Posibilitar la industria 4.0 en la era del IoT y el 5G.

El Internet de las cosas (IoT) está preparado para generar un impacto prácticamente en todas las industrias, pero en ninguna más que en el sector manufacturero. De hecho, el IoT, con su potencial para transformar los sistemas lineales tradicionales en sistemas dinámicos e interconectados, puede ser el mayor impulsor de cambio en las fábricas y otros centros y en la adopción de la Industria 4.0.

Al igual que en otros sectores, el IoT y el IoT industrial (IIoT) relacionados con la fabricación son posibles gracias a la conectividad móvil y las tecnologías que la posibilitan. Hoy en día, el IoT se basa en la baja potencia y el largo alcance, los cuales son abordados por el estándar de barra estrecha (NB). Las conexiones de NB pueden propiciar una gran variedad de casos de uso de IoT, como detectores de eventos, cestos de basura inteligentes y la medición inteligente. Las aplicaciones industriales incluyen el seguimiento de activos y logística, así como la supervisión de máquinas, entre otras.

Pero a medida que la conectividad 5G nacional continúa desarrollándose, un nivel completamente nuevo de velocidad, eficiencia y rendimiento ayudará a crear nuevos casos de uso de IoT.

El 5G será necesario para las transmisiones de mayor velocidad de datos y las necesidades de ultrabaja latencia. De hecho, un 2020 informe de Bloor Research indica que el futuro del 5G, la informática de borde y el IoT combinados, son facilitadores fundamentales para la industria 4.0.

Según un informe de Markets and Markets, por ejemplo, se espera que el mercado del IIoT crezca un 42.7% durante el período de 5 años que finaliza en 2024. Entre los principales factores que promueven el mercado del IIoT se encuentran los dispositivos electrónicos y semiconductores más avanzados y el aumento de las plataformas de computación en nube, dos factores que se espera que la era del 5G impulse.

El informe de Bloor Research también señaló que sin 5G habrá importantes brechas en la red para facilitar la industria 4.0, no solo para proporcionar conectividad a miles de millones de dispositivos IoT para la Industria 4.0, sino también para transferir y procesar la enorme cantidad de datos que se generarán.

Sin embargo, el desafío no es simplemente el ancho de banda. Los diferentes sistemas de IoT tendrán diferentes requisitos de red. Algunos dispositivos exigirán una confiabilidad extremadamente alta en la que la baja latencia será fundamental, mientras que en otros casos de uso las redes se verán obligadas a hacer frente a una densidad de dispositivos conectados mucho mayor a la que hemos visto hasta ahora.

Por ejemplo, en una planta de producción, algunos sensores sencillos podrían recopilar y almacenar datos y comunicarse con un dispositivo de puerta de enlace que contiene la lógica de la aplicación. En otras situaciones, es posible que los datos de sensores IoT se deban recopilar en tiempo real desde una variedad de sensores, etiquetas RFID, dispositivos de rastreo y dispositivos móviles en un área más amplia a través de protocolos 5G.

El resultado: 5G en el sector de la manufactura tiene el poder para ayudar a aprovechar una variedad de casos de uso y beneficios de IoT y IIoT para la industria 4.0. De cara al futuro, no sería sorprendente ver cómo estos cinco casos de uso se transforman con una conectividad fuerte y confiable de redes 5G multiespectro que se están construyendo actualmente y la implementación de dispositivos compatibles.

Conocimiento de los activos de producción.

Con el IoT/IIoT, los fabricantes podrían conectar los equipos de producción y otras máquinas, herramientas y activos en fábricas y almacenes, lo que daría a los directivos e ingenieros una mayor visibilidad de las operaciones de producción y un conocimiento sin precedentes de cualquier problema que pudiera surgir.

Una de las capacidades fundamentales del IoT es el seguimiento de activos o la posibilidad de localizar y supervisar fácilmente los componentes clave de un centro de producción. En un futuro (cercano), las empresas podrán realizar un seguimiento automático de las piezas a medida que avanzan en el proceso de montaje mediante sensores inteligentes. Los directores de planta también obtendrán una visión en tiempo real de los resultados de la producción mediante la conexión de las herramientas utilizadas por los operarios con cualquier máquina utilizada en la producción.

A través de Industria 4.0, con el uso de los datos generados por IoT, los fabricantes tendrán el poder de aprovechar estos mayores niveles de visibilidad dentro de las plantas para identificar y resolver rápidamente los cuellos de botella a través del uso de tableros, lo cual dará lugar a una producción más rápida y de mayor calidad.

Mejorar el mantenimiento predictivo.

Una falla puede provocar importantes retrasos en la producción, lo cual puede generar grandes pérdidas por reparaciones o reemplazos inesperados de equipamiento, así como descontento en los clientes por la demora o la cancelación de los pedidos, de modo que es fundamental que los fabricantes se aseguren que los equipos de la fábrica y otros activos estén en buen estado de funcionamiento. Esto significa que mantener las máquinas en funcionamiento puede suponer una reducción significativa de los gastos operativos y mayor fluidez en los procesos de producción.

Mediante la implementación de sensores inalámbricos en las máquinas de una fábrica y la conexión de esos sensores a Internet, los directores podrían detectar si un equipo determinado está empezando a funcionar mal mucho antes de que lo haga.

Los sistemas de IoT emergentes e integrados, respaldados por la tecnología móvil, podrían detectar señales de advertencia en los equipos y enviar información al personal de mantenimiento para que puedan reparar los equipos de forma proactiva y así evitar retrasos y costos significativos. Además, los fabricantes podrían obtener beneficios, como entornos de planta potencialmente más seguros y una mayor vida útil de sus equipos.

Elevar el estándar de calidad de los productos.

Imagina cómo la supervisión continua de los productos a lo largo del ciclo de fabricación —lo que es posible gracias a los sensores ambientales que envían datos sobre las condiciones críticas para una alta calidad— podría ayudar a los fabricantes a mejorar la calidad de los bienes que producen.

Los sensores podrían utilizarse para alertar a los supervisores del taller cuando se alcancen los umbrales de calidad o cuando las condiciones, como la temperatura o la humedad del aire, no sean óptimas para la producción de artículos específicos, como alimentos o productos farmacéuticos.

Gestión y optimización de la cadena de suministro.

Las cadenas de suministro de los fabricantes son cada vez más complejas, especialmente cuando las organizaciones amplían sus operaciones a nivel mundial. La tecnología emergente del IoT permite a las compañías controlar los hechos en sus cadenas de suministro al brindar acceso a los datos en tiempo real a través del seguimiento de activos, que pueden incluir camiones, contenedores de envío e incluso productos individuales.

Los fabricantes podrían utilizar sensores para rastrear y supervisar los inventarios a medida que se desplazan de un lugar a otro a lo largo de la cadena. Esto incluye los envíos de suministros utilizados en la fabricación de productos y la entrega de productos terminados. Los fabricantes también podrían obtener una mayor visibilidad de los inventarios de productos para ofrecer cronogramas más precisos sobre la disponibilidad de materiales y el envío de productos a los clientes. Mientras tanto, el análisis de los datos también podría ayudar a las compañías a introducir mejoras en la logística, ya que les permitiría detectar las áreas problemáticas.

Crear gemelos digitales.

El IoT emergente permite a los fabricantes crear gemelos digitales, que son réplicas virtuales de dispositivos o productos físicos que los fabricantes pueden utilizar para realizar simulaciones antes de construir e implementar los dispositivos en la realidad. Gracias a los flujos continuos de datos en tiempo real que proporciona el IoT, los fabricantes pueden crear un gemelo digital de prácticamente cualquier tipo de producto, lo cual les permitirá detectar antes las fallas y predecir los resultados con mayor precisión.

Esto podría dar lugar a productos de mayor calidad y reducir los costos asociados al retiro de productos después de su envío. Además, los datos recopilados de las réplicas digitales podrían permitir a los directores analizar el funcionamiento de los sistemas en diversas condiciones en el campo.

Con una serie de aplicaciones potenciales, cada uno de estos cinco posibles casos de uso tiene el poder de revolucionar gran parte del sector manufacturero. Para aprovechar el potencial de la industria 4.0, los líderes tecnológicos de la industria manufacturera tendrán que comprender los principales desafíos que presenta el IoT y aprender cómo el futuro de 5G puede abordar estos desafíos.

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