La integración del internet de las cosas y el desarrollo de la industria 4.0

David Alexander Molina Medrano

Estudiante de Ingeniería en Ciencias y Sistemas - USAC

Palabras Clave:
Internet de las cosas, Industria 4.0, Sistemas Ciber-Físico, Hiperconectividad, Tecnología, Protocolo de internet

El desarrollo del ser humano en el campo de la tecnología en los últimos años ha superado muchas fronteras y paradigmas establecidos a lo largo de la historia, lo que suponía ser una invención vista únicamente dentro de la ciencia ficción se ha convertido en una realidad gracias a lo que se conoce como evolución ingenieril, que tiene como objetivo la invención, innovación y mejora de las técnicas y herramientas que permitan satisfacer y resolver los problemas de la sociedad, el internet, junto a la productividad de la industria prometen mejorar el área socio-económica mundial.

El internet se ha convertido en una poderosa herramienta para el manejo de información individual y colectiva, existiendo hasta el año 2018 según estudios realizados por We are Social y Hootsuite un total de 4.021 millones de usuarios, lo que equivale a un 53% de la población mundial.

Las cifras demuestran que la nueva era digital se basa en la interconexión de usuarios y dispositivos, esto se conoce como hiperconectividad y que da paso a un concepto mayor como lo es el Internet de las cosas (loT - Internet of Things, por sus siglas en inglés).

El término Internet de las cosas hace referencia a la digitalización del mundo físico, la conexión de dispositivos a la red, permitiendo una sincronización e interacción entre ellos con el medio que los rodea. El gerente del área de máquinas y robots de Cisco Systems, Bryce Barnes, lo definió como la conectividad inteligente entre dispositivos inteligentes por medio de la cual, los objetos pueden detectarse y comunicarse el uno al otro, cambiando el cómo, dónde y quién toma las decisiones en el mundo físico.

De tal manera que el desarrollo de los sistemas embebidos tomará una nueva directriz, permitiendo una automatización de eventos y órdenes a dispositivos electrónicos/digit ales de manera remota. Se estima que para el año 2020 existan un total de 22 mil a 50 mil millones de dispositivos preparados para conectarse a internet.

Imagen 1: Internet of things. Fuente: https://eduarea.files.wordpress.com/2017/03/internet-de-las-cosas-01-300x300.png?w=595

El mayor reto que presenta esta tecnología es el uso del Protocolo de internet (IP - Internet Protocol, por sus siglas en inglés), actualmente se utiliza el espacio de direcciones IPv4 el cual permite un total de 4.3 mil millones de direcciones, lo que equivale a esa misma cantidad en cuanto a dispositivos se refiere, pero el Internet de las cosas puede codificar un aproximado de 50 a 100 mil millones de dispositivos, por lo que el uso de este protocolo será insuficiente y se hará necesario utilizar el protocolo 1Pv6 como principal espacio de direcciones, el cual permite un total de 340 sextillones de direcciones IP. La problemática es que los nodos de ambos protocolos no se pueden comunicar directamente entre sí, por lo que será necesario el desarrollo de un sistema que actué como intermediario.

Imagen 2: Industria 4.0. Fuente: http://www.itainnova.es/blogs/wp-content/uploads/sites/5/2016/03/ITAlNNOVA_l40_Infograf%C3%ADa_FactoriesOfFuture.png

Con el uso del Internet de las cosas, la solución de problemas y el cumplimiento de tareas se verá muy beneficiado a nivel personal y organizacional, el área de la industria se verá optimizado mayormente en el campo de la manufactura, permitiendo a una empresa formar parte de lo que se conoce como Industria 4.0.

A lo largo de la historia, los cambios en la economía y la sociedad han dado paso a lo que se conoce como revoluciones industriales, la primera en el siglo XVII, con la mecanización y el desarrollo de máquinas de vapor, la segunda en el siglo XVIII, con la producción en masa junto a líneas de ensamblaje y el uso de la electricidad como fuente poder y en el siglo XIX, con la implementación de computadoras, sistemas electrónicos y automatización. Actualmente la cuarta revolución conocida como industria 4.0 involucra Sistemas Ciber-Físicos (mecanismos controlados por algoritmos complejos computacionales y estrechamente integrados con el internet), uso de redes, digitalización y control de los procesos.

La industria 4.0 hace uso del Internet de las cosas y de su filosofía, permitiendo crear una empresa inteligente, a través, de la integración de los sistemas físicos con el área digital, mejorando la toma de decisiones, la eficiencia y un aumento de la productividad.

Al ser una tecnología relativamente nueva está sujeta a enfrentarse a muchos retos, de los cuales se pueden mencionar:

  1. La flexibilidad y la modularidad de los procesos involucrados en la producción.

  2. Asegurar la trazabilidad, de tal manera se pueda recoger únicamente la información necesaria por cada unidad de producción.

  3. El sensores capaces desarrollo de inteligentes de procesar todos los datos adquiridos y transmitirlos de manera correcta.

  4. La necesidad de perfeccionar otras áreas de la organización como lo son, capital humano, logística, sistemas de ventas y administración.

Otro punto importante a desarrollar, es el uso óptimo de los sistemas Ciber-Físicos, ya que, a través, de estos se lleva a cabo el monitoreo en tiempo real de datos e información de cada una de las actividades a realizar dentro de una fase de producción, así mismo, la implementación de tecnologías como lo son la Big-Data, para la mejora de los procesos, Computación en la nube, para la comunicación entre diferentes módulos de la empresa, así como datos compartidos entre empresas, junto a la Virtualización y Fabricación aditiva (3D), hacen de esta revolución industrial un nuevo escalón en el desarrollo, económico, tecnológico y social.

Conclusiones

  • El Internet de las cosas es un concepto que pretende cambiar la visión del mundo físico implementando el uso de la digitalización, para así, desarrollar sistemas totalmente interconectados con el propósito de la automatización que permitan mejorar y facilitar el trabajo del ser humano dentro del desarrollo de la sociedad.

  • La industria forma parte de los sectores mas importantes en el desarrollo de un país a nivel económico y social, la competencia y la demanda del mercado, obliga a la modernización a través de la implementación de la tecnología, creando fábricas inteligentes, en donde el uso de recursos a nivel físico y digital se unen de tal manera la producción a largo plazo se convierta en un signo de innovación y calidad.

  • La eficiencia de los sistemas embebidos, dentro de un área de producción en donde la interacción del ser humano es mínima, se basa principalmente en la buena comunicación que existe entre los componentes físicos junto a un software capaz de apoyarlo, de tal manera que el diseño y la estructura de cada uno de los nodos definirán la capacidad de los mismos al momento de realizar su trabajo.

Referencias