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Industria 4.0 y Logística 4.0

Industria 4.0 y Logística 4.0

Seguro que ya ha oído hablar del término “Industria 4.0”, pero ¿qué es? En este artículo le explicamos a qué se denomina Industria 4.0, las tecnologías presentes y futuras que la están haciendo posible y la evolución paralela imprescindible de la Logística, que también está experimentando su propia revolución y que nos permite hablar de la Logística 4.0.

La Cuarta Revolución Industrial

Cuando hablamos de Industria 4.0, el “4.0” se refiere a la Cuarta Revolución Industrial.

A mediados del siglo XVIII la aplicación de las máquinas de vapor a la producción representó la Primera Revolución Industrial. A finales del siglo XIX y principios del XX, la popularización de la energía eléctrica y sus infraestructuras para su aplicación con fines tanto domésticos como industriales dio paso a la producción en masa y a la división del trabajo, representando la Segunda Revolución Industrial.

A principio de los años setenta, los avances en la microelectrónica, las telecomunicaciones y las tecnologías de la información iniciaron la Tercera Revolución Industrial. En las últimas décadas hemos presenciado la digitalización de la información, la popularización de Internet, una mayor automatización de los procesos y la globalización.

Si la digitalización de la información ha sido una de las claves en la revolución industrial de los últimos tiempos, los avances tecnológicos más recientes permitirán extender la digitalización a lo físico. Productos, mercancías, máquinas herramienta, fábricas, almacenes y vehículos estarán interconectados entre sí y trabajarán de forma autónoma, creando redes donde la división entre la información y lo físico se disipará, con el gigantesco potencial que esto representa, lo que constituirá la Cuarta Revolución Industrial.

El origen del término “Industria 4.0”

El término “Industria 4.0” comenzó a oírse en 2011 en Alemania, durante la Hannover Messe (Hannover Fair en inglés), una de las mayores ferias industriales del mundo. En 2012, el Gobierno de Alemania creó un grupo de trabajo sobre la Industria 4.0 con el objetivo de analizar y presentar las recomendaciones de su implementación. Desde entonces, y principalmente en Europa, se habla de Industria 4.0.

Fuera de Europa y sobre todo en EEUU es más habitual hablar de la Internet de las Cosas (Internet of Things). Industria 4.0 es un término que se apoya en la Internet de las Cosas aplicada específicamente a la industria y muy particularmente a los sistemas de fabricación, pero, como veremos, el término abarca más tecnologías y conceptos.

Internet de las Cosas

Internet de las Cosas, en inglés Internet of Things, abreviado IoT, es una tendencia que consiste en llevar la digitalización a lo físico, en la que los objetos reales forman una red de información. Los objetos se interconectan entre sí a través de redes cableadas e inalámbricas usando el protocolo de Internet.

Para sacar un mayor provecho de ello, todas las cosas que participan en la red puede contar con sensores para obtener información de su entorno y disponer de actuadores para interactuar con él, con la posibilidad de incluir algún nivel de inteligencia artificial o de toma de decisiones para un funcionamiento más autónomo, hablando entonces de sistemas ciber-físicos (cyber-physical systems en inglés, abreviado CPS).

Internet de las Cosas ya es real y se espera una gran proliferación de “cosas” conectadas en los próximos años. Se habla de “cosas” debido a los campos de aplicación prácticamente ilimitados: implantes para monitorización médica, automóviles con sensores incorporados, edificios inteligentes, plantas energéticas, vehículos autotripulados, domótica, sistemas de control de tráfico, etc.

Internet de las Cosas es posible gracias a los avances en redes inalámbricas de bajo consumo, nuevos tipos de sensores, sistemas micro-mecánicos, sistemas de identificación (como RFID y NFC), etc.

¿Qué es la Industria 4.0?

Industria 4.0 es la siguiente fase de la digitalización del sector industrial, que incluirá no sólo la información sino también lo físico y que transformará especialmente los sistemas de producción.

Internet de las cosas es un pilar fundamental, donde todo estará conectado. Pero que todas las cosas pueda recolectar información de su entorno y comunicarla genera volúmenes inmensos de datos. Para el manejo de esa información y su utilización de forma práctica se recurre a desarrollos tecnológicos como el Big Data, Big Data Analytics, Business-Intelligence y analíticas predictivas.

Pero la digitalización de los sistemas de producción va más allá. Los sistemas ciber-físicos (cyber-physical systems, CPS), la robótica y la inteligencia artificial permitirán que las máquinas herramienta sean más modulares, flexibles y trabajen de forma autónoma. La Industria 4.0 implica llevar la automatización a niveles muy superiores a los actuales. Los sistemas automatizados podrán aprender y adaptarse a la fabricación de diferentes productos, podrán predecir averías o cambios en la producción e iniciar automáticamente operaciones de mantenimiento o correctivos.

Todo esto permitirá materializar el concepto de Smart Factory. Fábricas inteligentes que serán más bien unidades de fabricación, que estarán interconectadas y trabajarán de forma colaborativa.

Los sistemas de fabricación aditiva, conocidos más comúnmente como impresión 3D, ya se están aplicando en la industria. La posibilidad de fabricar objetos en diferentes materiales, incluyendo metal, mediante la impresión 3D está revolucionando los modelos de negocio industriales. Una de las consecuencias directas es destinar la fabricación en masa más tradicional a componentes genéricos y usar la fabricación aditiva para la personalización de los productos en la última fase de fabricación.

Esto permite competir más eficientemente en los mercados globalizados, que exigen ciclos de vida de producto más cortos y presentan mayores fluctuaciones en los niveles de demanda.

En la industria convencional, la automatización, la información y los procesos de negocios se combinan pero sigue habiendo una clara separación entre cada una de estas partes. En la Industria 4.0 la información y los objetos físicos que la producen y la consumen serán indivisibles y formarán parte integral de la gestión de los procesos. Con la Cuarta Revolución Industrial se desdibujará la separación entre materiales e información, porque ésta última será parte intrínseca de los productos.

Logística 4.0

Con el concepto Smart Factory, los sistemas de producción se alejarán de las plantas de fabricación centralizadas y en su lugar se crearán redes de unidades de fabricación interconectadas. Esto hará que se muevan materias primas y productos semielaborados de forma mucho más frecuente.

En los mercados globalizados actuales, los productos tienen ciclos de vida más cortos y las variaciones en las demandas son más impredecibles. Con los sistemas de fabricación aditiva se podrá lanzar nuevos productos al mercado de forma más rápida y se podrán reducir los niveles de stock de seguridad. La flexibilidad e interconectividad ayudará a predecir y reaccionar de forma más eficiente ante las variaciones de la demanda, reduciendo así el efecto látigo. Con sistemas de producción que permiten personalizar los productos de forma eficiente, las diferencias entre los mercados de masa y los modelos de negocio basados en la long tail se difuminarán.

La Industria 4.0 añadirá una mayor complejidad a las cadenas de suministro que tendrán que ser capaces de evolucionar en igual medida. Pero las mismas tecnologías que permiten hablar de Industria 4.0 están revolucionando también la Logística, pudiendo hablar de la Logística 4.0.

Internet de las Cosas permite que la mercancía disponga de sensores para monitorizar la temperatura, la humedad, la geolocalización, etc. Actualmente la combinación de sistemas como el RFID activo con sistemas geolocalización y redes de comunicación inalámbricas ya están permitiendo monitorizar las mercancías en tiempo real y tomar decisiones de forma remota en base a los datos recibidos.

Pero en el futuro, a medida que las tecnologías aplicadas a la trazabilidad se abaraten, cada palet o cada producto podría llevar su propio dispositivo conectado e ir transportados en contenedores inteligentes que permitan adaptar automáticamente los niveles de temperatura y humedad en función del estado actual de la mercancía, así como detectar automáticamente defectos en las cargas o proponer rutas de transporte más apropiadas en función cada destino, tipo de carga o fecha de caducidad.

La Industria 4.0 se caracteriza por la digitalización de los procesos de fabricación. Pero el sector logístico tiene su propia revolución con iniciativas como la Internet Física (Physical Internet en inglés, abreviado PI) y que no hemos de confundir con Internet de las Cosas.

La Internet Física es una iniciativa internacional para desarrollar un sistema abierto de logística global. En la Internet de la información, diversos estándares y protocolos definen cómo se transportan los datos, dividiéndolos en paquetes de forma que cada uno siga la ruta más eficiente hasta su destinatario. La Internet Física sigue una aproximación similar, en la que en lugar de paquetes de datos tendremos contenedores estandarizados donde viajará la mercancía, facilitando el manipulado, almacenaje y transporte de forma eficiente y sostenible a través de todos los participantes de la cadena logística. Estos contenedores se beneficiarán de las tecnologías de la información para estar monitorizados constantemente en tiempo real así como para ser transportados siguiendo las rutas más apropiadas para cada destino y tipo de mercancía.

La Logística evolucionará hacia sistemas cada vez más automatizados. El transporte de mercancía con vehículos autotripulados será una realidad en las próximas décadas. En la actualidad, Rolls-Royce está investigando en un proyecto de barcos de carga no tripulados, o “barcos drones”, que tecnológicamente podrían estar disponibles en los próximos años y que permitiría controlar eficientemente flotas de cientos de cargueros.

Los vehículos autotripulados para transporte por carretera serán sin duda una realidad mucho antes de lo que pensamos. Actualmente el proyecto Google Car dispone de una flota de coches de dos plazas sin conductor para el transporte de pasajeros, que ya están funcionando a modo de prueba en calles reales de Estados Unidos, gracias a los sistemas de visión artificial, la geolocalización y la inteligencia artificial.

Los drones son otra de las apuestas de las empresas logísticas para un futuro próximo. La posibilidad de transportar por aire pequeñas cargas de forma eficiente y económica ya ha dado pie a varios proyectos para distribuir mercancía directamente del almacén al consumidor final.

Aunque las limitaciones de los drones actuales son su autonomía y su limitada capacidad de carga, varias universidades del mundo están investigando en la robótica de enjambre aplicada a los drones. De esta forma, varios drones podrían volar trabajando cooperativamente para transportar cargas mayores, para proporcionar redundancia y para realizar maniobras complejas que un solo dron no podría llevar a cabo.

Pero para que la logística pueda adoptar todos estos avances de forma eficiente, es necesario también una evolución en la intralogística, optimizando las operaciones de manutención dentro de los almacenes.

Sistemas de almacenaje automatizados como los de ATOX Soluciones Tecnológicas proporcionan sistemas modulares que puede integrar cualquier tecnología de sensores y comunicarse con los sistemas de tecnologías de la información de los almacenes, permitiendo la digitalización del transporte interno de mercancía y de la preparación de pedidos, evolucionando así hacia la logística inteligente o Smart Logistics.

Estanterías metálicas inteligentes para la Industria 4.0

ATOX Sistemas de Almacenaje lleva más de 50 años fabricando estanterías metálicas de alta calidad. Durante más de medio siglo, ATOX ha sido testigo de la evolución del sector logístico y su efecto en los almacenes.

Conscientes de los desafíos de las cadenas de suministro modernas, ATOX apuesta firmemente por el I+D+i lo que ha dado lugar a los sistemas de almacenaje inteligentes de ATOX Soluciones Tecnológicas.

Todos los sistemas automatizados de ATOX son modulares, energéticamente eficientes y pueden comunicarse fácilmente con cualquier sistema de tecnologías de la información que esté usando el almacén.

Los transportadores por rodillos inteligentes de ATOX llevan las nuevas tecnologías al plano físico, dando solución al transporte interno de mercancía dentro de los almacenes. Pueden incorporar cualquier tipo de sensores y tecnologías de trazabilidad y disponen de desviadores que actúan como sorters para la clasificación automática de la mercancía.

La logística moderna irá automatizando cada vez más las tareas manuales repetitivas de los operarios de almacén. Sistemas como el radio shuttle SHERPA 800 de ATOX permiten agilizar el manejo de mercancía paletizada aumentando la seguridad y convirtiendo las estanterías compactas sin pasillos en sistemas de almacenamiento de alta densidad.

La dispensación automática de ATOX es capaz de preparar pedidos de forma totalmente automática a muy alta velocidad, con un diseño robusto y fiable que le permite soportar altas cargas de trabajo.

El guiado por luz para operaciones pick-to-light y put-to-light aumenta la ergonomía y reduce el nivel de errores de inventario de los operarios de almacén durante la preparación de pedidos. Gracias a su versatilidad, también puede asistir en tareas de reposición de mercancía y de logística inversa.

Como fabricante de sistemas de almacenaje líder en calidad, ATOX cuenta con una amplia experiencia optimizando almacenes de una gran diversidad de sectores de negocio a nivel internacional. Esta experiencia le permite diseñar y desarrollar sistemas de estanterías industriales que permitan dar solución a las necesidades actuales y futuras de los almacenes.