Mantenimiento en la industria 4.0 - Ensayó en Formato IEEE para ingenierías. Puntos claves.

1. 1
Abstract — In the current environment of global competition,
technological development and innovation, companies, especially
those in manufacturing, are forced to reconfigure their processes.
Industry 4.0 and smart manufacturing are part of a
transformation, in which manufacturing and information
technologies have been integrated to create innovative
manufacturing systems, management and ways of doing business,
which allow optimizing manufacturing processes, achieving
greater flexibility, efficiency and generating a value proposition
for its clients, as well as responding in a timely manner to the
needs of its market.
Key words — Maintenance, Industrial, Quality, Management,
Intelligence
Resumen — En el entorno actual de competencia global,
desarrollo tecnológico e innovación, las empresas, sobre todo de
manufactura, se ven forzadas a reconfigurar sus procesos. La industria
4.0 y la manufactura inteligente son parte de una transformación, en
la que las tecnologías de fabricación y de la información se han
integrado para crear innovadores sistemas de manufactura, gestión y
formas de hacer negocios, que permiten optimizar los procesos de
fabricación, alcanzar una mayor flexibilidad, eficiencia y generar una
propuesta de valor para sus clientes, así como responder de forma
oportuna a las necesidades de su mercado.
Palabras Claves— Mantenimiento, Industrial, Calidad, Gestión,
Inteligencia
I. INTRODUCCIÓN
lo largo de la historia, el desarrollo tecnológico ha tenido
un impacto importante en los sistemas de manufactura,
primero con la máquina de vapor y la mecanización de
los procesos, luego con la producción en masa, la
automatización y robótica; y más recientemente, con la que ha
sido llamada “industria 4.0” y es considerada ya como la
“Cuarta Revolución Industrial”, debido a su potencial y
beneficios relacionados con la integración, innovación y
autonomía de los procesos.
Los conceptos de industria 4.0 y manufactura inteligente,
son relativamente nuevos y contemplan la introducción de las
tecnologías digitales en la industria de la fabricación. Es decir,
la incorporación al ambiente de manufactura de tecnologías
como el internet de las cosas, cómputo móvil, la nube, el big
data, redes de sensores inalámbricos, sistemas embebidos y
dispositivos móviles, entre otros.
Algunas de estas tecnologías, ya han sido utilizadas por
años, pero de forma aislada; sin embargo, su integración y
posibles capacidades, es lo que las potencializa para
transformar la industria de la manufactura, con procesos
productivos totalmente integrados, automatizados y
optimizados; y con resultados significativos en el
mejoramiento de la eficiencia operativa y el desempeño
organizacional.
El impacto de esta transformación tecnológica es tal, que
está incidiendo en todos los aspectos de la organización, desde
la producción y organización hasta la investigación y
desarrollo, así también en el control de los inventarios, la
gestión y el soporte al cliente, etc. Igualmente, está cambiando
la visión y actuación empresarial.
Su impacto ha sido tal, que la industria 4.0, ya es
considerada como un proceso de innovación sistémico que
redefine los modelos de negocio y provee una perspectiva
global totalmente integrada del entorno y la organización.
CAPÍTULO 1. – CONCEPTOS BÁSICOS
II. MARCO TEÓRICO
El proceso de evolución de un mantenimiento moderno
acorde con los nuevos procesos y sus necesidades debe
realizarse mediante una estrategia sólida que garantice los
resultados deseados con un retorno calculado: no basta con
planteamientos teóricos por muy “vanguardistas” que
parezcan; para hacer realidad el mantenimiento del futuro hay
que desarrollar un plan con fechas, objetivos y retornos en
varios frentes. Debemos por tanto tener en cuenta cuestiones
como:
➢ La concepción del Mantenimiento
➢ El diseño de políticas Preventivas y Predictivas
➢ Los procesos de Trabajo
MANTENIMIENTO EN LA
INDUSTRIA 4.0
MAINTENANCE IN INDUSTRY 4.0
Autor: TORRES PALOMINO JOE ROBERTO
Universidad Técnica “Luis Varga Torres”- Facultad de Ingenierías (FACI)
Pertenecientes al 9no Ciclo en la carrera de Ingeniería Eléctrica – Paralelo “A”
joe.torres.palomino@utelvt.edu.ec
A

2. 2
➢ Los recursos humanos y los técnicos:
➢ Sistemas de Información inteligente
Se habla frecuentemente de la Revolución Tecnológica y su
impacto en el empleo y, la gran oportunidad para los
profesionales de Mantenimiento es que la profesión saldrá
claramente potenciada. El Mantenimiento Avanzado es la base
de la Fábrica del Futuro.
A. Mantenimiento 4.0
Cuando hablamos de Fábrica del Futuro o Manufactura
Avanzada, nos referimos a Fábricas ágiles, flexibles y
eficientes que integran tecnologías de fabricación disruptivas,
sistemas de información, gestión, control y optimización
inteligentes y precisos y, personas y organizaciones preparadas
para sacarles provecho. La fábrica del futuro es, por encima de
la tecnología, una fábrica necesariamente más humana y su
implantación es una realidad que está materializándose
progresivamente.
Muchas empresas y casi todos los sectores están trabajando
en su concepción ajustada a sus necesidades, desarrollo del
proyecto e implantación progresiva con el objetivo de lanzar y
fabricar productos innovadores y de alto valor añadido en
tiempos record y/o una fabricación personalizada en masa:
ambos precisan de un gran aporte tecnológico.
• ¿Qué es el mantenimiento 4.0?
También conocida como la cuarta revolución industrial, es
la actual tendencia de automación e interconexión de datos em
tecnologías industriales. Incluye el Industrial Internet de las
Cosas (IIoT), los Sensores Inalámbricos, la Computación
Cloud (en la nube), la Inteligencia Artificial (IA), el
Aprendizaje Automático y el Big Data.
• Revolución 4.0
El verdadero desafío de esta revolución 4.0 es descubrir
maneras de interconectar los procesos existentes. Esto consiste
en utilizar la tecnología como elemento conector de máquinas,
operaciones, equipamientos y personas. A través de estas
tecnologías 4.0, el mantenimiento es más simples y resulta más
fácil controlar y acompañar las operaciones.
• Industria 4.0
La industria 4.0 tiene como objetivo el de crear fábricas
inteligentes donde sus equipos se actualizan y transforman
mediante sistemas ciberfísicos, Internet de las cosas,
inteligencia artificial y computaciones en la nube.
En este contexto digital parece reducirse la importancia de
la ingeniería mecánica. Sin embargo, está creciendo el interés
en la aplicación de las metodologías y tecnologías de industria
4.0 para mejorar la toma de decisión de mantenimiento debito
al impacto económico que este tiene en una empresa. Para
lograr este objetivo es fundamental el conocimiento del mundo
físico y es este uno de los puntos en el cual la ingeniería
mecánica puede aportar a la actual revolución digital.
CAPÍTULO 2. – DESARROLLO
III. METODOLOGÍA
A. Ejes principales
Hablamos siempre de tres ejes clave, la tecnología, la
organización y las personas y todo debe cambiar y evolucionar
armónicamente para crear un entorno de Fábricas Humanas y
competitivas.
A pesar de que los equipos y tecnología sean cada vez más
potentes e “inteligentes”, de que podamos contar con robótica
colaborativa o humanoide en nuestros procesos y de que los
sistemas de optimización se vayan extendiendo y siendo cada
vez más amigables en entornos 4.0, de que la Inteligencia
Artificial se acerque a nuestras profesiones, nada es posible sin
que las personas dispongan de aptitudes evolucionadas para
conocer más profundamente los procesos y las herramientas y
pare lograrlo debemos crear escenarios de trabajo más
divertidos en los que se estimule la curiosidad científica y se
disfrute trabajando y aprendiendo.
Fig. 1. Ejes principales para el Mantenimiento industrial 4.0
B. Ventajas del mantenimiento 4.0.
Las principales ventajas del mantenimiento industrial 4.0 son:
➢ Planificación y programación automática de las
acciones
➢ Aumento en eficiencia y productividad global
➢ Aumento de la rentabilidad de la maquinaria

3. 3
➢ Mejora de las fiabilidad y disponibilidad global de los
equipos
➢ Menos perdidas de materia prima por paradas no
planificadas y rearranques
➢ Reducción de la mano de obra reducción de
accidentes y el aumento de la seguridad
➢ Mejora en la satisfacción del cliente
➢ Menor coste de seguros industriales reduciendo el
riesgo para la compañía aseguradora
➢ Se adapta a las nuevas necesidades tecnológicas de
producción.
C. Criterios a cumplir.
Los criterios fundamentales a cumplir dentro del
mantenimiento industrial 4.0 son:
Fig. 2. Criterios a seguir para realizar un Mantenimiento Industrial 4.0.
Los sistemas aprenden basándose en la recolección de datos
de los activos de la planta, estos datos son enviados a la Cloud
Computing -servicio de la nube-, donde en Cloud Computing
se usan algoritmos de predicción, que pueden basarse en
la Minería de Datos y/o el Aprendizaje por Máquina.
Este sistema se hace más eficiente porque al utilizar
la vigilancia en tiempo real, promovida por el IOT, asociada al
uso de I.A -inteligencia artificial-, permite disminuir el tiempo
de toma de decisiones, desde que inicia cualquier evento hasta
la acción realizada por el mantenimiento, aumentando
enormemente la disponibilidad y productividad de la industria.
D. El uso de los datos en las fábricas
Con respecto al uso que se hace de los datos recolectados de
diferentes fuentes (historial de paradas, variables de interés
como el clima, o los propios datos de los dispositivos), tan sólo
el 21% afirma tener el histórico de datos suficiente para aplicar
técnicas de análisis de datos. El 30% de las empresas afirman
tener almacenados y accesibles todos los datos. Por norma
general, dado que en la mayoría de los casos estudiados los
datos provienen de diferentes fuentes de datos, el 36,36%
afirma haber recogido los datos de manera únicamente puntual.
Además, actualmente el 12% de las empresas siguen sin
recoger ningún dato sobre el funcionamiento de sus fábricas.
Fig. 3. Rendimiento del Mantenimiento predictivo 4.0.
E. Importancia
Como hemos visto, el mantenimiento 4.0 juega un papel
fundamental en la continuidad de las actividades de
fabricación, pues en la Industria 4.0 las compañías trabajan
para satisfacer múltiples demandas y necesitan cumplir, por
ejemplo, estrictos plazos de entrega.
Por lo tanto, la industria debe ser muy eficaz en sus
procesos, ya que cualquier fallo en su producción puede
interferir en su capacidad para satisfacer la demanda, lo que
provoca impactos en toda su cadena de producción y
posteriormente, en el consumidor final. Por ello, el
mantenimiento debe ser empleado precisamente para aumentar
la eficiencia de producción.
a. Tecnología Disponible/ Necesaria
➢ Los datos y la sonorización necesarios: a pesar de que
muchos de los activos que vayamos a analizar estén
parcialmente sensorizados, no siempre cuentan con una
muestra de datos suficiente sobre la que trabajar y realizar
predicciones.
➢ Otros aspectos tecnológicos: La conectividad,
especialmente en activos fuera de planta, suele ser un
problema que debe abordarse desde el principio, ya que
puede suponer gran parte de los costes del proyecto.
➢ Para ello, aprovechamos la tecnología de Edge
computing: Hacer parte del procesamiento en el propio
dispositivo puede suponer una solución a los retos de
conectividad.
Además, la integración con los sistemas de la planta (como
por ejemplo los SCADA) y el disponer de una arquitectura para
el procesamiento de los datos y su análisis, también será clave
para abordar estos proyectos.

4. 4
CAPÍTULO 3. – CONCLUSIÓN
Los resultados de la investigación dan respuesta a las
preguntas de investigación planteadas al encontrar en la
revisión de literatura información suficiente que permite
conceptualizar los términos relacionados con la industria 4.0 y
la manufactura inteligente.
Asimismo, tener un conocimiento más claro sobre cuáles
son las tecnologías asociadas a las mismas, junto con las
transformaciones, implicaciones, beneficios y desafíos
esperados producto de ellas.
IV. BIBLIOGRAFÍA
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