tendència actual d'automatització i intercanvi de dades en les tecnologies de la fabricació From Wikipedia, the free encyclopedia
La indústria 4.0[1] (també coneguda com a indústria intel·ligent o ciberindústria del futur o quarta Revolució Industrial) correspon a una nova manera d'organitzar els mitjans de producció consistent en la contínua automatització de les pràctiques i els processos industrials a través de la tecnologia intel·ligent moderna. L'objectiu és millorar la comunicació, l’autocontrol i la producció de màquines intel·ligents per tal que puguin analitzar i diagnosticar problemes sense necessitat d’intervenció humana. Amb tot això, es pretén assolir la posada en marxa d'un gran nombre de fàbriques intel·ligents (smart factories) [2] capaces d'adaptar-se més a les necessitats i els processos de producció i, també, a assignar d'una manera més eficaç els recursos, de manera que s'obri la via cap a una nova revolució industrial o la quarta revolució industrial.[3]
| |||
| Tipus | període històric disciplina acadèmica especialitat camp d'estudi  | ||
|---|---|---|---|
| Interval de temps | dècada del 2000 - | ||
| Format per | |||
Internet de les coses integració vertical Maintenance 4.0 (en)  horizontal integration (en) Intelligent Process (en) Fàbrica intel·ligent intelligent machine (en) Fabricació intel·ligent descentralització Sistema ciberfísic dades massives Interconnectivitat de xarxes intel·ligència artificial smart product (en) | |||
Les bases tecnològiques d'aquesta orientació són, entre d'altres:
El concepte indústria 4.0 no és una realitat consolidada, sinó que és una nova fita en el desenvolupament industrial que marcarà importants canvis a la societat en els propers anys, fent un ús intensiu d'internet i les tecnologies punteres amb la finalitat primordial de desenvolupar plantes industrials i generadores d'energia més intel·ligents i més respectuoses amb el medi i amb cadenes de producció més ben comunicades entres si i amb els mercats d'oferta i demanda.[9]
El concepte va aparèixer per primera vegada l'any 2011 a una fira de tecnologia a Hannover on es parlava de la necessitat d'impulsar el desenvolupament de la producció intel·ligent. S'estableix com un sistema que pretén fusionar el món físic, digital i biològic i que té la capacitat de canviar completament els sistemes de producció, cosa que ja es produeix. La indústria 4.0 està lligada a l'anomenada quarta revolució industrial, terme introduït en un article per Klaus Schwab, president executiu del Fòrum Econòmic Mundial i que actualment té un llibre sobre aquest tema.[10]
El concepte sorgeix de la idea que el món es troba en un constant canvi, sobretot pel que està relacionat amb la indústria. Abans d'aquesta hem presenciat 3 revolucions industrials.[11]
La primera revolució industrial es va caracteritzar per substituir els mètodes de producció manuals per màquines que utilitzaven el vapor i l'aigua per al seu funcionament, és a dir, per la mecanització dels processos de producció. No va ser un procés ràpid sinó que es va dur a terme de manera progressiva entre el 1760 i 1820. Va tenir gran influència en la indústria tèxtil que va ser una de les primeres en introduir els canvis. D'altres a destacar van ser la indústria del ferro, la mineria i l'agricultura. Va provocar diversos conflictes entre la creixent classe social mitjana i la població obrera.
La segona revolució industrial va tenir especial rellevància per l'aparició de l'electricitat i la introducció d'aquesta tan en usos domèstics com industrials. És també coneguda com la «revolució tecnològica» ja que, a part de l'electricitat, es va inventar també el telèfon i es va produir un cert desenvolupament de l'automòbil juntament amb la instal·lació d'extenses xarxes ferroviàries. Aquesta es va produir en el període comprès entre 1871 i 1914, en què es va donar un gran creixement econòmic alhora que els treballadors seguient sent substituïts per màquines.
La tercera revolució industrial, que ès també coneguda com la revolució científicotècnica o la revolució de la intel·ligència, es va desenvolupar al voltant dels anys 60 fins a finals de segle. Va venir donada per l'ús massiu d'ordinadors i el creixement d'internet, cosa que provocà que aquestes noves formes de comunicació es convertissin en el mitjà d'organització i gestió de les civilitzacions. Actualment està també relacionada amb l'ús de les energies renovables.
Podríem dir que, la quarta revolució industrial, es basa en la digitalització [12] de la indústria i, és aquesta, que està relacionada amb el concepte indústria 4.0. Per a entendre millor els dos conceptes n'establirem les diferències.
La quarta revolució industrial fa referència al fènomen tecnològic, social, econòmic i polític que s'ha produït des de la primera revolució industrial. La indústria 4.0 seria la implantació sistemàtica, funcional i pràctica dels principis de la quarta revolució Industrial a la indústria contemporànea i als seus processos de producció, gestió i administració per tal d'aconseguir major eficiència i instantaneïtat.
Hi ha 6 principis de disseny que podem identificar en la indústria 4.0:[13][14][15]
Aquestes són els pilars essencials de la indústria 4.0:
El concepte quarta revolució industrial va ser proposat per Klaus Schwab i es va donar en el context de l'edició del FEM 2016.
«Esta cuarta etapa está marcada por avances tecnológicos emergentes en una serie de campos, incluyendo robótica, inteligencia artificial, cadena de bloques, nanotecnología, computación cuántica, biotecnología, internet de las cosas, impresión 3D, y vehículos autónomos.» Klaus Schwab[30]
L'anomenada indústria 4.0 és un dels projectes clau de l'estratègia relativa a les tecnologies punta del govern alemany, que promou la revolució digital de les indústries.[31][32]
A França, les societats com Oracle, Dessault Systèmes, EADS, Astrium… estan molt implicades en el desenvolupament de la indústria 4.0.
Als Estats Units, el projecte Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC) [33] està orientat a les modalitats de fabricació industrial del futur. A més i independentment, cal destacar que General Electric treballa des de fa uns anys en un projecte anomenat «Industrial Internet»,[34][35] que pretén associar i complementar els avenços tecnològics, i entre ells:
A nivell d'investigació i desenvolupament, Japó, és un dels països que ha mostrat uns majors avenços en la promoció i la implementació de la quarta revolució industrial promovent el desenvolupament de les tecnologies emergents i la materialització de moltes d'elles en diferents contextos, no només industrials sinó que també socials i econòmics. Els principals esforços estan enfocats a la mobilitat autònoma i urbana, medicina de precisió i política de dades.[36][37]
La indústria 4.0 implica la completa digitalització de les cadenes de valor mitjançant l'ús de tecnologies de processament de dades, programari intel·ligent i sensors per poder preveure, controlar, planificar i produir, de forma intel·ligent.
L'objectiu de la indústria 4.0 és computaritzar el món de la fàbrica. Això suposa la integració tècnica dels sistemes ciberfísics (SCF) en les activitats de producció i logística així com l'ús de la Internet en els processos industrials.
Aquest element implica un elevat grau d'automatització i digitalització de les fàbriques. La utiliztació d'Internet i els sistemes ciberfísics, és a dir, l'ús de xarxes virtuals capaces de controlar objectes físics permet la modernització de les plantes fabrils fins a transformar-les en fàbriques intel·ligents caracteritzades per una intercomunicació contínua i instantània entre els diferents departaments de treball que componen les pròpies cadenes de producció, aprovisionament, empaquetatge i despatx. L'ús de captors aporta, a la maquinària i eines de la planta, una capacitat d'autodiagnosticar-se que permet el control a distància, assegurant elements com la millor integració en el sistema productiu global.
Les eines i màquines d'una fàbrica en conjunt amb elements com els dipòsits i existències de matèries primeres i de productes semi elaborats, en un entorn fabril d'indústria 4.0, assegura vincles i comunicacions a través d'una xarxa interna d'ella mateixa lligada amb l'exterior, cosa que introdueix gran flexibilitat al procés productiu i gran capacitat d'adaptació a situacions fortuïtes.
Les necessitats i conveniències particulars dels consumidors finals o clients així com d'intermediaris, proveïdors i associats, que d'alguna manera estan vinculats o relacionats amb el procés productiu o els productes, poden ser contemplades mitjançant un alt grau de personalització i adaptació, per exemple, canviant algunes característiques dels productes dirigits a ells i/o assegurant certes dates d'entrega, etc.
Per tant, així serà més senzill gestionar una producció a agran escala amb productes personalitzats segons necessitats particulars i, alhora, sense mantenir uns stocks exageradament voluminosos i assegurant la satisfacciió de la major quantitat possible de clients.
El sistema de la indústria 4.0 és capaç de generar un flux regular d'informació, molt superior del que es podria disposar si es s'utilitzessin estratègies de logística i mètodes de producció més tradicionals. A més, aquestes informacions poden ser intercanviades de manera ràpida tan a nivell intern (comunicació directa o a través de la Intranet) com exterior (comunicació a través de la Internet). Això proporciona interessants possibilitats en relació als actors logístic externs i el propi lloc de producció en el sentit que es podria permetre adaptar-se fàcilment a situacions canviants.
El sistema RFID, per exemple, pot utilitzar-se com un efectiu sistema de traçabilitat a l'interior de la cadena productiva o, també, al nivell de la seva totalitat. D'aquest anterior se'n pot deduir la importància que té l'ús d'un sistema logístic capaç d'intercanvia, de manera ràpida, informació entre la empresa i el conjunt dels seus contraparats i prestataris.
La recol·lecta de dades generades pels diferents elements de la cadena de producció permet produir igualment una rèplica virtual de la totalitat o de part d'aquesta cadena, cosa que també permet generar simulacions de procediments o tests o que, futurs obres o tècnics, es familiaritzin amb les eines i elements de treball que tenen a la seva disposició, així com amb les circumstàncies excepcionals o els procediments complexes que es poden donar.
Tota aquesta informació acumulada també podria permetre, a no especialistes o no professionals, solucionar per ells mateixos alguns inconvenients que podrien succeir i/o informar a distància a tècnics de major nivell sobre el que han observat com a irregularitat i, així, poder respondre més ràpid a qualsevol succés fora de l'habitual.
Ja no n'hi ha prou amb gestionar raonablement les matèries primeres utilitzades o produïdes sinó que, a més, es busca optimitzar l'ús energètic i/o de la producció energètica. Així mateix, ja no s'aconsegueix gestionant aquests factors en temps diferit perquè es necessita prendre decisions a temps real.
La indústria 4.0 pretén, també, respondre a les problemàtiques actuals relacionades amb l'estalvi d'energia i la gestió de recursos naturals i humans. A partir d'un sistema organitzat de la xarxa de comunicacions i d'intercanvi instantani d'informació, es podrà estar molt més preparat per a realitzar aquesta gestió de manera més eficaç, tenint en compte les necessitats i disponibilitats de cada element del sistema i permetent millores i guanys per la productivitat així com l'economia dels recursos.
Degut al descens gradual de recursos a l’agenda digital després de la crisi i a la poca inversió en R+D+i, Espanya, si es compara amb la resta de països europeus, es troba en una situació amb un cert retard. Així mateix, contrasta de manera significativa amb els 4 països pioners d’Europa: Alemanya, Irlanda, Suècia i Àustria. Segons l'índex d’Evolució Digital 2017, publicat pel Fòrum Econòmic Mundial, Espanya se situa a la posició número 25.[39]
Un estudi publicat per PwC l’any 2018, mostra que el 8% de les empreses espanyoles tenen un grau avançat en digitalització, mentre que la mitjana de la resta del món és del 33%.Tot i així, en sectors com el de l'aeronàutica, el químic i el de transports, queda per sobre del nivell mundial. Així mateix, la mitjana del nivell de digitalització de les empreses espanyoles és del 43’6%. Aquest mateix estudi estableix unes categories per a classificar els països segons l’abast de la seva transformació tecnològica:
Les empreses espanyoles que es troben en el nivell «digital campions» només suposa el 5% del total, mentre que el 47% es trobaria en el nivell de «followers» i el 21% restant a «novices».
Per aquestes raons, s’estan duent a terme campanyes i polítiques per a impulsar l’ús d’aquestes tecnologies en els processos productius.[40] La implantació de la digitalització i les noves tecnologies en les empreses espanyoles es va produint de manera progressiva però de manera molt lenta, per la qual cosa, encara queda un llarg camí perquè les empreses espanyoles aconsegueixin el grau de transformació digital equiparable al d’altres països.
Un estudi realitzat per KPMG anoemenat “Perspectivas España 2019. En el camino de la Industria 4.0”,[41] determina que el 68% de les 1.000 empreses analitzades tenen previst millorar els seus processos i un 37% es planteja tenir com a prioritat avançar en la transformació tecnològica.
A l'estudi «Mapa i anàlisi de la indústria 4.0 a Catalunya» [42] publicat l’any 2017 per Acció, agència de la Generalitat de Catalunya, s’identifiquen 365 empreses que ofereixen productes i serveis relacionats amb la indústria 4.0, les quals aporten una facturació agregada de 1.224 milions d’euros, que representa el 0,6% del PIB de Catalunya. Aquestes empreses donen feina a més de 23.000 treballadors però el 73% tenen menys de 50 treballadors i només el 4% són empreses de més de 250 treballadors. Tot i així, es detecta un nivell elevat de sensibilització per part de les empreses catalanes cap a la digitalització. Els sectors que han avançat més en aquest entorn són el de l’automoció, els béns d’equip i les tecnologies mèdiques o de la salut.
Només el 15,7 de les empreses han impulsat iniciatives de digitalització en els seus processos productius. Només el 2’3% determina trobar-se en una fase avançada en relació a la transformació tecnològica. Això ens determina que encara són molt poques les empreses que realment han iniciat el procés.
S'estableix que, per a poder adaptar la indústria catalana a la indústria 4.0 o a la quarta revolució industrial, cal superar alguns reptes, com per exemple, adaptar els professionals, proporcionar solucions adaptades a les pimes i compartir el coneixement.
Altres dades proporcionades a l'estudi:
Segons un estudi del Consell Econòmic i Social de Barcelona (CESB), l'àrea metropolitana de Barcelona, es posicionava l'any 2018 com una de les zones més adaptades per afrontar els reptes de la digitaliztació deguta l'arribada d'empreses i centres tecnològics que creen un ecosistema innovador, que té com a màxim exponent el Mobile World Congress.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
