?Qu¨¦ tecnolog¨ªas se esconden detr¨¢s de la Industria 4.0?

La Industria 4.0 es un tema que interesa. Conferencias, charlas, mesas redondas, congresos o foros especializados. No hay mes del a?o en el que no se celebre alg¨²n evento relacionado con la Industria 4.0. Reconozco haber asistido a algunos de los m¨¢s importantes foros sobre Industria 4.0 e Industria conectada en nuestro pa¨ªs. Estos foros son muy importantes por varias cuestiones. En primer lugar permiten conocer y conectar a los miembros de "la comunidad". Esas personas que dedican todos sus esfuerzos a implantar de forma plena la cuarta revoluci¨®n industrial y difundir la necesidad de su pleno desarrollo. Desde sus industrias, sus consultoras e incluso desde la administraci¨®n p¨²blica. En segundo lugar, permiten conocer casos de ¨¦xito en la implantaci¨®n de la Industria 4.0 que pueden ser analizados y exportados.

Sin embargo, en todos estos eventos se habla poco o muy poco desde el punto de vista t¨¦cnico de las tecnolog¨ªas que se encuentran detr¨¢s de la Industria 4.0. Cualquiera que asistiera a uno de estos eventos por primera vez quiz¨¢ se preguntar¨ªa si la cuarta revoluci¨®n industrial ha sido posible por el descubrimiento de un nuevo tipo de semiconductor o por un sustituto del silicio. Sin embargo, el 95% de las tecnolog¨ªas que hacen posible la revoluci¨®n industrial de nuestros tiempos ya exist¨ªan hace a?os.

El director de desarrollo de negocio de Intel, Edgar Valdez, explic¨® la estrategia que trata de impulsar el referente en microprocesadores respecto de la Industria 4.0. Las tecnolog¨ªas de la cuarta revoluci¨®n industrial estar¨¢n basadas en la creciente capacidad de c¨®mputo. La nube, los CPD, el Internet de las cosas (IoT), el aumento de la memoria y los FPGs como consecuencia de la mejora tecnol¨®gica. Estas tecnolog¨ªas permiten el desarrollo de la conducci¨®n aut¨®noma, el 5G, mejoras en la Inteligencia artificial o perfeccionamiento de la realidad virtual. Todas estas tecnolog¨ªas ya exist¨ªan hace a?os. De forma embrionaria y sin la robustez que hoy aportan la mejora en la capacidad de c¨®mputo, algunos de esos sistemas ya fueron probados de forma experimental en el pasado. La diferencia de la cuarta revoluci¨®n industrial respecto del pasado se basa en la forma simbi¨®tica en la que todas ellas operan. El trabajo coordinado y el caracter cooperativo de las tecnolog¨ªas anteriormente mencionadas hacen que el desarrollo y perfeccionamiento de cada tecnolog¨ªa genere una mejora exponencial al resto de tecnolog¨ªas.

??Qu¨¦ tecnolog¨ªas se encuentran detr¨¢s de la Industria 4.0?

Hay varias clasificaciones sobre las tecnolog¨ªas que se encuentran detr¨¢s de la Industria 4.0. Todas ellas coinciden en ser la respuesta a una pregunta: ?De qu¨¦ hablamos cuando hablamos de Industria 4.0? El Boston Consulting Group desgrana las tecnolog¨ªas que apuntalan la cuarta revoluci¨®n industrial hablando de "los 9 pilares tecnol¨®gicos de la industria 4.0".

1. Big Data y an¨¢lisis de datos

Un pago con tarjeta de cr¨¦dito puede mejorar la planificaci¨®n urban¨ªstica de la Ciudad. BBVA analiza junto a Carto las din¨¢micas de compra de los ciudadanos. Estos mapas muestran c¨®mo los ciudadanos se mueven por la ciudad para realizar sus compras. Analizando estos flujos de datos, los mapas muestran c¨®mo se mueven los ciudadanos por la ciudad, detectando nuevas zonas diferenciadas en base a etiquetas que en muchos casos no se corresponden con los barrios definidos urban¨ªsticamente. El Big Data permite obtener m¨¢s conclusiones. El an¨¢lisis del perfil sociodemogr¨¢fico muestra c¨®mo los compradores madrile?os de menores de 30 a?os prefieren unas zonas determinadas como Bravo Murillo o Moncloa. Los compradores de menos de 45 a?os se mueven principalmente en Gracia, el raval y las zonas mas cercanas a la playa.

Para obtener esta informaci¨®n se utilizan los datos disponibles de transacciones con tarjeta de cr¨¦dito, asociados a las caracter¨ªsticas del comprador y zona geogr¨¢fica desde donde se realiza la transacci¨®n. El procesado de datos se encarga de obtener las conclusiones utilizando inteligencia artificial y m¨¦todos estad¨ªsticos.

Del mismo modo, el an¨¢lisis de datos y el Big Data permite mejorar los procesos industriales. En el entorno industrial, el Big Data entra de lleno en la gesti¨®n y an¨¢lisis de enormes vol¨²menes de datos que no pueden ser tratados de manera convencional. No podemos llamar Big Data al an¨¢lisis de coincidencias entre peque?os vol¨²menes de datos utilizando herramientas b¨¢sicas que nos ayudan a obtener correlaciones, detectar ineficiencias o mejorar procesos. Hablamos del tratamiento de vol¨²menes de datos que superan los l¨ªmites y capacidades de las herramientas de software habitualmente utilizadas para la captura, gesti¨®n y procesamiento de datos. Jos¨¦ Carlos L¨®pez, en un art¨ªculo hace algunos a?os en El Economista apuntaba la gran diferencia entre el an¨¢lisis de datos tradicional, obtenci¨®n de patrones, inferencia estad¨ªstica, etc. y el Big Data. Enormes conjuntos de datos estructurados, no-estructurados o semi-estructurados.

Hablamos de mensajes en redes sociales, se?ales de m¨®vil, archivos de audio, sensores, im¨¢genes digitales, datos de formularios, emails, datos de encuestas, logs, etc. Todos estos datos pueden provenir de sensores, micr¨®fonos, c¨¢maras, esc¨¢neres m¨¦dicos, im¨¢genes. Una operaci¨®n de Big Data requiere de cinco caracter¨ªsticas: Volumen, variedad, velocidad, veracidad y valor del dato. Son las 5 "Vs" del Big data, tal y como recuerda el director de operaciones de IMC Group. Hasta hace algunos a?os s¨®lo era posible extraer conclusiones de datos estructurados, filtrados y ordenados en bases de datos convencionales. La proliferaci¨®n de dispositivos y disponibilidad de informaci¨®n han generado gran cantidad de informaci¨®n que puede estar parcialmente estructurada o no tener ning¨²n tipo de estructura. Trabajar de forma automatizada informaci¨®n desestructurada requiere una mejora tecnol¨®gica para tomar decisiones gestionando las probabilidades de error.

Dentro del Big Data los algoritmos de aprendizaje m¨¢quina y la estad¨ªstica son elementos b¨¢sicos pero demasiado generalistas. Para adentrarnos en los engranajes que hacen posible la toma de decisiones podemos apoyarnos en el diagrama de flujo que proponen en Peekaboo. La disponibilidad de datos suficientes para un caso concreto ya no es un problema. La diferencia la marca el m¨¦todo de clasificaci¨®n, la reducci¨®n de la dimensionalidad o la agrupaci¨®n de datos en clases.

2. Robots aut¨®nomos

Hace unos meses 4.000 robots aut¨®nomos llegaron a Espa?a de la mano de Amazon. La simbiosis entre empleados y robots genera una cadena perfecta entre la llegada de la mercanc¨ªa al almac¨¦n hasta que se colocan los productos en las estanter¨ªas, su calidad ser¨¢ verificada y los operarios colocar¨¢n los productos en las estanter¨ªas despu¨¦s de que los aut¨®matas los hayan acercado. El propio sistema rob¨®tico selecciona la estanter¨ªa en funci¨®n del espacio disponible o las caracter¨ªsticas espec¨ªficas de algunos art¨ªculos, como los productos alimenticios.

Amazon y otras industrias saben que los veh¨ªculos de guiado autom¨¢tico (AGV) ser¨¢n parte esencial en la construcci¨®n de la industria 4.0. Una publicaci¨®n reciente compara los estudios de Konrad Lorenz sobre la forma en la que los animales gu¨ªan a sus cr¨ªas con la forma en la que los AGV reciben est¨ªmulos para moverse. Los AGV siguen marcadores o se?ales durante la navegaci¨®n desde que Barrett Electronics present¨® el primer AGV en la d¨¦cada de 1950. Estos veh¨ªculos han llegado a la mayor¨ªa de sectores industriales. Importante la contribuci¨®n de empresas espa?olas como ASTI. Estos veh¨ªculos no s¨®lo pueden actuar de forma aut¨®noma sino tambi¨¦n colaborativamente con otros AGV. El elemento tecnol¨®gicamente clave en un AGV es el sistema de navegaci¨®n utilizado para desplazarse. Los primeros AGV utilizaban se?ales de radio que recib¨ªan de cables colocados convenientemente a lo largo del recorrido.

En estas condiciones es dificil mantener cierta flexibilidad y potenciar los AGV aut¨®nomos. Para posibilitar el cambio de ruta durante la operaci¨®n es necesario dotar al AGV de sensores que detecten se?ales externas reflejadas en los elementos de su trayectoria. La introducci¨®n de sensores, giroscopios y sistemas de navegaci¨®n ha permitido aumentar la flexibilidad e independencia del AGV hasta llegar a los veh¨ªculos autoconducidos. Las situaciones inesperadas pueden ser resueltas de forma sencilla por este tipo de veh¨ªculos. Aprenden la mejor respuesta y aprenden a utilizar esa informaci¨®n en el futuro. Un ejemplo de AGV aut¨®nomo es OTTO, de Clearpath Robotics, un veh¨ªculo autoconducido que puede desplazar casi 1.500 kg a una velocidad de 7,2 km/h. OTTO se puede adaptar para tomar la ruta m¨¢s adecuada, evitando choques durante su desplazamiento.

Este veh¨ªculo tambi¨¦n utiliza sistemas de guiado de visi¨®n mediante c¨¢maras que hacen las funciones del ojo. Otra ventaja es que los responsables de planta obtienen una visi¨®n virtual en 3D del entorno en el que los equipos operan. Esto implica que si los AGV se encuentran con algo no previsto o inusual, el operario puede encontrar f¨¢cilmente la explicaci¨®n y corregirlo.

Los AGV aut¨®nomos abren posibilidades infinitas sobre las que asentar las f¨¢bricas del futuro.

3. Simulaci¨®n

Gran parte del aprendizaje en muchos ¨¢mbitos de la vida se basa en la prueba y error. Uno de los pilares tecnol¨®gicos de la cuarta revoluci¨®n industrial permite mejorar la eficiencia del aprendizaje. La simulaci¨®n de entornos virtuales permite ajustar un proceso antes de ponerlo en marcha. Simular el funcionamiento conjunto de m¨¢quinas, procesos y personas en tiempo real antes de ponerlos en marcha ayuda a prevenir aver¨ªas, ahorrar tiempo y ver el resultado final en un entorno controlado.

?C¨®mo hubiera sido el detroit de hace a?os disponiendo de estas herramientas de simulaci¨®n? Hace unos a?os, Mar¨ªa Climent hablaba, desde el coraz¨®n de la am¨¦rica automovil¨ªstica, de las plantas virtuales. Poner a punto una l¨ªnea de producci¨®n antes de instalarla ahorra costes, ahorra tiempo y aumenta la eficiencia del trabajo realizado. La realidad virtual y la simulaci¨®n han dado el salto desde el sector del videojuego para llegar con fuerza a la industria. Cualquier operario puede aprender el manejo de una l¨ªnea de producci¨®n antes de instalarla.

Para la alemana SIEMENS, las nuevas herramientas de simulaci¨®n tambi¨¦n facilitan la colaboraci¨®n entre las plantas f¨ªsicas y virtuales. Trabajan en paralelo y se enriquecen entre s¨ª. "La experiencia obtenida en la realidad se a?ade al modelo virtual, permitiendo redefinirlo una y otra vez hasta dar con la l¨ªnea de producci¨®n ¨®ptima". La simulaci¨®n permite eliminar los costes del cl¨¢sico "prueba y error".

4. Sistemas para la integraci¨®n vertical y horizontal

El desarrollo de nuevos sistemas con los que los empleados interaccionan en la industria ha traido una infinidad de plataformas sobre las que desarrollar el trabajo. No s¨®lo desde el punto de vista de la gesti¨®n interna de la empresas, con la utilizaci¨®n de intranet y sistemas de gesti¨®n interna. La interacci¨®n de proveedores, gesti¨®n del stock o an¨¢lisis del inventario son realizados tambi¨¦n por plataformas, en muchos casos indepentientes. La integraci¨®n de todos estos sistemas, externos e internos, que gestionan partes esenciales de la empresa es uno de los retos que debe resolver la Industria 4.0. Hablamos de que tanto los empleados como los colaboradores, clientes y proveedores dispongan de una plataforma ¨²nica donde los empleados y colaboradores tengan acceso a los SCM, ERP, CRM, CMS, etc. Haciendo mucho m¨¢s eficiente el proceso.

5. El Internet de las cosas (IoT).

La industria 4.0 ordena los papeles de cada uno de los actores en la toma de decisiones y ejecuci¨®n de tareas. El popularmente conocido como "Internet de las cosas" permite que cualquier objeto que reciba, env¨ªe o trate un dato obtenido bajo unas determinadas condiciones pueda hacerlo directa y autom¨¢ticamente. La mejora de la comunicaci¨®n M2M (Machine to Machine) ha generado enormes oportunidades de negocio alrededor del IoT. Los protocolos de comunicaciones que han crecido junto con las tecnolog¨ªas IoT lo han hecho en direcciones muy distintas. El env¨ªo de im¨¢genes de televisi¨®n, la medida del dato de consumo de agua en un contador o la monitorizaci¨®n de la posici¨®n GPS de un objeto no tienen las mismas necesidades de bater¨ªa, ancho de banda y necesidad de cobertura. Los protocolos de comunicaci¨®n han ido desarroll¨¢ndose y adapt¨¢ndose a las necesidades de cada "cosa" para transmitir la informaci¨®n de forma ¨®ptima.

E Valdez desarrolla algo que vengo defendiendo desde hace tiempo sobre las tecnolog¨ªas IoT. El internet de las cosas permite que el ser humano est¨¦ centrado en tomar decisiones en base a la informaci¨®n que la tecnolog¨ªa recopila de su entorno. En nuestro entorno cotidiano se generan una gran cantidad de variables que el ser humano es incapaz de procesar y analizar. La persona se convierte en un cuello de botella en este punto clave. El internet de las cosas coloca a cada uno donde mejor puede hacerlo. Utilizando sensores de bajo consumo energ¨¦tico y amplio rango, la tecnolog¨ªa IoT se encarga de recoger variables, hacer mediciones, recopilar datos que un ser humano ser¨ªa incapaz de obtener. El IoT no sustituye el papel de la persona, pero s¨ª exige su especializaci¨®n en el procesado y tratamiendo de la informaci¨®n recabada.

6. Ciberseguridad?

"Si est¨¢s conectado, est¨¢s en riesgo". Es uno de los lemas del mando conjunto de ciberdefensa (MCCD). Los riesgos pueden ser gestionados, pero han de ser contemplados. Las f¨¢bricas del futuro est¨¢n basadas en la hiperconectividad, en las comunicaciones M2M, en la capacidad de trabajo distribuido y en la integraci¨®n de m¨²ltiples plataformas sobre las que trabajan personas y objetos conjuntamente. La fabrica del futuro implica que grandes parcelas de la empresa est¨¦n conectadas no s¨®lo en local, sino tambi¨¦n al exterior. Esto genera unos riesgos de seguridad importantes que han de ser gestionados adecuadamente. El crecimiento de la industria 4.0 debe ir aparejado a un aumento de la inversi¨®n en ciberseguridad.

Fallar en este punto, supone poner en riesgo la supervivencia de toda la f¨¢brica. La ciberseguridad en la Industria 4.0 no s¨®lo tiene que ver con el espionaje industrial. El avance de la tecnolog¨ªa abre la puerta a nuevos ataques que no tienen que ver con el robo de informaci¨®n, sino con tomar el control de todos aquellos elementos de la f¨¢brica que se encuentren conectados. Pedir un rescate cifrando informaci¨®n valiosa, bloquear los elementos clave de una cadena de montaje, etc. El hacker y escritor Kevin Mitnik, avis¨® a aquellos que no se toman en serio estas cuestiones. En su libro "el arte de la intrusi¨®n" previene a los descuidados: "Cuando alguien piensa que nadie tendr¨¢ tiempo para encontrar una vulnerabilidad, hay un joven en Dinamarca que ya est¨¢ intentando hacerlo"

7. Cloud computing

Cualquier usuario de correo electr¨®nico trabaja en la nube, aunque no lo sepa. Muchos servicios son prestados de forma remota a trav¨¦s de la computaci¨®n en la nube. Trasladando el almacenamiento y la ejecuci¨®n de las tareas a una CPU alojada en un servidor, ahorramos costes de almacenamiento y aumentamos la eficiencia de los procesos. Ya no es necesario ejecutar tareas en el computador local. Muchas de las aplicaciones que hasta hace poco era necesario instalar en el ordenador del usuario pueden ser hoy ejecutadas en remoto. La independencia del sistema operativo local es una de sus principales ventajas. El cloud computing puede ser utilizado en multitud de entornos. Los m¨¢s elementales pasan por la utilizaci¨®n de escritorios virtuales para equipos industriales o de oficina. Los usos m¨¢s complejos est¨¢n relacionados con la realizaci¨®n de complejos c¨¢lculos en supercomputadores. Para estos casos se ha de disponer de espacio de utilizaci¨®n en estos supercomputadores. Cabe destacar la disponibilidad de supercomputaci¨®n existente en Espa?a y cuyo m¨¢ximo exponente es el centro de supercomputaci¨®n de Barcelona, encargado de coordinar la red espa?ola de supercomputaci¨®n.

8. Fabricaci¨®n aditiva

Los makers se han convertido en una referencia dentro del mundo tecnol¨®gico. Llaman la atenci¨®n de expertos y profanos en la materia, impulsando la impresi¨®n 3D o fabricaci¨®n aditiva. Desde hace algunos a?os, la tecnolog¨ªa permite fabricar piezas a partir de la superposici¨®n de capas de distintos materiales tomando como referencia un dise?o previo. Sin moldes, directamente desde e computador pulsando la tecla "imprimir".

La fabricaci¨®n de prototipos se simplifica radicalmente. La posibilidad de fabricar localmente una pieza determinada, recambios de autom¨®viles, etc. abre un abanico de posibilidades que aumenta exponencialmente la eficiencia de los procesos industriales. La comunidad maker se ha convertido en un repositorio gigante de proyectos para imprimir en casa todas las piezas que puedas imaginar. Algunos han ido m¨¢s all¨¢, e incluso ayudan a crear desde cero tu propia impresora 3D.

9. Realidad aumentada

Algunos medios especializados hablan de la realidad aumentada como el pilar menos desarrollado de la industria 4.0. Sin embargo, constituye uno de los puntos con mayor desarrollo futuro en la creaci¨®n de entornos interactivos en las f¨¢bricas inteligentes. Mejorando la interacci¨®n hombre-m¨¢quina.

La popularizaci¨®n de la realidad aumentada lleg¨® de la mano de Pokemon Go. Antes de esto, la industria ya trabajaba en el desarrollo de la realidad aumentada para mejorar los procesos. Desde Apple, su director ejecutivo Tim Cook diferenciaba la realidad aumentada y la realidad virtual: "La realidad aumentada abarca m¨¢s que la realidad virtual, probablemente con diferencia, porque nos da la posibilidad de estar presentes y de comunicarnos pero tambi¨¦n de que disfrutemos de otras cosas a nivel visual".

La realidad aumentada se ha popularizado de la mano de Pok¨¦mon Go, pero cada vez son m¨¢s los gigantes tecnol¨®gicos que se interesan por ella.

De hecho, para empresas como Apple tiene mucho m¨¢s potencial que la realidad virtual.

Su director ejecutivo, Tim Cook, habl¨® a la BBC recientemente: "La realidad aumentada (RA) abarca m¨¢s que la realidad virtual (VR), probablemente con diferencia, porque nos da la posibilidad de estar presentes y de comunicarnos, pero tambi¨¦n de que disfrutemos de otras cosas a nivel visual".

Teodoro Garc¨ªa Egea es diputado por Murcia del Grupo Parlamentario Popular