Industria 4.0, ¿qué ocurre en Panamá?

Por: Ing. Carlos Allan Boya Lara, Ph.D.

En memoria de mi padre Carlos Boya (1950-24 de abril de 2023)

El mundo vive otra revolución industrial; la cuarta desde el cambio disruptivo en el siglo dieciocho, cuando se pasó de la producción para la supervivencia y un poco más, a la producción basada en las máquinas impulsadas por el vapor.  

Esta revolución, llamada la cuarta revolución, se basa, principalmente, en la Industria 4.0 (I40), que representa una nueva etapa industrial que integra un conjunto de tecnologías emergentes y convergentes que buscan agregar valor a todo el ciclo productivo.

A diferencia de los objetivos de las anteriores revoluciones (la primera del siglo dieciocho basadas en la mecanización y el vapor, la segunda a finales del siglo diecinueve impulsada por la energía eléctrica y la producción en masa, y la tercera, potenciada por la informática y la robótica) esta tiene implicaciones más profundas en los temas de sostenibilidad y conciencia ambiental.

El humano ahora se enfoca en que el objetivo no es una producción en masa para satisfacer sus necesidades y maximizar las ganancias, sino que se debe acentuar en el aspecto de sostenibilidad que conlleve a la conservación del entorno del que depende para vivir.

I40 es un término acuñado por el Gobierno Federal alemán en el 2011, el cual buscaba desarrollar un plan para la industria alemana, tal que ofrecía un marco de referencia de varias tecnologías emergentes, tales como: Internet de las cosas, Inteligencia Artificial, realidad aumentada y realidad virtual, sistemas ciber físicos, blockchain, Big Data, impresión en 3D, entre otras, y como éstas serían aprovechadas en los procesos productivos para hacerlos más resilientes,  monitoreo en tiempo real y mínimo gasto de material y energía.  

En general, I40 es un paradigma que integra el concepto “Smart” en los procesos productivos, no solo de las fábricas, también, en los servicios.

No se exceptúa, la educación, lo legal, financiero, bancario, servicio al cliente, lo cultural, políticos mercadeo… Es un marco que influye e influirá en todos los aspectos del ser humano como lo han sido las otras revoluciones industriales.

Sin embargo, como hemos introducido anteriormente, I40 aborda temas de sostenibilidad. Las líneas de producción tienen en cuenta el ciclo de vida de un producto desde su concepción cognitiva hasta su final. Su impacto de huella de carbono y la manera en la que debe ser reciclado, reutilizado o adaptado para el mínimo impacto en el ambiente.

Es importante resaltar que se tiene en cuenta el aspecto energético, es decir, si el proceso de producción, utilización y disposición final es eficiente en lo respectivo al consumo de energía. Y como hemos adelantado, esto no es solo para la producción en las fábricas, también, para los servicios.

Marco de referencia para la I40

El marco de referencia más aceptado para evaluar el nivel de adopción de la I40 tiene como palabra clave “Smart” y convierte una fábrica en una “Smart Factoring” o fábrica inteligente. Incluso podemos agregar para los servicios, “Smart servicies” o servicio inteligente.

De esta manera, es posible mezclar este concepto Smart en los otros aspectos que convergen en una fábrica: cadena de suministro (Smart Supply Chain), productos (Smart Product) y el trabajo (Smart Working).

Es importante resaltar que Smart implica inteligencia, pero artificial. Los humanos estamos involucrados, pero solo en el diseño y monitoreo, no en la misma operación. Comento, que si sigue avanzando la Inteligencia Artificial (IA) hasta podríamos quedar fuera de esto, pero eso es para otro artículo.

Así, en la producción de bienes y servicios en el ámbito I40, la autonomía, automatización y comunicación es ubicua; es decir, los procesos son monitorizados constantemente pero no por humanos, sino por sistemas ciberfisicos basados en sensores, microprocesadores y que se comunican entre ellos (Comunicación máquina-maquina).

La interferencia humana es mínima y solo como el creador, evaluador y terminador de las máquinas. Además, los algoritmos son agentes inteligentes preparados para contingencias y con la capacidad de pronóstico. Esto hace que convertir una industria 3.0 a I40 conlleve retos técnicos, económicos, e incluso sociales (pérdida de perfiles laborales).

En la figura mostramos el marco para las tecnologías I40. El concepto Smart indica que desde la misma concepción del producto hasta su disposición final debe ser manejado con las tecnologías bases que se muestran. Ejemplo: Una fábrica de pasteles, debe tener un monitoreo en tiempo real de todos los ingredientes, ya sea huevos, harina, sal, azúcar, agua, energía eléctrica…

Si se está produciendo un tipo de pastel, desde hace algún tiempo ya se debe tener contratado los productos y anticipar cualquier problema, incluso, tener conocimiento de la gallina que pone los huevos o la vaca. Aunque esto se hace actualmente, ya no se haría manualmente.

Una IA controlaría este proceso, e incluso las granjas estaría automatizada y en continua comunicación con este IA en la fábrica de pasteles. Y aquí, todo el proceso de fabricación estaría siendo monitoreado continuamente con sensores inteligentes, robots que mueven los materiales e incluso el control de calidad, estaría en “manos” de la IA.

De esta manera, utilizando el marco de referencia I40 podríamos evaluar qué tan integrada está una fábrica o un servicio en I40. Es claro que para que esta fábrica exista, debe diseñarse, construirse y mantenerse con una fuerza de trabajo especializada y de aquí, Smart Working. También, el tema de trazabilidad, tanto de las materias primas, como del mismo producto debe ser con un enfoque de IA,  por lo cual Smart Product.

I40 y Panamá

Las preguntas que surgen son: ¿Cómo las empresas en Panamá están afrontando este cambio? ¿Cómo evaluamos la I40 en Panama? Y más importante, ¿Están lista las empresas panameñas para la I40?

Panamá es un área estratégica para la logística de la región. Su economía, basada principalmente en el servicio, no es ajena a estos cambios disruptivos. De esta manera, surge la necesidad de conocer cuánto de este aspecto está ya implementado en el país. Además, cuánto grado de madurez I40 tienen las industrias de los tres sectores primario, secundario y terciario del país.

Según el estándar internacional de clasificación industrial de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) existen una gran cantidad de tipos de industrias en Panamá, tales como: Agricultura de diferentes tipos, silvicultura, minería, cervecería, textiles, químicas, maderera, cemento, reciclaje, sanitaria, construcción, seguros, finanzas, veterinaria, ventas al por mayor y detal, reparación de todo tipo de máquinas, educación, telecomunicaciones, turismo, restaurantes, hotelería, energía, entre otros. 

En todas estas industrias se pueden implementar sistemas inteligentes y automáticos propios del paradigma I40, proporcionándoles ventajas: mayor productividad, mejora en la eficiencia, optimización en tiempo y calidad en las cadenas de suministro, flexibilidad y sostenibilidad.

Por otro lado, el producto final está más cerca de las necesidades reales del consumidor.

Actualmente, estamos realizando una investigación para contestar estas preguntas. Una de las primeras herramientas para obtención de datos fue una encuesta masiva realizada a empresarios, gerentes y técnicos de empresas panameñas. De esta encuesta podemos destacar los siguientes puntos:

• Más de la mitad de los encuestados son de la micro y mediana empresa.

• Hay directivos, gerentes, tanto operativos como de administración, supervisores y consultores.

• Se cubren áreas de tecnologías, comercio al por menor y mayor, farmacias, electricidad, construcción…

Aunque el análisis es preliminar se pueden indicar algunos hallazgos. En este caso, utilizamos como base un artículo muy citado de la revista International Journal of Production Economics: “Industry 4.0 technologies: Implementation patterns in manufacturing companies” publicado en el 2019. En este caso la primera etapa de la I40 en una empresa viene de la mano introducción en la empresa de plataformas digitales en la nube e IoT. Seguido, del Big Data y la etapa mas madura, es realizar todos sus procesos con Analytics.

La encuesta y sus conclusiones

En la encuesta se realizaron preguntas relacionadas a IoT, en varios niveles de desarrollos, Big Data, IA, Cloud, además sobre la infraestructura de comunicaciones y energía. Un aspecto importante fue el entrenamiento, fundamental para I40.

En la encuesta, las preguntas basada en la utilización de sensores para identificación de productos (relación con IoT), tanto para materias primas como el producto en sí, se indicó una introducción media en los procesos.

Por otro lado, se monitorizan las líneas de producción, tanto en la planta como de manera remota, con una madurez media. Para los servicios de Cloud Computing y plataformas digitales, los encuestados, muestran una implementación entre media a completa en sus empresas.

En temas de infraestructura, existe una disponibilidad de banda ancha, tanto fija como móvil adecuado, según los encuestados, además, de que la mitad de ellos indican tener sistemas de gestión de energía.

De estos resultados podemos concluir que estas empresas están entre la primera y segunda etapa de madurez I40. La última etapa, que tiene que ver con realidad aumentada, IA, sistemas autónomos inteligentes, mantenimiento inteligente por condición… está todavía en etapas muy tempranas. Ejemplo, hay muy poco de ciencia de los datos en las empresas.

También, el Big Data y IoT con Edge Computing (Sensores intelgientes) se encuentra en etapas muy tempranas.

Por otro lado, un aspecto fundamental, es el entrenamiento y personal preparado. Los encuestados apuntan a que han aprendido por su cuenta sobre las nuevas tecnologías, y que las empresas poco invierten en su entrenamiento. Se preguntó sobre la contratación de personal preparado en I40, y se indica que hay muy poco de éste en el mercado laboral. Además, hay una gran movilidad, es decir, los pocos que hay se cambian de trabajo continuamente.

Resaltamos que todavía esta investigación se encuentra en su etapa temprana, sin embargo, podemos concluir que Panamá enfrenta un gran desafío para integrarse a la ola I40. En un estudio reciente publicado en prestigiosa revista científica Journal of Cleaner Production: “Barriers to Industry 4.0 adoption and its performance implications: An empirical investigation of emerging economy”, se mostró que las principales barreras para la adopción de la I40 son las intrínsecas en las empresas:

• Falta de conciencia de sus beneficios por los dueños y gerentes de las empresas
• Resistencia al cambio por parte de los empleados.
• Falta de una estrategia digital
• Formación deficiente del personal
• Claridad en metas I40.
• Desafíos en la integración de los sistemas existentes con conjunto con los datos.
• Costos de implementación.

También se destacó que las políticas, regulaciones, falta de referencia en estándares y arquitectura a nivel de los países limitaban la adopción.

De esta última reflexión y de las conclusiones de la encuesta debemos apuntar que la I40 no va a adoptarse libremente por parte de las empresas. Es un tema de Estado y de enganche en la población. Es importante destacar sus beneficios. Beneficios que no son solo económicos, sino de sostenibilidad.

Si alguien desea que le indique las referencias para este trabajo, conocer más del mismo o integrarse a la investigación me puede escribir a [email protected] o [email protected].