¿Qué es una fábrica inteligente? Explicado de forma sencilla

Una fábrica inteligente es una instalación de fabricación que utiliza tecnologías avanzadas para recopilar y analizar datos, automatizar procesos y tomar decisiones en tiempo real. Las fábricas inteligentes son más eficientes, productivas y sostenibles que las tradicionales. Pueden fabricar productos de mayor calidad a menor coste y responder más rápidamente a los cambios de la demanda.

Fábrica inteligente es un término básico del concepto de Industria 4.0 (Cuarta Revolución Industrial) y el último goral del proceso de transformación digital.

¿Cuál es la diferencia entre una fábrica tradicional y una fábrica inteligente?

En una fábrica estándar, las operaciones son en gran medida manuales y se basan en el papel. Los datos se recogen y se introducen en los sistemas manualmente, y la comunicación suele ser lenta e ineficaz. Como resultado, las fábricas estándar pueden ser propensas a errores, retrasos y despilfarros.

Las fábricas inteligentes, por su parte, utilizan sensores y otros dispositivos para recopilar datos de máquinas y procesos en tiempo real. A continuación, estos datos se analizan mediante inteligencia artificial y aprendizaje automático para identificar tendencias, patrones y posibles problemas. Esta información se utiliza para optimizar las operaciones, mejorar la calidad y tomar mejores decisiones con mayor rapidez.

La introducción de la automatización industrial

La introducción de la automatización industrial tiene una larga y rica historia, que se remonta a principios del siglo XIX. Los primeros dispositivos de automatización industrial eran máquinas sencillas que se utilizaban para automatizar tareas repetitivas, como tejer e hilar. A medida que avanzaba la tecnología, se desarrollaron dispositivos de automatización más sofisticados, como el controlador lógico programable (PLC) en la década de 1970.

Los PLC revolucionaron la automatización industrial al permitir crear sistemas de automatización complejos y flexibles. Los PLC pueden utilizarse para controlar una amplia gama de máquinas y equipos, y pueden programarse para realizar una gran variedad de tareas. Esta flexibilidad ha convertido a los PLC en los dispositivos de automatización más utilizados del mundo.

La introducción de la automatización industrial ha tenido un profundo impacto en la industria manufacturera. La automatización ha permitido aumentar considerablemente la eficacia y la productividad, y también ha contribuido a mejorar la calidad de los productos fabricados. Además, la automatización ha creado nuevos puestos de trabajo en los campos de la ingeniería, el mantenimiento y la programación.

Hoy en día, la automatización industrial se utiliza en una amplia gama de sectores, como la fabricación, la automoción, la alimentación y las bebidas, la industria aeroespacial y la sanidad. La automatización ayuda a las empresas a mejorar su eficiencia, productividad, calidad, gestión de la cadena de suministro y competitividad.

¿Qué tecnologías se utilizan hoy en día en una fábrica inteligente?

Las fábricas inteligentes utilizan diversas tecnologías para mejorar la eficiencia, la productividad y la calidad. Algunas de las tecnologías más comunes son:

Internet de los objetos (IoT): Los dispositivos IoT recopilan datos de máquinas, sensores y otros equipos de toda la fábrica. Estos datos pueden utilizarse para seguir el progreso de la producción, identificar posibles problemas y tomar mejores decisiones.

Robótica y automatización: Los robots y la automatización se utilizan para realizar tareas repetitivas, peligrosas o difíciles para los humanos. Esto puede liberar a los trabajadores para trabajos más complejos y mejorar la eficiencia general de la fábrica.

Gemelos digitales: Los gemelos digitales son representaciones virtuales de la fábrica física. Pueden utilizarse para simular procesos de producción e identificar posibles problemas antes de que se produzcan.

Computación de borde: La computación de borde es un enfoque descentralizado de la informática que acerca la capacidad de procesamiento y almacenamiento a la fuente de datos. Esto puede mejorar el rendimiento y reducir la latencia en las fábricas inteligentes.

Computación en nube: La computación en nube proporciona una plataforma para almacenar y procesar datos de dispositivos IoT y otras fuentes. También proporciona acceso a aplicaciones de software que pueden utilizarse para analizar datos y gestionar la producción.

Software de fabricación: Las soluciones informáticas son la columna vertebral de la fábrica digital moderna. Permiten transferir datos sin fisuras del mundo físico al digital, hacer un seguimiento del progreso y garantizar la trazabilidad de extremo a extremo.

Realidad aumentada (RA): La RA se utiliza para proporcionar a los trabajadores información en tiempo real sobre las máquinas y los productos en los que están trabajando. Esto puede mejorar la eficiencia y la calidad.

Las fábricas se enfrentan a numerosos retos tanto a escala local como mundial

Desafíos locales

Retos mundiales

• • Baja eficiencia global de los equipos (OEE)

• • Control inadecuado del proceso

• • Ineficiencia hombre-máquina y
    comunicación máquina-máquina

• • Utilización ineficaz de los recursos

• • Tiempos de inactividad y fallos no identificados

• • Menor disponibilidad de la máquina

• • Dispersión de los datos y falta de
    análisis del problema

• • Falta de visibilidad en el taller

• • Falta de integración entre sistemas

• • Falta de información sobre la máquina

• • Aplicación de las estrategias esbozadas
    por la UE en documentos como:
    ◦ Economía neutra para el clima en 2050
    ◦ Pacto Verde Europeo
    ◦ Necesidad de eliminar lo negativo
    impacto de la industria en el clima
    ◦ Tomar medidas para reducir el efecto invernadero
    emisiones de gases

• • Permitir a los usuarios acceder a los datos y utilizarlos
    de dispositivos e IoT basado en la nueva
    Política de la Ley de Datos

• • Aumento de los costes de la energía y los materiales

• • Cuestiones de personal

¿Reconoce alguno de estos problemas en su fábrica?

Si es así, su fábrica no es inteligente.

Una fábrica inteligente es una instalación de fabricación que utiliza tecnologías digitales para mejorar la eficiencia, la productividad y la calidad de los procesos de fabricación. Las fábricas inteligentes utilizan datos y análisis para tomar mejores decisiones, automatizar tareas y predecir problemas.

La lista de problemas de la imagen anterior son todos retos comunes a los que se enfrentan las empresas manufactureras. Las tecnologías de fábrica inteligente pueden ayudar a resolver estos problemas y mejorar el rendimiento general de la fábrica.

Por ejemplo, las tecnologías de fábrica inteligente pueden utilizarse para:

• • Reduzca el tiempo de inactividad prediciendo y evitando averías en las máquinas.

• • Mejore la calidad identificando y corrigiendo los defectos en tiempo real.

• • Aumente la visibilidad del progreso de la producción para que los directivos puedan tomar decisiones con conocimiento de causa.

• • Automatice las tareas manuales para liberar a los trabajadores para trabajos más complejos.

• • Mejorar la trazabilidad de productos y materiales para que las empresas puedan cumplir los requisitos de los clientes y la normativa.

Si se enfrenta a alguno de los problemas de la lista anterior, ha llegado el momento de plantearse invertir en prácticas de fabricación y tecnologías de fábrica inteligentes. Las fábricas inteligentes pueden ayudarle a mejorar su cuenta de resultados y a seguir siendo competitivo en el mercado global actual.

¿Cómo puede una fábrica inteligente mejorar la eficiencia y la productividad?

La transición de las fábricas tradicionales a las Fábricas Inteligentes es un salto no sólo en términos de tecnología, sino también en las ventajas potenciales que puede ofrecer a los fabricantes, empleados, cadenas de suministro e incluso a los consumidores finales. A continuación se analizan en profundidad las ventajas de una Fábrica Inteligente:

• Mayor productividad:
• Las fábricas inteligentes optimizan los procesos, minimizan los tiempos de inactividad y automatizan las tareas rutinarias, lo que se traduce en un aumento de los niveles de producción.
• La robótica avanzada y los sistemas basados en IA pueden funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, sin fatiga, garantizando ciclos de producción ininterrumpidos.
• Utilización eficiente de los recursos:
• Los análisis avanzados permiten predecir con mayor exactitud las necesidades de material, lo que reduce los residuos.
• El consumo de energía se optimiza mediante redes y sensores inteligentes, lo que se traduce en operaciones sostenibles y ahorro de costes.

• Mayor flexibilidad:
• Las fábricas inteligentes pueden adaptarse fácilmente a los cambios en el diseño de los productos o en el volumen de producción.
• Pueden cambiar sin problemas entre diferentes tareas, lo que permite una gama de productos más diversa sin necesidad de reconfigurar toda la instalación.

• Producción de alta calidad:
• La supervisión constante y los mecanismos de información en tiempo real garantizan que los productos cumplan estrictas normas de calidad.
• Los productos defectuosos se identifican y aíslan rápidamente, lo que reduce las retiradas y mejora la reputación de la marca.

• Mantenimiento predictivo:
• En lugar de esperar a que una máquina se averíe, el análisis de datos predice cuándo es necesario realizar tareas de mantenimiento, lo que reduce los tiempos de inactividad imprevistos.
• Este enfoque proactivo prolonga la vida útil de la maquinaria y reduce los costes de mantenimiento a largo plazo.

• Ahorro de costes:
• Al aumentar la eficiencia y reducir los residuos, las fábricas inteligentes suelen generar importantes ahorros económicos a largo plazo.
• Los costes de inventario se minimizan con la fabricación justo a tiempo y una dinámica optimizada de la cadena de suministro.

• Mayor seguridad de los trabajadores:
• La automatización reduce la necesidad de intervención humana en tareas potencialmente peligrosas.
• La supervisión en tiempo real puede detectar condiciones inseguras, desencadenando acciones preventivas inmediatas.
• Toma de decisiones en tiempo real:
• Los directivos y las partes interesadas pueden tomar decisiones informadas basadas en datos en tiempo real procedentes de la planta de producción.
• El acceso instantáneo a estos datos permite reaccionar con mayor rapidez a los cambios del mercado, las interrupciones de la cadena de suministro o los problemas de producción.

• Capacidades de personalización:
• Las fábricas inteligentes pueden gestionar eficazmente pedidos personalizados, lo que permite a las empresas satisfacer las necesidades específicas de los clientes sin comprometer la velocidad de producción.
• Esto aumenta la satisfacción del cliente y abre nuevos segmentos de mercado.

• Optimización de la cadena de suministro:
• Los sistemas integrados proporcionan información sobre cada paso de la cadena de suministro, garantizando la entrega puntual de las materias primas y la distribución del producto acabado.
• Los retrasos y las ineficiencias se reducen al mínimo, lo que se traduce en un proceso de producción más fluido y fiable.

• Beneficios medioambientales:
• La reducción de residuos, la optimización del consumo de energía y las prácticas sostenibles hacen que las fábricas inteligentes tengan una menor huella de carbono.
• Se alinean más con los objetivos globales de sostenibilidad, mejorando la imagen de marca y cumpliendo con las responsabilidades sociales de las empresas.

¿Cómo afecta una fábrica inteligente a los puestos de trabajo?

El impacto de las fábricas inteligentes en el empleo es complejo y polifacético. Por un lado, las fábricas inteligentes pueden provocar la pérdida de puestos de trabajo, ya que algunas tareas que actualmente realizan los seres humanos pueden automatizarse. Por otro lado, las fábricas inteligentes también pueden crear nuevos puestos de trabajo, ya que se requieren nuevas habilidades para diseñar, implementar y operar soluciones y tecnologías de fábricas inteligentes.

En general, es probable que el impacto de las fábricas inteligentes en el empleo de las personas sea positivo a largo plazo. Las fábricas inteligentes pueden hacer que todo el proceso productivo de la fabricación sea más eficiente y productivo, lo que puede conducir al crecimiento económico y a la creación de empleo. Sin embargo, existe el riesgo de que algunos trabajadores se vean desplazados a corto plazo a medida que se implanten las tecnologías de las fábricas inteligentes.

He aquí algunas formas concretas en que las fábricas inteligentes están afectando a los puestos de trabajo de las personas:

• • Automatización: Las fábricas inteligentes están automatizando muchas tareas que actualmente realizan seres humanos, como el trabajo en la cadena de montaje, el control de calidad y la manipulación de materiales. Esto puede provocar la pérdida de puestos de trabajo, pero también puede liberar trabajadores para tareas más complejas y cualificadas.

• • Nuevas competencias: Las fábricas inteligentes requieren nuevas competencias para diseñar, implantar y utilizar tecnologías de fábricas inteligentes. Esto está creando nuevos puestos de trabajo para ingenieros, científicos de datos y otros trabajadores cualificados.

• • Mejora y reciclaje de las cualificaciones: Muchos de los trabajadores desplazados por las tecnologías de las fábricas inteligentes tendrán que mejorar su cualificación o reciclarse para adquirir nuevas competencias para el entorno de las fábricas inteligentes. Esto puede suponer un reto, pero es importante garantizar que todos los trabajadores tengan la oportunidad de beneficiarse de la transición a la fabricación inteligente.

Los gobiernos y las empresas tienen un papel que desempeñar para ayudar a los trabajadores en la transición a la economía de las fábricas inteligentes. Los gobiernos pueden apoyar programas de mejora y reciclaje de las cualificaciones. Las empresas pueden invertir en la formación de sus trabajadores en nuevas competencias y en la creación de nuevos puestos de trabajo para los trabajadores desplazados por la automatización.

¿Cómo puede una fábrica inteligente mejorar la eficiencia y la productividad?

Las fábricas inteligentes pueden mejorar la eficiencia y la productividad de varias maneras:

• • Recogida y análisis de datos en tiempo real: Las tecnologías de fábrica inteligente recopilan datos de máquinas, sensores y otros equipos en tiempo real. Estos datos pueden utilizarse para seguir el progreso de la producción, identificar posibles problemas y tomar mejores decisiones. Por ejemplo, pueden utilizarse algoritmos de aprendizaje automático para predecir fallos de las máquinas antes de que se produzcan, lo que puede ayudar a reducir el tiempo de inactividad y mejorar la eficiencia.

• • Automatización de tareas manuales: Las fábricas inteligentes pueden automatizar muchas tareas manuales que actualmente realizan seres humanos. Esto puede liberar a los trabajadores para tareas más complejas y cualificadas, lo que puede aumentar la productividad. Por ejemplo, se pueden utilizar robots para realizar el trabajo de la cadena de montaje, liberando a los trabajadores para solucionar problemas y mejorar la calidad.

• • Mayor visibilidad y trazabilidad: Las tecnologías de fábrica inteligente ofrecen visibilidad en tiempo real del progreso de la producción y la trazabilidad de los productos y materiales. Esto puede ayudar a identificar y solucionar los cuellos de botella, reducir los residuos y mejorar la calidad. Por ejemplo, las etiquetas RFID pueden utilizarse para seguir el movimiento de los productos a lo largo del proceso de producción, lo que puede ayudar a identificar y solucionar los retrasos.

• • Colaboración entre humanos y máquinas: Las tecnologías de las fábricas inteligentes pueden utilizarse para crear un entorno más colaborativo entre humanos y máquinas. Por ejemplo, la realidad aumentada (RA) puede utilizarse para proporcionar a los trabajadores información en tiempo real sobre las máquinas y los productos en los que están trabajando. Esto puede ayudar a los trabajadores a realizar sus tareas de forma más eficiente y precisa.

¿Qué beneficios experimentan/esperan las empresas de la digitalización de las fábricas?

¿Cuáles son los riesgos y retos potenciales de la implantación de una fábrica inteligente?

• • Coste: Las tecnologías de fábrica inteligente pueden ser caras de implantar y mantener. Esto puede suponer un obstáculo para las pequeñas y medianas empresas.

• • Complejidad: Las fábricas inteligentes son sistemas complejos que requieren una cuidadosa planificación e implantación. Existe el riesgo de que las cosas salgan mal, lo que puede resultar costoso y perturbador.

• • Seguridad: Las fábricas inteligentes están conectadas a Internet, lo que las hace vulnerables a los ciberataques. Es importante aplicar fuertes medidas de seguridad para proteger los sistemas y datos de las fábricas inteligentes.

• • Gestión del cambio: La implantación de una fábrica inteligente puede requerir cambios significativos en los procesos y flujos de trabajo existentes. Es importante gestionar este cambio con cuidado para garantizar que los empleados están a bordo y que la transición se realiza sin problemas.

• • Déficit de cualificaciones: Existe una escasez de trabajadores cualificados que posean las habilidades y los conocimientos necesarios para diseñar, implantar y hacer funcionar las tecnologías de las fábricas inteligentes. Esto puede dificultar encontrar el talento adecuado para implantar una fábrica inteligente.

Preocupaciones en torno a la implantación y continuidad de la conectividad de las fábricas

Medir el éxito y el ROI de la fábrica inteligente

Definición de indicadores clave de rendimiento (KPI) para medir el impacto de la implantación de fábricas inteligentes

En el ámbito de la implantación de fábricas inteligentes y la integración de modernos sistemas informáticos, la medición
éxito y el rendimiento de la inversión (ROI) desempeñan un papel fundamental a la hora de determinar la eficacia y el
valor de estas iniciativas. La definición de indicadores clave de rendimiento (KPI) proporciona a las organizaciones
con métricas tangibles para evaluar el impacto de sus esfuerzos en materia de fábricas inteligentes. Algunos ejemplos
En este contexto, los KPI incluyen el rendimiento de la producción, el tiempo de inactividad de la máquina, las métricas de calidad y la energía.
consumo. Al supervisar el rendimiento de la producción, las empresas pueden evaluar la eficiencia y la
velocidad de fabricación de los productos, garantizando una utilización óptima de los recursos y
minimizar los cuellos de botella. El seguimiento del tiempo de inactividad de las máquinas ayuda a identificar oportunidades para
optimización del mantenimiento, reduciendo las costosas interrupciones de la producción. Las métricas de calidad permiten
organizaciones para medir los defectos de los productos, los reprocesamientos y la satisfacción de los clientes, garantizando así
la entrega de productos de alta calidad. Por último, el control del consumo de energía ayuda a identificar
oportunidades de ahorro de energía, con la consiguiente reducción de costes y sostenibilidad medioambiental. En
definiendo y analizando estos KPI, las empresas pueden obtener información valiosa sobre el éxito y el ROI
de la implantación de su fábrica inteligente, impulsando la mejora continua y el crecimiento.

Es importante señalar que los KPI y las métricas específicas utilizadas para medir el éxito y el ROI
de implantación de fábricas inteligentes puede variar en función de las características únicas de cada
fábrica y los sistemas informáticos específicos que se adopten. Factores como la industria, el tipo de producto,
Los procesos de producción y los requisitos de los clientes desempeñan un papel crucial a la hora de determinar las
KPI para un escenario determinado. Por ejemplo, una fábrica centrada en la fabricación ajustada podría dar prioridad a
métricas como la reducción del plazo de entrega, la rotación de inventarios y la reducción de residuos. Por otra parte, un
Una fábrica con un fuerte énfasis en la capacidad de respuesta al cliente podría dar prioridad a los KPI relacionados con
la puntualidad en la entrega, la precisión en el cumplimiento de los pedidos y los índices de satisfacción de los clientes. Al adaptar la
selección de los KPI para alinearlos con los objetivos y requisitos específicos de la fábrica, las organizaciones
pueden garantizar una evaluación exhaustiva del impacto y el éxito de su fábrica inteligente
aplicación.

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En conclusión

Una fábrica inteligente representa la evolución tecnológica y digital de las instalaciones de fabricación tradicionales. Al aprovechar tecnologías avanzadas como la IA, el IoT, el análisis de datos y la automatización, las fábricas inteligentes ofrecen toda una serie de ventajas:

• • Mayor productividad: Estas fábricas optimizan las operaciones y pueden funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana, gracias a sistemas basados en IA y robótica, minimizando los tiempos de inactividad inducidos por el hombre.

• • Uso eficiente de los recursos y la energía: Los análisis predictivos reducen los residuos y los sensores optimizan el consumo de energía, lo que se traduce en sostenibilidad y ahorro de costes.

• • Flexibilidad y personalización: Las fábricas inteligentes pueden adaptarse rápidamente a los cambios de diseño o a la variación de los volúmenes de producción, y pueden gestionar eficazmente pedidos personalizados, lo que permite a las empresas atender demandas específicas de los clientes sin sacrificar el ritmo de producción.

• • Calidad y mantenimiento predictivo: La supervisión continua garantiza una producción de alta calidad, identificando rápidamente los defectos. El mantenimiento predictivo reduce las paradas imprevistas de la máquina, lo que prolonga su vida útil y ahorra costes.

• • Mayor seguridad y toma de decisiones en tiempo real: La automatización y la supervisión en tiempo real aumentan la seguridad de los trabajadores y facilitan la toma de decisiones inmediatas basadas en datos.

• • Optimización de la cadena de suministro y beneficios medioambientales: Los sistemas integrados agilizan toda la cadena de suministro y reducen el impacto ambiental, en consonancia con los objetivos mundiales de sostenibilidad.

Sin embargo, la transición también plantea retos como el posible desplazamiento de puestos de trabajo debido a la automatización. Aunque algunas funciones pueden quedar obsoletas, surgirán nuevas oportunidades para trabajadores cualificados, como científicos de datos e ingenieros. La implantación de fábricas inteligentes requiere una inversión significativa, y las empresas se enfrentan a riesgos potenciales como las amenazas a la ciberseguridad, los problemas de integración y la necesidad de mejorar las cualificaciones de los empleados. Sin embargo, mediante el seguimiento de los indicadores clave de rendimiento, las empresas pueden medir y optimizar el retorno de la inversión de sus iniciativas de transformación digital.