La visión de Industria 4.0 consiste en la introducción y explotación de las tecnologías digitales en la industria, transformando la empresa en una industria inteligente. Esta transformación sólo es posible a través de un conjunto de habilitadores digitales, esto es, herramientas tecnológicas que tienen la capacidad de impulsar la transformación digital de la industria.

En la bibliografía se han identificado una amplia variedad de habilitadores digitales, de los que se han considerado que sectorialmente son relevantes los indicados a continuación:

Cada uno de los habilitadores tecnológicos Industria 4.0 se describen brevemente a continuación.

Hibridación del mundo físico y digital

Sensórica: Sensores, actuadores, nanosensores, biosensores.

Se incluyen en esta categoría los dispositivos sensores y/o actuadores para la monitorización y control de propiedades o actividades de equipos, procesos productivos o elementos del entorno. Se incluyen sensores/actuadores a escalas micro y nano, así como sensores biológicos para procesos industriales.

 Microelectrónica: Dispositivos micro-/nano- electrónicos (MEMS, NEMS, OLAE, wearables)

Dispositivos y sistemas electrónicos a escala micro- o nano- para el desarrollo de circuitos de control (sistemas embebidos), objetos inteligentes (smart objects), textiles inteligentes (wearables), o electrónica flexible (OLAE, organic electronics). Estos dispositivos pueden estar basados en tecnologías eléctricas, fotónicas (photonic integrated circuits), químicas, electro-mecánicas (MEMS & NEMS), o optoelectrónicas.

CPS: Sistemas Ciber-Físicos (sistemas empotrados y sistemas de sistemas).

Sistemas que hibridan el mundo físico con el mundo digital, permitiendo que equipos/objetos reales y sistemas digitales interactúen entre sí. Para ello integran capacidades de computación, almacenamiento y comunicación, junto con capacidades de seguimiento y/o control de objetos en el mundo físico. Son sistemas compuestos por dispositivos electrónicos embebidos, interconectados, y con capacidades de cómputo en tiempo real. En el ámbito industrial, estos sistemas permiten virtualizar procesos físicos, monitorizando y controlando su funcionamiento.

HMI: Interacción Hombre-Máquina (reconocimiento de patrones, visión artificial, gestos y movimiento, habla).

Tecnologías que permiten interactuar a agentes del mundo físico con el mundo digital, reconociendo objetos o patrones como los gestos, la mirada, el habla humana, formas y objetos, o múltiples patrones simultáneamente (multimodal pattern recognition). Se incluyen tecnologías basadas en algoritmos de computer vision, pattern recognition, speech & language processing, multimodal interaction.

Geolocation: Geolocalización (GPS, GIS, localización in-house).

Tecnologías diseñadas para permitir la permitir la identificación y posicionamiento de objetos en espacios tanto cerrados como abiertos, con precisión, permitiendo así digitalizar su posición.

VR/AR: Visualización avanzada: realidad aumentada, realidad virtual.

Tecnologías para facilitar la visualización de elementos digitales dentro de entornos reales (como la realidad aumentada, en la que la visión del entorno físico se combina con elementos digitales, sintéticos, para la creación de una realidad mixta en tiempo real), o para recrear por completo una simulación de un entorno físico en condiciones realistas (como la realidad virtual).

Mod & Sim: Modelado y simulación digital.

Tecnologías para el modelado y simulación de procesos, productos o sistemas complejos, mediante el empleo de modelos físicos o matemáticos y la simulación de su comportamiento ante distintos parámetros.

Comunicación y tratamiento de datos

Redes: Redes de comunicaciones y banda ancha.

Infraestructuras de comunicaciones fijas o móviles, cableadas o inalámbricas, que permiten la transmisión de información de forma segura, robusta y rápida. Se incluyen circuitos y implementaciones de la futura tecnología 5G.

IoT: Dispositivos conectados, redes de sensores.

Las tecnologías IoT introducen la presencia ubicua de objetos físicos en el entorno digital (Smart Objects), mediante conexiones cableadas e inalámbricas y esquemas de direccionamiento único que permiten la interacción con ellos de forma permanente y ubicua, así como cooperar con otros objetos para crear nuevas aplicaciones y servicios. Los dispositivos inteligentes se apoyan en las plataformas IoT para para disponer de conectividad y generar servicios y aplicaciones.

Cloud: Cloud Computing y XaaS

Infraestructuras que prestan, a través de la red, en tiempo real y bajo demanda (escalado automático), recursos hardware y software en forma de servicios predefinidos o parametrizables. Estos servicios van desde el almacenamiento, la computación, la accesibilidad y la construcción de aplicaciones y servicios de aplicaciones finales. Según el tipo de servicio ofertado, se distingue entre IaaS, PaaS, SaaS (XaaS) y arquitecturas de servicios.

Data Analytics: Analítica de datos (minería de datos, Big Data, gestión de bases de datos).

Tecnologías para captura/adquisición e integración de datos (data mining, data handling), procesamiento (almacenamiento, gestión datos e infraestructuras) y análisis de datos (extracción de conocimiento mediante la aplicación de modelos estadísticos o basados en aprendizaje automático). Se incluyen tanto soluciones Business Intelligence como soluciones Big Data (datos con elevado volumen, frecuencia o tipología que requieren métodos avanzados).

IA: Inteligencia artificial y sistemas cognitivos.

Tecnologías que habilitan a una máquina o dispositivo a adquirir y aplicar conocimiento y llevar a cabo comportamiento inteligente, permitiendo así construir sistemas inteligentes para diferentes áreas de aplicación. Se incluyen tecnologías basadas en lógicas difusas, árboles de decisión, y aprendizaje automático (que incluye técnicas basadas en pattern recognition o deep learning, y mediante las cuales el sistema aprende mediante la experiencia).

Ciberseguridad.

Tecnologías esenciales para el desarrollo de una industria digital segura, confiable y exitosa. Abarca tecnologías con las que garantizar la protección completa de los datos, proteger las comunicaciones digitales y las transacciones digitales, y protección de las infraestructuras digitales.

Nuevos sistemas de fabricación

Fabricación aditiva (impresión 3D).

Componentes, equipos y sistemas para la impresión 3D de modelos/prototipos digitales mediante la adición de sucesivas capas de materiales como plástico, metal, madera, cerámica, cristal, ...

Láser: Fabricación basada en láser.

Sistemas de fabricación basados en tecnologías láser para múltiples aplicaciones, entre las que se encuentran el procesado rápido de materiales con alta precisión, reducción de costes, y mínimo impacto de calor.

Robótica: Robótica avanzada y sistemas automatizados.

Equipos y soluciones robóticas diseñadas para entornos industriales, que garantizando la seguridad, ofrecen adaptabilidad y flexibilidad para aplicaciones como el procesado o transporte de materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales, la inspección de calidad automatizada o el mantenimiento de infraestructuras.

Gestión empresarial: Sistemas TIC para gestión empresarial, logística y negocio.

Sistemas y soluciones TIC para la digitalización de procesos empresariales: gestión de recursos (ERPs), gestión de la producción (MES, Manufacturing Execution System), gestión de almacenes (WMS, Warehouse Management System) y cadena de suministro (SCM, Supply Chain Management), logística.

Conexión de la empresa con el consumidor

Omnicanalidad: Sistemas para gestión multicanal/omnicanal con cliente.

Soluciones TIC para adaptarse a la transformación de canales (digitalización de canales y multicanalidad) y alcanzar la omnicanalidad (relaciones con cliente independientemente del medio utilizado). Se incluyen sistemas CRM (Customer Relationship Management) y soluciones para explotación homogénea de múltiples canales digitales (gestión y análisis redes sociales, blogs, email marketing, webs personalizadas).

Hiperconectividad: nuevos canales digitales (apps, plataformas digitales).

Soluciones TIC para adaptarse a la hiperconectividad del cliente: desarrollo de nuevos canales que permitan ofrecer productos y servicios interconectados digitalmente entre personas y cosas, ofreciendo mayor información y valor al cliente respecto al producto/servicio. Se incluyen aplicaciones propias (apps móviles) o plataformas digitales.

Plataformas y entornos colaborativos.

Plataformas tecnológicas y entornos colaborativos que permiten: (a) la interacción digital interempresa (B2B) o clientes (B2C, C2C) (b) automatizar ciertos procesos como la cadena de suministro, o (c) potenciar la innovación mediante el uso de modelos de innovación abierta o colaborativa

Referencias

 (1) Acatech & Forschungsunion: "Securing the future of German manufacturing industry. Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0. Final report of the Industrie 4.0 Working group". Abril 2011.

 (2) N.N. 'Strategic R&D opportunities for 21st century, Cyber-physical systems, Connecting computer and information systems with the physical world'. Report of the Steering Committee for Foundations and Innovation for Cyber-Physical Systems, USA, January, 2013: 24.

 (3) PwC: 'Industry 4.0: Building the digital enterprise'. Global Industry 4.0 Survey, 2016.