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La industria 4.0 es una tendencia tecnológica que impacta la producción a nivel mundial, caracterizada por la implementación de recursos cada vez más eficientes, inteligentes, precisos y rápidos.

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1. creación de nuevos modelos de negocios.
2. integración de operaciones en tiempo real.
3. Reducción de costos.
4. economía de energía.
5. sostenibilidad.
6. disminución de errores.
7. aumento de la productividad.
8. optimización de la eficiencia.

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ayuda a agilizar la preparación de pedidos. Es un sistema que incluye todas las actividades que se necesitan para que el pedido llegue al cliente en perfectas condiciones.

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describe una sub área de la informática que se ocupa, en gran medida, de imitar el pensamiento y el comportamiento humanos con sistemas informáticos. La inteligencia artificial permite que las máquinas asuman tareas como el pensamiento lógico, el aprendizaje, el juicio y la resolución de problemas que antes solo se resolvían con la inteligencia humana.

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En la era actual es necesario priorizar desafíos en busca de prosperidad y calidad de vida, consolidar recursos y promover su transparencia, todo esto en pro de tener condiciones favorables para dinamizar la innovación y la industria.

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Comencemos con una pregunta que tiene una respuesta obvia. ¿Cuál es la diferencia entre un teléfono de pared (alrededor de 1907) y un iPhone 5? Me vienen a la mente un par de cosas: correo electrónico, fotos digitales, Internet, Wi-Fi, GPS, mensajes de texto y conversaciones móviles. Pero, la verdadera pregunta es: ¿Cómo pasamos del teléfono de pared al iPhone 5? La respuesta es, por supuesto, investigación y desarrollo (I + D).

Echemos un vistazo más de cerca al concepto. La investigación y el desarrollo se refieren a una amplia gama de actividades empresariales, gubernamentales y académicas diseñadas para recopilar nuevos conocimientos. A veces, el nuevo conocimiento conduce a nuevos productos o procesos, y otras veces no. El objetivo de la I + D es ampliar las fronteras del entendimiento humano y mejorar nuestra sociedad en su conjunto. En otras palabras, suministrar las innovaciones que nos llevaron del teléfono de pared al iPhone 5. Las actividades de I + D se pueden subdividir en tres categorías: investigación pura, investigación aplicada y actividades de desarrollo.

La investigación pura (o básica) está dirigida a comprender qué es algo o cómo funciona. No hay una expectativa inmediata de una recompensa a corto plazo. Básicamente, la investigación pura es un intento de satisfacer nuestra curiosidad por algo desconocido. Con suerte, habrá productos comercializables más adelante, pero no hay garantía. Por ejemplo, una agencia federal anunció recientemente un programa de investigación de $ 70 millones de dólares para desarrollar implantes cerebrales para ayudar a las personas con lesiones y trastornos cerebrales. La investigación inicial debe estar dirigida a aprender cómo los problemas médicos se reflejan en la actividad cerebral. Si eso se puede determinar, entonces quizás se pueda inventar tecnología médica avanzada. Pero primero, deben averiguar más sobre cómo funciona el cerebro.

Investigación aplicada

Investigación aplicada puede considerarse como un segundo paso en el proceso de investigación. Utiliza información, métodos, conocimientos y técnicas existentes para resolver problemas prácticos. En otras palabras, ya sabemos qué es algo y cómo funciona. Ahora tenemos que encontrar una manera de convertir ese conocimiento en un producto comercializable o resolver algún otro problema. Por ejemplo, el programa de transbordadores espaciales de la NASA implicó la resolución de problemas que nadie había abordado anteriormente y requirió la creación de nuevas tecnologías. Otras empresas y agencias federales utilizaron el conocimiento adquirido de la NASA para desarrollar sus propios productos nuevos. Por ejemplo, cada año la NASA publica una lista de productos comerciales que se desarrollaron a partir de su investigación básica. Incluye cosas como equipo de extinción de incendios, neumáticos radiales mejorados, comida para bebés enriquecida y muchos otros artículos domésticos comunes.

Actividades de desarrollo

Las actividades de desarrollo suelen estar dirigidas a mejorar los productos y procesos existentes en lugar de crear otros nuevos. Un vistazo rápido al sitio web de cualquier fabricante de motocicletas revelará numerosas mejoras en los modelos de ese año. Por ejemplo, el modelo Harley-Davidson Sportster de 2014 recibió importantes mejoras en el sistema de frenos. De manera similar, la Yamaha FJR para 2013 recibió un nuevo control de tracción, control de crucero y pantallas digitales. Todos estos cambios requirieron revisiones de los diseños de productos y procesos de producción.

La investigación y el desarrollo tienen que ver con el conocimiento y la innovación de productos. trata de comprender qué es algo y cómo funciona. Es la búsqueda del conocimiento sin la expectativa de una recompensa inmediata. Por el contrario, la investigación aplicada utiliza el conocimiento existente para crear nuevos productos o procesos. El tercer componente de I + D, actividades de desarrollo , persigue mejoras en los productos y procesos existentes.

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▷ ¿Qué es investigación y desarrollo? - Definición, métodos y ejemplos - Estudyando

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Definición: Investigación y Desarrollo Comencemos con una pregunta que tiene una respuesta obvia. ¿Cuál es la diferencia entre un teléfono de pared (alrededor de 1907) y un iPhone 5? Me vienen a la mente un par de cosas: correo electrónico, fotos digitales, Internet, Wi-Fi, GPS, mensajes de texto y conversaciones móviles.

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Es la combinación de la logística y el pensamiento estratégico que necesitara para definir la gestión de su cadena de suministro

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¿Qué significa el término "Supply chain"?

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¡En la siguiente nota de Satrack nos centraremos en la definición y todo lo que abarca el novedoso término "supply chain"! Se denomina supply chain o cadena de suministro al proceso o cadena que se desarrolla a partir que el cliente realiza un pedido hasta que

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Es usada por empresas en instalaciones educativas o industriales para enseñar una amplia gama de tecnologías. Se puede integrar a las tecnologías CNC y productos CAD/CAM, para plataforma logísticas como RFID, MES y laboratorios de alta tecnología

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CP Factory es un ejemplo de transición práctica a la fabricación digital. Gracias a este completo modelo de fábrica del sector industrial 4.0 modular y ampliable, podrá reproducir diversos aspectos de la cadena de valor añadido. CP Factory incorpora todas las tecnologías relevantes de la mecatrónica y la automatización.

¿Qué significa CP?
Los sistemas ciberfísicos permiten la articulación de una red inteligente de personas, productos y medios de producción. La red de comunicaciones y los dispositivos físicos se combinan por tanto en un todo, una característica importante para el sector industrial 4.0 que también ofrece CP Factory.

CP Factory: La plataforma de formación e investigación universal para el sector industrial 4.0
CP Factory reproduce los nuevos avances en fabricación interconectada del sector industrial 4.0, y pone a sus disposición las herramientas necesarias de Smart Factory. El sistema de formación cubre diversos aspectos de la fabricación: no solo la línea de montaje, sino también la fabricación optimizada (LEAN), la logística y el aseguramiento de la calidad.

Un sistema modular por excelencia
Nuestra dilatada experiencia en la creación de sistemas formación se puede apreciar en muchos de los detalles de CP Factory. Todas las estaciones y los módulos de la aplicación cuentan con la tecnología más innovadora. El concepto y el equipamiento son la prueba del ímpetu innovador de Festo.

El resultado
Cada CP Factory puede reconfigurarse en cuestión de minutos (dependiendo de la situación), de ahí su carácter transformable.

Doble aprendizaje
La estructura doble de las células permite trabajar en grupo en diferentes configuraciones y con equipos de trabajo interdisciplinarios:

Los alumnos pueden trabajar a ambos lados de forma independiente entre sí en un ramal de la cinta transportadora.

Los dos ramales de la cinta de una estación se pueden acoplar mediante un sistema pasivo de cambio de dirección.

Autónomo o con conexión de sistema
Las características fundamentales de CP Factory definen la imagen del sistema:

Cinta transportadora ancha para transporte de palés

Módulo de aplicaciones sobre la cinta

Composición variable del sistema y libertad de diseño de los puestos de trabajo individuales, en parejas y en grupo

Las estaciones estandarizadas se pueden agrupar de formas diversas. Un laboratorio formado por puestos de trabajo individuales puede transformarse rápidamente en una o varias líneas de fabricación con muy diferentes objetivos para la formación en técnica de automatización.

El contenido de aprendizaje se incluye en el módulo de la aplicación
Las estaciones modulares combinables y flexibles constituyen la base del sistema de aprendizaje, con las que se pueden crear diversos módulos de aplicación. Estos determinan los contenidos de aprendizaje de las estaciones. Los módulos de la aplicación se pueden intercambiar en cuestión de minutos gracias a las interfaces estandarizadas. De este modo se puede cambiar rápidamente la configuración para adaptarse a diferentes situaciones de aprendizaje y contenidos. Temas como la técnica del accionamiento, la técnica de regulación, el procesamiento de imágenes, la programación de encadenamientos de secuencias o de modos de funcionamiento se tratan en los módulos funcionales siguientes:

Módulos de manipulación, almacén apilador y giro

Módulos de procesamiento de taladrado y de grabado con CNC

Módulo de prensa

Módulos de tampografía y de secado

Módulo de prueba de inspección por cámara

Control de procesos RFID
El producto se encarga de controlar los procesos en CP Factory. Para ello, las piezas que se manipulan y los controles disponen de tecnología RFID.

Sistema de gestión de la producción
En el sistema de producción MES4, diseñado especialmente para su uso en sistemas de formación, se coordinan los datos de producción. La arquitectura orientada al servicio de MES4 permite a las células de producción recuperar la información necesaria bajo demanda.

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CP Factory es un ejemplo de transición práctica a la fabricación digital. Gracias a este completo modelo de fábrica del sector industrial 4.0 modular y ampliable, podrá reproducir diversos aspectos de la cadena de valor añadido. CP Factory incorpora todas las tecnologías relevantes de la mecatrónica y la automatización.

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Se trata de replicas virtuales de objetos o procesos que simulan el comportamiento de sus homólogos reales.   El fin es analizar su eficacia o comportamiento en determinados supuestos buscando la mejora del mismo.

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¿Cómo se aseguran los ingenieros de la NASA de que van a poder controlar cualquier elemento de una nave especial cuando está a miles de kilómetros de distancia? ¿De que van a saber cómo se comporta cuando entran en juego otras temperaturas y fuerzas de la gravedad? Creando gemelos digitales.

Qué son los los gemelos digitales

Un gemelo digital (o digital twin) es una representación digital de un objeto, proceso o servicio físico: desde un motor a reacción o parques eólicos a edificios o ciudades enteras. Estas réplicas virtuales son utilizadas para hacer simulaciones antes de que se creen e implementen cambios en los objetos reales, con el fin de recopilar datos para predecir cómo funcionarán.

En muchas ocasiones, los objetos físicos están dotados con muchos sensores encargados de recopilar datos sobre su estado en tiempo real, las condiciones de trabajo o su posición. Todos estos datos deben ser analizados y procesados para recrear el modelo digital.

Cómo se generan

Un gemelo digital se crea en un programa de ordenador que usa datos del mundo real para recrear simulaciones que pueden predecir cómo funcionará un producto o proceso. Se utilizan para evitar fallos en los objetos físicos y para realizar funciones avanzadas de análisis, monitorización y predicción.

Los responsables de crear un gemelo digital suelen ser expertos en matemáticas aplicadas o ciencia de datos. Estos profesionales analizan la física y los datos operativos de un objeto y desarrollan un modelo matemático que simule el original.

Al crear estos gemelos digitales hay que asegurarse de que el modelo virtual pueda recibir comentarios de los sensores que recopilan datos de la versión del mundo real. Esto permite que la versión digital imite y simule lo que está sucediendo con la versión original en tiempo real.

En este tutorial técnico se puede ver cómo crear un gemelo digital de un coche.

Qué se necesita para crearlos

Para crear un gemelo digital hay que recopilar muchos datos, tanto del objeto como de lo que está a su alrededor. Con esta información se pueden crear modelos computacionales que representan los comportamientos o estados del objeto físico.

Estos datos pueden ser relativos al ciclo de vida de un producto, sus especificaciones de diseño, sus procesos de producción, información de ingeniería, de producción (incluyendo materiales, piezas, métodos y control de calidad)...

Un gemelo digital puede ser tan complejo o tan simple como se necesite. La cantidad de datos que recoja determinará también con qué precisión el modelo digital simula la versión física.

Para qué se usan

Una vez que se han recopilado todos los datos, se usan para crear modelos analíticos con los que predecir los efectos y comportamientos de ese objeto ante unos posibles cambios.

Estas simulaciones están generadas teniendo en cuenta cuestiones como ingeniería, física, química, estadística, aprendizaje automático, inteligencia artificial, lógica empresarial u objetivos. Estos modelos se pueden mostrar a través de representaciones en 3D y modelado de realidad aumentada para ayudar a la comprensión humana de los hallazgos.

El desarrollo y creación de un gemelo digital se emplea, a grandes rasgos, para tres cuestiones principales

Prototipo de gemelo digital (DTP): antes de crear un producto físico final se hace uno digital para ver cómo sería realmente y cómo se comportaría.

Instancia gemela digital (DTI): una vez que ya se ha fabricado un producto, se emplea el gemelo digital para hacer pruebas en diferentes escenarios de uso con el virtual y no con el real

Digital Twin Aggregate (DTA): recopila información del caso anterior para determinar las capacidades de un producto, ejecutar pronósticos y probar parámetros operativos

A través de estos tres casos de uso típicos las empresas pueden predecir diferentes resultados basados en datos variables, lo que ayuda a determinar dónde deben ir las cosas o cómo funcionan antes de que se implementen físicamente.

Qué beneficios tienen

El gemelo digital crea un modelo de simulación que puede actualizarse junto con el modelo físcio y real o en lugar de este. Esto permite a las empresas evaluar un ciclo de desarrollo completamente informatizado, desde el diseño hasta la implementación e incluso el desmantelamiento.

Al imitar los activos físicos, los marcos y las operaciones para producir datos continuos, un gemelo digital permite a la industria anticipar el tiempo de inactividad, reaccionar a las circunstancias cambiantes, probar las mejoras del diseño y mucho más.

Un gemelo digital se puede utilizar para ahorrar tiempo y dinero siempre que sea necesario probar un producto o proceso, ya sea en el diseño, implementación, monitoreo o mejora.

Evidentemente, estos beneficios del gemelo digital dependen mucho de cada caso, pero en las grandes infraestructuras permite hacer un seguimiento y análisis de los productos existentes. Al hacerlo, se puede reducir su mantenimiento y los costes asociados, además de prever posibles fallos y adelantarse a ellos.

Cuando se emplean para crear prototipos antes de la fabricación, los gemelos digitales permiten reducir los defectos del producto, mejorando la planificación y su entrega, además de la calidad del mismo.

En qué industrias se usan

Los gemelos digitales se están utilizando ya en varias industrias, con diferentes aplicaciones y propósitos. Por ejemplo, en las fábricas se usan para que la cadena de producción sea más ágil y reducir posibles errores.

El sector médico se ha beneficiado del gemelo digital en áreas como la donación de órganos, la formación quirúrgica, o modelando el flujo de personas a través de los hospitales y rastrean dónde pueden existir infecciones y quiénes pueden estar en peligro por contacto.

En logística, los gemelos digitales se pueden usar en una amplia variedad de aplicaciones, como la gestión de flotas de contenedores, la monitorización de envíos o el diseño de grandes sistemas logísticos. Los sensores de IoT en contenedores individuales, por ejemplo, muestran su ubicación y monitorizan cuestiones como los daños o la contaminación que produce su transporte. Estos datos fluyen hacia un gemelo digital de la red de contenedores, que utiliza el aprendizaje automático para hacer las mejoras necesarias de cara a garantizar que los contenedores se implementen de la manera más eficiente posible.

DHL, por ejemplo, es una de las compañías que está utilizando esta tecnlogía.

Qué problemas tienen

Construir un gemelo digital es complejo. Además, no hay una plataforma estandarizada para hacerlo ni está del todo claro cuál es la tecnología necesaria para construir e implementar gemelos digitales.

Las propuestas comerciales de gemelos digitales vienen de la mano de algunas grandes empresas. Por ejemplo, GE, que desarrolló la tecnología de gemelos digitales internamente como parte de su proceso de fabricación de motores a reacción, ahora ofrece su experiencia a otras empresas, al igual que Siemens, otro gigante industrial muy involucrado en la fabricación.

Pero también nombres tecnológicos, como IBM o Microsoft, están comercializando su propuesta de gemelos digitales.

Quién inventó los gemelos digitales

El concepto de gemelos digitales se atribuye a David Gelernter y a su libro " Mirror Worlds", pero fue Michael Grieves, del Instituto de Tecnología de Florida, quien lo aplicó al concepto de fabricación en 2002.

Sin embargo, fue la NASA quien adoptó por primera vez el concepto de gemelo digital en 2010, con el fin de mantener y reparar sistemas cuando no estaban cerca de ellos. La idea se utilizó para crear simulaciones digitales de cápsulas espaciales y naves para realizar pruebas. Hoy en día, la NASA utiliza gemelos digitales para desarrollar nuevas recomendaciones, hojas de ruta y vehículos y aviones de próxima generación.

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Digital twins: qué son, para qué sirven y cuáles son los beneficios y problemas de los gemelos digitales

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¿Cómo se aseguran los ingenieros de la NASA de que van a poder controlar cualquier elemento de una nave especial cuando está a miles de kilómetros de distancia? ¿De que van a saber cómo se comporta cuando entran en juego otras temperaturas y fuerzas de la gravedad? Creando gemelos digitales.

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Coordinación estratégica,  técnica y operativa empresarial que permite la inclusión de la flexibilidad, innovación y orientación del riesgo en el mantenimiento de la producción de un bien y/o servicio

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Las ventajas del servicio de mantenimiento preventivo Smart Maintenance

El mantenimiento preventivo de las máquinas-herramientas se posiciona como el más ventajoso para la industria. Además de reducir significativamente las horas de paro y de reparación no planificada de la maquinaria, los beneficios de este tipo de control van más allá: permite que los operarios puedan ser más proactivos y centrarse en introducir mejoras y avances en vez de emplear la mayor parte de su tiempo en reparaciones.

Se trata de un control que predice dónde puede fallar la máquina y lo corrige antes de que ocurra, como hace el Smart Maintenance que ofrece Daunert. Éste asegura el funcionamiento correcto y eficiente de la máquina por medio de un sistema de inspecciones periódicas. Otra de las ventajas de aplicar el mantenimiento preventivo es evitar la repetición de trabajos por algún fallo que haya tenido la máquina, que se calcula que se reduce en un 25%.

Precisamente antes de iniciar el mecanizado se dan las condiciones estables necesarias para evitar que después se produzcan variaciones que pueden afectar a su uso. Como en este punto los trabajos que desarrollará la máquina son más genéricos, el mantenimiento puede aplicarse de una forma más extensa que una vez iniciada la actividad, cuando las incidencias son más concretas.
Inspecciones periódicas
La limpieza es uno de los campos en los que actúa el Smart Maintenance. La periodicidad de estas inspecciones varían y pueden ir desde la observación diaria hasta la semanal o incluso darse con menor frecuencia. La lubricación es otro de los puntos claves. En este punto hay que tener en cuenta la elección del producto, su almacenamiento, la distribución, el empleo y la producción.

Los protocolos de seguridad y el ajuste, reparación o cambio de piezas desgastadas es otra de las partes del mantenimiento preventivo, que consiste en eliminar cualquier circunstancia que en un futuro puede ser causa de una avería.

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El mantenimiento preventivo de las máquinas-herramientas se posiciona como el más ventajoso para la industria. Además de reducir significativamente las horas de paro y de reparación no planificada de la maquinaria, los beneficios de este tipo de control van más allá: permite que los operarios puedan ser más proactivos y centrarse en introducir mejoras y avances en vez de emplear la mayor parte de su tiempo en reparaciones.