Unidad N°1 Hacia la revolución Industrial 4 0

Curso:
Operación de Plantas
Industriales y
Energéticas 4.0
Módulo 1:
Origen y Fundamentos de la
Industria 4.0
Unidad 1:
Hacia la revolución industrial 4.0
Presentación
En esta Unidad, estudiaremos los conocimientos de las temáticas de encuadre
técnico que es sinónimo de la introducción de todas las tecnologías habilitadoras
de la Industria 4.0, por consiguiente, haremos un repaso de la primera a la Cuarta
Revolución Industrial, desde las tecnologías disruptivas pilares de la Industria 4.0.
hasta el Internet de las cosas IOT.
Objetivos
Que los participantes logren:
● Conocimientos de las bases fundamentales del futuro de la industria,
procesos, productos y tecnologías aplicadas a la integración de las nuevas
tecnologías disruptivas.
Se introduzcan en el conocimiento de la era del Internet de las cosas IOT.
● Incorporen el conocimiento de las principales innovaciones que están
produciendo el advenimiento y despliegue de la
Cuarta
Revolución
Industrial.
Bloques temáticos
1. Encuadre Técnico.
2. Repaso histórico desde la primera a la cuarta revolución Industrial.
3. Tecnologías Disruptivas pilares de la Industria 4.0.
4. La era de la Internet de las cosas IOT.
1. Encuadre Técnico
Resulta imprescindible estar al tanto de la tecnología más relevante para lograr
la evolución hacía la industria 4.0. El avance constante de la tecnología no solo en
el mejoramiento de equipos ya existentes sino también en la implementación de
dispositivos de medición y automatización más confiables, haciendo más
eficientes los procesos, al mismo tiempo provee de herramientas para disminuir
costos y hacer más competitiva a la empresa.
Conocer la tecnología es fundamental al plantear un proceso industrial, es decir,
mediante qué métodos y equipos es posible lograrlo.
En el contexto actual los usos de los nuevos métodos de comunicación son
fundamentales para, establecer canales fluidos de comunicación interna, llegar a
los consumidores y recibir retroalimentación de manera constante, la conexión a
la red permite el monitoreo de variables y control de manufactura a distancia,
inclusive desde el otro lado del mundo es posible visualizar en tiempo real el
funcionamiento de una máquina o proceso.
Todas estas cuestiones demandan que la industria esté a la vanguardia de las
tecnologías modernas aportando competitividad dentro del mercado por medio
de: dispositivos de control automatizados que mejoren la eficiencia y seguridad
de los procesos, conectados a centrales de monitoreo donde el operador tiene a
simple vista información sobre temperatura, presión, revoluciones de un motor,
nivel de apertura de válvula, temperatura de gases de escape, ph de agua,
niveles de tanques, etc.
Bases de datos en la nube con estadísticas, informes, controles de stock,
procedimientos, planos, instructivos, control de ingresos y egresos de activos,
etc. el acceso a estas centrales de datos permiten obtener información de
manera inmediata para analizar y comparar historiales de producción.
Un ejemplo del uso de la tecnología de la comunicación es la aplicación REDXXI
desarrollada por una empresa multinacional reconocida en YPF con plataforma
para las gasolineras que abastece generando una red virtual donde se genera
información, cantidad vendida, precios, etc. que transmite órdenes de pedido
automáticas entre otros, lo que logra reducir esfuerzos en las tareas
administrativas.
Existen soluciones orientadas al control para planificar, administrar y controlar las
operaciones, por ejemplo, la minera Doña Inés de Collahuasi en Chile incorporó
el sistema de control experto para aumentar la capacidad de tratamiento y
mejorar la estabilidad y seguridad del proceso. El proceso consta del chancado
(proceso para disminuir el tamaño de la roca), molienda y flotación; el desarrollo
de sistemas expertos usa algoritmos de control automático para comandar la
operación de molinos, monitoreo de variables y evalúa las situaciones de
emergencia para estabilizar el proceso.
Mediante la red es posible no solo el monitoreo del proceso, también permite al
personal encargado de software modificar y corregir errores de programación a
distancia evitando pérdidas de tiempo y costos por traslado de personas y
recursos.
¿Cuál es la ventaja de reconocer las operaciones que realizan las máquinas,
equipos, aparatos, instalaciones y dispositivos para transformar las materias
primas en productos para consumo en la industria de procesos?
Tener un amplio conocimiento de cómo operan todos los componentes de la
industria brinda información sustancial para detectar fallos que se ven
expresados en condiciones deficientes de manufactura, es decir mediante la
medición de las variables y detección de condiciones de producción que están
fuera de especificación, facilita detectar en qué punto del proceso y a raíz de
cual máquina o equipo se encuentra el problema.
Si conozco cómo opera un determinado equipo es factible determinar qué
variables debo medir antes, durante y después de su interacción con las materias
primas.
De la misma manera conocer cómo opera la industria y sus equipos nos da un
panorama global de los residuos generados, la condición de los mismos para
determinar el tipo de tratamiento que deberá darse antes de descartarse o
inclusive si el residuo presenta alguna utilidad para la propia industria o
posiblemente puede ser comercializado.
La información sobre las condiciones de operación de las máquinas y equipos es
un aporte importante en la evaluación del rendimiento y determinación de la vida
útil de los componentes del proceso, estos datos incluso resultan importantes en
la retroalimentación con los proveedores en pos de mejorar las prestaciones del
equipamiento ya sea, modificando la estructura o los materiales de fabricación.
Mediante la comprensión del proceso y las transformaciones en cada paso es
posible establecer oportunidades de mejora del mismo e inclusive aumentar la
eficiencia del proceso, desde un mejor aprovechamiento de las energías, ya sea
electricidad, gas, combustibles sólidos y líquidos, asimismo lograr una
racionalización de los recursos básicos como el agua.
Otra gran ventaja de conocer el proceso y sus componentes tecnológicos es
determinar aquellos equipos que son considerados como críticos, los cuales si
quedaran fuera de servicio implicaría una detención abrupta del proceso con los
correspondientes gastos generados. Establecer un cronograma de
mantenimiento predictivo en torno a estos equipos o maquinarias fundamentales
es vital para evitar imprevistos.
Reconocer los equipos, sus partes resulta fundamental en la constitución de un
stock de piezas para recambio en cuanto a la cantidad y las características de los
mismos, por ejemplo, reconocer la presión y temperatura de trabajo de un
intercambiador de calor brinda información del tipo de junta a emplear, el
material de los espárragos, o inclusive a qué presión se realiza la prueba
hidráulica del mismo.
Identificar durante cada etapa de un proceso industrial en qué estado se
encuentra la materia prima provee de información vital al momento de ajustar el
proceso para llevarlo a la condición pretendida.
El conocimiento del funcionamiento de las máquinas es una herramienta para
detectar además condiciones indeseadas por observación del operador, por
ejemplo, si detecta humedad en el circuito de alimentación de vapor de una
turbina el operario puede inmediatamente dar aviso de la condición u obrar para
resolver el problema y evitar daños.
La fabricación de los productos derivados del petróleo, de los productos
alimenticios, la industria cerámica, las centrales generadoras de energía, la
siderurgia, los tratamientos térmicos, la industria papelera, la industria textil, etc.
En todos estos procesos, es absolutamente necesario controlar y mantener
constantes algunas magnitudes, tales como la presión, el caudal, el nivel, la
temperatura, el pH, la conductividad, la velocidad, la humedad, el punto de rocío,
etc.
Los instrumentos de medición y control permiten el mantenimiento y la
regulación de estas constantes en condiciones más idóneas que las que el
propio operador podría realizar. En los inicios de la era industrial, la operatoria de
los procesos se llevaba a cabo con un control manual de estas variables
utilizando sólo instrumentos simples, manómetros, termómetros, válvulas
manuales, etc., control que era suficiente por la relativa simplicidad de los
procesos.
Sin embargo, la gradual complejidad con que éstos se han ido desarrollando ha
exigido su automatización progresiva por medio de los instrumentos de medición
y control. Estos instrumentos han ido liberando al personal de campo de su
función de actuación física directa en la planta, y al mismo tiempo, le han
permitido una labor única de supervisión y de vigilancia del proceso desde
centros de control situados en el propio proceso o bien en salas aisladas
separadas; asimismo, gracias a los instrumentos, ha sido posible fabricar
productos complejos en condiciones estables de calidad y de características,
condiciones que al operario le serían imposibles o muy difíciles de conseguir,
realizando exclusivamente un control manual.
Los procesos industriales a controlar pueden dividirse ampliamente en dos
categorías: procesos continuos y procesos discontinuos. En general, en ambos
tipos deben mantenerse las variables (presión, caudal, nivel, temperatura, etc.),
bien en un valor deseado fijo, bien en un valor variable con el tiempo de acuerdo
con una relación predeterminada, o bien guardando una relación determinada
con otra variable.
El sistema de control que permite este mantenimiento de las variables puede
definirse como aquel que compara el valor de la variable, o condición a controlar,
con un valor deseado y toma una acción de corrección de acuerdo con la
desviación existente sin que el operario intervenga en absoluto. El sistema de
control exige pues, para que esta comparación y subsiguiente corrección sean
posibles, que se incluya una unidad de medida, una unidad de control, un
elemento final de control y el propio proceso. Estos conjuntos de unidades
forman un bucle o lazo que recibe el nombre de lazo de control.
2. Repaso histórico desde la primera a
la cuarta revolución Industrial
● Primera Revolución Industrial
Revolución Industrial
Una máquina de vapor de notoria antigüedad,
apodada "Puffing Billy" (fotografía tomada en el Museo
de Ciencias de Londres).
La Primera Revolución Industrial abarcó en Europa y
en Norteamérica, desde mediados del siglo XVIII hasta
avanzado el siglo XIX. El referido fue un período en el
que las sociedades agrarias y rurales comenzaron a
transformarse en industriales y urbanas.6​Las industrias
del hierro y de los textiles, junto con el desarrollo de
la máquina de vapor, desempeñaron un rol central en
el inicio de la Revolución Industrial.
A partir de este momento se inició una transición que acabaría con siglos de una
mano de obra basada en el trabajo manual y el uso de la tracción animal, siendo
estos sustituidos por maquinaria para la fabricación industrial y para el transporte
de mercancías y pasajeros. Esta transición se inició hacia finales del siglo XVIII en
la industria textil, así como en lo relacionado con la extracción y utilización
de carbón.
La expansión del comercio fue posible gracias al desarrollo de las
comunicaciones, con la construcción de vías férreas, canales, y carreteras. El
paso de una economía fundamentalmente agrícola a una economía industrial
influyó sobremanera en la población, que experimentó un rápido crecimiento
sobre todo en el ámbito urbano.
La introducción de la máquina de vapor de James Watt (patentada en 1769) en
las distintas industrias, fue el paso definitivo en el éxito de esta revolución, pues
su uso significó un aumento espectacular de la capacidad de producción. Más
tarde, el desarrollo de los barcos y de los ferrocarriles a vapor, así como el
desarrollo en la segunda mitad del XIX del motor de combustión interna y
la energía eléctrica, supusieron un progreso tecnológico sin precedentes.
● Segunda Revolución Industrial
La Segunda revolución industrial tuvo lugar entre 1870 y 1914, justo antes de
la Primera Guerra Mundial. Fue el período de crecimiento para las industrias
preexistentes y la expansión de otras nuevas, como el acero, el petróleo y la
electricidad, y el uso de energía eléctrica para crear la producción en masa. Los
principales
avances
tecnológicos durante este período incluyeron
el teléfono, bombilla, fonógrafo y el motor de combustión interna
El proceso de cambio técnico durante la Segunda Revolución Industrial
constituyó uno de los más trascendentales cambios desde el punto de vista
histórico, cuando las innovaciones tecnológicas adquirieron el carácter de
modernidad, que sentó las bases tecnológicas del siglo XX y se distanció de las
bases de la primera revolución.
La ciencia y la tecnología en este periodo se caracterizó por la mayor
complejidad de las máquinas y equipos y por una relación más estrecha entre
ambas que requirió una mayor calificación para su implantación, lo que dificulta
su difusión. El núcleo del cambio técnico se diversifica hacia más sectores y se
amplió geográficamente, hacia toda Europa y los Estados Unidos. Algunos de
esos inventos aparecieron en las décadas de 1850 y 1860, pero las innovaciones
más radicales surgieron en el periodo entre 1870 y 1913 en Estados Unidos y
Alemania principalmente, en los que se concentró la mayor parte de las
invenciones que se desarrollarían posteriormente a lo largo del siglo XX. Todos
estos descubrimientos acabaron por conformar un nuevo sistema tecnológico.
● Tercera Revolución Industrial
Revolución Digital: La tercera revolución industrial, o la revolución digital, se
refiere al avance de la tecnología desde dispositivos electrónicos y mecánicos
analógicos hasta la tecnología digital disponible en la actualidad. La era comenzó
durante los años sesenta y está en curso. Los adelantos durante la tercera
revolución industrial incluyen el ordenador personal, Internet, y la tecnología de
información y comunicaciones (TIC).
La Revolución Digital, también a veces llamada Tercera Revolución
Industrial o Revolución científico-tecnológica, es el proceso que ha hecho
añadirse a las tecnologías conocidas como analógica, mecánica y electrónica,
una nueva tecnología, en ocasiones de reemplazo de las anteriores,
llamada tecnología digital. Este período de transición tuvo lugar entre finales de
los años 1950 y finales de los 70, con la adopción y proliferación de las
computadoras digitales y el mantenimiento de registros digitales, tecnologías
todas ellas que siguen siendo utilizadas en la actualidad.
De manera implícita, el término también se refiere a los cambios radicales
provocados por la computación y la tecnología de la comunicación durante (y
después) de la segunda mitad del siglo XX. Análoga a la Revolución Agrícola y
la Revolución Industrial, la Revolución Digital marcó el comienzo de la Era de la
información.
En el centro de esta revolución está la producción en masa y el uso generalizado
de circuitos lógicos digitales, y sus tecnologías derivadas, incluidas
la computadora digital, el teléfono celular digital, e Internet.
● Cuarta Revolución Industrial
Industria 4.0
Robot industrial KUKA IR 160/60 - 601/60 del año 1983
La Cuarta Revolución Industrial se basa en la Revolución Digital, la cual
representa nuevas formas en que la tecnología se integra en las sociedades e
incluso en el cuerpo humano. Está marcada por los avances tecnológicos
emergentes en varios campos, que incluyen: robótica, inteligencia artificial,
nanotecnología, computación cuántica, biotecnología, Internet de las cosas (IoT),
impresión 3D y vehículos autónomos.
En su libro, La Cuarta Revolución Industrial, el profesor Klaus Schwab, fundador y
presidente ejecutivo del Foro Económico Mundial, describe cómo esta cuarta
revolución es fundamentalmente diferente de las tres anteriores, que se
caracterizaron principalmente por los avances en tecnología. Estas tecnologías
tienen un gran potencial para continuar conectando a miles de millones de
personas a la web, mejorar drásticamente la eficiencia de las empresas y
organizaciones y ayudar a regenerar el entorno natural a través de una mejor
gestión de activos.
“Dominar la Cuarta Revolución Industrial” fue el tema de la Reunión Anual 2016
del Foro Económico Mundial en Davos-Klosters, Suiza. Según Arik Segal, la
Cuarta Revolución Industrial ofrece oportunidades únicas para mejorar la
comunicación humana y la resolución de conflictos. La frase 'cuarta revolución
industrial' se utilizó por primera vez en 2016, en el Foro Económico Mundial.
La Industria 4.0 no se reduce exclusivamente a los cuatro puntos recién citados,
pues es mucho más que eso. La Industria 4.0 es consistente con la
llamada Cuarta Revolución Industrial, enfatizando y acentuando la idea de una
creciente y adecuada digitalización y coordinación cooperativa en todas las
unidades productivas de la economía.
Este concepto de Industria 4.0 que aquí se presenta no es una realidad ya
consolidada y experimentada, sino un nuevo hito en el desarrollo industrial que
podría marcar importantes cambios sociales en los próximos años, haciendo un
uso intensivo de Internet y de las tecnologías punta, con el fin primordial de
desarrollar plantas industriales y generadores de energía más inteligentes y más
respetuosos con el medio ambiente, y con cadenas de producción mucho mejor
comunicadas entre sí y con los mercados de oferta y demanda.
La cuarta revolución industrial trae consigo una tendencia a la automatización
total de la manufactura (fabricación). Su nombre proviene de la estrategia de alta
tecnología que Alemania lanzó como idea importante en 2011 y que se consolidó
en 2013 con el lanzamiento oficial, apoyado por su Gobierno Federal, de la Cuarta
Revolución Industrial con el soporte de Industria 4.0.
La automatización se basa en los sistemas ciber físicos facilitada por la Nube
(Cloud Computing), el Internet de las Cosas, con la ayuda indispensable de la
fabricación aditiva mediante las impresoras 3D y además con la inteligencia
artificial y de Big Data, como tecnologías clave para la conversión de los grandes
volúmenes de datos que se generan y su uso eficiente en la toma de decisiones.
3. Tecnologías disruptivas pilares de la
industria 4.0
Definición de tecnología disruptiva
Tecnología disruptiva es cualquier tecnología o innovación que deja obsoleta la
tecnología anterior. Se usa el término disruptivo porque produce una ruptura
brusca, en ocasiones causando cambios profundos en nuestro modo de vida.
En resumen, las tecnologías disruptivas tienen el poder de cambiar la forma en
que trabajamos, vivimos, pensamos y nos comportamos.
Pensemos en los cambios propiciados por la aparición de internet o de las redes
sociales.
Las tecnologías disruptivas a veces se describen como destructivas y creativas a
la
vez porque hacen obsoletos los productos antiguos, e incluso a industrias
enteras, y crean otros nuevos en su lugar.
Y aunque el término se usa con más frecuencia para describir aparatos y
productos electrónicos, también se puede aplicar a conceptos y servicios. Hace
veinte años, el mundo nunca había oído hablar de compras en línea, micro
préstamos o el crowdfunding y hoy están al orden del día.
A continuación, enumeramos las tecnologías disruptivas que luego van a ser
desarrolladas en las unidades que siguen:
• IOT (Internet industrial de las Cosas).
• Nube (Cloud Computing).
• Big data.
• Fabricación aditiva 3D y 4D
• Realidad Aumentada
• Inteligencia Artificial
• Tecnologías Wearables
• Ciberseguridad.
• Robots
Ejemplos de tecnología disruptiva en salud
●
Teleasistencia: La teleasistencia puede hacer que dentro de unos
años no tengamos que ir al ambulatorio para ver a nuestro médico de
cabecera. La teleasistencia ya se está probando con éxito para atender a
enfermos crónicos y prestar atención médica a comunidades aisladas. Un
cambio de paradigma que sin duda revolucionará la atención al paciente.
●
Impresoras 3D: La posibilidad de impresión en 3D ha irrumpido con
fuerza en el campo de la medicina con avances que son ya una realidad,
como la impresión de prótesis, y otros que abren un horizonte lleno de
posibilidades, como la impresión de órganos para trasplantes.
●
Edición genómica: Puede sonar futurista, pero la edición de genes
en humanos está cada vez más cerca. Un adelanto que podría librar a la
humanidad de enfermedades genéticas que a día de hoy no tienen cura.
Por ejemplo, una nueva herramienta de edición del genoma llamada
CRISPR ya se ha usado en China para crear monos transgénicos.
●
Realidad virtual: La realidad virtual no solo tiene aplicaciones en el
campo del entretenimiento. También se está usando para entrenar a los
estudiantes de cirugía o ayudar a pacientes psiquiátricos a luchar contra
sus trastornos.
La cuarta revolución (i4.0) ha comenzado, y con su llegada muchas tecnologías
disruptivas que cambiarán nuestro entorno, se estima que más de siete millones
de empleos se verán afectados en los próximos cinco años. La Industria 4.0,
implica una nueva gama de tecnologías que están fusionando el mundo físico,
digital y biológico, y alterarán la forma en que nos relacionamos, trabajamos y
vivimos. A lo largo del mundo muchas disciplinas, economías e industrias se
están preparando para el impacto que traerá esta transición.
Las tecnologías que acompañan la industria 4.0, se analizan las implicaciones y
se discuten algunas recomendaciones que nos pueden ayudar a prepararnos
para esa nueva transición, finalmente se plantean algunos pronósticos.
El ser humano en su afán por buscar una mejora en los procesos de producción,
optimización de los ya existentes y búsqueda de mejores condiciones, ha
marcado a lo largo de la historia una serie de hitos que han cambiado
sustancialmente la vida de las personas.
Cada una de las revoluciones industriales que han aparecido han marcado un
antes y un después, impactando directamente en los cambios tecnológicos,
socioeconómicos y culturales. Los cambios tecnológicos han implicado el uso de
nuevos materiales, nuevas fuentes de energía, la invención de máquinas, nuevas
formas de organización de trabajo, nuevas formas de comunicación y transporte,
y la creciente aplicación de la ciencia en la industria.
Por otra parte, estos cambios han provocado cambios indirectos en otras áreas,
tales como los cambios económicos y el comercio internacional, cambios
políticos como resultado de los poderes económicos, cambios culturales que
han llevado a una sociedad del conocimiento. Sin embargo, estos cambios
tecnológicos han implicado un abuso enorme de los recursos naturales, los
cuales están generando un desequilibrio en el planeta, causando repercusiones
que pueden ser irreversibles sino se toman cartas en el asunto.
Hoy en día estamos iniciando un nuevo ciclo, en el cual se están integrando los
sistemas físicos, digitales y biológicos, encaminados hacia una transformación
inminente en los sistemas de producción. Esta transformación está conformada
por una serie de tecnologías emergentes que provocan cambios disruptivos en
todas las actividades, tecnologías como el internet de las cosas (IoT), inteligencia
artificial (AI), robótica, sistemas autónomos, blockchain, comunicación 5G,
bioinformática, realidad aumentada, etcétera, las cuales darán vida a la fábrica
del futuro y marcarán un cambio en la innovación, ya que se pasará de una
innovación lineal, tal como se ha mantenido hasta el momento desde la primera
revolución industrial, a una innovación con un crecimiento exponencial.
Aspectos a tener en cuenta para comenzar el viaje hacia un modelo de negocio
disruptivo
La disrupción en los modelos de negocio ya ha comenzado a tomar forma con el
nacimiento de start-ups tecnológicas que han surgido en sectores tradicionales
como el turismo o el transporte, por ejemplo, con Airbnb o Uber, o que han
generalizado un nuevo medio de comunicación, en el caso de Facebook, Twitter
y otras redes sociales. Inclusive ha cambiado el modelo de negocio de
intercambio de bienes y servicios con Alibaba o Amazon.
Hay tres aspectos clave a considerar en el viaje desde los modelos tradicionales
hacia los basados en tecnologías disruptivas:
Adaptarse a los cambios socio-culturales y demográficos, de forma que la
empresa responda de la mejor manera posible a las nuevas necesidades
provocadas por estos cambios. Incorporar la actividad a los variados usos de
internet, los smartphones u otras tecnologías. Se requiere aportar nuevas
maneras de dar respuesta a las necesidades de los consumidores digitales.
Aprovechar la conectividad y la globalización para efectuar acuerdos con
proveedores o clientes de otras partes del mundo, a fin de que el negocio sea
más global y competitivo. Como se dijo, las fuerzas que definen los cambios
actualmente están asociadas a la tecnología, en particular a las tecnologías de la
información y las comunicaciones. Sin embargo, lo importante no es adoptar una
tecnología, sino crear una estrategia digital real, que muchas veces puede
implicar un cambio de modelo de negocio.
Analizaremos a continuación qué tecnologías están disponibles en el mercado y
cómo impactan en el desarrollo de las actividades comerciales.
Cinco tecnologías disruptivas que modifican los
modelos de negocio tradicionales
Los modelos de negocio de las empresas del futuro se están creando en la
actualidad. Las empresas que no tengan la capacidad de reinventarse y
desarrollar un modelo de negocio adecuado es probable que queden fuera del
mercado, es decir, desaparecerán. En los últimos años se ha acelerado la
innovación de los modelos de negocio por el surgimiento de las tecnologías
disruptivas. Nos concentramos en cinco de dichas tecnologías para luego
analizar su aplicación en determinadas industrias.
1)
Inteligencia artificial (IA): tecnologías computacionales basadas en
algoritmos que son capaces, en mayor o menor medida de aprender por sí
mismas procesando datos en una estructura neuronal y tomar decisiones o
entender las interacciones humanas. Entre las actuales aplicaciones de IA se
destacan el aprendizaje automático, conocido como machine learning, el
aprendizaje profundo (deep learning), la visión artificial (machine vision), la
biometría, la generación y el procesamiento de lenguaje natural y el
reconocimiento del discurso o el análisis de texto.
2)
Fabricación digital 3D 4D: es la concepción y desarrollo de
manufacturas programadas por computador, diseñadas de forma digital y
producidas con herramientas como impresoras 3D, cortadoras láser y otras
nuevas formas de construir. Permiten crear desde casas hasta componentes
de autos, pasando por prótesis, dientes y objetos médicos, fármacos, planos,
joyas, etc.
3) Internet de las cosas: llamamos IoT (Internet Of Things) a la conexión
de cualquier objeto a Internet para hacerlo interactivo, conectándolo a otros
objetos para que se vuelvan más inteligentes y permitir que colaboren entre
sí. A menudo estas conexiones se realizan mediante sensores, o con el
desarrollo de nuevos productos que suponen una evolución frente a los
anteriores precisamente por su conectividad.
4) Blockchain: es un sistema de consenso distribuido. La “cadena de
bloques” es una base de datos compartida que funciona como un libro mayor
contable para el registro de operaciones de compra-venta u otras
transacciones. Permite guardar cualquier tipo de datos y documentos, realizar
registros distribuidos y centralizados sin que se puedan borrar o modificar,
asegurando la transparencia y trazabilidad de las transacciones, reduciendo
el riesgo de fraude.
5) Realidad virtual y aumentada: realidad virtual es un tipo de
emulación de la realidad generada por computadora a través de entornos o
imágenes tridimensionales con las que se puede interactuar de una forma
aparentemente real o física. La realidad aumentada permite disponer de una
visión diferente de la realidad. Consiste en la combinación de elementos de
un entorno real con otros elementos de un entorno virtual que fueron creados
en tres dimensiones.
Tres industrias que se encaminan a recrear su modelo
de negocios
En el ámbito de la tecnología disruptiva no se trata de ganar una carrera
tecnológica, sino de poder entregar innovaciones dirigidas a un conjunto de
usuarios y clientes cuyas necesidades están siendo ignoradas, en general, por
los líderes del mercado. Analizaremos cómo las necesidades de nuevos servicios
y características de un producto son afectadas por las nuevas tecnologías
disruptivas en la industria manufacturera, la construcción y la distribución.
La impresión 3D en la industria manufacturera
La impresión 3D ha cambiado la forma tradicional de fabricar. Ha evolucionado
tanto que, prácticamente, cualquier pieza es fabricable desde un escritorio en
casa o la oficina. Por otra parte, la impresión 3D en metal va tomando forma y
ganando mercado rápidamente, desde la perspectiva experimental hasta piezas
de producción final.
El uso principal de esta tecnología se ha dado en el sector automotriz y
aeroespacial, en la fabricación de piezas de bajo volumen anual y con formas
complejas.
Una de las ventajas de la impresión 3D es la flexibilidad que ofrece este tipo de
impresión y las impresoras 3D en sí mismas, ya que gran parte de la manufactura
actual se realiza con máquinas específicas cuya función está limitada, y si el
producto cambia, las máquinas también deben adaptarse o cambiarse.
Muchos negocios se verán favorecidos, como los joyeros, ya que podrán imprimir
los anillos en cera con la impresora 3D partiendo simplemente de un “molde” en
una computadora. Para los diseñadores industriales crear un objeto o producto
ya no será tan costoso ni demandará tanto esfuerzo o tiempo porque estarán en
condiciones de imprimir un prototipo de plástico y perfeccionar el producto más
rápidamente a un costo muchísimo más bajo que en el modelo tradicional de
operación del negocio.
Resumiendo, en la manufactura tradicional, se requieren varios pasos para llegar
al producto en forma óptima, donde el orden de estos pasos es crucial y puede
afectar la integridad física o funcional del diseño. Para la manufactura basada en
impresión 3D, el mayor peso lo tiene el diseño en sí. Si la geometría es correcta y
compatible con la tecnología a utilizar, basta con enviar la pieza a imprimir. La
“simplicidad” es el gran aporte de esta tecnología disruptiva para la industria.
Internet de las Cosas y Realidad Virtual en la industria
de la construcción
El ámbito inmobiliario es uno de los sectores donde la Internet de las Cosas tiene
mucha importancia, tanto en las viviendas particulares como en oficinas o
espacios comerciales. Las nuevas generaciones de consumidores demandan
casas inteligentes: un concepto que se asocia mayoritariamente a la conectividad
de algunos de sus dispositivos. Por ejemplo, hoy en día ya existen termostatos
inteligentes que basan su intensidad en sensores de movimiento que les indican
si hay alguien o no en la casa. El teléfono móvil se ha convertido en un mando a
distancia desde el cual se activan electrodomésticos, se suben y bajan persianas,
o inclusive se chequea en tiempo real el estado de las plantas del jardín.
La realidad virtual también hace su aporte disruptivo a la construcción
generando reproducciones de arquitecturas existentes que pueden visitarse sin
desplazamientos. También se pueden recrear espacios virtuales de posibles
edificaciones. Es decir, el cliente puede comprarse una casa, sin visitarla
físicamente, o tener la idea exacta de la construcción que quiere y “edificarla”
primero en el sistema de realidad virtual y cuando está seguro de cumplir con su
expectativa, mandar a construirla.
Blockchain para trazabilidad en la industria de la
distribución/logística
La trazabilidad se refiere a la posibilidad de conocer el origen de un producto y
poder seguir su curso a lo largo de su cadena de transformación y distribución.
Blockchain permite hacer un seguimiento digital de los productos en cada fase
de la cadena de valor, desde los proveedores hasta los consumidores. La
información digital del producto, como el lugar de origen, número de lote, fecha
de caducidad o temperatura de almacenamiento, se registran de forma
inmutable en la cadena de bloques. Además, tiene la ventaja de que la
información guardada ha sido consensuada por los componentes o nodos
participantes de la red, lo que garantiza la precisión de toda esta información.
Conclusiones: líderes disruptivos para tecnologías
disruptivas
El Foro Económico Mundial analizó los puntos de inflexión de las nuevas
tecnologías y su impacto en la sociedad. Estas son las principales predicciones
para el futuro con horizonte en el año 2025:
● El 10% de las personas usarán ropa conectada a Internet.
● Existirá el primer robot para farmacia en Estados Unidos.
● Aparecerá el primer automóvil hecho en impresora 3D.
● El 5% de los productos de consumo se hará en impresoras 3D.
● El 90% de la población mundial tendrá acceso constante a Internet.
● Existirá la primera ciudad con más de 50,000 habitantes y ningún
semáforo.
● Se emplea inteligencia artificial en el consejo de administración de una
empresa.
En base a estas predicciones debemos considerar a la disrupción como una
fuerza positiva. Las tecnologías disruptivas no son tecnologías que hacen los
mejores productos, sino que son las innovaciones que hacen los productos y
servicios más accesibles y de mayor calidad. Así, madurar un modelo de negocio
novedoso, innovador, capaz de dar respuesta a los retos del futuro en un entorno
incierto, muy conectado y con alta densidad digital, requiere de las habilidades
de un buen emprendedor o líder empresario.
Los innovadores disruptivos tienen una mentalidad centrada en el salto: crear o
hacer algo radicalmente nuevo o diferente que produzca un gran avance. Los
líderes disruptivos se aseguran de que todo lo que hacen agregue un nivel de
valor completamente nuevo al mercado. Por esto, manejan altos niveles de
incertidumbre y adaptan su planificación a los resultados que buscan.
En conclusión, quienes lideren la transformación digital de una organización
deben abrirse a un cambio de estrategia y deben trasladar recursos a nuevas
iniciativas digitales para aprovechar la oportunidad de creación de valor que la
innovación disruptiva representa, en vez de verla como una amenaza.
4. La era de la Internet de las cosas IOT
Internet de las cosas: llamamos IoT (Internet Of Things) La Internet de las Cosas
(IoT) es un tema importante en la industria de la tecnología, las políticas y los
círculos de ingeniería y se ha convertido en noticia de primera plana, tanto en la
prensa especializada como en los medios populares. Esta tecnología se encarna
en una amplia gama de productos, sistemas y sensores en red, que aprovechan
los avances en la potencia de cálculo, la miniaturización de los componentes
electrónicos y las interconexiones de red para ofrecer nuevas capacidades que
antes no eran posibles.
Una gran cantidad de conferencias, informes y artículos de noticias están
discutiendo y debatiendo el potencial impacto de la “revolución de la IoT”, desde
nuevas oportunidades de mercado y modelos de negocio hasta las
preocupaciones con respecto a la seguridad, la privacidad y la interoperabilidad
técnica.
La implementación a gran escala de dispositivos de la IoT promete transformar
muchos aspectos de la forma en que vivimos. Para los consumidores, los nuevos
productos de la IoT electrodomésticos, componentes de automatización del
hogar y dispositivos de gestión de energía con conexión a Internet nos están
llevando hacia una visión de la “casa inteligente” que ofrece mayor seguridad y
eficiencia energética.
Otros dispositivos personales de la IoT, entre ellos los dispositivos portátiles para
monitorear y gestionar la actividad física y los dispositivos médicos con conexión
a Internet, están transformando la forma en que se ofrecen los servicios de salud.
Esta tecnología promete ser beneficiosa para las personas mayores o con
discapacidad, mejorando sus niveles de independencia y calidad de vida a un
costo razonable.
Los sistemas de la IoT como los vehículos conectados en red, los sistemas de
tráfico inteligentes y los sensores integrados en carreteras y puentes nos acercan
más a la idea de “ciudades inteligentes”, que ayudan a minimizar la congestión y
el consumo de energía.
La tecnología de la IoT ofrece la posibilidad de transformar la agricultura, la
industria y la producción y distribución de energía mediante el aumento de la
disponibilidad de información a lo largo de la cadena de valor de la producción
por medio de sensores conectados en red.
Sin embargo, la IoT plantea muchas preguntas y desafíos que se deben tener en
cuenta y abordar para que se puedan realizar sus potenciales beneficios.
Diferentes empresas y organizaciones dedicadas a la investigación han publicado
una amplia gama de proyecciones sobre el potencial impacto que tendrá la IoT
sobre Internet y sobre la economía en los próximos cinco a diez años.
Por ejemplo, Cisco ha proyectado que para el año 2019 habrá más de 24 mil
millones de objetos conectados a Internet, aunque Morgan Stanley anticipa que
para el año 2020 habrá 75 mil millones de dispositivos conectados en red.
Considerando un período de tiempo más largo, Huawei sube la apuesta y
anticipa que en 2025 habrá 100 mil millones de conexiones a la IoT.4 El McKinsey
Global Institute sugiere que el impacto financiero de la IoT sobre la economía
global puede llegar a ser de $3.9 a $11.1 mil millones en 2025.
Aunque la variabilidad de las predicciones las vuelve cuestionables, en conjunto
permiten entrever una influencia y un crecimiento significativos. Algunos
observadores ven a la IoT como un mundo “inteligente”, revolucionario y
totalmente interconectado; un mundo de progreso, eficiencia y oportunidades,
con el potencial de añadir un valor equivalente a miles de millones para la
industria y la economía global.
Otros advierten que la IoT representa un mundo más oscuro, un mundo de
vigilancia y violaciones a la privacidad en el cual los consumidores estarán
atrapados.
Los titulares sobre ataques cibernéticos a automóviles conectados a Internet, las
preocupaciones con respecto a la vigilancia que surgen de las funciones de
reconocimiento de voz de los televisores “inteligentes” y los temores con
respecto a la privacidad que se derivan del posible uso indebido de los datos de
la IoT han captado la atención del público.
Sumado a la gran cantidad de información que publican los medios populares y
el marketing, este debate sobre “promesas contra peligros” puede hacer que la
IoT sea un tema complejo y difícil de entender.
En síntesis, la Internet Society se preocupa por la IoT porque representa un
componente cada vez mayor de la forma en que las personas y las instituciones
probablemente interactúan con Internet en sus vidas personales, sociales y
económicas. Incluso si resultan ser correctas las proyecciones más modestas,
una explosión de aplicaciones de la IoT podría provocar un cambio fundamental
en la forma en que los usuarios interactúan con y se ven afectados por Internet,
planteando nuevas cuestiones y diferentes dimensiones de los desafíos
existentes que atravesarán a todos los usuarios/ consumidores, la tecnología, las
políticas y el derecho.
Probablemente la IoT también tendrá diferentes consecuencias en diferentes
economías y regiones, por lo que llevará un variado conjunto de oportunidades y
desafíos a todo el mundo. Este documento informativo está diseñado para
ayudar a la comunidad de la Internet Society a comprender los diálogos que
rodean a la Internet de las Cosas a la luz de las predicciones contradictorias
sobre sus promesas y los peligros que implica.
Presenta una descripción de alto nivel de los conceptos básicos de la IoT y
algunas de las principales cuestiones y preguntas que esta tecnología plantea
desde la perspectiva de la Internet Society y los valores fundamentales que
nuestra organización promueve.
También reconoce algunos de los aspectos únicos de la Internet de las Cosas
que la convierten en una tecnología transformacional para Internet.
Dado que el presente pretende ser un documento de naturaleza general, en este
momento no proponemos para ISOC ningún curso de acción específico sobre la
IoT. Más bien consideramos que este documento es una fuente de información y
un punto de partida para el debate sobre cuestiones relacionadas con la IoT
dentro de la comunidad de ISOC.
La Internet de las cosas es un tema emergente de importancia técnica, social y
económica. En este momento se están combinando productos de consumo,
bienes duraderos, automóviles y camiones, componentes industriales y de
servicios públicos, sensores y otros objetos de uso cotidiano con conectividad a
Internet y potentes capacidades de análisis de datos que prometen transformar
el modo en que trabajamos, vivimos y jugamos.
Las proyecciones del impacto de la IoT sobre Internet y la economía son
impresionantes: hay quienes anticipan que en el año 2025 habrá hasta cien mil
millones de dispositivos conectados a la IoT y que su impacto será de US$
11.000.000.000.000. Sin embargo, la Internet de las Cosas también plantea
importantes desafíos que podrían dificultar la realización de sus potenciales
beneficios.
Noticias sobre ataques a dispositivos conectados a Internet, el temor a la
vigilancia y las preocupaciones relacionadas con la privacidad ya han captado la
atención del público. Los desafíos técnicos siguen allí, pero además están
surgiendo nuevos desafíos de políticas, jurídicos y de desarrollo.
La nueva tendencia de Industria 4.0, Los sensores electrónicos están presentes
en todas partes y se integran en infinidad de dispositivos que se han vuelto
inteligentes, conectados además en redes cableadas o inalámbricas a Internet, lo
que constituye una red de conectividad total, (IoT).
Con la proyección de las redes inalámbricas, celulares 3G/4G y Wifi, la llegada de
las redes 5G que aumentarán las velocidades de transmisión de datos en forma
espectacular, la incorporación de las tarjetas e-SIM a los teléfonos inteligentes y
la llegada de sensores inteligentes a los dispositivos wearables (ponibles) que se
utilizan para los objetos, harán que el Internet de las cosas se convierta en un uso
cotidiano para la conexión , monitoreo, análisis y predicción de variables en una
industria.
Bibliografía utilizada y sugerida
Aguilar Joyanes Luis. Industria 4.0 La Cuarta Revolución Industrial .Primera
edición. México. Alfaomega.2017.
Aguilar Joyanes Luis. Estrategias de Cloud Computing en las Empresas. Primera
Edición. Marcombo. 2012.
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Rodal Montero Enrique. Industria 4.0. Primera Edición. España. Pirámide. 2021.
Schmarzo Bill. Big Data. Primera Edición. España. Anaya Multimedia. 2014.
Schwab
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