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Industria 4.0: 5 lecciones de las iniciativas de transformación digital en curso

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Industria 4.0: 5 lecciones de las iniciativas de transformación digital en curso Imagen: IoT Analytics
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El informe destaca lecciones clave, como la actualización de ERP como primer paso en la transformación digital, el auge del almacenamiento y transmisión de datos nativos de la nube, casos exitosos de uso privado de 5G, la digitalización como requisito para la sostenibilidad y el camino continuo hacia el mantenimiento predictivo. Con la digitalización esencial para empresas industriales, el mercado de IIoT se espera que alcance $145 mil millones en 2023.

IoT Analytics, proveedor líder de perspectivas de mercado e inteligencia empresarial estratégica para Internet de las Cosas (IoT), IA, Cloud, Edge e Industria 4.0, ha publicado un nuevo análisis, basado en el informe de 255 páginas 'Industrial IoT & Industry 4.0 Case Study Report 2023'. En este artículo, compartimos cinco aprendizajes del informe: 1) la actualización del ERP es a menudo el primer paso en la transformación digital, 2) el almacenamiento de datos nativos de la nube y el streaming están surgiendo, 3) las primeras implementaciones exitosas de casos de uso privados de 5G, 4) la digitalización se convierte en un requisito previo para lograr la sostenibilidad, y 5) el viaje continuo hacia el mantenimiento predictivo.

Citas clave

Rajini Nair, analista de IoT Analytics, comenta: "Al analizar los estudios de casos descritos en el informe, se hace evidente que la digitalización es un catalizador clave que impulsa el progreso tecnológico en los entornos industriales. Esto incluye la mejora de los sistemas ERP y la migración de datos a plataformas en la nube equipadas con capacidades de transmisión en tiempo real. Además, la digitalización resulta esencial para armonizar a las empresas con sus objetivos de sostenibilidad. Estrategias como la implementación de algoritmos de mantenimiento predictivo y la adopción de casos de uso privados de 5G industrial se aprovechan para mejorar la eficiencia operativa. De cara al futuro, el panorama tecnológico se está transformando con el auge de la IA, preparada para dar forma al futuro de la fabricación."

La digitalización se ha vuelto crucial para los fabricantes a nivel mundial

La digitalización se ha vuelto crucial para los fabricantes en sus respectivos entornos competitivos. IoT Analytics estima que el mercado del IoT industrial alcanzará los 145.000 millones de dólares en 2023, con una CAGR del 17,9% hasta 2030, a medida que más y más empresas emprenden iniciativas de transformación digital.

Para muchas, la digitalización ya se ha convertido en un cambio de juego:

- El fabricante de automóviles Mercedes ha logrado un 25% más de eficiencia en el ensamblaje de su Clase S tras optimizar la cadena de valor e introducir tecnologías innovadoras en su planta Factory 56, con sede en Alemania.
- El gigante energético TotalEnergies aspira a generar 1.500 millones de dólares anuales de ahorro con sus soluciones digitales para 2025.
- La empresa química Covestro aumentó su eficiencia y redujo los tiempos de inactividad innecesarios al pasar de un mantenimiento basado en el calendario a otro basado en las condiciones.

Estos son solo algunos de los beneficios de las iniciativas de transformación digital que nuestra investigación ha descubierto como parte del Informe de 255 páginas sobre casos prácticos de IoT industrial e Industria 4.0 2023. El informe profundiza en 22 casos prácticos recientes de transformación digital industrial, analizando iniciativas relacionadas con la transformación digital, la arquitectura de datos, el mantenimiento predictivo, la IA y el 5G industrial.

Ventajas de los estudios de casos para los viajes de digitalización

Los estudios de casos realizados por colegas o empresas de otras industrias son una excelente manera de aprender sobre la digitalización, identificar desafíos comunes, desarrollar una visión de las mejores prácticas y comprender cómo las empresas logran escalar.

Los 22 estudios de caso de nuestro informe ofrecen a los lectores un conjunto diverso de ejemplos de fabricación de proyectos actuales de IIoT e Industria 4.0, junto con los objetivos del proyecto y las conclusiones de cada uno. Nuestro análisis de estas conclusiones arrojó muchas tendencias en los viajes de transformación digital de estas empresas, en cinco de las cuales profundizaremos en este artículo (incluidos algunos aspectos destacados del informe):

1- ERP: Un ERP actualizado suele ser el primer paso hacia la transformación digital.
2- Nube: El almacenamiento y el streaming de datos nativos de la nube son cada vez más aceptados.
3- 5G: Los primeros fabricantes han implementado con éxito casos de uso privados de 5G.
4- Sostenibilidad: La digitalización se está convirtiendo en un requisito previo para alcanzar los objetivos de sostenibilidad.
5- Mantenimiento: El viaje hacia el mantenimiento predictivo y la monitorización remota continúa.

[Aprendizaje 1] Un ERP actualizado suele ser el primer paso para la transformación digital

Nuestro análisis descubrió que muchos fabricantes eligen priorizar la actualización de sus sistemas ERP para garantizar que sus diversas fuentes de datos estén conectadas antes de priorizar otras iniciativas de transformación digital. Dado que los sistemas ERP son a menudo el sistema nervioso central de una empresa, priorizar un ERP actualizado permite a los diferentes departamentos compartir y operar con los mismos datos, reduciendo errores y mejorando la eficiencia.

Lo más destacado: Celanese

En los últimos años, el fabricante estadounidense de productos químicos Celanese ha adquirido varios negocios o divisiones de otras empresas. Celanese había estado operando con un sistema ERP SAP heredado, y los activos adquiridos tenían diferentes entornos ERP heredados, lo que dificultaba la integración transversal. El CIO global de Celanese, Sameer Purao, no quería que la empresa invirtiera en integrar las nuevas adquisiciones en tecnología más antigua. Dada esta situación y la adopción por parte de Celanese de un enfoque estratégico a largo plazo para un plan de transformación digital escalable, se hizo necesaria una actualización del ERP.

"Nuestro sistema ERP anterior había sido una columna vertebral, pero tenía cerca de 20 años. Dada su antigüedad, no queríamos invertir en la transformación hasta que no actualizáramos primero esa pieza". Las adquisiciones pusieron de manifiesto que no tendría sentido invertir en integrarlas en una tecnología más antigua, así que optamos por actualizar", Sameer Purao, vicepresidente senior y CIO global, Celanese Corporation.

En mayo de 2023, Celanese anunció que había completado su actualización a SAP S/4HANA. Además, dado que Celanese adquirió el negocio Mobility & Materials (M&M) de DuPont sólo seis meses antes, pasó rápidamente a actualizar también el sistema ERP heredado de M&M, que se espera que esté terminado en la primera mitad de 2024.

Aunque hay otros aspectos importantes del viaje de transformación digital de Celanese que se detallan en nuestro informe, esta actualización de su ERP proporcionó una columna vertebral más sólida a partir de la cual se pudieron construir otras soluciones de digitalización. Otro beneficio de esta actualización es la mejora de la visibilidad y la colaboración, mejorando la transparencia y el trabajo en equipo y permitiendo un acceso eficiente a los datos en toda la empresa.

[Aprendizaje 2] El almacenamiento y el streaming de datos nativos de la nube son cada vez más aceptados

El mercado de la nube casi se duplicó entre 2020 y 2022, creciendo de 109 mil millones de dólares a 206 mil millones de dólares, según nuestro análisis de proyectos globales en la nube. Si bien la pandemia de COVID-19 ciertamente desempeñó un papel importante, no fue el único factor de crecimiento. Según nuestro análisis, los esfuerzos de digitalización a gran escala de las empresas y la fuerte adopción del SaaS también contribuyeron a impulsar este crecimiento.

El almacenamiento y la transmisión de datos en la nube permiten a las empresas centralizar y compartir sus datos con una huella más pequeña que la de utilizar sus propios servidores locales, lo que conlleva costes de huella y mantenimiento. Trasladar estos servicios a la nube también permite a las empresas escalar sin necesidad de una inversión de capital significativa en hardware físico.

Lo más destacado: Michelin

En 2019, el fabricante de neumáticos Michelin comenzó a utilizar la plataforma de streaming de eventos Kafka de Apache de forma local en sus centros de datos para obtener información en tiempo real y procesar datos como flujos continuos. Sin embargo, a medida que se ampliaba su huella operativa, también lo hacían los recursos que tenía que dedicar al mantenimiento de la solución. En el cuarto trimestre de 2019, el departamento de TI de Michelin inició su migración a la nube, con Microsoft Azure como socio en la nube.

"Uno de los desafíos con [la tecnología de streaming] Kafka era su complejidad operativa, especialmente a medida que la huella se expandía a través de nuestra organización. Es un sistema complejo y distribuido, por lo que tuvimos que destinar muchos de nuestros valiosos recursos técnicos y experiencia a cuidarlo y mantenerlo en funcionamiento.", Olivier Jauze, ahora Director de Tecnología de la línea de negocio Experiencias, Michelin.

En 2021, Michelin migró sus servicios a Confluent Cloud for Azure, una plataforma basada en Kafka, para dar soporte a su entorno multicloud. Poco después, la empresa comenzó a explorar proyectos de casos de uso y desde entonces ha migrado uno de sus proyectos más críticos, la gestión de pedidos en línea, a la nube, sustituyendo su orquestador local. En 2023, Michelin amplió su arquitectura de transmisión de eventos basada en la nube a varios departamentos, entre ellos los de gestión de la cadena de suministro, atención al cliente, fabricación e I+D.

Gracias a su adopción del almacenamiento y streaming de datos nativos en la nube, Michelin consiguió, entre otros, los siguientes beneficios

- Ahorro de costes: Estimación de un 35% de ahorro de costes en la nube en comparación con las operaciones locales.
- Mejora del tiempo de actividad: 99,99% de tiempo de actividad

[Aprendizaje 3] Los primeros fabricantes han implementado con éxito casos de uso privados de 5G

A medida que el 5G continúa su despliegue público a nivel mundial, algunos fabricantes han desplegado con éxito redes 5G privadas para habilitar nuevos casos de uso dentro de sus instalaciones. Aunque las velocidades más rápidas y la latencia más baja pueden parecer los principales impulsores de la adopción, nuestro análisis descubrió que la mejora de la fiabilidad con respecto a Wi-Fi, la mejora de la ciberseguridad y la capacidad de acceder a los datos localmente son los principales factores de motivación.

Nuestro análisis también reveló que durante el despliegue público de 5G, algunas empresas no se limitaron a integrar tecnología específica para 5G. En su lugar, muchas integraron sólidas soluciones LTE actualizables a 5G con relativa facilidad (o las llamadas soluciones 4.9G) una vez que la tecnología evolucionó o fue aprobada para uso industrial.

Lo más destacado: Airbus

Para aumentar la eficiencia de la producción y validación de aeronaves, la multinacional aeroespacial europea Airbus se asoció con Ericsson, multinacional sueca de telecomunicaciones, en 2021 para implantar redes 5G industriales privadas en 11 centros de fabricación de ensamblaje de aeronaves en Europa. El enfoque comenzó con la implementación de redes 4G que ya tenían capacidades 5G o podían actualizarse sin problemas a 5G.

Sin embargo, Airbus no está limitando este despliegue a sus instalaciones europeas. Durante una sesión de preguntas y respuestas en el 5G Manufacturing Forum de noviembre de 2022, Hakim Achouri, experto en soluciones 5G e IoT para aviación digital de Airbus, señaló: "Airbus está yendo mucho más allá de 11 redes en 11 emplazamientos, expandiéndose más allá de sus principales bases de fabricación europeas en Francia y Alemania, para desplegar también 5G privado en Canadá, China, España, Reino Unido y Estados Unidos."

Con su implementación de redes 5G privadas en sus instalaciones de producción y ensamblaje, Airbus ha obtenido los siguientes beneficios:

- Capacidad para implementar casos de uso avanzados: Esto incluye la vigilancia del sitio, la descarga eficiente de datos de vuelo a tierra, las inspecciones de calidad y el funcionamiento de los vehículos de guiado automático (AGV).
- Mejora de la experiencia del usuario: Gracias al aumento de la velocidad, el ancho de banda y la fiabilidad, los empleados de los centros de producción tienen acceso a más datos, lo que hace que las operaciones sean más fluidas, eficientes y seguras.
- Escalabilidad gracias a la reutilización: Gracias al desarrollo de un patrón en su estrategia, Airbus pudo desplegar redes 4G/5G privadas en sus numerosas sedes con una calidad y un rendimiento constantes.

[Aprendizaje 4] La digitalización se está convirtiendo en un requisito previo para alcanzar los objetivos de sostenibilidad

Recientemente hemos observado una tendencia de las empresas a desplegar gemelos digitales para ayudar a alcanzar sus objetivos de sostenibilidad. Pero no son sólo los gemelos digitales los que ayudan a las empresas en este frente: los proyectos de digitalización en general están ayudando a las empresas a controlar el consumo de energía, optimizar el uso de recursos y reducir su huella medioambiental en el proceso de fabricación.

Esta concienciación y tendencia hacia la sostenibilidad se ve respaldada por los datos de nuestro último informe What CEOs Talked About, en el que la "sostenibilidad" y los términos relacionados siguen estando entre los temas más debatidos en las salas de juntas.

Lo más destacado: TotalEnergies

La multinacional francesa de la energía y el petróleo TotalEnergies ha declarado públicamente su ambición de lograr la neutralidad de carbono para 2050. Para alcanzar este objetivo, la empresa energética ha aprovechado las soluciones digitales para avanzar en la aplicación de medidas de sostenibilidad en sus plataformas marinas.

Por ejemplo, TotalEnergies reequipó sus tuberías con sensores de temperatura conectados a LoRaWAN para detectar fugas de gas a lo largo de sus redes de antorchas. A medida que se liberan hidrocarburos, la temperatura de las tuberías cambia significativamente. Cuando se detecta este cambio, se alerta a los operadores por correo electrónico para que actúen de inmediato. Esto no sólo ayuda a limitar la liberación de hidrocarburos, sino que también ahorra dinero a TotalEnergies al reducir la pérdida de producto.

[Aprendizaje 5] El camino hacia el mantenimiento predictivo y la supervisión a distancia continúa

Según nuestro informe de 295 páginas Predictive Maintenance and Asset Performance Market Report 2023-2028 (publicado en noviembre de 2023), el mercado del mantenimiento predictivo alcanzó los 5.500 millones de dólares en 2022. Si bien el informe señala varios vientos de cola que apoyan este interés y el crecimiento del mercado, como la escasez de habilidades y el interés en reducir el uso de energía y las emisiones de CO2, los costos son un motor importante, como se señala también en nuestro informe de estudios de casos.

Los fallos de los equipos, especialmente durante las horas de mayor actividad, reducen la productividad y aumentan los gastos de reparación. Para evitar estos costes, las empresas suelen utilizar procedimientos de mantenimiento preventivo, como inspecciones y reparaciones basadas en el tiempo o criterios de estado a partir de sensores o mediciones físicas para activar la intervención preventiva. Sin embargo, intervenir en función del tiempo puede resultar ineficaz, ya que es posible que el equipo no necesite reparación en ese momento, y la recopilación y supervisión de datos requiere personal para llevar a cabo estas tareas.

Mediante la implantación de soluciones digitales, las empresas pueden supervisar a distancia el estado de los equipos críticos y establecer las condiciones en las que realmente es necesario intervenir mucho antes de que se produzca un fallo.

Lo más destacado: Battalion Oil Corp

Battalion Oil Corp, con sede en EE.UU., se asoció con Novity, una empresa estadounidense de soluciones de mantenimiento predictivo, para poner a prueba una solución de mantenimiento predictivo con el fin de detectar fugas en las válvulas de sus compresores y reducir los tiempos de inactividad inesperados. Al principio, Battalion medía esporádicamente la temperatura de los tapones de las válvulas con dispositivos portátiles para detectar posibles fugas graduales que pudieran provocar un fallo. Aunque las comprobaciones debían realizarse a diario, las distintas tareas y prioridades de mantenimiento diarias a menudo interrumpían estas importantes comprobaciones.

"La automatización predictiva cambia las reglas del juego del sector del petróleo y el gas. Al analizar los datos en tiempo real y hacer predicciones precisas sobre acontecimientos futuros, las empresas de perforación pueden optimizar sus operaciones para maximizar la eficiencia, reducir los costes y mejorar la seguridad. Esta tecnología tiene el potencial de transformar la forma de hacer negocios y seguir siendo competitivos en el mercado actual.", John Smith, Director General de Oil and Gas Exploration Company.

Un paso inicial en la solución fue utilizar un sensor de ángulo del cigüeñal y transductores de presión. Sin embargo, los sensores físicos de ángulo del cigüeñal suelen ser los más difíciles y caros de instalar, por lo que los ingenieros desarrollaron un sensor virtual de ángulo del cigüeñal basado en métodos basados en la física y en datos procedentes de los sensores de presión.

Tras validar que la posición rotacional calculada por los sensores virtuales coincidía con la posición proporcionada por los sensores físicos, los ingenieros aplicaron métodos de pronóstico a los datos del sensor virtual del ángulo del cigüeñal y los sensores físicos de presión. El resultado fue la predicción de fallos graduales de las válvulas con varias semanas de antelación: de cinco a siete días de media antes de que las comprobaciones de temperatura indicaran una fuga gradual.

El viaje hacia la transformación digital continúa

El informe de 255 páginas Industrial IoT and Industry 4.0 Case Studies Report 2023 profundiza en los casos mencionados y en otros 18 estudios de casos de proyecciones de transformación digital en curso. Si bien estas empresas y muchas otras están avanzando en sus viajes de transformación digital, todavía queda un largo camino por recorrer para muchas empresas, algunas de las cuales todavía dependen de métodos analógicos, de lápiz y papel en sus instalaciones. Aún así, muchas empresas ya están experimentando un valor real, por ejemplo, Mercedes ha logrado un 25% más de eficiencia y Battalion ha observado señales de fallos graduales de válvulas con varias semanas de antelación.

Hoy en día, la digitalización se ha convertido en algo más que un "nice-to-have" para los fabricantes: ha pasado a ser crucial para ellos en sus respectivos entornos competitivos. El mercado refleja esta valoración: según nuestro panel de control del mercado IoT empresarial, el tamaño del mercado IIoT en 2023 es de aproximadamente 145.000 millones de dólares, con una CAGR prevista del 17,9% entre 2023 y 2030.

De cara al futuro, la IA sigue convirtiéndose en un tema importante en las iniciativas de transformación digital de las empresas. Según nuestra serie continua De qué hablaron los CEO, el tema y sus términos relacionados ya han suscitado un interés elevado y creciente en las salas de juntas a lo largo de 2023. Vemos una plétora de proyectos de IA generativa en todos los ámbitos, incluso en el espacio industrial (sobre el que informaremos próximamente). Seguiremos vigilando este espacio y destacando estudios de casos interesantes de quienes lo han adoptado. (IoT Analytics)

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