Tecnologías para las fábricas del 2017 · o las nuevas posibilidades que es capaz de brindar la robótica y la biotecnología cuando unen sus fuerzas con la inteligen-cia artiﬁ

Tecnologíaspara las fábricas del 2017

2 Tecnologías para las fábricas del 2017

Tecnologías para las fábricas del 20171ª Edición Marzo 2017

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3Tecnologías para las fábricas del 2017

1- Introducción 05

2- Inteligencia artifi cial 07

3- Machine learning 09

4- Realidad virtual y aumentada 11

5- Blockchain y empresión 3D 13

6- Drones 15

7- Digital Twin 17

8- Fá bricas avanzadas 19

9- Conclusión 21

0 Índice



Es un hecho: el sector industrial es uno de los más avanzados en cuanto a tec-nologías aplicadas se refi ere. No en vano, hablamos de lo que para muchos supone la cuarta revolución industrial, o también llamada industria 4.0. Un profundo pro-ceso en el que las fábricas se encuentran inmersas y del que se vislumbra una gran cantidad de posibilidades a corto y largo plazo. Las plantas de producción del futu-ro se están rediseñando aquí y ahora.

Entendemos por industria 4.0 la revolu-ción que es capaz de fusionar la auto-matización (que ya proviene de la tercera revolución industrial a mediados del siglo XX) con procesos de digitalización, dando lugar a una combinación que arroja unos resultados en la producción mucho más competitivos. Las fábricas del siglo XXI serán ‘inteligentes’ y muy efi caces siem-pre que sean capaces de aplicar las posi-bilidades que puede brindarnos la tecno-logía: desde la ciencia del Big Data, elaI+D o las nuevas posibilidades que es capaz de brindar la robótica y la biotecnología

cuando unen sus fuerzas con la inteligen-cia artifi cial.

Una nueva era para la industria cargada de buenas intenciones de la que no todo el mundo acaba de fi arse. Pese a todo, im-plantar nuevas tecnologías en pleno cora-zón de los sistemas de producción puede reportar numerosos benefi cios, tales como:

• Mayor productividad y bajada en los costes de forma garantizada.

• En especial, se reducen los costes que derivan de la logística.

• El tratamiento óptimo de los datos del entorno permite obtener una toma de decisiones de mayor calidad y en el menor tiempo posible.

• Mejoras en la administración de los recursos humanos.

• Mejor atención al consumidor y co-nocimiento detallado del target.

1 Introducción


• Permite potenciar servicios mucho más innovadores y por tanto atracti-vos hacia el consumidor.

• En líneas generales, mejora la reputa-ción de la compañía.

En este ebook sobre las tecnologías para las fábricas de 2017 vamos a cen-trarnos en todas aquellas herramientas y procesos que harán brillar las fábricas y líneas de producción del futuro. ¡Únete a la revolución!


La gran cantidad de datos que las empre-sas de cualquier sector deben ser capaces de gestionar es uno de los retos de este nuevo siglo, sin lugar a dudas. Expresio-nes como “los datos son el nuevo oro” o “el petróleo del siglo XXI” no hacen más que demostrar que nos encontramos ante un verdadero momento crucial en la his-toria de los negocios y la producción en masa. Millones de personas repartidas por todo el planeta interactúan a diario de forma virtual en los diferentes canales de Internet, algo que provoca una huella digi-tal de valor incalculable: los datos.

Pero, ¿qué podemos hacer ante tal ava-lancha digital? Con tal de gestionar tal volumen de información, la inteligencia artifi cial se ha erigido como uno de los pilares en su administración. Se trata de concepto nacido a mitades del siglo XX y la herramienta principal para gestionar de manera efi ciente y productiva el famoso Big Data. En esencia, se trata de progra-mar a máquinas para que sean capaces de pensar por sí mismas y procesar todos

los datos relevantes para nuestro negocio. Dónde no llegan los humanos, deben lle-gar las máquinas: el futuro ya está aquí.

El nacimiento de esta revolucionaria tec-nología se remonta a la década de los años 50, cuando era una disciplina que es-taba restringida al ámbito de la investiga-ción, sin contar la infi nidad de páginas de ciencia fi cción y futurismo que era capaz de rellenar en todo tipo de medios. Pero desde hace aproximadamente una déca-da que la inteligencia artifi cial ha traspa-sado fronteras para instalarse de forma cómoda en el mundo de los negocios. En concreto, existen dos tipos de inteligencia robótica:

• Inteligencia artifi cial aplicada: el es-tado en la que se encuentra a día de hoy y que engloba conceptos como el machine learning (que veremos a fondo en el siguiente apartado) o el aprendizaje deep learning. Si tuvié-ramos que explicar esto a un niño con la fi nalidad de entenderlo mejor,

2 Inteligencia artifi cial


deberíamos contarle que se trata de programar máquinas que sean capa-ces de aprender. Así de sencillo.

• Inteligencia artifi cial robusta: supone un paso en la cadena evolutiva de la inteligencia aplicada en máquinas. El principal matiz estaría en que éstas serán capaces de ser totalmente au-tónomas y no necesitarán de la mano de obra humana. Un hecho que no deja de despertar ciertos miedos en determinados colectivos (como cien-tífi cos y antropólogos) pero que se es-pera que no llegue hasta el transcurso de un buen puñado de décadas.

En la industria actual y de un futuro no tan lejano, la inteligencia artifi cial puede impulsar de manera signifi cativa los pro-cesos y líneas de producción de la gran mayoría de fábricas. Máquinas dotadas de una inteligencia fi cticia que intenta mi-

metizar el funcionamiento de una mente humana y que son capaces de analizar y explotar -automáticamente- de una ma-nera más óptima todos los datos surgidos de un proceso industrial determinado. Una revolución que afectará de manera espe-cial a aquellas máquinas capaces de inte-grar y conectar maquinaria industrial con plataformas avanzadas de gestión.

¿Te imaginas robots industriales que pro-duzcan en mayor o menor medida según la previsión de datos analizada o bien ‘an-droides’ que sean capaces de automante-nerse? O todavía mejor: maquinaria capaz de aprender por sí sola a medida que la producción y el tiempo aumentan de for-ma paralela. Parece ciencia fi cción, pero hablamos de una realidad cada vez más presente en las fábricas de las grandes marcas que apuestan -y por lo tanto in-vierten dinero- por la innovación e inves-tigación.


Tal y como hemos podido comprobar, el principal pilar de la inteligencia artifi cial descansa en la capacidad de aprendizaje. Si los datos se cuentan por millones y tri-llones, también es cierto que hasta el mo-mento se requiere de una mente humana que sea capaz de programar al ordenador para que sea capaz de gestionar la totali-dad del volumen de datos. Es por esta ra-zón que grandes empresas como Google (capaz de gastarse una gran fortuna en DeepMind, una startup que despuntaba en la tecnología deep learning), Twitter o Apple (también han gastado millones de dólares en empresas emergentes capaces de relacionar y clasifi car imágenes) están apostando tanto por robots que sean ca-paces de aprender.

La nueva industria 4.0 debe de ir a buscar maquinaria capaz de autoprogramarse; robots que, al igual que un ser humano, aprendan de su propia experiencia. Un cometido tan ambicioso como vital al que precisamente trata de perseguir la disciplina del machine learning (o apren-

dizaje automático). Programadores espe-cialistas en este campo son capaces de enseñar a una máquina cuándo un pro-cedimiento es el adecuado y viceversa, re-forzando así -o ‘castigando’-los objetivos a los que se quiere llegar. Justamente tal y como funciona el aprendizaje en seres humanos que todavía no son maduros. El único ‘pero’ de este método es el gasto en recursos humanos pertinente, ya que será la voluntad y conciencia del ser humano la que programará a la máquina en cuestión.

Un ejemplo aplicado al mundo de la pro-ducción y logística sería el de una queja de un consumidor sobre un producto de-terminado que llega a las dependencias de la empresa en cuestión. Por ejemplo, un pedido que nos ha llegado a casa y del que no estamos satisfechos y queremos devolverlo. Una vez enviada la petición a la empresa, para entender que es una queja y qué tipo es (reclamación, bulto defectuo-so o roto, petición incorrecta, etcétera), la máquina deberá ser programada por un humano con una serie de variables. Pero

3 MachineLearning


la magia del machine learning residirá en codifi car una serie de algoritmos que ayuden a esta máquina a clasifi car estas peticiones de una forma automática sin necesidad de la asistencia humana.

La verdadera piedra fi losofal de la inteligen-cia aplicada en máquinas vendrá de la mano del denominado deep learning o aprendiza-je profundo. Un paso evolutivo dentro de la inteligencia artifi cial que se asemeja a una red neuronal del sistema nervioso de un mamífero. O dicho de otro modo: robots que serán capaces de sacar conclusiones por sí mismos y podrán estar especializados en la detección de ciertas características presen-tes en los objetos que perciban.

Si nos paramos a observar el funciona-miento de nuestro cerebro o sistema ner-vioso, caeremos en la cuenta de la gran especialización que existe según la fun-

ción a realizar (habla, escucha, movimien-to, etc.) y el área que ocupa en el cerebro. Algo que el Deep learning pretende tomar como modelo, dividiendo los procesos en diferentes capas y arquitecturas. La cien-cia fi cción nunca fue tan real.

Un campo de lo más prometedor e inte-resante en el que el sector industrial de-berá sumergirse de lleno con la clara in-tención de mejorar la productividad de su negocio. Si somos capaces de enseñar a las máquinas que participan en la cadena de producción, los costes asociados y la productividad cambiarán drásticamente para siempre. Un nuevo paradigma que no esconde la principal problemática que esto puede presentar en cualquier tipo de negocio y sector: la evidente exclusión de la mano de obra humana que nos lleva a otros conceptos tan discutidos hoy en día como la famosa renta básica universal.


Es muy común caer en la tentación de afi r-mar que la realidad virtual o aumentada tan solo se ha desarrollado dentro de la in-dustria del ocio. A todos nos viene la ima-gen de la tecnología Oculus Rift adquirida por Facebook, con personas enfundadas en unas extrañas gafas que miran al infi ni-to con cara de sorpresa mientras gesticu-lan de manera extraña. Pero la aplicación de estas innovadoras tecnologías van mu-cho más allá del entretenimiento.

De entrada, existen informes que augu-ran un volumen de negocio total de alre-dedor de 150.000 millones de dólares en 2020, como el realizado por la consultora Digi-Capita. Por supuesto, las fábricas se-rán una parte importante de este pastel. Sin ir más lejos, empresas como Google han invertido en la realidad aumentada, caso de Google Maps o Google Earth. Se ha demostrado que aplicar esta tecnolo-gía para ‘mapear’ una fábrica al comple-to puede ayudar a los ingenieros y otros empleados a realizar un tour virtual por la planta desde cualquier sitio y dispositivo

(tablets, portátiles teléfonos inteligentes, etc.). Un proceso que permite monitorizar el ensamblaje en cada una de sus fases de manera virtual para poder detectar cual-quier hipotética problemática o posibles mejoras.

La realidad aumentada también puede ayudar a mejorar la comunicación de ma-nera notoria en una fábrica. Por ejemplo, la empresa Epson emplea unas gafas in-teligentes que permiten ver a una serie de empleados lo que están viendo exac-tamente otro grupo de trabajadores en un lugar distinto. Así, por ejemplo, ante cualquier eventual problema, grupos de expertos podrán ayudar desde cualquier posición (dentro o fuera e la fábrica), del mismo modo que estas gafas brindan una monitorización continua y muy útil. Por consiguiente, la comunicación bidireccio-nal que otorga esta tecnología permitirá aumentar la productividad de forma con-siderable.

En el sector de la automoción, la realidad

4 Realidad virtualy aumentada


aumentada también está muy presente en las plantas de fabricación, llegando a ser un elemento indispensable de la cadena de ensamblaje. Esta tecnología permite a un ingeniero ver en visión 3D todas las piezas necesarias que irán incluidas en un automóvil determinado: prácticamente pueden llegar a tocar y manipular encima de su mesa la pieza en cuestión, mediante una calidad y nitidez espectacular. Empre-sas tan punteras como Audi ya están utili-zando este método revolucionario.

También cabe destacar el papel que jue-ga la realidad virtual y aumentada en la formación de los operarios de una planta. Pongamos el caso de que una determinada máquina se estropea o tiene una inciden-cia inesperada. El operario especialista en

arreglarlo verá como unas simples gafas podrán mostrarle con imágenes y texto el proceso de reparación. Del mismo modo, cualquier trabajador en cadena de montaje podrá comunicarse con otros empleados del cuadro de mando de la fábrica en tiem-po real y sin moverse del puesto.

Por consiguiente, la realidad virtual y au-mentada otorga a las fábricas y plantas de producción un notable incremento de seguridad (se verán especialmente favo-recidos aquellos empleados que trabajan en entornos externos a la fábrica y que no necesitan estar presentes frente a máqui-nas) y ahorro del tiempo -ese recurso tan preciado-, permitiendo así aumentos de producción y una capacidad de monitori-zación nunca antes vista.


Otra de las tecnologías que están en boca de todo negocio con vertiente de produc-ción industrial. Por blockchain entende-mos una cadena de bloques que puede replicarse a gran escala y que también se conoce como ‘distributed ledger’ (libro de contabilidad distribuído en español). Su mecanismo se fundamenta en una base de datos que de forma automática es ca-paz de registrar una serie de bloques -u objetos- que contienen información es-pecífi ca para entrelazarlos entre sí y crear una cadena de montaje virtual. Pero si so-mos capaces de asignar un número de se-rie al objeto e introducir también la tecno-logía de impresión 3D, seremos capaces de replicar el objeto en cuestión hasta el infi nito. O lo que es lo mismo, nos encon-tramos ante la fábrica perfecta.

Se trata entonces de una cadena de mon-taje perfectamente ensamblada y auto-matizada que puede crear y suministrar una serie de productos únicos, ya que la propiedad intelectual es añadida en cada objeto de manera única. Un proceso de

fabricación inteligente que además per-mitirá mejorar la comunicación entre el fabricante y el diseñador, dado que ambas partes estarán al corriente y en tiempo real de cualquier momento del ensamblaje.

Las posibilidades de aplicación en la in-dustria son infi nitas: por ejemplo, por fi n cualquier pieza de la maquinaria industrial será reemplazable de manera tan sencilla como imprimirla vía 3D. Además, la tecno-logía blockchain permite almacenar el có-digo que otorga la identidad única a cada pieza. O bien puede ayudar a que la red de proveedores de una fábrica funcione de una manera mucho más efi ciente, debido a que blockchain asegurará una lista de piezas con todos elementos necesarios para todos los implicados en el proceso de fabricación.

Por otra parte, el papel de la impresión 3D crecerá de manera exponencial al deseo de compra y personalización de los clientes, ya sea el consumidor fi nal o bien un proveedor. Si conocemos gracias

5 Blockchain yimpresión 3D


al Big Data las preferencias de consumo de nuestros clientes potenciales, también seremos capaces de personalizar los pro-ductos a su medida incrementando así la posibilidad de compra. Las empresas nunca antes habían estado tan cerca de sus clientes, sin lugar a dudas. El hecho de poder realizar pedidos bajo demanda y acortar los tiempos de entrega permiten a las fábricas entrar en una nueva era llena de suculentas posibilidades.

Además, grandes multinacionales como

Siemens ya están utilizando piezas de repuesto para su maquinaria mediante la impresión 3D, permitiendo un ahorro de tiempo y dinero signifi cativo en los costes de producción. Sin embargo, todavía se desconoce el verdadero impacto que ten-drá la unión de la tecnología blockchain con la impresión 3D en las formas de fa-bricación clásicas. Pero lo que sí podemos aventurarnos a predecir es que la produc-ción en masa jamás habrá experimenta-do una revolución de este calibre desde la primera revolución industrial.


Los drones aéreos están cada vez más presentes en el cielo de las grandes ciu-dades del planeta. No es casualidad que hoy en día, al apuntar la cabeza hacia arri-ba, divisemos un objeto volador que nada tiene que ver con un avión. Mientras antes levantamos la cabeza para observar un rascacielos, ahora es posible hacerlo para observar qué tipo de drone sobrevuela el espacio aéreo.

Tal y como ocurre con la realidad virtual y aumentada, la industria del dron ha sido capaz de trascender del entretenimiento para situarse con decisión y paciencia en pleno sector de los negocios. Sin ir más lejos, quizás seas capaz de recordar una noticia que fue muy comentada en blogs y webs de todo el mundo: la que situó al principal ecommerce del mundo, Ama-zon, repartiendo sus pedidos vía drone en los Estados Unidos. La compañía se

apresuró a desmentir a medias el rumor, pero todo el mundo sabía que estaban realizando pruebas piloto para que esto fuera posible. Un hecho que refuerza la idea en la que los drones pueden ser los principales baluartes del futuro para la in-dustria logística.

Incluso dentro de una planta de fabri-cación los drones pueden ser muy útiles en un futuro no tan lejano: desde realizar tareas de seguridad y monitorización du-rante el ensamblaje de productos (evitan-do por ejemplo que se cuelen elementos extraños al producto fi nal), pasando por el desplazamiento de componentes o he-rramientas necesarias para el proceso de fabricación. Por consiguiente, la reducción en costes de personal y tiempo nos invi-tan a pensar que la introducción de drones dentro de las fábricas en un futuro será algo más que una simple gran idea.

6 Drones



Si antes hemos alabado las bondades de la impresión 3D en lo que será la produc-ción del futuro, también es cierto que la simulación de objetos y piezas será otra de las patas en las que se sustentará la industria 4.0. Del mismo modo que será importante cambiar una pieza a tiempo, también será necesario prever en un mun-do virtual todo lo que puede llegar a ocurrir dentro de una fábrica.

En este apartado tomará las riendas la tecnología denominada digital twin (ge-melos digitales), que permitirá simular cualquier entorno para poder operar y analizar todo tipo de datos en tiempo real y así reducir costes en ‘la vida real’. Se tra-ta de plataformas de software específi cas que son capaces de emular todos los pro-

cesos que ocurren desde el inicio de mon-taje de un producto hasta el fi nal de la ca-dena. Los operadores e ingenieros nunca habían tenido tan fácil testear y manipular los productos con antelación.

Los gemelos digitales en cuestión estarán formados por patrones de comportamien-to, millones de datos y una serie de ana-líticas previamente efectuadas. De esta manera será posible prever la reparación de un determinado equipo o máquina, permitiendo así optimizar hasta el infi nito cualquier operación. La conexión median-te sensores capacitará esta conexión en-tre lo virtual y lo físico que tantos benefi -cios será capaz de reportar a la planta de montaje y sus trabajadores.

7 Digital Twin



8 Fábricasavanzadas

Tal y como promete el título en inglés, la revolución industrial 4.0 pretende dotar de inteligencia a las fábricas. Ya no se pre-tende ver a la planta como un lugar gris en el cual un ejército de robots se dedican a realizar procesos mecánicos mediante una programación humana previa. Al con-trario: se pretende añadir vida artifi cial los espacios de fabricación con el objetivo de inyectar un valor añadido al producto fi nal.

Lo mecánico debe dar paso a lo digital. A la inteligencia altamente efectiva. Como hemos visto hasta ahora, una serie de tecnologías aplicadas al sector industrial van a cambiar para siempre la forma en la que no solo producimos, sino en la que consumiremos. A continuación, vamos a analizar otro tipo de tecnologías que, apli-cadas de manera correcta a los procesos de fabricación, permitirán que sean del todo inteligentes y autónomas:

• Internet of things (Internet de las co-sas, IoT): un concepto del que cada vez se habla más y que fue creado

en 1999 gracias al Instituto Tecno-lógico de Massachusetts (MIT). Bá-sicamente se trata de interconectar a personas, máquinas y datos con la fi nalidad de establecer una sim-biosis: por un lado el fabricante tiene feedback continuo de sus produc-tos, mientras que por otra parte el cliente fi nal está informado en todo momento y en cualquier sitio del rendimiento del servicio. Un flujo de datos continuo e infi nito que permi-tirá optimizar para siempre cualquier proceso, aumentando también el ni-vel de comunicación entre usuario y compañía. En el campo de la auto-matización dentro de una planta de producción, el Internet De Las Cosas ayudará a automatizar cada vez más los procesos en la cadena de mon-taje. Las máquinas, por fi n, estarán conectadas de forma permanente al humano, permitiendo así mejorar los procesos y preveer posibles errores.

• Red de dispositivos: si las máqui-


nas han de ser cada vez más sofi s-ticadas y autosufi cientes, es lógico pensar que también sean capaces de comunicarse entre ellas de forma efi ciente. Los nuevos sistemas de conversación entre maquinaria de cualquier tipo también están sufrien-do grandes avances. En un futuro no muy lejano, estos dispositivos serán capaces de colaborar entre ellos con tal de mejorar aspectos relacionados con la producción.

• Robótica colaborativa: si consegui-mos que las máquinas sean inteligen-

tes, ¿por qué no adaptarnos a ellas y trabajar conjuntamente con el fi n de mejorar los procesos? Una pregun-ta que intenta responder la robótica colaborativa, ya que intenta estudiar la optimización de tareas compartida entre máquinas y seres humanos en un espacio de la fábrica determina-do. Es así como esta disciplina podrá lograr que los robots consigan adap-tarse y predecir los movimientos que realiza una persona durante un en-samblaje. Por fi n, los robots serán ca-paces de adaptarse a nosotros como un guante, y no nosotros a ellos.


Tal y como hemos podido observar y analizar, la revolución ya está en marcha.Ya no hay vuelta atrás. La industria 4.0 se va a encargar de darle una nueva perso-nalidad al conjunto de fábricas de todo el mundo. Y cuando hablamos de perso-nalidad lo hacemos desde la perspectiva humana, ya que como hemos visto las plantas de producción llegarán a ser au-togestionadas y habitadas por una serie de máquinas y robots que serán capaces de pensar por sí mismos y aprender con-ceptos nuevos a partir de la experiencia. Nunca antes el ser humano había estado tan cerca de un objeto sin vida propia.

Si las máquinas tendrán un sistema neu-ronal artifi cial tan parecido al nuestro, no es descabellado pensar que debemos colaborar con ellas. El sector industrial debe dejar atrás ciertos tópicos y miedos dirigidos hacia la revolución tecnológica para mirar al futuro de cara y sin ningún tipo de complejo. Las cifras económi-cas serán capaces de avalar esta osadía ante la robótica, gracias a una reducción

de costes ejemplar y a un aumento de la productividad como nunca antes se ha-bía previsto.

Es así como las fábricas del futuro nece-sitarán ser alimentadas de enormes vo-lúmenes de datos analizados que darán pie a la automatización a gran escala. Es por ello que la tan ansiada conexión entre máquinas, seres humanos y operaciones conformarán la piedra fi losofal de la nue-va efi ciencia en las fábricas del siglo XXI. Un nuevo ecosistema que fluctuará entre lo virtual, lo real y físico en un tiempo ré-cord y sin traumas, donde la conectividad será tan importante como antes lo era el carbón en la primera revolución indus-trial. La maquinaria pasará a ser conside-rada como un operario más de la cadena de montaje, que tomará decisiones y será capaz de amoldarse a cualquier tipo de imprevisto.

Al fi n, el sueño de los grandes empresa-rios del sector industrial se hará realidad: plantas de producción inteligentes que

9 Conclusión


prácticamente podrán trabajar solas y que por tanto aportarán una efi ciencia abrumadora. Además, estas fábricas avanzadas serán capaces de ofrecer toda

una gama de productos personalizados para el consumidor en tiempo récord. Un futuro tan apasionante y prometedor que nadie debería perderse.


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