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  • Construir y operar las fábricas del mañana

La Industria 4.0, incluidas las soluciones que recopilan datos, aprenden y proporcionan conocimientos prácticos para optimizar el uso de la energía y la continuidad, se está convirtiendo rápidamente en la nueva normalidad de la fabricación. Las operaciones diarias, el mantenimiento de equipos y los modelos de rentabilidad están cambiando. Las regulaciones energéticas están aumentando. Los sistemas heredados desactualizados dificultan las tecnologías conectadas. El capital humano es muy importante, con mayores esfuerzos de reclutamiento, la mejora de la mano de obra en nuevas tecnologías y el apoyo a una fuerza laboral cada vez más remota ahora es de vital importancia.

Si bien la Industria 4.0 presenta nuevos desafíos, los resultados impactantes experimentados a través del cambio los superan ampliamente. Las empresas innovadoras que construyen las fábricas del mañana no solo ven mejoras en la productividad de los empleados y el retorno en la inversión, sino que reconocen que la tecnología es un catalizador para el crecimiento.

Para modernizar la fabricación e impulsar el crecimiento, las industrias de todos los tamaños deben superar los desafíos de recursos y reforzar las ventajas competitivas a través de una mejor gestión de materiales y procesos de fabricación avanzados. Los procesos y las máquinas deben mejorar. Las industrias deben proteger las nuevas plataformas con seguridad cibernética en los productos que instalan. Los empleadores deben educar a los trabajadores a través de iniciativas de capacitación digital progresivas. En el mundo conectado actual, los datos son la clave para alcanzar estos hitos.

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Todd Earls

Uso de entradas de datos para aumentar sus resultados

Optimizar el tiempo de actividad y la productividad, y reducir los costos de mantenimiento definen el rendimiento de la fábrica del futuro. La recopilación, el almacenamiento, la visualización y el análisis de datos crean transparencia en el uso de energía, los resultados y la disponibilidad. Así es como las industrias utilizan los datos de fabricación para predecir el mantenimiento, reducir costos y automatizar los procesos que mejoran el rendimiento. A medida que los fabricantes imaginan el futuro, extraer la información correcta de los datos es clave para mejorar las operaciones y crear valor a largo plazo. La conectividad impulsa las capacidades de la fábrica del futuro que involucran las conexiones a máquinas, sensores, productos inteligentes, aplicaciones de socios y otras fuentes de datos. Un ecosistema conectado digitalmente permite la acumulación y utilización de datos de maneras nunca antes posibles. Y es este ecosistema el que impulsa la innovación de Industria 4.0. 

La digitalización  inspirada en la Industria 4.0 redefine cómo se planifican, construyen, utilizan y mantienen los productos. Cuanto antes las fábricas digitalicen las operaciones, más rápido podrán obtener el retorno en la inversión; los fabricantes que hicieron inversiones en la Industria 4.0 obtuvieron un 20,4 % más de ingresos que los competidores no digitales en un período de cuatro años.1

Organizaciones que creen que pueden crear nuevos flujos de ingresos de IIdC basados en servicios
84
%
Organizaciones que creen que pueden crear nuevos flujos de ingresos de IIdC basados en servicios
Porcentaje de empresas industriales que invierten en fábricas digitales
91
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Porcentaje de empresas industriales que invierten en fábricas digitales
Aumentos de la eficiencia en IIdC en los próximos cinco años
12
%
Aumentos de la eficiencia en IIdC en los próximos cinco años

Impulsar la sostenibilidad a través de una mejor gestión de materiales

Las fábricas son responsables del 54% del consumo de energía y del 20% de las emisiones globales de CO2 .2 Las instalaciones industriales se enfrentan a mayores presiones regulatorias y de los consumidores para reducir su huella de carbono. Las tecnologías de la Industria 4.0 juegan un papel fundamental en la reducción del uso de energía y las emisiones. Sin la carga del exceso de peso, los materiales más livianos requieren menos energía para moverse. Esto significa que se requieren menos combustibles fósiles para impulsar los vehículos, lo que reduce sustancialmente el consumo de combustible y las emisiones de CO2 .

La fabricación aditiva y las tecnologías de aligeramiento ayudan a los OEM a ejercer un impacto proactivo en el medio ambiente para mejorarlo, creando nuevas oportunidades para combinar materiales novedosos, diseños e innovaciones de procesos más rápido que la fabricación tradicional. La fabricación aditiva permite a los ingenieros crear nuevas iteraciones de diseño de manera rápida y rentable, incluso crear un nuevo paradigma de “fabricación a diseño”. En lugar de a través de métodos de fabricación convencionales basados en la fabricación o formación sustractiva, las nuevas tecnologías aditivas incluyen impresión en 3D para aplicaciones tanto metálicas como no metálicas. Estas tecnologías permiten a los fabricantes de equipos originales satisfacer la creciente demanda de componentes y accesorios complejos mientras mejoran la velocidad de comercialización y promueven prácticas de fabricación sostenibles.

Estamos explorando soluciones de vanguardia en lo que respecta a los materiales de polímeros, los compuestos y las estructuras para mejorar la eficacia, la durabilidad y la capacidad de reciclaje de los productos. Con un aumento drástico de dispositivos y sensores conectados, y los datos y perspectivas que crean, utilizamos y conservamos los recursos de manera eficiente, proporcionamos un acceso confiable a la energía y permitimos entornos de vida y trabajo más seguros.

Nuestro proceso de fabricación aditiva puede disminuir los desperdicios y los desechos utilizando solo el material requerido para los productos finales. Nuestros equipos reducen de manera activa nuestros propios desechos y emisiones de dióxido de carbono, y optimizan nuestra forma de utilizar la energía, las materias primas y los recursos naturales. A medida que se agrega cada capa 3D, evaluamos y garantizamos la calidad con análisis de datos en tiempo real. Si detectamos calidad deficiente en cualquier punto, podemos cambiar las entradas o la impresión lenta para garantizar un mejor producto y, al mismo tiempo, reducir los costos de desechos y materiales, todo gracias al flujo continuo de datos.

Inspiramos el pensamiento de vanguardia al garantizar que nuestros ingenieros tengan acceso directo a nuevas tecnologías y a la autonomía para experimentar sin limitación. Mediante estudios exhaustivos, estamos aumentando nuestra comprensión del impacto ambiental de la fabricación aditiva. Nuestros Centros de Excelencia de Eaton en Southfield, Michigan (EE. UU.) y Pune, India, satisfacen la creciente demanda de componentes, herramientas y accesorios complejos de alto rendimiento, todo mientras mejoran la velocidad de comercialización y promueven la fabricación sostenible, lo que también sirve de impulso a nuestra capacidad para cumplir con nuestros  objetivos de sustentabilidad para el año 2030.

Maximizar la ciberseguridad desde la planificación hasta la implementación

El treinta y cinco por ciento de los fabricantes no pueden invertir por completo en tecnologías de la Industria 4.0 debido a inquietudes de seguridad cibernética.3. Eso significa que implementar soluciones seguras es primordial. A medida que más fabricantes e industrias construyen e implementan dispositivos inteligentes de Internet de las Cosas (IdC) y servicios en la nube, la protección de activos se vuelve más importante y más difícil de administrar. 

Con gobiernos lentos para regular los estándares para medidas adecuadas de seguridad cibernética, los fabricantes deben identificar y eliminar el riesgo. Es por eso que muchos OEM ahora trabajan con proveedores que pueden demostrar que sus productos cumplen o superan las pautas descritas por el OEM. 

En Eaton, la seguridad cibernética comienza con procedimientos de desarrollo de productos que garantizan que nuestros productos de IdC conectados sean “seguros por diseño” y tengan lógica integrada. Nuestro ciclo de vida de desarrollo seguro garantiza que la seguridad se integre en cada fase de la creación de productos y coloca protocolos estrictos sobre nuestra gente, procesos y tecnologías. Desde el concepto hasta la instalación y el soporte continuo, nuestros ingenieros construyen dispositivos ciberseguros a través de capacitación, modelado de amenazas, análisis de requisitos y verificación.

Aplicamos nuestra experiencia en sistemas nuevos y heredados. Mientras que otros proveedores crean soluciones únicas, que solo ofrecen sensores o productos en la nube, Eaton ofrece una solución completa, desde el sensor hasta el controlador y desde la puerta de enlace hasta la nube. Esto nos permite trabajar con nuevas máquinas y modernizar sistemas heredados con tecnologías modernas, sin comprometer la seguridad del sistema o de los datos. La utilización y transparencia de los datos son fundamentales al mejorar los procesos comerciales. Recopilamos datos de todas las máquinas y los compartimos en servicios en la nube, para que los clientes recopilen más información y vean parámetros de proceso más fáciles de entender en un solo panel.

Empleamos protocolos integrales que abarcan estándares técnicos, herramientas y procesos para asegurar los datos críticos para el éxito de la Industria 4.0. Nuestros laboratorios especializados y el enfoque de “diseño seguro” garantizan que los clientes instalen dispositivos que cumplan con los más altos requisitos de seguridad cibernética de la industria antes de que formen parte de los sistemas críticos. Los fabricantes y las empresas pueden estar seguros de que están implementando dispositivos y servicios IIdC inteligentes y seguros.  

Underwriters Laboratories (UL)
Nuestra asociación con UL impulsa criterios de ciberseguridad medibles para dispositivos y sistemas de administración de energía conectados a la red. Bajo la visión de UL, validamos productos para aspectos clave de los protocolos de ciberseguridad para sistemas de control industrial UL 2900-1 y UL 2900-2-2 en nuestro laboratorio aprobado por UL, el primero en su tipo. 
Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)
El programa de seguridad cibernética de Eaton se expandió recientemente para incluir certificaciones bajo la norma  IEC  62443-4-2 así como UL 2900-1 para la tarjeta de red Gigabit y la tarjeta industrial Gateway. Con esto, Eaton es la primera compañía en nuestra industria en recibir certificaciones de productos dobles bajo IEC y UL. 

Aumentar la productividad a través de la educación y la capacitación

Hoy en día, el 52% de los fabricantes carece de trabajadores capacitados para respaldar los planes de digitalización, con un 50% sin planes formales de desarrollo de habilidades para los empleados existentes4. Y la capacitación puede demorarse en entornos de fabricación acelerados; la programación de conflictos, la escasez de educadores calificados y los costos de viajar entre instalaciones, a menudo impiden los programas de capacitación ágiles.

La pandemia de COVID-19 intensifica la necesidad de un aprendizaje remoto confiable. Aunque las empresas de todo el mundo aún equilibran los niveles de personal con los picos de los brotes de virus, la capacitación de la fuerza laboral no puede detenerse. En la nueva  “economía a distancia”, un enfoque de aprendizaje personalizado para la recapacitación y la mejora de habilidades es ahora de vital importancia.

En Eaton, vemos la realidad aumentada (RA), el uso de contenido simulado digital superpuesto en un entorno de trabajo real para crear una visión compuesta de objetos, como una tecnología que redefine la forma en que las empresas capacitan y aumentan la producción y la forma en que los empleados aprenden. Las características como el video incorporado y las instrucciones de superposición holográfica paso a paso crean una capacitación inmersiva de un mentor electrónico. Esto puede comprimir drásticamente los plazos de capacitación y reducir los riesgos de salud para los capacitadores y los aprendices.

Gemelos digitales

AR defiende nuestro uso de gemelos digitales en el ciclo de desarrollo. Los datos que generamos a través de gemelos digitales, es decir, las réplicas virtuales de activos físicos, ayudan a informar nuevos productos antes de que formen parte de importantes inversiones de capital.

El modelado de gemelos digitales nos permite aprovechar las herramientas y los procesos de AR utilizados para mejorar los productos y el diseño de los productos. Identificamos brechas en el tiempo o los procedimientos, como defectos en los productos y fallas en los procesos, y realizamos mejoras de inmediato. Trasformar los datos en información práctica ayuda a reducir el costo total de propiedad, impulsar la eficiencia y maximizar el tiempo de actividad.

Con una capacitación en AR más envolvente y a pedido, los alumnos experimentan una tasa de retención a largo plazo un 70% más alta, mientras mejoran su eficiencia en porcentajes de dos dígitos.5

Asistencia remota

La asistencia remota proporciona un espacio de colaboración inmersivo en tiempo real donde las personas pueden interactuar desde cualquier parte del mundo. Nuestro Grupo Vehicular utiliza HoloLens 2 y Remote Assist de Microsoft para reunir a empleados, clientes y proveedores en todo el mundo. El programa cuenta con un usuario que usa HoloLens 2, que permite trabajar con manos libres y una perspectiva de punto de vista para otros usuarios conectados a través de Microsoft Teams. Otros usuarios pueden interactuar compartiendo documentos, instrucciones o, incluso, haciendo anotaciones con conciencia espacial en el campo de visión de los usuarios de HoloLens.

Los resultados del programa son notables. Al resolver los problemas correctamente la primera vez, AR elimina la necesidad de reunir a los empleados físicamente, a partir de lo cual se reducen drásticamente los costos de viaje, se evita la pérdida de productividad debido a los viajes y se generan menos emisiones de carbono, sin perder los beneficios de la interacción cara a cara. 

Capacitación e instrucción de trabajo

La capacitación digital es adecuada para casi cualquier proceso o tarea. Ya sea que se trate de la incorporación de empleados, el ensamblaje de productos, el mantenimiento, las verificaciones de seguridad o el aseguramiento de la calidad, incorporamos modelos y videos 3D para poner a los empleados en funcionamiento tan rápido como la capacitación presencial. 

Más recientemente, hemos utilizado AR en nuestras instalaciones de centro de carga en Ontario, Canadá. La planta fabrica más de 30 SKU únicos en una línea de estaciones múltiples de ritmo rápido. Con la rotación regular en la línea, los empleados experimentados están obligados a capacitar a los empleados reclutados, lo que los lleva fuera de la línea de ensamblaje y afecta negativamente la productividad. Las superposiciones gráficas intuitivas y las instrucciones detalladas de nuestro programa de AR reducen las curvas de aprendizaje y rompen las barreras del idioma inglés y francés para que los trabajadores puedan trabajar más rápido. Sin necesidad de capacitación en persona, observamos un aumento drástico en la velocidad de competencia, mayores índices de retención de conocimientos y menos errores en la línea de montaje. 

Las personas son la inversión más importante de la empresa y, gracias a AR, los fabricantes pueden incorporar y capacitar a los empleados de manera rápida y segura para que estén en la fábrica más rápido, con menos errores en la línea. Eso se traduce en una mayor productividad y un retorno más rápido de su inversión de capital humano.  

Comience a pensar hoy mismo en el futuro

Nuestro viaje a la Fábrica del Futuro está comenzando. Hemos destacado algunos puntos de partida y continuamos aprovechando nuestro ecosistema de tecnologías de la Industria 4.0 para explorar más posibilidades, incluyendo la eficacia general del equipo (OEE), instrucciones de trabajo digitales, mantenimiento predictivo, trazabilidad, cobots y vehículos guiados automatizados.

Para seguir siendo competitivos, los fabricantes de todos los tamaños deben sumergirse en la revolución de la Industria 4.0 para aprovechar los datos para descubrir perspectivas que predigan necesidades, generen eficiencias e informen decisiones más inteligentes. Para algunos, el camino a seguir puede requerir un reemplazo a gran escala de los sistemas existentes. Otros pueden necesitar solo mejoras menores de infraestructura y conectividad. Cualquiera que sea la necesidad de un fabricante, ahora es el momento de aprovechar una gran cantidad de datos digitales, crear ideas más grandes y convertir esas ideas en productos prácticos de la vida real que ayuden a impulsar el crecimiento y el valor a largo plazo. 

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