¡Vea el futuro de la industria de fabricación inteligente de la industria alemana 4.0!

Oct 29, 2019

De 2009 a 2012, cuando Europa estaba en crisis de deuda, la economía de Alemania seguía siendo fuerte. Su crecimiento fue impulsado por la competitividad internacional mantenida por su industria básica, la manufactura. Para Alemania, la industria manufacturera es la fuerza impulsora tradicional del crecimiento económico, y el desarrollo de la industria manufacturera es un factor indispensable del crecimiento económico industrial alemán. Sobre la base de este consenso, el gobierno alemán ha hecho grandes esfuerzos para promover una mayor innovación tecnológica, cuya palabra clave es "industria 4.0".

从德国工业4.0看未来智能制造业!

En la Estrategia 2020 de alta tecnología publicada por Alemania en 2010, se presentan una serie de políticas innovadoras para promover el desarrollo de la industria manufacturera. Para implementar la estrategia, en 2012, el gobierno alemán anunció el plan de acción conjunto de los departamentos intergubernamentales titulado "diez proyectos futuros", y decidió financiar 8.400 millones de euros para los diez proyectos en 2012-2015. El futuro proyecto, conocido como "industria 4.0", se anuncia simultáneamente con la reforma de la estructura del suministro de energía, el desarrollo sostenible y otros proyectos. El proyecto futuro de la "industria 4.0" consiste principalmente en controlar todo el proceso, desde la demanda de consumo hasta la producción y la fabricación mediante la aplicación en profundidad de las TIC (tecnología de la información y la comunicación), a fin de lograr una gestión eficiente de la producción.


Evolución industrial 4.0


Revolución industrial 1.0: la primera revolución industrial en Inglaterra comenzó a fines del siglo XVIII y terminó a mediados del siglo XIX. El resultado de esta revolución industrial es que la producción de maquinaria ha reemplazado el trabajo manual, y la economía y la sociedad se han transformado de la agricultura y la industria artesanal como la base de la industria y la fabricación de maquinaria como la fuerza motriz para el desarrollo económico.


revolución industrial 2.0: la segunda revolución industrial tuvo lugar a principios del siglo XX y entró en la etapa de línea de producción. A través de la exitosa separación de la producción de piezas y el ensamblaje del producto, se creó un nuevo modo de producción en masa de productos. Desde la década de 1970, la ingeniería electrónica y la tecnología de la información se han dado cuenta de la optimización y automatización de la producción.


revolución industrial 3.0: la tercera revolución industrial comenzó a partir del proceso de producción altamente automatizado durante la segunda revolución industrial. Desde entonces, la maquinaria puede reemplazar gradualmente las operaciones humanas.


Revolución industrial 4.0: en los próximos 10 años, la cuarta revolución industrial entrará en una nueva era de producción "descentralizada". Industry 4.0 realiza la gestión en tiempo real a través de la tecnología de red que determina el proceso de producción y fabricación.


Sistema de información de fusión física (CPS)


La "fábrica inteligente" que conecta todos los dispositivos de la fábrica a través de la red de comunicación es la mejor forma de realización. La investigación relacionada con el proyecto se está llevando a cabo en todos los sectores de la industria manufacturera alemana, con una inversión prevista de 200 millones de euros. La fábrica inteligente o "industria 4.0" es una evolución tecnológica del sistema embebido a CPS. Como representante de la cuarta revolución industrial en el futuro, la industria 4.0 se está desarrollando hacia la Internet perfecta (Internet de las cosas, red de datos e Internet de servicios) de objetos, datos y servicios.


La Industria 4.0 refleja el cambio de paradigma del modo de producción de "centralizado" a "descentralizado". Precisamente por el progreso tecnológico que subvierte la teoría tradicional del proceso de producción, todo esto es posible. Al mismo tiempo, la utilización inteligente distribuida representa la interacción entre el mundo virtual y el mundo real en el proceso de fabricación, y juega un papel importante en la construcción de la red de objetos inteligentes. En el futuro, la maquinaria de producción industrial ya no es solo "procesamiento" de productos, sino que los productos se comunican a la maquinaria a través de la comunicación sobre cómo llevar el correcto funcionamiento de la información y las instrucciones.


CPS conecta el espacio virtual con el mundo físico, hace que los objetos inteligentes se comuniquen e interactúen, y crea un mundo de red real, que encarna la evolución posterior del sistema embebido actual. Junto con Internet o los datos y servicios que se pueden recopilar en Internet, el sistema integrado también es uno de los elementos de CPS.


CPS puede proporcionar la parte básica de la construcción de Internet de las cosas e integrarse con el "servicio de Internet" para realizar la industria 4.0. Estas tecnologías se denominan "tecnologías de implementación", que cultivan un nuevo espacio real más extenso basado en aplicaciones o procesos innovadores, y debilitan la frontera entre el mundo real y el espacio virtual. Así como Internet cambia la comunicación e interacción personal, la tecnología de implementación traerá cambios fundamentales en la interacción entre nosotros y el mundo físico.


La interacción entre el sistema embebido basado en software de alto rendimiento y la interfaz de usuario profesional integrada en la red digital dará lugar a un nuevo mundo funcional del sistema. Por ejemplo, los teléfonos inteligentes incluyen muchas aplicaciones y servicios, mucho más allá de la función de llamada del dispositivo. A medida que continúen surgiendo nuevos proveedores de aplicaciones y servicios de creación de época y gradualmente formen una nueva cadena de valor, CPS también traerá un cambio de paradigma al modelo comercial y de mercado existente. La industria automotriz, la economía energética y varios sectores industriales, incluidas las tecnologías de producción como la industria 4.0, sufrirán simultáneamente grandes cambios en estas nuevas cadenas de valor.


Futura industria de fabricación inteligente


En la futura industria de fabricación inteligente, CPS es de gran importancia para muchos sectores industriales y campos de aplicación, incluidos la automatización, la tecnología de producción, el automóvil, la ingeniería mecánica, la energía, el transporte y la telemedicina. Muchas aplicaciones realizadas por CPS producirán nuevas cadenas de valor agregado y modelos comerciales. CPS no solo puede reducir el costo real, mejorar la eficiencia de la energía, el tiempo, etc., sino también reducir el nivel de emisiones de CO2 y desempeñar un papel importante en la protección del medio ambiente.


Debido a la existencia de CPS, el sistema de producción, los productos, los recursos y el proceso de procesamiento de la fábrica inteligente tendrán un nivel muy alto de tiempo real y, al mismo tiempo, tendrán más ventajas en cuanto a ahorro de recursos y costos. La fábrica inteligente se diseñará de acuerdo con el principio central de enfatizar la sostenibilidad, por lo que la obediencia, la flexibilidad, la adaptabilidad, la capacidad de aprendizaje, la tolerancia a fallas e incluso la gestión de riesgos son elementos indispensables. La automatización avanzada de equipos inteligentes de fábrica se realiza principalmente por la red flexible del sistema de producción CPS basado en la observación automática del proceso de producción. A través del sistema de producción flexible que puede responder en tiempo real, se puede lograr la optimización completa de la ingeniería de producción. Al mismo tiempo, la ventaja de producción no es solo una realización única en condiciones de producción específicas, sino también la optimización de una red de clase mundial formada por múltiples fábricas y unidades de producción.


En comparación con la industria manufacturera tradicional, la futura industria de fabricación inteligente representada por la fábrica inteligente es un sistema de producción ideal, que puede editar de manera inteligente las características del producto, el costo, la gestión logística, la seguridad, la confiabilidad, el tiempo y la sostenibilidad y otros elementos, para optimizar fabricación de productos para cada cliente. Tal revolución del modelo de producción "de abajo hacia arriba" no solo puede ahorrar tecnología de innovación, costo y tiempo, sino que también tiene la capacidad de red para cultivar nuevas oportunidades de mercado.