Tanto en los hogares como en el mundo laboral, la interconexión de dispositivos y objetos entre sí se abre paso cada vez más en nuestra vida cotidiana. Así lo pronostican Statista para el año 2020 más de 30 000 millones de objetos conectados en red, y para 2025 incluso 75 000 millones.
Un sector que se está beneficiando especialmente de este desarrollo es la industria manufacturera; no en vano ya se ha establecido el término "Industria 4.0" para la digitalización de la producción mediante la conexión en red de personas, máquinas y productos. En el centro de la Industria 4.0 está la fábrica inteligente como entorno de producción del futuro.
En este artículo explicamos qué se entiende por fábrica inteligente, qué beneficios puede reportar y qué papel desempeña una estrategia de datos en este contexto.
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¿Qué es la fábrica inteligente?
Por qué aún no es posible encontrar una explicación universalmente aplicable para el término fábrica inteligente queda claro, por ejemplo, en la definición de Wikipedia:
Smart Factory (fábrica inteligente) es un término procedente de la investigación en el campo de la tecnología de fabricación. Forma parte de la estrategia de alta tecnología del gobierno alemán como parte del futuro proyecto Industria 4.0. Se refiere a la visión de un entorno de producción en el que las plantas de fabricación y los sistemas logísticos se organizan en gran medida por sí mismos sin intervención humana para producir los productos deseados.
Por tanto, Smart Factory sólo describe inicialmente la visión de crear un entorno de producción casi completamente automatizado. En realidad, sin embargo, el grado de digitalización de las fábricas sigue siendo muy variable en la actualidad. Para la mayoría de las empresas, primero se trata de conectar máquinas y establecer la conectividad, después de cuestiones más sencillas (¿qué máquinas están funcionando actualmente?) y solo más tarde de tareas de automatización individuales.
En la última fase de expansión, casi todas las máquinas están equipadas con tecnologías de red del Internet de los objetos conectados y se crea un sistema ciberfísico. Por ejemplo, se miden el estado, la temperatura, las vibraciones o los niveles de llenado en las máquinas y esta información se transmite continuamente. Esto proporciona una transparencia total sobre el estado de procesamiento de las máquinas a lo largo de toda la cadena de producción, el llamado hilo digital.
Sobre esta base pueden tomarse decisiones óptimas y automatizadas (¿cuándo hay que sustituir una pieza? ¿Qué paso hay que dar a continuación?). Además, se puede aumentar la satisfacción del cliente, ya que es posible comprobar en tiempo real la ubicación y el estado de cada pieza y comunicárselo al cliente.
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Ventajas de la fábrica inteligente: eficiencia, fiabilidad, mejora de la calidad
El entorno de producción en red ofrece una serie de ventajas directas. En la fábrica inteligente, la
- la eficacia de la producción
- la fiabilidad de los procesos
- la calidad de los productos
Al mismo tiempo, disminuye el número de errores de producción. A través de Mantenimiento predictivo y el aprendizaje automático, los problemas pueden detectarse en una fase temprana. Además, el uso de la realidad aumentada significa que ya no es necesario realizar el mantenimiento de las plantas in situ. De este modo se evitan costosas interrupciones de la producción y se mejora la eficacia del mantenimiento de las instalaciones. Además, se puede comprobar la utilización de las máquinas conectadas en red, lo que facilita la planificación del despliegue. Por último, es posible producir objetos complejos o artículos únicos con menos esfuerzo.
El papel de los datos en la fábrica inteligente
Para beneficiarse de todas las ventajas de una fábrica inteligente, es esencial contar con una sólida base de datos. Los retos más comunes son la falta de disponibilidad, calidad y coherencia de los datos. Además, muchas empresas carecen de los conocimientos técnicos necesarios. Esto incluye una comprensión fundamental de temas como IIoT (Industrial IoT), IA (Inteligencia artificial) y la analítica avanzada. Además, a menudo falta la "visión de conjunto", es decir, una hoja de ruta holística para la digitalización del entorno de producción.
Idealmente, en la fábrica inteligente, los datos están disponibles de forma transparente y uniforme y se crean las condiciones para el uso inteligente de los datos. Esto se apoya en la estrategia de datos adecuada, que persigue el objetivo de generar sistemáticamente valor añadido a partir de los datos.
Para que el proyecto de fábrica inteligente en su conjunto tenga éxito, hay que distinguir entre dos enfoques en una consideración conceptual:
- De arriba abajo, definiendo una estrategia holística de datos integrada en la estrategia de digitalización de la empresa.
- De abajo arriba, eligiendo una estrategia de red adecuada
Las fábricas inteligentes se convierten en un éxito cuando ambas estrategias se persiguen por igual y los dos enfoques se entrelazan.
En la práctica, la atención sigue centrándose en el enfoque ascendente y la estrategia de interconexión: ¿qué sensores o tecnología de transmisión utilizo? ¿Dónde almaceno los datos? ¿Uso la nube?
La estrategia de datos adecuada para la fábrica inteligente
Es igualmente importante centrarse en la estrategia de datos adecuada en una fase temprana y, por tanto, también en el ámbito en el que se entrelazan los planteamientos ascendentes y descendentes. Para estructurar estos retos, se distinguen cinco ámbitos de actuación de una estrategia de datos:
- Casos prácticos
- Fundamentos de los datos
- Gobernanza de datos
- Organización, personal y competencias
- Tecnología y arquitectura
En el ámbito de actuación de los casos de uso, es importante encontrar el modelo de proceso adecuado para aplicar medidas de eficiencia y creación de valor. Cuando se trabaja con datos, el valor añadido debe estar siempre a la vista.
La cantidad de datos recopilados plantea problemas de gestión, calidad e integridad. Lo esencial es Gobernanza de datosque constituye el marco organizativo de la gestión de datos. ¿Quién asume la responsabilidad de los datos? ¿Qué normas deben seguirse? ¿Cómo se aplican?
Además, es necesario establecer las competencias adecuadas, las empresas deben ampliar sus equipos para incluir científicos de datos e ingenieros. También debe considerarse la posibilidad de impartir más formación a otros empleados.
En términos de tecnología y arquitectura, hay que tener en cuenta lo siguiente: Para el uso de Análisis avanzados y la IA, los sistemas de producción clásicos, como ERP y MES, deben conectarse en red más allá de los límites del sistema. Debe aclararse dónde se encuentran los datos para un procesamiento eficiente y qué herramientas se utilizan. Un reto clave aquí es también que la TI y la OT (tecnología operativa) deben fusionarse, lo que también se denomina convergencia TI/OT.
La fábrica inteligente como complemento del trabajo humano
Aún está por ver si la fábrica inteligente se caracterizará a largo plazo por naves de producción completamente libres de humanos. Lo más probable es que sirva de base para la toma de decisiones basadas en datos y la optimización cada vez mayor de los procesos de producción por parte de seres humanos mediante tecnologías como la IA.
Sin embargo, debido a los ciclos de innovación cada vez más cortos y, al mismo tiempo, a la mayor diversificación de los mercados, a largo plazo será inevitable reajustar la producción actual y adaptarla a las necesidades de cada cliente.
Conclusión
En el espíritu de la convergencia TI/OT, la ciencia de los datos y la fabricación se acercan cada vez más. En el seminario web "Data Strategy and Networking in the Smart Factory", el Dr. Andreas Schmidt, estratega de datos de [at], y Peter Sorowka, CEO y cofundador de Cybus GmbH, explican cómo pueden combinarse estas dos áreas y definirse responsabilidades para generar un valor añadido real a partir de los datos.
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