT abierto y basado en la nube. MindSphere está orientado a mejorar la eficiencia operativa, a la vez que reduce los costos y el tiempo de inactividad.

Schneider Electric y EcoStruxure

Schneider Electric utiliza el Big Data y la Inteligencia Artificial para mejorar la eficiencia energética y optimizar recursos. La compañía ha creado EcoStruxure, una plataforma de arquitectura y software que permite a las empresas optimizar sus operaciones y mejorar la eficiencia energética en tiempo real.

PREDIK Data-Driven y su gama de soluciones basadas en Big Data e IA

Desde Modelos Predictivos hasta soluciones de Geomarketing, en PREDIK Data-Driven hemos desarrollado soluciones especializadas para el sector industrial. Empresas como Bayer, O-Basf, Shell, Total Energies, Stanley y Michelling han obtenido grandes resultados a través de nuestro enfoque Data-Driven.

Soluciones de Big Data Industrial para la industria 4.0

¿Cuál ha sido el impacto de la Industria Digital en la fuerza laboral?

Sobra mencionar que la Industria 4.0 ha creado nuevos empleos y desaparecido otros. Por ejemplo, la automatización de procesos ha tenido como resultado la reducción en la demanda de trabajadores en áreas como la manufactura y la logística.

Sin embargo, al mismo tiempo, se han aumentado el requerimiento de especialistas en nuevos empleos analítica de datos, ciberseguridad o diseño de sistemas inteligentes (Por mencionar algunos). ¿Qué significa esto? Es necesario entender que la fuerza laboral se encuentra en un proceso de cambio y adaptación.

La Industria Digital requiere adaptabilidad y flexibilidad por parte de la fuerza laboral. Los profesionales que trabajan en empresas industriales necesitan adaptarse a las necesidades cambiantes del mercado y a la constante evolución de la tecnología.

Industria 5.0 y Big Data…¿Qué podemos esperar?

La mayoría de las empresas están en un proceso de adopción y perfeccionamiento de las nuevas tecnologías 4.0. Aún así, varios expertos empiezan a discutir lo que será la transición a la industria 5.0. Aún no está totalmente definido en qué consistirá la evolución industrial en las próximas décadas, aunque ya hay un consenso en algunos puntos clave:

  • Mayor adopción de un enfoque centrado en las personas con respecto al uso de nuevas tecnologías digitales e inteligencia artificial. Esto permitirá empoderar a los trabajadores y mejorar sus habilidades competitivas.
  • Desarrollar tecnologías que permiten un uso más responsable de los recursos naturales.
  • Acelerar los procesos de investigación, innovación y desarrollo para fortalecer las industrias de manera global.

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