La Revolución Industrial 4.0, también conocida como Industria 4.0, es la cuarta fase importante de la evolución industrial, caracterizada por la integración de tecnologías digitales avanzadas en los procesos de fabricación y gestión empresarial. Este término se refiere a una serie de innovaciones tecnológicas que están transformando la forma en que se lleva a cabo la producción industrial. La importancia de los datos y el buen manejo de estos en la producción industrial es significativa y tiene un impacto profundo en varios aspectos de la gestión y el rendimiento de la fabricación.
Esta revolución 4.0, tiene una serie de características que la hacen diferentes y contiene unos cambios sin precedentes. Entre ellas, la más significativa es la gran conocida en los últimos años, la Inteligencia Artificial (IA). Y es que, la integración de la inteligencia artificial (IA) en la fabricación industrial implica la aplicación de tecnologías inteligentes para mejorar y optimizar diversos aspectos de los procesos de producción.
Por otra parte, con el aumento de la interconexión y digitalización de los sistemas industriales, se vuelve imperativa la implementación de medidas robustas de ciberseguridad. Los sistemas de control industrial, dada su función esencial en la gestión de operaciones críticas, son especialmente propensos a ciberamenazas, y por ello que existen normas y estándares que definen los requisitos para las partes que participan en la ciberseguridad, como la norma IEC 62443.
Norma IEC 62443
Con el fin de abordar las amenazas en la industria para la tecnología operativa en sistemas de control y automatización, se disponen de una serie de normas que han ido actualizándose y renovándose con el paso de los años hasta llegar a la serie internacional de norma IEC 62443, segmentada en diversas secciones y que aborda tanto aspectos técnicos como procesos relacionados con la ciberseguridad en sistemas de automatización y control en función a las categorías o roles, tales como el operador, los proveedores de servicios y los fabricantes de componentes o sistemas. Esta proporciona una serie de beneficios como:
· fortalecer la seguridad en sistemas de automatización y control industrial, proporcionando un conjunto de estándares que guían la protección de activos críticos y la integridad de los procesos.
· cumplir con estándares de ciberseguridad. Esto demuestra el compromiso de la empresa con prácticas de seguridad robustas, generando confianza entre clientes y socios comerciales.
· Aporta confianza y confiabilidad, ofreciendo una ventaja competitiva y fortaleciendo la reputación de la marca. Atrae a clientes que valoran la ciberseguridad y consolida la posición de la empresa en el mercado.
· Promueve un enfoque proactivo hacia la ciberseguridad que resulta en una mayor eficiencia operativa. La reducción del tiempo de inactividad, la minimización de interrupciones y la optimización del rendimiento del sistema contribuyen a una operación más eficiente y confiable.
En resumen, la IEC 62443 no solo mejora la seguridad de los sistemas de control industrial, sino que también brinda ventajas competitivas y operativas que son fundamentales en un entorno empresarial digital y amenazado y queda claro el objetivo: proporcionar orientación para asegurar el funcionamiento seguro de los sistemas de automatización industrial (sistemas ICS), abarcando desde el diseño hasta la gestión e implementación a través de normas para los fabricantes de componentes, integradores de sistemas y operadores.
A esto, es necesario mencionar el gran auge de crecimiento y desarrollo de la Inteligencia Artificial, que debe tener una estrecha relación en la norma IEC 62443, dado que reside en la ciberseguridad de los sistemas de automatización y control industrial (IACS) que pueden emplear tecnologías basadas en IA. La aplicación efectiva de la norma requiere adaptaciones y consideraciones específicas para abordar los aspectos únicos introducidos por la IA.
Crecimiento de la IA en la fabricación industrial
El crecimiento de la IA a nivel económico y como inversión en las organizaciones es una realidad, y muestra de ello son las predicciones para la fabricación, donde se prevé un incremento que, de los 1.100 millones de dólares producido en el curso 2020, llegue hasta los 16.700 millones de dólares en 2026, lo que supone una tasa anual del 57%.
Al implementar la inteligencia artificial en la fabricación industrial, es esencial abordar desafíos como la interoperabilidad de sistemas, la calidad de los datos, la ciberseguridad y la capacitación del personal para maximizar los beneficios de estas tecnologías.
Áreas a cubrir por la IA
Con el fin de aterrizar esta nueva tecnología en el ámbito de la fabricación industrial, se hace necesario controlar una serie de áreas clave que determinen el desempeño fundamental, entre las que encontramos:
· Los procesos de producción optimizados, a través de algoritmos que tienen la capacidad de analizar grandes conjuntos de datos para su mejora desde el análisis de la planificación y programación en la producción considerando factores como la demanda del mercado, la disponibilidad de recursos y las limitaciones de la cadena de suministro. Esto, unido al control de procesos, permite monitorear y controlar de manera autónoma los procesos de fabricación, ajustando parámetros en tiempo real para optimizar la eficiencia y la calidad del producto.
· Una de las grandes ventajas de la IA, es que permite un mantenimiento predictivo, pudiendo predecir fallos en la maquinaria mediante el análisis continuo de datos de sensores. Esto reduciendo los tiempos de inactividad no planificados, mejorando la confiabilidad de la maquinaria.
· La utilización de la IA, está suponiendo una mejora de la calidad del producto, a través de algoritmos de visión por computadora y aprendizaje automático, que pueden inspeccionar visualmente los productos para detectar defectos o variaciones, mejorando la calidad y reduciendo los productos defectuosos.
· La automatización robótica, a partir de robots equipados con algoritmos de aprendizaje automático pueden realizar tareas más complejas y adaptarse a entornos cambiantes. Esto aumenta la flexibilidad y la eficiencia en la línea de producción.
· Se suma un nuevo valor a través de Inteligencia Artificial como el diseño y el desarrollo de productos. Y es que se desarrollan herramientas de diseño generativo, las cuales permiten ayudar en la creación de productos más eficientes y optimizados, explorando automáticamente diversas configuraciones de diseño.
· Existe, además, un área fundamental en la integración de IA en los procesos de producción industrial como lo es la colaboración humana-maquina. Esta combinación mejorar la colaboración entre trabajadores humanos y sistemas automatizados, permitiendo una producción más eficiente y segura.
Cabe mencionar, dada la importancia que esto supone en la actualidad, el objetivo que debe plantear la industria y su producción en cuanto a la eficiencia energética. Y es que, la IA puede optimizar el consumo de energía en la planta de fabricación, contribuyendo a la sostenibilidad y reducción de costos.
El futuro de la Fabricación Industrial
El horizonte de la fabricación se proyecta hacia la implementación de fábricas "conectadas" o "inteligentes", dotadas de sensores y sistemas en la nube. La integración de prácticas de fabricación inteligente aporta numerosos beneficios, tales como:
· Obtener una visión instantánea del estado operativo del taller gracias a la conectividad y la recopilación de datos en tiempo real.
· Supervisar de cerca la utilización de los recursos, lo que facilita la identificación de áreas de mejora y la optimización de procesos para aumentar la eficiencia.
· La instalación de sistemas remotos sin necesidad de intervención manual permite una operación más eficiente y segura, reduciendo el riesgo de errores y mejorando la productividad.
· La conectividad proporcionada por la inteligencia artificial permite una respuesta inmediata ante cualquier problema detectado, lo que mejora la capacidad de realizar intervenciones oportunas y resolver desafíos de manera eficiente.
Al adoptar este enfoque avanzado, las fábricas no solo mejoran su capacidad de producción, sino que también establecen las bases para una gestión más ágil, eficiente y adaptable en el entorno industrial actual. La integración de tecnologías inteligentes redefine la manera en que concebimos y operamos los procesos de fabricación.
Gestión de almacenes inteligentes
Otro aspecto a tener en cuenta es la capacidad de automatización de diversas áreas de la gestión de almacenes a través de la inteligencia artificial (IA), que se presenta como una solución eficaz. La vigilancia constante de los almacenes por parte de los fabricantes, respaldada por el flujo continuo de datos, permite una mejora significativa en la logística.
La implementación de sistemas automatizados para el control de calidad y la gestión de inventarios puede conducir a una reducción notable en los costos operativos de un almacén, al mismo tiempo que aumenta la productividad. Esta automatización también podría resultar en una disminución en la necesidad de mano de obra, generando eficiencias adicionales y, como consecuencia, incrementando los ingresos y las ganancias para los fabricantes.
Cumplir con las expectativas de los clientes implica abordar sus necesidades de manera integral, incluyendo la entrega rápida y precisa. La aplicación de sistemas impulsados por inteligencia artificial no solo facilita la identificación de áreas de mejora, sino que también contribuye a la optimización de procesos clave para la satisfacción del cliente.
En conclusión, la implementación de la Inteligencia Artificial en la fabricación industrial representa una revolución significativa que redefine los procesos tradicionales. Desde la optimización de la cadena de suministro hasta la mejora de la eficiencia en la producción, la IA ofrece una serie de beneficios clave. Esto incluye la automatización de tareas repetitivas, la capacidad de tomar decisiones autónomas basadas en análisis avanzados de datos, el mantenimiento predictivo para reducir tiempos de inactividad y la mejora continua de la calidad del producto.
Además, la IA facilita la creación de fábricas conectadas, donde la monitorización en tiempo real y la adaptabilidad a cambios en la demanda son cruciales. A medida que las empresas adoptan estas tecnologías, se espera un aumento en la productividad, la flexibilidad y la capacidad de innovar, consolidando la Inteligencia Artificial como un pilar fundamental en la evolución de la fabricación industrial.
