La visió d’indústria 4.0 consisteix en la introducció i explotació de les tecnologies digitals en la indústria, per tal de transformar l’empresa en una indústria intel·ligent. Aquesta transformació només és possible per mitjà d’un conjunt d’habilitadors digitals, això és, eines tecnològiques que tenen la capacitat d’impulsar la transformació digital de la indústria.

En la bibliografia s’han identificat una àmplia varietat d’habilitadors digitals, dels quals s’han considerat que sectorialment són rellevants els indicats a continuació:

Cada un dels habilitadors tecnològics indústria 4.0 es descriuen breument a continuació.

Hibridació del món físic i digital

Sensòrica: Sensors, actuadors, nanosensors, biosensors.

S’inclouen en aquesta categoria els dispositius sensors i actuadors per al monitoratge i control de propietats o activitats d’equips, processos productius o elements de l’entorn. S’hi inclouen sensors/actuadors a escales micro i nano, així com sensors biològics per a processos industrials.

Microelectrònica: Dispositius micro-/nano- electrònics (MEMS, NEMS, OLAE, wearables)

Dispositius i sistemes electrònics a escala micro o nano per al desenvolupament de circuits de control (sistemes embeguts), objectes intel·ligents (smart objects), tèxtils intel·ligents (wearables) o electrònica flexible (OLAE, organic electronics). Aquests dispositius poden estar basats en tecnologies elèctriques, fotòniques (photonic integrated circuits), químiques, electromecàniques (MEMS & NEMS), o optoelectròniques.

CPS: Sistemes ciberfísics (sistemes encastats i sistemes de sistemes).

Sistemes que hibriden el món físic amb el món digital, cosa que permet que equips/objectes reals i sistemes digitals interactuen entre si. Per a això integren capacitats de computació, emmagatzematge i comunicació, juntament amb capacitats de seguiment i control d’objectes en el món físic. Són sistemes formats per dispositius electrònics embeguts, interconnectats i amb capacitats de còmput en temps real. En l’àmbit industrial, aquests sistemes permeten virtualitzar processos físics, per tal de monitorar i controlar el seu funcionament.

HMI: Interacció home-màquina (reconeixement de patrons, visió artificial, gestos i moviment, parla).
Tecnologies que permeten interactuar a agents del món físic amb el món digital, i reconeixer objectes o patrons com els gestos, la mirada, la parla humana, formes i objectes, o múltiples patrons simultàniament (multimodal pattern recognition). S’hi inclouen tecnologies basades en algoritmes de computer vision, pattern recognition, speech & language processing, multimodal interaction.

Geolocation: Geolocalització (GPS, GIS, localització in-house).

Tecnologies dissenyades per a permetre la identificació i posicionament d’objectes en espais tant tancats com oberts, amb precisió, cosa que permet digitalitzar la seua posició.

VR/AR: Visualització avançada: realitat augmentada, realitat virtual.

Tecnologies per a facilitar la visualització d’elements digitals dins d’entorns reals (com la realitat augmentada, en la qual la visió de l’entorn físic es combina amb elements digitals, sintètics, per a la creació d’una realitat mixta en temps real), o per a recrear per complet una simulació d’un entorn físic en condicions realistes (com la realitat virtual).

Mod & Sim: Modelatge i simulació digital.

Tecnologies per al modelatge i simulació de processos, productes o sistemes complexos, mitjançant l’ús de models físics o matemàtics i la simulació del seu comportament davant de diferents paràmetres.

Comunicació i tractament de dades

Xarxes: Xarxes de comunicacions i banda ampla.

Infraestructures de comunicacions fixes o mòbils, cablejades o sense fils, que permeten la transmissió d’informació de manera segura, robusta i ràpida. S’hi inclouen circuits i implementacions de la futura tecnologia 5G.

IoT: Dispositius connectats, xarxes de sensors.
Les tecnologies IoT introdueixen la presència ubiqua d’objectes físics en l’entorn digital (smart objects), mitjançant connexions cablejades i sense fils i esquemes d’adreçament únic que permeten la interacció amb aquests de manera permanent i ubiqua, així com cooperar amb altres objectes per a crear noves aplicacions i serveis. Els dispositius intel·ligents tenen com a suport les plataformes IoT per a disposar de connectivitat i generar serveis i aplicacions.

Cloud: Cloud computing i XaaS

Infraestructures que presten, per mitjà de la xarxa, en temps real i sota demanda (escalat automàtic), recursos de maquinari i programari en forma de serveis predefinits o parametritzables. Aquests serveis van des de l’emmagatzematge a la computació, l’accessibilitat i la construcció d’aplicacions i serveis d’aplicacions finals. Segons el tipus de servei oferit, es distingeix entre IaaS, PaaS, SaaS (XaaS) i arquitectures de serveis.

Data Analytics: Analítica de dades (mineria de dades, Big Data, gestió de bases de dades).

Tecnologies per a captura/adquisició i integració de dades (data mining, data handling), processament (emmagatzematge, gestió dades i infraestructures) i anàlisis de dades (extracció de coneixement mitjançant l’aplicació de models estadístics o basats en aprenentatge automàtic). S’hi inclouen tant solucions Business Intelligence com solucions Big Data (dades amb elevat volum, freqüència o tipologia que requereixen mètodes avançats).

IA: Intel·ligència artificial i sistemes cognitius.

Tecnologies que habiliten una màquina o dispositiu per a adquirir i aplicar coneixement i dur a terme comportament intel·ligent, per a permetre construir sistemes intel·ligents per a diferents àrees d’aplicació. S’hi inclouen tecnologies basades en lògiques difuses, arbres de decisió i aprenentatge automàtic (que inclou tècniques basades en pattern recognition o deep learning, i mitjançant les quals el sistema aprén per mitjà de l’experiència).

Ciberseguretat

Tecnologies essencials per al desenvolupament d’una indústria digital segura, de confiança i reeixida. Abasta tecnologies amb les quals garantir la protecció completa de les dades i protegir les comunicacions digitals i les transaccions digitals, així com la protecció de les infraestructures digitals.

Nous sistemes de fabricació

Fabricació additiva (impressió 3D).

Components, equips i sistemes per a la impressió 3D de models/prototips digitals mitjançant l’addició de successives capes de materials com plàstic, metall, fusta, ceràmica o cristall.

Làser: Fabricació basada en làser.

Sistemes de fabricació basats en tecnologies làser per a múltiples aplicacions, entre les quals es troben el processament ràpid de materials amb alta precisió, reducció de costos i mínim impacte de calor.

Robòtica: Robòtica avançada i sistemes automatitzats.

Equips i solucions robòtiques dissenyades per a entorns industrials, que, garantint la seguretat, ofereixen adaptabilitat i flexibilitat per a aplicacions com el processament o transport de matèries, peces, eines o dispositius especials, la inspecció de qualitat automatitzada o el manteniment d’infraestructures.

Gestió empresarial: Sistemes TIC per a gestió empresarial, logística i negoci.

Sistemes i solucions TIC per a la digitalització de processos empresarials: gestió de recursos (ERP), gestió de la producció (MES, manufacturing execution system), gestió de magatzems (WMS, warehouse management system) i cadena de subministrament (SCM, supply chain management), logística.

Connexió de l'empresa amb el consumidor

Omnicanalitat: Sistemes per a gestió multicanal/omnicanal amb client.

Solucions TIC per a adaptar-se a la transformació de canals (digitalització de canals i multicanalitat) i aconseguir l’omnicanalitat (relacions amb client independentment del mitjà utilitzat). S’hi inclouen sistemes CRM (customer relationship management) i solucions per a explotació homogènia de múltiples canals digitals (gestió i anàlisi xarxes socials, blogs, email marketing, webs personalitzades).

Hiperconnectivitat: nous canals digitals (aplicacions, plataformes digitals).

Solucions TIC per a adaptar-se a la hiperconnectivitat del client: desenvolupament de nous canals que permeten oferir productes i serveis interconnectats digitalment entre persones i coses, per tal d’oferir més informació i valor al client respecte al producte/servei. S’hi inclouen aplicacions pròpies (aplicacions mòbils) o plataformes digitals.

Plataformes i entorns col·laboratius.

Plataformes tecnològiques i entorns col·laboratius que permeten: (a) la interacció digital interempresa (B2B) o clients (B2C, C2C), (b) automatitzar certs processos com la cadena de subministrament o (c) potenciar la innovació mitjançant l’ús de models d’innovació oberta o col·laborativa

Referències

 (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.