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Presentamos el decálogo para la industria en este nuevo año que comienza

Los 10 Trending Topics de 2021

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La digitalización de los procesos, la reindustrialización local o la integración definitiva de la fábrica hacia el edge y la nube son algunas de las tendencias que la industria deberá afrontar en este año que arranca. Con la Covid aún en mente como elemento transformador y de impulso hacia la automatización de nuestro tejido productivo, 2021 se alza como un año en el que el 5G y el gemelo digital también darán mucho que hablar en los próximos meses. A continuación, un análisis detallado de las que, en nuestra opinión, serán las claves en el corto plazo.

1. La digitalización de los procesos como impulso para la industria


El Covid está siendo maldito; pero también transformador: es cierto que la crisis se ha llevado por delante parte de nuestro tejido productivo, no obstante, ha transformado a aquellas compañías que están tenido la suerte de sobrevivir. Mejores comunicaciones, interempleados, trabajo colaborativo y ágil, relaciones comerciales eficientes y profesionales, uso masivo de herramientas digitales para la optimización del tiempo… La industria no ha dejado de sufrir con el profundo impacto del virus, pero se ha preparado para la modernización y aplicación de tecnologías digitales en sus procesos de fabricación. Se trata de producir más y mejor, optimizando procesos y reduciendo costes de todo tipo: energéticos, por paradas imprevistas, por falta de velocidad en las líneas o por falta de flexibilidad en la adaptación de los procesos a la necesidad de los clientes.


Por su parte, el gobierno, en su interés por relanzar la industria en España, ha puesto encima de la mesa varias iniciativas de mucho interés y de resultado incierto pero ilusionante. La primera de ellas, pretende movilizar proyectos tractores con capacidad de transformación sectorial y con profundo impacto sobre la productividad, el empleo y el territorio. Estos proyectos deben ir orientados a los objetivos de digitalización y transición ecológica marcados por la Comisión Europea. Los resultados permitirán elaborar el mapa de posibles grandes proyectos para la modernización de la industria española en el período 2021-2023 y que serán financiados con fondos europeos en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. El presupuesto mínimo previsto para estos proyectos es de 50.000.00 euros.


La segunda iniciativa, no orientada exclusivamente al sector industrial, es la denominada Estrategia Nacional de Inteligencia Artificial (ENIA) con una inversión pública prevista de 600 millones de euros para el periodo 2021-2023 (a los que se añadirá la aportación del fondo Next Tech de naturaleza público-privada y que persigue impulsar el emprendimiento en tecnologías digitales habilitadoras).


Con todo, no faltará desde luego financiación para aquellos proyectos que pretenden impulsar el desarrollo industrial en base al uso de la tecnología digital. Confiamos en España y en la calidad de sus profesionales, así como de su tejido empresarial para hacer buen uso de todo ello y salir finalmente reforzados y orientados hacia un futuro industrial verde, innovador y tecnológico, creador de riqueza y empleo.


2. La multiplicación de iniciativas territoriales orientadas a la reindustrialización local


La proliferación de iniciativas internacionales cuyo fin último es el reforzamiento local de la capacidad productiva industrial de territorios económicos cada vez más amplios es una tendencia cada vez más destacada y lo será también para este 2021. El proyecto Industria 4.0 promovido desde Alemania para toda la comunidad económica europea no es el único existente. La competitividad sostenida en el tiempo y la flexibilidad para el crecimiento, solo se pueden lograr aprovechando tecnologías digitales avanzadas y utilizando la automatización como base para una transición fluida hacia un nuevo modelo estructural. Las economías asiáticas no han tardado mucho en lanzar iniciativas similares como el Made in China 2025, el Make in India o el Japan Society 5.0. En fin y, concluyendo, los grandes bloques económicos tienen todos un fin común en atraer la inversión y competitividad de sus modelos industriales. La CEE debe trabajar para conseguir un modelo avanzado y con personalidad propia que permita un desarrollo sostenible y a largo plazo apoyado en las diferencias que lo definen: calidad de vida, sostenibilidad energética y optimización de recursos.


3. El crecimiento exponencial del uso de gemelos digitales en sus diferentes acepciones


Como otros muchos conceptos, el uso del Gemelo Digital se ha extendido para definir tanto aplicaciones novedosas y rupturistas con respecto a lo anterior como para la redefinición de otras muchas ya existentes desde décadas. Lo cierto es que el modelado digital de productos o procesos se extiende con fuerza en todo el sector industrial. Cualquier Gemelo Digital incluye una realidad física, una realidad digital, un software que enlaza ambos mundos y unos datos que circulan de una realidad a otra. El desarrollo del concepto no tiene sentido sin las ventajas inherentes al uso del mismo: optimización simulada de los procesos de fabricación, anticipación de problemas funcionales, flexibilidad y rapidez en la producción de nuevos productos, entrenamiento de operadores, mantenimientos inteligentes, aplicación de técnicas de IA o ML en el uso de los datos… Este 2021 será el tiempo del despegue definitivo de esta tecnología.


4. El creciente impacto de los robots colaborativos y móviles


El uso de robots se ha extendido rápidamente desde aplicaciones puntuales confinadas en celdas seguras hasta su uso masivo mano a mano con el ser humano, ayudando en procesos de fabricación mixtos y en transportes inteligentes a lo largo de la planta de producción, en ámbitos domésticos o de servicio. El impacto inminente sobre la economía, la sociedad y el empleo es algo ya inevitable y sobre el que los Estados tendrán que tomar decisiones en el corto plazo. Está claro que el ser humano en su desarrollo evolutivo ha llegado con su inteligencia a crear tecnología que evite cualquier trabajo peligroso, pesado, monótono o donde no exista valor añadido del operador humano. Esta realidad nos impulsa a un dilema que la sociedad tendrá que resolver y que no será fácil sin un cambio estructural extremadamente profundo. Quizás sea esta la cuestión realmente relevante de fondo de toda esta nueva llamada Industria 4.0, que va mucho más allá del plano técnico y que impacta fuertemente en el plano social, económico y político.


5. Integración definitiva de la fábrica hacia el edge y la nube


Los procesos informáticos continuarán su avance hacia la integración de todos los sistemas entre sí y hacia la nube. Los denominados ERP's seguirán absorbiendo la informática de la planta de producción, con el objetivo de lograr la ansiada sincronización en tiempo real y acelerar la integración total IT/OT. Esta tendencia está provocando cambios significativos en las estructuras organizativas y la creación, en muchos casos, de grupos conjuntos IT/OT. Los ERP's pueden ahora procesar transacciones en tiempo real para responder mejor en todas sus funciones, incluidas aquellas relacionadas con la ejecución de la fabricación (MES).


En el otro extremo, los grandes fabricantes de sistemas de automatización industrial están proporcionando controladores diseñados para aprovechar al máximo la red empresarial y comunicarse de forma directa con el ERP. Esta comunicación utiliza servicios web y otros mecanismos de transporte IoT que facilitan la integración y la sincronización de toda la fabricación, incluidas entradas y salidas, sensores e instrumentos de procesos y máquinas. La utilización masiva de estándares Iot como OPC UA, MQTT, AMQP y B2MML es ya una realidad y lo seguirá siendo en los próximos meses.


Por último, veremos también la tendencia creciente a considerar a los sensores como dispositivos en el "edge". La incorporación en el propio instrumento de potentes micros y comunicaciones integradas en "Systems on a Chip" (SoC), permiten en el propio dispositivo desarrollar ciertas tareas de control, análisis y comunicaciones directas con ERP's y hasta la nube. Estas comunicaciones son de tipo IO-Link, Advanced Physical Layer (APL), Single Pair Ethernet (SPE) e inalámbricas, incluidas 802.15.4, Wi-Fi y Bluetooth. Se prevé también lograr una configuración/calibración automática plug-and-play con el ánimo de reducir costes de instalación y para mejorar la administración de los diferentes activos.


6. La llegada del 5G y otras redes inalámbricas a la industria


Todos los avances de la cuarta revolución tienen una base común en las diferentes redes físicas e inalámbricas que lo une todo. El estándar Ethernet, tanto cableado como inalámbrico, se ha convertido en la opción preferida para la comunicación entre dispositivos en todos los entornos y, por supuesto, también en los industriales y manufactureros. Por medio de Ethernet compartimos audio, video, textos, dibujos y datos múltiples procedentes de sensores e instrumentos. La velocidad y el rendimiento de esta red continúa creciendo con el denominado Gigabit Ethernet y el uso cada vez más frecuente de redes de fibra óptica.


Pero este año veremos la llegada real de las redes 5G al mercado general de las telecomunicaciones. El uso de este estándar para la comunicación a gran velocidad de multitud de dispositivos "inteligentes", las denominadas "cosas" en el IOT, prevé grandes avances en las formas de hacer negocio. La servitización de los servicios se verá ampliamente reforzada con dispositivos que son capaces de generar por sí solos mensajes para su mantenimiento o gestión. Sin embargo, en la industria, las redes generales 5G puede ser que no sean válidas por su alta necesidad de disponibilidad y la criticidad de sus procesos. Veremos entonces redes 5G específicamente diseñadas para su uso en entornos de fabricación. Y no sólo 5G. También redes de baja latencia que permiten comunicar con dispositivos muy remotos y sin disponibilidad de alimentación eléctrica constante. Por ejemplo, las redes de tipo LTE-M, NB-IoT, LoRa o SigFox.


7. La inteligencia artificial y su aplicación a los procesos


Mucho se habla del impacto de la inteligencia artificial pero pocos son los ejemplos reales e innovadores aplicados por el momento al campo de la industria. El punto actual de desarrollo de la industria en España se encuentra principalmente en la necesidad de generar una infraestructura sólida de datos en tiempo real procedentes de múltiples equipos o sistemas y, según muy diversos fabricantes, redes y estándares. Son muy pocos los ejemplos de fábricas o plantas desarrolladas desde el inicio con una arquitectura pensada para permitir de forma "suave" todo ese escalado de datos, por lo que procede un estudio y análisis en profundidad que permita un desarrollo real de esta infraestructura necesaria del dato. A partir de ahí, el escalado posterior de esos datos filtrados, limpios y estructurados hacia la nube para su análisis con herramientas IA o ML se hará relativamente sencillo. Veremos entonces estrategias de mejora real en el uso de la energía, en la mejora de lazos y procesos o en la mejora inteligente del mantenimiento de equipos y sistemas.


8. La fábrica inteligente requiere ciberseguridad hipermejorada


El consenso es ya general pero seguirá progresando la necesidad de poseer un enfoque de ciberseguridad integrado para toda empresa industrial productiva. Se impone la necesidad de un líder representado por una nueva figura profesional cada vez más frecuente, el CISO (Director de seguridad de la información), como aquella persona facultada para implementar una estrategia de seguridad integral para toda la empresa, incluyendo toda la cadena de valor con clientes y proveedores.


En paralelo, la utilización de un número cada vez mayor de dispositivos inteligentes y conectados abre la puerta a mayores amenazas cibernéticas, si bien, se están considerando herramientas soft para la protección de los dispositivos desde la raíz y en el propio SoC (Sistems on a Chip). En este sentido, el comité de la internacional Society of Automation (ISA), dedicado al estudio de la seguridad de sistemas de control y automatización industrial ISA99, trabaja para identificar si dispositivos de los niveles 0 y 1 se tratan adecuadamente en el estándar IEC 62443-4-2. Esperan proponer propuestas en los próximos meses.


Por otro lado, se están desarrollando iniciativas privadas muy relevantes para dar solución real a la protección de los objetos en el nuevo mundo IOT. Una de ellas es la anunciada por Microsoft como "Azure Sphere" y que combina el diseño de chips, servicios de seguridad para la nube y un Linux kernel con el objetivo de asegurar la ciberseguridad de billones de dispositivos IoT. Otro buen ejemplo es el llamado Google CLOUD IoT CORE, específicamente diseñado para conectar dispositivos IoT como sensores con la nube de Google. Los equipos que utilicen chips como, por ejemplo, el ATECCC608A ofrecerán autentificación segura y confiable según el estándar desarrollado por Google. Por otro lado, Amazon está promoviendo tecnología FreeRTOS como sistema operativo para microcrontroladores que son cualificados según "Amazon FQP". Por último, el gran fabricante ARM está promoviendo su plataforma para arquitecturas seguras (PSA) que incluye la tecnología Arm TrustZone de Mbed en un enfoque basado en SoC.


9. Los estándares industriales abiertos se sitúan definitivamente


Las soluciones cerradas ya no son una alternativa aceptada fácilmente por el mercado. Los usuarios necesitan y requieren soluciones abiertas que permitan interconexión entre sistemas y la mejor solución específica para cada problema sin tener que pasar obligatoriamente por las soluciones de un único fabricante. Las opciones de equipos, software y sistemas procedentes de proveedores no tradicionales y grupos de estandarización es ya una tendencia que acelerará en los próximos meses permitiendo y empujando la interoperabilidad entre proveedores en cualquier nivel de la arquitectura del sistema.


Muchas son las organizaciones que están trabajando para el impulso de iniciativas de desarrollo abierto como, por ejemplo, la Fundación OPC, que continúa sumando modelos semánticos OPC UA y esquemas desde diferentes organizaciones industriales para llegar a conseguir interoperabilidad total entre sistemas. O como la Fundación Eclipse, que trabaja también para la generación de estándares abiertos para la Industria 4.0 diseñados para permitir soluciones que sean interoperables, modulares e independientes del proveedor. O cómo, y por último, la MTConnect que desarrolla el estándar ANSI/MTC1.4-2018, ofreciendo un vocabulario semántico para la fabricación de equipos que proveen estructura y datos contextualizados sin formatos propietarios.


10. La era de los profesionales de la automatización


Todo este impulso político y económico unido a todas estas nuevas tecnologías y tendencias, así como la rápida expansión de las herramientas que se pueden aplicar para mejorar la productividad, rentabilidad y competitividad de los fabricantes, hacen que el profesional de la automatización vaya a ser más importante que nunca en este y años sucesivos. El perfil de este profesional ya no es sólo el de un ingeniero industrial con especialización en unas u otras materias sino que se abre a otro tipo de profesionales como los físicos, los químicos y, por supuesto, informáticos y matemáticos. Esta función continuará y se ampliará a medida que las empresas busquen realizar inversiones tecnológicas productivas en base al dato en la búsqueda de resultados rentables. La formación de estos nuevos profesionales y, sobre todo, la atracción y retención del talento masculino y también femenino de toda una nueva generación de jóvenes estudiantes es otro reto que hay que afrontar.


Este artículo aparece publicado en el nº 525 de Automática e Instrumentación, págs. 18 a 22.

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