https://doi.org/10.22463/2011642X.2386
Recibido: 17 de julio de 2019 - Aprobado: 30 de octubre de 2019
Como citar:
E. A. Chacón, J. J. Cardillo & J. Uribe, “Industria 4.0 en América Latina: Una ruta para su implantación”, Revista Ingenio, 17 (1), pp.15-22, 2020
El concepto de Industria 4.0 (I4.0) es muy reciente y su aplicación crea grandes expectativas, aunque no se ha podido medir su impacto de sus resultados. En Europa, EEUU, y países del extremo oriente las grandes empresas lideran su implantación conforme a estándares de automatización. Un caso distinto son las Pequeña y Medianas Empresas (PyMEs), las cuales confrontan problemas que van desde desconocimiento de la tecnología, estructuras empresariales rígidas, formación de recurso humano, falta de estándares lo que crea un gran riesgo para ellas en su incorporación o el riesgo de quedar fuera del cambio. En América Latina el reto es aún mayor, ya que las industrias están en desventaja por su falta de automatización, y más aún en las PyMEs para las cuales I4.0 representa un riesgo. En este trabajo se presenta un esquema de apoyo a la implantación de Industria 4.0, adaptada a la realidad de la industria Latino Americana que incluye una ruta de trabajo para las implantar I 4.0 en las PyMEs.
Palabras clave:Industria 4.0, I4.0 en América latina, Implantación I4.0 , PyMEs.
The Industry 4.0 (I4.0) concept is very recent and its application creates great expectations, although it has not been possible to measure its impact on its results. In Europe, USA, and countries in the Far East, large companies lead their implementation according to automation standards. A different case is Small and Medium-sized Enterprises (SMEs), which confront problems ranging from ignorance of technology, rigid business structures, human resource training, lack of standards, which creates a great risk for them in their incorporation or risk of being left out of the change. In Latin America the challenge is even greater, since industries are at a disadvantage due to their lack of automation, and even more so in SMEs for which I4.0 represents a risk. This work presents a scheme to support the implementation of Industry 4.0, adapted to the reality of the Latin American industry that includes a work route to implement I 4.0 in SMEs.
Keywords:Industry 4.0, I4.0 in Latin America, I4.0 Implementation, SMEs.
El uso del paradigma I4.0 es un reto para las empresas por: a) las nuevas tecnologías utilizadas, b) el usar una concepción diferente de los procesos de negocios y c) la necesidad de usar una ruta distinta para la implantación. Esto genera muchas dudas sobre si están preparadas las Pequeñas y Medianas Empresas (PyMEs) en Europa para enfrentar el cambio que implica I4.0 [9].En América Latina estas dudas se acrecientan por lo que se hace necesario definir una metodología que guíe a las PyMEs en su implantación.
El trabajo tiene como objetivo establecer un mapa de ruta para la implantación de I4.0 y para esto, en la sección 2 se enumeran los elementos de base que deben tenerse (motivadores, habilitadores, conocimiento) para lograr su implantación. La sección 3 analiza las características de las PyMEs de nuestra región y cuáles son sus principales falencias encontradas con el fin de poder establecer los mecanismos para superar dichas falencias. La sección 4 describe nuestra propuesta de una ruta de trabajo para lograr la implementación del paradigma I4.0. Finalmente se dan las conclusiones.
2. Industria 4.0: Motivadores, tecnologías asociadas y conocimiento de baseLas empresas tienen como principal objetivo su sostenibilidad y que se asocia con el asegurar clientes respondiendo a sus necesidades de manera rápida, manteniendo los costes de producción acotados. En la visión de I 4.0 es necesario conocer cuáles son los motivadores propios de la empresa, para seleccionar los habilitadores que permitan satisfacer a los motivadores.
2.1 Motivadores y tecnologías para el cambioLos habilitadores son tanto tecnológicos como organizativos y los requeridos en la transformación digital son: a) Nuevas tecnologías y automatización en el piso, b) Redes y Digitalización y, c) Miniaturización. Por lo tanto se hace necesario introducir un grupo de conceptos y aptitudes en la empresa: a) La fábrica inteligente, b) Sistemas Ciber-Físicos, c) Sistemas auto-organizados, d) Nuevos manejos en la logística, e) Nuevos procesos en el desarrollo de productos y servicios, f) Adaptación a las necesidades del humano, g) Responsabilidad social corporativa. En [11] se muestra la relación de satisfacción de motivadores por los habilitadores y que se representa en la Figura 2.
La visión de la empresa define los motivadores, mientras que es en los habilitadores donde se debe invertir para lograr tener la transformación digital. De estos habilitadores: Internet Industrial de las Cosas (IIoT), los (SCF), la Analítica de datos y Tecnologías Semánticas, integran o asocian al resto de los tecnologías [12].Sus principios, de manera breve, se muestran a continuación.
IIoT. La empresa digital, del dato al modelo. Considerada una evolución del IoT, es un conjunto de tecnologías que permite que objetos reales sean identificados de manera única y se conecten con el mundo de manera virtual; son descentralizados y heterogéneos. IIoT habilita el concepto de la Fábrica Digital, como se muestran en la Figura 3. Sistemas Ciber-Físicos. SCF y en especial los Sistemas de Producción Ciber-Físicos (SPCF) tienen un rol preponderante; es la era de los SPCF [9]. En [14] se definen como: “sistemas de sistemas autónomos cooperantes, conectados entre sí de acuerdo a la situación y mejorando el proceso de toma de decisiones en tiempo real en todos los niveles”. Un elemento asociado es el “Gemelo Digital”. Analítica de Datos y Big Data. Tratamiento de la gran cantidad de información generada por los distintos procesos y su análisis inteligente [15]. Tienen características especiales [16] y complementan a los SPCF [17].
Tecnologías Semánticas, que permiten describir la empresa de una manera clara, precisa y comprensible a todos los participantes en la misma.
[18] destaca como el humano interactúa a través de la tecnología. Se requiere una mayor formación del operador físico, del supervisor y del planificador para interactuar con el sistema, por lo que en el diseño es necesario establecer la arquitectura de automatización acorde y formar al operador en el conocimiento y uso de la tecnología, al igual que al personal que le suministra conocimiento al sistema.
En la fase de diseño de la ruta de implantación, y luego en su fase de utilización, el personal debe tener una amplia formación con las bases tanto de informática, estadística y de teoría de control, que exige la formación de equipos interdisciplinarios con un lenguaje común que pueda describir la empresa de manera formal, seleccionar las herramientas y luego operar el sistema. Los operarios deben también conocer el ambiente tecnológico y de manejo de la operación.
Una lista no exhaustiva viene dada por las siguientes áreas de conocimiento que apoyan tanto a los habilitadores como a los motivadores: Electrónica, Tecnologías de Información, Sistemas de Control, Teoría de Control, Tecnologías de Información en Tiempo Real, Sistemas dinámicos. Sistemas Dinámicos a Eventos Discretos, Estadística, Redes Neuronales, Inteligencia Artificial, Modelado en el área de procesos de la fábrica. Esto implica la existencia de equipos multidisciplinarios con una visión de I 4.0.
En visitas realizadas encontramos que las PyMES en general, están invirtiendo para incorporar sistemas ERP, CRM, etc., orientados a los procesos de negocio, sin embargo, están dejando de lado la apropiación tecnológica y manejo conceptual que se requiere para desarrollar de forma eficiente sus procesos. Delegan el logro de objetivos estratégicos a determinadas tecnologías; no se tiene en cuenta la visión sistémica y la articulación de todas las áreas de la compañía en pro de un objetivo común. Esto se traduce en empresas poco maduras y limitadas a la hora de tomar las decisiones correctas para aplicar modelos de referencia tales como I4.0. Por otra parte, no tienen personal que conozca las nuevas técnicas y tecnologías. Este tipo de personal no está disponible en las organizaciones por distintas razones, a) Profesión muy reciente. b) Personal disponible muy costoso para las PyMEs, c) Una sola persona no abarca todos los conocimientos del área. Desde el punto de vista gerencial ven a I 4.0 como un conjunto de tecnologías, y no como una forma distinta de estructurar la organización, establecer nuevos procedimientos, y el manejo de nuevas técnicas asociadas I4.0. En resumen, las dificultades vistas para la implantación de I 4.0 se muestran en la tabla 1.
La implementación del concepto de Industria 4.0 implica un cambio en la organización, tendiendo hacia estructuras más planas y la incorporación de tecnologías en el piso de planta, junto a esquemas de desarrollo para nuevos productos, especialización de las funciones, mecanismos de comunicación para hacer que radro marrón con letras blancas) a través de un diagnóstico, establecido como preceptos en la sección 2.1.2 y 2.2, el cual corrobora y pone en contexto que tan distante está la empresa de poder considerarse una empresa I4.0. Con el “Estado Actual de la Empresa” se definen de forma simultanea los “Objetivos” y los “Motivadores I4.0”. Los “Objetivos” (recuadro verde letras blancas) admisibles para la empresa en corto, mediano y largo plazo con el fin de ir hacia I4.0 en función de las restricciones propias de la empresa, la competencia y la demanda definidos en la sección 2.1, y los “Motivadores I4.0” (recuadro azul claro letras blancas) que son los que satisfacen la visión de la empresa, dados en la sección 2.1 (Figura 2). Por otro lado se establece la “Definición de los Medios” (recuadro azul oscuro con letras blancas) para alcanzar estas nuevas capacidades dadas en la sección 3.1 para lograr I4.0. Con los “Objetivos” y los “Motivadores I4.0” se establecen las nuevas funciones de la empresa según las nuevas capacidades gerenciales dadas en la sección 3.1 y que determina la “Reorganización de la Empresa” (recuadro azul con letras blancas), siendo este un proceso de internalización. Con la “Definición de los Medios” y la “Reorganización de la Empresa” se definen los “Habilitadores” (ovalo azul con letras blancas) requeridos para efectuar los cambios según lo descrito en la sección 2.1 con la cual se establece el alcance de la implantación en función de los “Objetivos” dando como resultado requerimiento de “Formación” (recuadro verde con letras blancas) establecidos en la tabla 1 y la “Técnicas y Tecnologías” (recuadro azul con letras blancas) requeridas para hacer efectiva la implantación según lo descrito en la sección 2.1. Definidos la “Formación” y la “Técnicas y Tecnologías”, se establece un “Plan” (recuadro marrón con letras blancas) de corto, mediano y largo plazo con mecanismos de seguimiento y evaluación según los “Objetivos” establecidos.Para empresas en Europa y EEUU donde la automatización se establece en el tope del nivel 3 de la evolución, este proceso es guiado por empresas especializadas, es por ello que en la Figura 5 los elementos verdes con borde azul corresponden a estos entes que ayudan, guían, realizan estas labores denominadas “Requerimientos de terceros”. Para las Micro y PyMEs, establecer esta hoja de ruta es complicado por las razones antes expuestas, más aún cuando se debe hacer un gasto oneroso para tener asesoría. Dentro del contexto de América Latina cuya industria no alcanza los niveles de automatización deseado, antes de pensar en la idea de ser I4.0, se debe replantear el uso del marco conceptual ofrecido por I4.0 y la metodología aquí mostrada, en pro establecer una adecuada sistematización, una correcta integración tanto vertical y horizontal que incluya el manejo de la logística de los procesos y el ciclo de vida del producto con la idea de un plan a más largo plazo que permita a las empresas ir por el camino correcto hacia la flexibilización y por ende a su competitividad.
Para ser factible este esquema de implantación para las Micro y PyMEs, pudiendo superar los obstáculos y conflictos dados en la sección 3.1 y 3.2, se requiere que organismos oficiales, así como la propias PyMEs creen mecanismos o entes de asesoría/consultoría que involucren Universidades, grupos de investigación, Consultores (Empresas o individuos) para tener el apoyo en las etapas reseñadas en el esquema mostrado en la figura 5, por medio de proyectos financiados por terceros.
Nuestro objetivo fue proponer un esquema para la implantación de una hoja de ruta de I 4.0 para la industria de america latina y el caribe y en particular a las Micro y PyMEs. Este objetivo fue alcanzado por definir una metodología en la sección 4, que no solo permite a las empresas ir hacia I4.0, sino que la pone en contexto de cuál es su nivel de sistematización, integración y automatización tanto en los procesos de negocio como en los procesos de producción y cuál es el requerido en función de las expectativas a corto, mediano y largo plazo definidos por ella y con esto se establece un plan para lograrlo que incluye formación tecnificación y tecnologización.
Nuestro objetivo fue proponer un esquema para la implantación de una hoja de ruta de I 4.0 para la industria de america latina y el caribe y en particular a las Micro y PyMEs. Este objetivo fue alcanzado por definir una metodología en la sección 4, que no solo permite a las empresas ir hacia I4.0, sino que la pone en contexto de cuál es su nivel de sistematización, integración y automatización tanto en los procesos de negocio como en los procesos de producción y cuál es el requerido en función de las expectativas a corto, mediano y largo plazo definidos por ella y con esto se establece un plan para lograrlo que incluye formación tecnificación y tecnologización.
Para el caso particular de las Micro y PyMEs, se realiza una propuesta, que rompe con el esquema de falta de adaptación y altos costos por asesoría, derivada de la creación de un consorcio de expertos asesores, a través de ayuda de terceros, que subsanen las desventajas y riesgos, y hacerles factible el esquema de implantación propuesto.
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* Doctor en Automática. Correo: echacon@ula.ve
** Doctor en Automática y Ciencias Aplicadas. Correo: ijuan@ula.ve
*** Ingeniero de Sistemas. Correo: julian.uribe@simac.com.co