Imagínese si las aerolíneas pudieran predecir fallas en piezas antes de que ocurran, para reemplazar los componentes de la aeronave en el momento adecuado. ¿Qué pasaría si los fabricantes de prótesis o marcapasos que cambian vidas pudieran reducir los costos 10 veces gracias a una eficiencia y sistemas mejorados? Todo esto (y mucho más) es posible con el Internet industrial de las cosas (IIoT).
El Internet industrial de las cosas (IIoT) es la unión de sensores, computadoras y redes en entornos industriales para recopilar y generar datos que se utilizan para monitorear, controlar y mejorar procesos.
También conocida como Industria 4.0 o Internet industrial, IIoT está revolucionando la forma en que las empresas fabrican y distribuyen sus productos. Los últimos años han estado marcados por avances significativos en la forma en que se implementan los sistemas IIoT para impulsar la eficiencia y el rendimiento industriales.
En este artículo, exploraremos cómo el IIoT está permitiendo la transformación digital y una toma de decisiones más rápida en las empresas industriales actuales.
¿Qué es el Internet industrial de las cosas (IIoT)?
El Internet industrial de las cosas es un subconjunto del Internet de las cosas (IoT), donde las empresas están reinventando cómo se conectan, monitorean, analizan y toman medidas utilizando datos industriales para reducir costos e impulsar el crecimiento.
El término “Internet industrial” fue acuñado por General Electric, uno de los cinco miembros fundadores del Industry IoT Consortium.
La idea detrás del IIoT es aprovechar los datos que las “máquinas tontas” han estado produciendo en las instalaciones industriales durante todos estos años. Las máquinas inteligentes en las líneas de montaje no sólo son mejores para capturar y analizar datos, sino que también son mejores para transmitir información crucial que puede usarse para tomar decisiones comerciales más rápidas y precisas.
Hoy en día, el mantenimiento predictivo es un componente clave de casi todas las líneas de montaje de automóviles. De hecho, los sistemas IIoT inteligentes son capaces de predecir las necesidades de mantenimiento y estado de los equipos antes de que se conviertan en emergencias y provoquen tiempos de inactividad.
Según IndustryARC, se estima que el tamaño del mercado global para IIoT será de 187 mil millones de dólares en 2022. Además, el mismo informe pronostica que el mercado experimentará una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 22,9% hasta 2026.
Tamaño del mercado global para el Internet industrial de las cosas (IIoT)
Fuente: Descripción general del mercado de Internet industrial de las cosas (IIoT), IndustryARC.
La automatización industrial representó el 27% de este gasto, y los fabricantes buscan mejorar la eficiencia de la línea de montaje. La consultora de tecnología IDC estima que el gasto en automatización discreta alcanzará los 89 mil millones de dólares sólo en la región de Asia y el Pacífico, para 2025.
Las inversiones en IIoT tampoco se desacelerarán en el futuro previsible, ya que McKinsey Insights estima que el valor económico potencial total creado en entornos fabriles oscilará entre 0,5 y 1,3 billones de dólares, al 2030.
Las tecnologías o áreas de enfoque que están a la vanguardia de las implementaciones de IIoT incluyen inteligencia artificial (IA), seguridad cibernética, computación en la nube, centros de datos perimetrales y minería de datos.
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Consideraciones para el Internet industrial de las cosas (IIoT)
A medida que aumenta el número de dispositivos interconectados en entornos de fábrica, las amenazas a la seguridad se han convertido en el mayor impedimento para la adopción y el crecimiento del mercado IIoT. Solo en 2019, los ciberataques a dispositivos IoT aumentaron un 300%.
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Sin embargo, la mayoría de las empresas calculan que los beneficios del IIoT superan con creces los riesgos o inconvenientes. Para poner esto en perspectiva, se estima que el costo promedio del tiempo de inactividad industrial evitable supera los 50 mil millones de dólares al año, una pérdida considerable que cualquier empresa estaría ansiosa por evitar.
Al mismo tiempo, IIoT ha demostrado que puede abordar las amenazas a la seguridad, aprovechando tecnologías como big data, computación en la nube (de proveedores de servicios en la nube como Amazon Web Services) e inteligencia artificial, para un mantenimiento predictivo y preventivo sofisticado que va mucho más allá del alcance de las prácticas de mantenimiento tradicionales que dependen de los seres humanos.
Dicho esto, la idea de que IIoT eliminará la necesidad de seres humanos en las líneas de montaje parece estar más basada en ciencia ficción que en hechos. Es probable que las fábricas digitales liberen a los trabajadores de las fábricas de tareas monótonas y repetitivas para poder centrarse en tareas de alto valor y gratificantes. Además, el crecimiento del IIoT también ha ido acompañado de un aumento de nuevas oportunidades y trayectorias profesionales para científicos de datos e ingenieros de seguridad.
¿Cuál es la diferencia entre IoT y IIoT?
IoT e IIoT se basan en la misma filosofía y tecnología de digitalización, pero difieren en uso y aplicaciones. IoT tiene aplicaciones para el consumidor, como dispositivos portátiles o electrodomésticos, mientras que IIoT conecta dispositivos de misión crítica en industrias como la atención médica, la energía eléctrica y el petróleo y el gas.
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Un dispositivo IoT podría ser tan simple como un sistema de trampa para ratones conectado en casa que le envíe mensajes de texto cada vez que se active. Como tal, los casos de uso de IoT son de naturaleza funcional y están diseñados principalmente para su comodidad. Si su refrigerador IoT no funciona correctamente, el peor resultado es que se quedará sin leche cuando la necesite.
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Por otro lado, IIoT se implementa en contextos donde el costo de las fallas del sistema y el tiempo de inactividad son exponencialmente más altos, lo que potencialmente resulta en situaciones que ponen en peligro la vida o millones de dólares en pérdidas de ingresos. Por ejemplo, si falla un sistema IIoT en una central nuclear o en una planta de tratamiento de agua, las consecuencias podrían ser catastróficas.
En última instancia, los factores clave que separan IIoT de IoT son mayores riesgos y riesgos.
¿Cómo funciona el Internet industrial de las cosas (IIoT)?
Un sistema IIoT típico comprende una red de dispositivos interconectados que intercambian grandes volúmenes de datos y los convierten en información procesable.
El gran volumen de datos producidos y las demandas impuestas a las redes son tan grandes que el Industry IoT Consortium imaginó una arquitectura completamente nueva para implementar sistemas IIoT.
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La infraestructura de Internet industrial de las cosas (IIoT) normalmente consta de:
- Dispositivos de borde como sensores y actuadores que capturan datos de entornos industriales
- Infraestructura de red para transmitir datos generados por dispositivos IIoT
- Infraestructura en la nube donde los datos se almacenan, analizan y convierten en puntos de acción.
- Dispositivos de interfaz de usuario para que técnicos y operadores reciban las entradas necesarias
Fuente: Planet Technology USA.
¿Por qué necesitamos el Internet industrial de las cosas (IIoT)?
Los dispositivos IIoT recopilan continuamente datos sobre cómo la maquinaria y los equipos consumen recursos y generan resultados. Al analizar este flujo constante de datos, las empresas pueden mejorar su eficiencia operativa y encontrar ventajas competitivas.
Al pronosticar el mayor potencial del IIoT para la creación de valor en las instalaciones de fabricación, McKinsey predice que es más probable que el IIoT dé como resultado una mayor eficiencia en la gestión diaria de activos y personas.
A continuación se muestran cinco ejemplos específicos de por qué necesitamos el Internet industrial de las cosas (IIoT), incluida una mayor automatización, mantenimiento predictivo, visibilidad de la cadena de suministro, mejor control de calidad y mayor satisfacción del cliente.
1) Mayor automatización
En cualquier empresa industrial, siempre hay un conjunto de tareas que son repetitivas, mundanas y exigen un alto grado de concentración por parte del empleado.
Los errores humanos son comunes en estos escenarios y estos errores a menudo tienen un efecto en cascada en todo el flujo de trabajo de una empresa. IIoT pondrá fin a tales ineficiencias al automatizar tareas monótonas basadas en reglas.
La implementación de la automatización con la ayuda de tecnologías como el aprendizaje adaptativo y el reconocimiento de patrones eliminará errores y liberará recursos humanos para priorizar tareas que requieren niveles más altos de pensamiento.
2) Mantenimiento predictivo
Con los dispositivos IIoT trabajando junto con equipos industriales en una fábrica, los gerentes de operaciones son más conscientes de los fallos de funcionamiento de los equipos y de las reparaciones necesarias.
Los datos en tiempo real se pueden utilizar para analizar cuándo una máquina necesita trabajos de mantenimiento y esto se puede realizar antes de que ocurran fallas.
Según un informe de McKinsey, el mantenimiento predictivo basado en IIoT ayuda a reducir los costos de mantenimiento de los equipos de fábrica hasta en un 40 %.
3) Visibilidad de la cadena de suministro
Otro beneficio citado con frecuencia de implementar IIoT en instalaciones de fabricación es el seguimiento continuo de la ubicación y el estado de los productos en toda la cadena de suministro de una empresa. Este seguimiento permite a todas las partes interesadas tener una visión general de la línea de producción de una empresa en todo momento.
Por ejemplo, un representante de ventas en el campo puede usar su dispositivo móvil para verificar los cronogramas de producción y proporcionar a los clientes una fecha de entrega específica en el momento, en lugar de poder hacerlo solo después de regresar a la sede.
4) Control de calidad mejorado
En lugar de depender de los trabajadores de la línea de montaje para identificar y rechazar productos con defectos, una fábrica inteligente ofrece a las empresas la capacidad de identificar incluso las imperfecciones más pequeñas en los productos terminados. Esto se logra mediante una combinación de sensores equipados con máquinas e instrucciones de flujo de trabajo digitales.
Otro beneficio es la capacidad de crear un gemelo digital del sistema industrial. Un gemelo permite realizar experimentaciones basadas en datos de forma virtual, sin necesidad de detener la producción ni sacrificar la seguridad.
5) Mejora de la satisfacción del cliente
IIoT permite a las empresas realizar un seguimiento del rendimiento de sus productos una vez que se envían a los consumidores para su uso en el mundo real. Específicamente, Industrial IoT permite varios mecanismos de retroalimentación para que los fabricantes y diseñadores de productos ajusten su producto para satisfacer mejor las necesidades de los clientes.
¿Qué industrias están utilizando el Internet industrial de las cosas (IIoT)?
Los sectores verticales impulsados por la tecnología, como la manufactura (especialmente las industrias automotriz y de aviación), y los sectores de gran escala o intensivos en capital, como el comercio minorista y la agricultura, están a la vanguardia de la adopción de IIoT.
1) Automotriz
Más que cualquier otro sector, la industria automotriz ha sido la más progresista en la adopción del IIoT para optimizar los procesos de fabricación. Mediante el uso de robots industriales y IIoT, las empresas pueden detectar problemas potenciales antes de que interrumpan la producción.
En una encuesta realizada por IBM que encuestó a más de 700 OEM y proveedores de 18 países, el flujo de trabajo automatizado y el monitoreo de equipos en tiempo real encabezaron la lista de aplicaciones de IoT industrial.
2) Agricultura
Según PitchBook, solo en 2021 se invirtieron más de 10.500 millones de dólares en nuevas empresas de agtech (tecnología agrícola), lo que supone un aumento del 58 % con respecto al año anterior.
Atrás quedaron los días en que los agricultores tenían que recurrir a conjeturas para aumentar la productividad. Los dispositivos y sensores IIoT ahora se utilizan ampliamente en las granjas para recopilar datos sobre los nutrientes del suelo, la humedad y más, lo que permite a los agricultores obtener una cosecha óptima. También se están utilizando drones para monitorear la salud de las plantas y arrojar semillas.
3) Petróleo y gas
Ante una perturbación sin precedentes y una volatilidad histórica en los precios del petróleo crudo, la industria ha identificado la tecnología digital como la clave para impulsar la eficiencia y la productividad en las operaciones.
En una encuesta de junio de 2020 realizada por EY a ejecutivos de petróleo y gas, el 80% estaba invirtiendo en al menos una cantidad moderada de tecnología digital. Además, el 93% de los encuestados confirmaron que estaban utilizando dispositivos IIoT para monitoreo remoto.
Algunas compañías petroleras mantienen una flota de aviones autónomos para detectar posibles problemas en los oleoductos mediante imágenes visuales y térmicas. Al combinar esta información con datos de sensores en sus plataformas, estas empresas identifican y solucionan problemas antes de que se conviertan en amenazas.
4) Atención médica
Según Statista, se prevé que el mercado mundial de la atención sanitaria superará los 135.000 millones de dólares en todo el mundo para 2025.
Hoy en día, IIoT está empoderando a los médicos y proveedores de atención médica al hacer que los datos de imágenes médicas sean accesibles desde cualquier lugar, almacenándolos en la nube. Además, Industrial IoT está ayudando a la comunidad médica analizando datos y proporcionando diagnósticos mediante aprendizaje automático e inteligencia artificial.
5) Comercio minorista
La industria minorista no se queda atrás en lo que respecta a la adopción de sistemas IIoT. Los minoristas están utilizando dispositivos conectados para ofrecer una experiencia de compra personalizada a los clientes.
Al rastrear la demanda, el comportamiento del usuario y el inventario, Industrial IoT permite a los minoristas ofrecer contenido basado en la ubicación (es decir, anuncios) de manera específica.
¿Cuáles son ejemplos de aplicaciones de Internet industrial de las cosas (IIoT)?
Cada vehículo que sale de una fábrica de Tesla se prueba primero con un gemelo digital. Los datos de miles de vehículos Tesla en circulación se utilizan para ejecutar la simulación de cada automóvil en la fábrica. La inteligencia artificial interpreta los datos del gemelo digital para determinar si el coche funciona según lo previsto. Las integraciones de software de Tesla son tan completas que a veces incluso los problemas mecánicos del automóvil se pueden solucionar con solo una actualización de software.
Después de presentar su fábrica del futuro, el fabricante de aerolíneas comerciales Airbus está aprovechando la inteligencia digital para optimizar las operaciones e impulsar la producción. Desde sensores industriales de IoT integrados en máquinas y herramientas en la fábrica hasta empleados equipados con tecnología portátil (como gafas industriales inteligentes), Airbus apunta a reducir drásticamente los errores, por lo que un solo error en el proceso podría costarle a la empresa millones de dólares corregirlo.
El fabricante de robótica FANUC está utilizando sensores en sus robots junto con análisis de datos basados en la nube para predecir la falla inminente de los componentes. Estos análisis de datos permiten a los administradores de instalaciones evitar posibles tiempos de inactividad al programar el mantenimiento en el momento más óptimo.
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Pentair, un proveedor global de sistemas de filtración de agua para cervecerías y clientes industriales y comerciales, aprovecha IIoT. Utilizando AWS IoT, Pentair ha podido mejorar el rendimiento de filtración de cerveza en un 10 %, reducir costos y aumentar la previsibilidad de su proceso de filtración.
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La división marina de Caterpillar proporciona sistemas de energía para remolcadores y embarcaciones que generalmente son manejados por operadores de flotas. Mediante el uso de sensores industriales de IoT a bordo, Caterpillar pudo determinar el enfoque operativo más eficiente para sus generadores, lo que resultó en un ahorro de $30 por hora, lo que representó un ahorro de más de $650 000 en un año.
