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¿Que es la industria 4.0?

Hasta ahora las empresas industriales no habían sido del todo permeables a la revolución digital, principalmente debido al uso intensivo de activos fijos de gran coste que son los que permiten crear las economías de escala. Este hecho acarrea como consecuencia planes de inversión a largo plazo, creando unas barreras de entrada importantes lo que hace que el sector evolucione con mayor lentitud que otros.

Industria 4.0 es un termino paraguas que recoge todos los sistemas de gestión de producción que integran algunas de las nuevas tecnologías más pujantes como Internet of Things(IoT), impresión 3D,  la robótica colaborativa y los sistemas ciberfísicos y la cultura hágalo usted mismo.  Se trata de ir un paso más allá en la digitalización de los procesos industriales con la idea de encabezar una nueva revolución industrial, la llamada 4ª revolución industrial.  Estas deberían contar  con un nivel sin precedentes de automatización  e interconectividad, con cadenas de producción más integradas con los mercados y la demanda. Lejos de ser un concepto consolidado la industria 4.0 abarca muchas tendencias tecnologías que a veces no resultan de todo compatibles. Por ejemplo la cultura “maker” y el desarrollo de la impresión 3D se contraponen totalmente con el concepto de fábrica y grandes series.

La idea es lograr mediante la cibernética no solamente una mejor coordinación entre los elementos productivos sino además también entre la demanda y la oferta.  Lo que a la postre debería significar una eficiencia casi absoluta en la cadena de suministros.

Es importante señalar que el concepto de industria 4.0 no está asociado a ninguna tecnología en concreto, se trata más bien de nuevas formas de organizar la producción basándonos en esas tecnologías, muchas de las cuales están  plenamente maduras y han sido totalmente adoptadas en otros ámbitos de actuación. Al igual que pasó con la revolución de la web 2.0 cuyo catalizador fueron tecnologías que estaban al alcance de todos, como la inserción de datos a través  de formularios y las peticiones asíncronas a servidor, en teoría en este momento tenemos todo lo necesario para crear fábricas 4.0 e incluso algunas industrias punteras han adaptado estas tecnologías.

Otro de los conceptos que se pretenden desarrollar es la creación de una especie de sistemas de “plug & play” para maquinaria industrial, esto es decir buscar una compatibilidad entre máquinas que permitieran un acople y desacople sencillo del sistema productivo. Algo parecido a lo que se logra con los terminales y las redes informáticas. Lógicamente este planteamiento tiene cierta limitación y está principalmente orientado a la fabricación discreta ya que hay gran cantidad industrias como las materias primas y los fabricantes de bienes de equipos que cuentan no solamente con gran cantidad de maquinaria diseñada a medida sino que además cuentan con muchos procesos que a día de hoy aun se resisten a la mecanización.

Principales aspectos de la industria 4.0

Uno de los principales aspectos de la industria 4.0 es la interconectividad entre máquinas, las denominadas redes M2M, en las que las máquinas intercambian información y toman decisiones en base a  esa información y otras recibidas del exterior de la red como pueden ser datos de pedidos, oscilaciones de precios etc…  Aunque la tecnología necesaria para el desarrollo de este tipo de redes existe desde hace lustros, en general se carecía del la experiencia, conocimiento y pericia necesarias para hacerlas funcionar de manera rentable frente otros métodos más tradicionales de organización de la producción. Esto ha hecho que su aplicación hasta la fecha haya sido bastante limitada. Recordemos que no solo se trata de lograr un cierto nivel de automatización en las operaciones productivas también es necesario lograr una integración armoniosa con el resto de elementos que configuran la actividad de una empresa industrial, como son la gestión financiera, cadena de suministros, clientes, etc. Esto requiere  de un conocimiento profundo del funcionamiento no solamente de los procesos productivos y cadena de suministros, sino además también del mercado.

Otro factor que ha frenado el desarrollo de las redes M2M ha sido el precio y la capacidad de dispositivos, conexiones y sensores. En los últimos años la reducción del tamaño y precio de los procesadores y la universalización de las conexiones internet ha permitido abaratar sensiblemente el coste de este tipo de tecnologías. La electrónica asociada a dispositivos más complejos como sensores, también se ha abaratado aunque no en la misma medida.

La utilización de sensores conectados permite a las máquinas y bienes de equipo utilizados en procesos de producción una capacidad de auto diagnóstico que simplifica y abarata las operaciones de mantenimiento, logrando elevar además los niveles de operatividad y vida útil de los equipos.

Los sistemas ciberfísicos

Otro aspecto interesante es el desarrollo  de herramientas de simulación que nos permiten construir replicas virtuales de las cadenas de valor industrial lo que nos permite generar simulaciones de procedimientos, métodos de organización o simplemente test de stress.

Son sistemas computaciones colaborativos encargados del control de elementos físicos. Aunque pueda sonar futurista este tipo de sistemas tienen décadas de existencias y encontramos sus precursores en instalaciones como las centrales nucleares o hidroeléctricas. Son una evolución de los sistemas incrustados como los que podemos encontrar en routers wifi, lavadoras e incluso lavavajillas actuales. La principal diferencia es la utilización de sensores que permiten autorregulación por así decirlo del sistema, que no solamente se dedica a regular  dispositivos físicos en base a un programa preestablecido sino que además monitoriza información proveniente de esos sensores y es capaz de tomar decisiones que alteren el curso normal del funcionamiento del sistema para adaptarse a esos cambios en el entorno.

Un ejemplo de sistema ciberfísicos sería la Skynet de Terminator, en la que el manejo de la defensa se deja en manos de un sistema informático que toma decisiones en base a la información recibida a través de sensores y sistemas de vigilancia teniendo además capacidad táctica de activar sistemas de defensa.  Otra versión más simplificada de este enfoque es el Mantenimiento Basado en Condiciones del Equipo, presente en algunos ERP como JD Edwards EnterpriseOne.  Básicamente el ERP hace un seguimiento continua de lecturas provenientes de los sensores de los equipos y es capaz de emitir órdenes de trabajo en base al estado de los equipos e incluso realizar modificaciones en  la planificación.

Cambios en los modelos de organización: la empresa del futuro

El principal objetivo, además de mejorar la eficiencia, es lograr una mejor capacidad de respuesta y adaptación a los cambios en la demanda y los mercados, integrando con mayor fluidez en el proceso productivo las necesidades y conveniencias de toda la cadena de valor, desde proveedores hasta consumidores.

Las industrias que implementan este tipo de esquemas además son capaces de generar grandes flujos de información con unos niveles sin precedentes hasta la fecha. Estos, usados convenientemente con las más potentes herramientas de análisis y analistas de negocio capacitados, permiten obtener un profundo grado de conocimiento y comprensión de todos los procesos de negocios de la empresa.

Los retos de la industria actual

Los ciclos económicos y las revoluciones tecnológicas acaban transformando toda la economía desde el sector más primario hasta el más sofisticado de los servicios. Estamos en un momento de la historia en el que hemos asistido a una integración y transformación de los mercados sin parangón y una revolución digital en la red que ha afectado a actividades económicas tan variadas como la agencias de contactos o la venta de artículos de segunda mano.

La industria manufacturera basada en planes de inversión a largo plazo y activos con periodos largos de amortización es por naturaleza menos permeable a las tendencias del mercado. Las importantes barreras de entrada a los mercados industriales tanto por inversión como por conocimiento hacen que el tiempo discurra más despacio. No se puede renovar una refinería cada vez que una lumbrera de Silicon Valley crea una nueva aplicación para medición de flujos  en un Smartphone pero tampoco se puede vivir de espaldas al mundo.

Hemos llegado a un punto en el que los  grandes conglomerados industriales están comenzando a hacer cambios en sus modelos de negocio para afrontar los grandes retos de nuestro tiempo. Creemos por tanto que es interesante tener una perspectiva de cuales son esos principales retos.

La digitalización y el Internet de las cosas

Durante los últimos lustros la revolución digital ha transformado casi todos los sectores de la economía, con  distinto grado de afectación. La industria ha sido más conservadora  que otras actividades como la venta al detalle o el turismo. Pero como decimos en España a todo cerdo le llega su San Martín y parece que este es el momento de la industria.

A diferencia de otros sectores más etéreos como el entretenimiento o la educación, la industria está inextricablemente ligada al mundo físico. Con todas las implicaciones, altas inversiones en maquinaria, equipos y plantas, largos periodos de amortización que retrasan los ciclos de innovación y un largo etc… Y en general unas altas barreras de entrada al mercado que hacen que este sea menos accesible a nuevas formas de innovación. Cuanto más grande o “pesada” es una industria, más complejo es la introducción de nuevas mejoras.

Esto ha supuesto que la digitalización sólo haya llegado parcialmente, ya que casi todas las empresas cuentan con sistemas de gestión, el grado de cobertura que estos ofrecen sobre el conjunto total de operaciones de la empresa es mucho más limitado que en otros sectores, concentrado principalmente en la parte administrativa y financiera del negocio. Lo complejo y poco frecuente de muchas de sus operaciones hace que las empresas no puedan contar con total cobertura funcional a través de las soluciones estándar del mercado. Esto les hace optar por el desarrollo de sistemas a medida integrados con el estándar.

En un futuro próximo las empresas industriales deberán de ser capaces de cerrar exitosamente la brecha de la digitalización, ya que de lo contrario acabarán pagando un precio muy caro.

Pero hay un reto mayúsculo que el sector industrial debe afrontar y que está hecho a su medida, este es el internet de las cosas. En los últimos años la reducción del tamaño y precio de procesadores, sensores y dispositivos, así como el abaratamiento de las comunicaciones ha hecho posible que las redes M2M sean asequibles y funcionales para gran cantidad de empresas. El sector industrial por su alta intensidad en el uso de activos es un candidato perfecto para la incorporación de este tipo de tecnologías.

En gran medida la adopción de las redes M2M puede permitir  a las empresas una completa digitalización de sus operaciones, con un mayor control sobre procesos productivos y logísticos. Una reducción de los costes y una gestión mucho más eficiente del mantenimiento de los equipos y activos fijos. Y en general una gestión de la cadena de suministros mucho más sensible a los cambios en los mercados que permitirá desarrollar una gestión de inventarios mucho más ajustada y eficiente.

 

Nuevas tecnologías

Por otro lado la tecnología siempre puede suponer un factor de contracción y expansión del comercio internacional. Así como el uso del sistema de “containers” y los bajos precios del crudo han permitido incrementar el nivel de comercio hasta niveles sin precedentes, el desarrollo de nuevas tecnologías como energías renovables, la creación de “nano materiales inteligentes” o un mayor desarrollo del reciclaje podrían tener un impacto netamente negativo en el comercio de hidrocarburos y materias primas.

Existe una amenaza a la bonanza del comercio internacional más de fondo todavía y es la expansión de las tecnologías de impresión en 3D.

El auge económico de los últimos dos siglos y medio se basa en los beneficios de fabricar largas series de productos idénticos, vía especialización y economías de escala, frente al modelo tradicional artesanal de fabricación.  Las ventajas en términos de bienestar material logrado para gran parte de la humanidad son indiscutibles, esto unido a los avances en ciencia, técnica, educación y transporte, ha hecho que la humanidad haya conocido un auge de la prosperidad sin parangón en ningún otro periodo histórico. El desarrollo de la impresión 3D así cómo el del software de diseño está permitiendo un nuevo cambio de paradigma en el que la creación de pequeñas series y productos únicos  es una alternativa rentable.

Hoy en día se pueden imprimir en 3D gran cantidad de materiales: diversos tipos de plásticos, acero, aluminio, plata, etc… Cada vez con mayores niveles de calidad y precisión. La impresión en 3D supone una automización casi absoluta del proceso de fabricación.  Esto tiene unos efectos absolutamente disruptores en las fuerzas competitivas de los mercados en los que puede ser aplicada esta tecnología.  Para comenzar hace que los costes laborales dejen de ser un factor competitivo. Cuesta prácticamente operar lo mismo una máquina aquí que en China, por lo tanto la cercanía con el cliente vuelve a ser un factor clave competitivo ya que la diferencia está más en los costes de transporte que en la mano de obra.

Por otro lado supone un cambio cultural en la forma de comprar y consumir productos, cada uno puede tener su propio producto, la publicidad y el marketing de masas perderán relevancia. ¿Qué sentido tendrá intentar convencer a la gente de que compren un producto igual al que tiene todo el mundo cuando pueden obtener algo mucho más personalizado y propio por un coste más asequible? El diseño estará en el centro de este nuevo modelo y la diversificación y segmentación alcanzará niveles insospechados.

La estabilidad internacional

La industria ha sabido adaptarse con rapidez a la  apertura de los mercados internacionales, bien sea mediante la implantación de centros productivos en lugares que permiten obtener unos costes de fabricación más asequibles, abriendo la cadena de suministros a un mayor número de proveedores o simplemente ofreciendo sus productos en número creciente de mercados.

Realmente estamos en un punto en el que la economía difícilmente pueda estar más internacionalizada.  Los precios del crudo y los avances en materia  de transporte marítimo han contribuido a que este factor se cumpla. La pregunta más obvia por tanto es… ¿y ahora qué?

Lo lógico es que asistamos a más de lo mismo. En el sentido en el que la revolución que ha supuesto la capacidad productiva china, convertida en la fábrica del mundo es un proceso que ya se ha visto antes cuando otras economías adoptaron la revolución industrial. Los salarios, estándares de vida e impuestos tenderán a crecer en China para ir igualándose con los de sus compradores. ¿Cuál será el siguiente paso? ¿El traslado de los centros productivos hacía nuevas economías emergentes? Ese es el patrón seguido hasta ahora. Por lo tanto todas aquellas industrias que basan su estrategia en la búsqueda de menores costes laborales tendrán que tener la flexibilidad suficiente para adaptarse a la nueva situación.