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Como ocurre en otros sectores, a mayor tamaño de empresa, mayor evolución tecnológica

AEI 519 - La industria alimentaria avanza hacia su transformación digital

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El Covid-19 ha cambiado la relación de la sociedad con el sector alimentario, cambios de hábitos en la forma y en el fondo. ¿Y la industria? Siendo ya de por si un ámbito con unos altos requisitos de calidad y seguridad alimentaria, la adaptación ha sido relativamente sencilla. La cuestión está en saber cómo la tecnología, el camino a la Industria 4.0, puede hacer que las empresas salgan reforzadas de esta crisis. Hemos hablado con los centros tecnológicos AINIA, AZTI y Eurecat para analizar cuál es la situación actual del sector y cuáles los retos que tiene por delante.


Que el sector alimentario no haya sido históricamente motor de la automatización y la digitalización industrial, como ocurre, por ejemplo, con la automoción, no quiere decir que siga ahí, a los lejos, viéndolas venir. “En los últimos años se ha producido una importante transformación como consecuencia del esfuerzo por mantener la competitividad (a pesar del incremento de los costes de mano de obra), por los requerimientos de calidad y estandarización que demandan las cadenas de distribución y por las exigencias del marco regulatorio en materia de trazabilidad y seguridad alimentaria. Por tanto, las nuevas tecnologías asociadas a la Industria 4.0 han penetrado, aunque con mayor profundidad en las grandes y medianas empresas que en las pequeñas”, subraya Ricardo Díaz, jefe del Departamento Automatización Inteligente de AINIA.


Coinciden en ese ‘gap’ tecnológico Idoia Olabarrieta y Ángela Melado, expertas en cadena alimentaria 4.0 de AZTI, recordando que esas pequeñas compañías tiene mucha actividad “manual y artesanal”. No obstante, ambas inciden en no relacionar directamente automatización con industria 4.0: “El grado de automatización del sector es alto pero esto no quiere decir que la digitalización y la conectividad estén al mismo nivel. Es decir, el que las empresas tengan automatización no significa que estén inmersas en la transformación 4.0 de la que tanto hablamos últimamente y la que realmente es el gran avance de esta era”.


Además, ese nivel tecnológico varia mucho en función de la evolución de cada empresa “y de los subsectores a los que pertenece”, exponen desde Eurecat Ignasi Papell, responsable negocio sector Alimentario y Xavier Domingo, director de la Unidad Tecnológica de Smart Management Systems.


¿Qué camino tecnológico toman las empresas?


¿Dónde se invierte más en este ámbito? “Finales de línea, controles de calidad, triaje, pesaje, dosificados y encajados, entre otros. Los fabricantes de bienes de equipo están apostando por maquinaria muy automatizada y, aunque los costes en algunos casos son aún elevados, compensa por la fiabilidad y utilidad de las automatizaciones propuestas. El hecho de que muchos equipos o líneas ya vayan sensorizados ayuda a tener datos fiables y en suficiente cantidad para aplicar decisiones automáticas y, en algunos casos, incluso, soportadas por los últimos avances del aprendizaje automático y la inteligencia artificial”, describen Papell y Domingo.


“La nueva maquinaria de elaboración de productos alimentarios es más rápida, eficiente y automática, del mismo modo que se ha apostado por sistemas de inspección y selección basados en tecnologías de visión artificial o por la robotización de los sistemas de envasado, encajado y paletizado. También se ha realizado un gran esfuerzo en la digitalización de los sistemas de producción y planificación”, observa Díaz. Y así es como llegamos a la respuesta de AZTI: “Las empresas se están dando cuenta de la necesidad de tener información digitalizada, por lo que sus inversiones van encaminadas en este sentido. Actualmente, lo habitual es invertir en plataformas de digitalización y gestión de la información, como ERPs y MES y, en los casos necesarios, en la mejora o renovación de los equipos automáticos actuales, que muchas veces se han quedado obsoletos por carecer de salidas para información digital para que puedan comunicarse con otros sistemas”.


¿Inteligencia artificial?


Cuando ponemos la inteligencia artificial encima de la mesa la brecha aún es mayor que con la automatización, además de que aquí, incluso los más avanzados, todavía están comenzando.


“La penetración de estrategias basadas en inteligencia artificial está lejos de ser habitual, aunque poco a poco el concepto está siendo asimilado por la industria como una necesidad”, reconocen Olabarrieta y Melado. “La inteligencia artificial se basa en la implementación de sensores y tecnologías inteligentes capaces de generar datos que, mediante su análisis, son capaces de producir información de utilidad y anticiparse a imprevistos. Puede mejorar, por una parte, la gestión de materia prima y la optimización de los recursos a la hora de producir, y ayuda a la estandarización de la calidad del producto, con lo que permite una mejor eficiencia y sostenibilidad del proceso”, detallan.


¿Y qué hace el sector entonces en este ámbito? “En la actualidad hemos observado que muchas empresas están empezando a generar gran cantidad de datos que no se están utilizando para sacar beneficio o información de utilidad para su negocio. Lo más normal es utilizar los datos para control de inventario o gestión de envíos, pero no es todavía usual utilizarlos inteligentemente para el ajuste automático de la producción según la calidad de la materia prima, predicción de consumos, predicción de demandas, etc., y este es el verdadero valor de la implementación de la inteligencia artificial. Solo empresas muy grandes están empezando a hacer esto”, responden.


También reconocen esa realidad desde Eurecat: “Cada vez es más frecuente encontrar industrias alimentarias, sobre todo en grandes producciones, que utilizan los datos para diseñar estrategias de inteligencia artificial para la toma (semi)automática de decisiones. En producción, para mejorar los indicadores de OEE, que empiezan a ampliar horizontes para considerar términos de eficiencia en otros campos como el social o el ambiental. Estos indicadores se ven precisamente afectados por los paros de línea por avería o problemas de calidad del producto. Es por ello que consideramos que llevar a cabo un control inteligente de la calidad mediante la adaptación dinámica de los parámetros de fabricación, acompañado de un mantenimiento predictivo real en líneas y en equipos críticos, es crucial para la sostenibilidad de la empresa en sus diferentes vértices de análisis”.


“El uso de datos para monitorizar determinados parámetros permite aplicar tecnologías de inteligencia artificial para tomar mejores decisiones, mejorar o hacer reingeniería de procesos, o replantear métodos. En definitiva, estas tecnologías nos permiten optimizar a todos los niveles, considerando escenarios multicriterio, y que, por tanto, deben encontrar el necesario equilibrio clásico entre la capacidad productiva, la calidad del producto resultante y la disponibilidad de nuestros activos clásicos, y adaptarse al nuevo paradigma donde el impacto medioambiental y social toman mayor relevancia”, opinan Papell y Domingo.


En cualquier caso, ahí están aún solo aquellas firmas cuyo tamaño pueden permitirse esa inversión, como nos recuerdan desde AINIA: “La inteligencia artificial juega un papel clave, pero de nuevo son las grandes empresas las que llevan la delantera”.


¿Qué otras tecnologías están generando mayores expectativas en el camino hacia la mejora de la industria?


Más allá de la inteligencia artificial, la industria avanza apoyada en tecnologías que también muestran una gran evolución en otros sectores: “Tecnologías como la robotización y la visión artificial se han mostrado especialmente eficientes en estos momentos, ya que han permitido seguir fabricando a pesar de las restricciones en la circulación y disponibilidad de los operarios”, expone Ricardo Díaz, en base a la situación generada por la epidemia del Covid-19 que ha supuesto todo un reto para la industria y del que hablaremos más adelante. “La realidad aumentada y la fabricación aditiva tienen todavía mucho camino por recorrer para convertirse en herramientas estándar y de uso habitual”, continúa, y no olvida que el gran cambio vendrá de la ya comentada inteligencia artificial, que junto al Big Data, serán las que “ayuden a reducir los costes de operación”.


Por su parte, Idoia Olabarrieta y Ángela Melado afirman que el uso de sensores inteligentes es la base para la transformación digital ya que van a ser las herramientas para conseguir los datos objetivos que permitan el desarrollo de modelos predictivos que ayuden a mejorar el proceso y a estandarizar la calidad del producto. “Otras tecnologías, como la realidad aumentada o los gemelos digitales, están ayudando a generar diferentes escenarios de producción y anteponerse a situaciones inesperadas. Aún se utilizan poco en la industria alimentaria, pero pueden suponer una gran ayuda a la hora de optimizar la producción y los procesos. También, tecnologías relacionadas con el mantenimiento predictivo de las máquinas es una de las vías que abre la digitalización y que es muy interesante para empresas con gran volumen de producción”, explican.


Y es que la digitalización está abriendo muchas expectativas en la industria alimentaria pero también genera grandes retos. “La industria alimentaria aún es reacia a su implementación, por varios motivos: falta de conocimiento de estas herramientas: en ocasiones hay industrias que no saben qué herramientas son las más adecuadas y cómo incorporarlas, y, a su vez, falta de tecnologías específicas para la casuística particular de una industria de estas características”, exponen desde AZTI.


Siguiendo con las otras tecnologías que están generando grandes expectativas en el camino hacia la mejora de la industria, en Eurecat apuntan: “Machine Learning, edge computing, two-way learning o planificación dinámica, son conceptos que poco a poco se irán introduciendo en los procesos productivos, para lograr una industria alimentaria saludable y sostenible que dé respuesta a las demandas de los consumidores y que, al mismo tiempo, sea muy eficiente en el uso de los recursos, optimice los procesos de fabricación, genere el menor impacto ambiental posible y sea lo innovador que necesita el sector alimentario español”.


Máquinas que aprenden, pero no solo eso, sino que deciden por ellas mismas. “Si hay una tecnología que debemos resaltar por encima de las demás y que, en cierto modo, se alimenta de todas ellas, es el control autónomo óptimo. Estos sistemas se basan en tecnologías de aprendizaje por refuerzo, un subcampo del Machine Learning, donde son capaces de tomar decisiones de forma autónoma”, indican Ignasi Papell y Xavier Domingo.


“Cuando hablamos de la toma de decisiones de forma autónoma, no estamos hablando solo de que se tomen ‘automáticamente’, sino que el sistema es capaz por sí mismo de entender el contexto y discernir entre las acciones posibles a tomar, cuáles de ellas son las óptimas para mantener los sistemas en los rangos deseados o en los mejores valores posibles dentro de los rangos permitidos. La diferencia de estos métodos, ampliamente usados en el ámbito de la conducción autónoma, es que permiten a los sistemas adaptarse a situaciones no experimentadas con anterioridad, a diferencia de otros métodos del Machine Learning más comunes”, señalan.


¿Cómo influye el sector alimentario en la automatización de sectores productivos adyacentes como el agroalimentario?


Como cabe esperar, a la automatización, en el mundo agroalimentario, le ocurre igual que en la industria alimentaria, los pequeños van en los últimos vagones, aunque la conexión está clara: “La influencia en el sector primario me parece especialmente reseñable, ya que hemos pasado de la fábrica digital a la granja digital, llevando las tecnologías al campo y a las explotaciones ganaderas para poder mejorar también su rendimiento”, explica el jefe del departamento Automatización Inteligente de AINIA. Al tiempo que reitera la importancia de no dejarse a nadie por el cambio: “Es importante que estas tecnologías no lleguen solo a las grandes explotaciones, sino que hay que trabajar para hacer la tecnología accesible en costes y simplicidad a los pequeños productores. El sector de envasado y materiales también está en transformación, tratando de reducir materiales y buscando envases que preserven las propiedades de los alimentos, pero a la vez que reduzcan su impacto en el medioambiente. Y por supuesto, el sector terciario ha sufrido una transformación clave, pues es que está detrás del despliegue de las tecnologías”.


Automatizar para ser competitivo. La fórmula funciona en todos los sectores, también en explotaciones agrarias y agroalimentarias, como nos recuerdan desde Eurecat: “La automatización es clave, incluyendo la robótica, para agilizar procesos, requerir menos mano de obra, detectar mejoras a realizar en campo (riego, manejo, fertilización, control de plagas, cosecha y poscosecha, entre otros) y en central (por ejemplo, sorting hortifrutícola, encajado o control de calidad por sistemas de visión). Las mejoras impactan a todos los niveles, pero especialmente en la competitividad de las empresas gracias a un mejor uso de los recursos y, por supuesto, en el cumplimiento normativo medioambiental y social de las mismas”.


Para Olabarrieta y Melado conviene hablar de digitalización, más que de automatización. Y así lo argumentan: “La digitalización (y conectividad), hoy en día, hay que concebirla desde un punto de vista holístico, incluyendo todos los eslabones de la cadena de valor, que dejaría de ser lineal, ya que, gracias al uso de información, todos los eslabones pueden estar interconectados. Por ello, la digitalización de un eslabón, como el alimentario, influye en todos los demás de la cadena, de forma que llegue a ser más transparente y trazable”.


El sector frente al Covid-19


Una crisis para crear nuevas oportunidades, pero también para comprobar la capacidad de la industria para adaptarse a una realidad que nunca antes había existido y cuyo escenario, además, difícilmente había sido estudiado con anterioridad.


La pandemia del Covid-19 está afectando al sector, es obvio. Mientras los supermercados aumentan su facturación, el cierre de mayoritario del sector HORECA ha hecho que muchas empresas hayan reducido mucho la producción. Aun así, desde AZTI, Idoia Olabarrieta y Ángela Melado creen que la pandemia podría generar otras oportunidades “si la industria alimentaria estuviera preparada”. En este sentido, señalan a las herramientas digitales, conectividad e inteligencia artificial como base en la que fomentar ese cambio. “Por ejemplo, el hecho de tener un feedback de consumidor podría ser eficaz para reajustar las producciones o para la reinvención puntual de las empresas, favorecer el comercio online, con el fin de no perder capacidad productiva o puestos de trabajo”, detallan.


La industria alimentaria ya cumple de manera ordinaria con unos altos estándares para calidad y seguridad, así que, por este lado, en opinión de Ignaci Papell y Xavier Domingo, no hay cambios significativos, más allá de extremar las precauciones habituales. “Estos días, también hay que tener un control muy estricto de stocks, en algunos casos la industria está acumulando por la bajada de ventas, desde las más artesanas de producto perecedero hasta grandes fabricantes de vinos, por poner algunos ejemplos. Esperemos que la situación se vaya normalizando poco a poco, y que la nueva normalidad permita vislumbrar procesos y estrategias que han venido para quedarse, como el canal online o la personalización de producto, control online de la producción, automatización y robotización de procesos, entre otros”, explican.


“El canal foodservice, por su lado, es uno de los que más sufre y sufrirá y, necesariamente, debe plantearse estrategias de digitalización para mejorar tanto la experiencia de cliente como la dirección del mensaje a los potenciales consumidores. En este caso, prevemos un uso intensivo de datos”, añaden.


Ricardo Díaz también coincide en señalar cómo ha ayudado el hecho de que sea de por si un sector con unas exigentes normas de higiene y seguridad laboral: “Ha permitido reducir el impacto en los trabajadores de las plantas de producción para poder dar servicio a la demanda de la sociedad”. En cualquier caso, reconoce el esfuerzo de toda la industria: “Ha respondido al incremento de la demanda de los consumidores aumentando la producción y minimizando los riesgos de contaminación cruzada, al tiempo que las cadenas de distribución se han adaptado a una velocidad de vértigo a los requerimientos de la situación. Por todo ello, considero que debemos estar orgullosos del tejido industrial del sector alimentario español”, remarca.


Nuevos retos


Y más allá de un inicio de 2020 que nadie podrá olvidar, ¿qué otros retos, más a medio y largo plazo, aparecen en el horizonte de la industria alimentaria? La sostenibilidad, la nutrición saludable y la personalización, siguen siendo drivers de gran impacto en el sector alimentario. Así lo apuntan los expertos tanto de Eurecat y AINIA. “La industria lo sabe y está desarrollando estrategias hacia esos vectores de crecimiento que le permitan ser competitiva en estos tiempos convulsos que vivimos”, observan Papell y Domingo. Al tiempo que Díaz hace hincapié en el aumento de la seguridad alimentaria: “Va a seguir aumentando, con métodos de control cada vez más precisos, sistemas de limpieza e higiene más avanzados y tratamientos de los alimentos que aumenten su vida útil sin afectar a sus propiedades organolépticas”. Sin olvidarse de la conexión con el final de la cadena: “También acercar las tecnologías de la información a los consumidores, de modo que influyan más en el mercado y éste se adapte a su demanda de una manera más rápida y flexible”.


Finalmente, Olabarrieta y Melado apuntan el que para ellas será el principal reto de la industria alimentaria a medio y largo plazo: “Conseguir la digitalización de toda su cadena, de manera que sea más transparente (en términos de calidad, seguridad e integridad) y se aumente la confianza del consumidor. Asimismo, esta digitalización de la cadena permitirá la generación de nuevos modelos de negocio e, incluso, aumentar su resiliencia ante imprevistos, como la que estamos viviendo ahora con el Covid-19 o la que vivimos hace unos meses con el temporal Gloria”.


Este artículo aparece publicado en el nº 519 de Automática e Instrumentación, págs. 26-31

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