Industria 4.0: La transformación de la producción

La sociedad moderna está atravesando una importante transformación en la producción de bienes, conocida como Industria 4.0 (I4.0). Esta transformación está impulsada por la digitalización de la sociedad y la manufactura, y la integración de tecnologías nuevas, modernas, inteligentes y disruptivas.

La Industria 4.0 se refiere a la interconexión inteligente de máquinas y procesos utilizando nuevas tecnologías de la información y la comunicación, como el Internet de las cosas (IoT), la computación en la nube, la computación en la niebla y la inteligencia artificial (IA). Estas tecnologías han aumentado la velocidad y la amplitud del conocimiento en la economía y la sociedad modernas.

Desde la primera revolución industrial, caracterizada por la mecanización mediante energía hidráulica y de vapor, hasta la producción en masa y las líneas de montaje de la segunda revolución industrial que utilizan electricidad, y la adopción de computadoras y automatización en la tercera revolución industrial, la Industria 4.0 se basa en estos avances. Los mejora con sistemas inteligentes y autónomos que funcionan en entornos de IoT, utilizando datos digitales analizados mediante tecnología de aprendizaje automático.

La combinación de sistemas ciberfísicos (CPS), IoT, IA y aprendizaje automático está haciendo posible la Industria 4.0 y haciendo realidad el concepto de fábrica inteligente. Las máquinas inteligentes, con acceso a más datos, permiten que las fábricas derrochen menos y sean más eficientes y productivas. El verdadero poder de la Industria 4.0 reside en la conexión digital entre los CPS de la red, creando y compartiendo información.

Los CPS son sistemas que integran componentes de los dominios físico y cibernético. Monitorean y controlan procesos físicos a través de una red de actuadores y sensores y pueden implementarse en varias escalas. Los CPS forman la base de las máquinas inteligentes en la Industria 4.0 y utilizan sistemas de control modernos y entornos de IoT.

Los sistemas ciberfísicos inteligentes (SCPS) son la próxima generación de aplicaciones informáticas, que integran tecnologías de comunicación, computación, control de procesos y inteligencia artificial de una manera transparente y novedosa. Los SCPS exhiben un comportamiento altamente cooperativo, autoconciencia, autoadaptación y autooptimización. Son sistemas complejos que permiten diversas técnicas y tecnologías de IA dentro de las limitaciones de IoT.

Los SCPS han evolucionado más allá de las definiciones tradicionales de CPS y son capaces de crear conciencia, razonar y adaptarse a su entorno. Integran tecnologías de hardware, software, inteligencia artificial y ciberware en mayor medida que cualquier otro sistema anterior. La IA proporciona cognición a los SCPS, permitiéndoles modelar, representar y aprender interacciones y comportamientos complejos.

La implementación de redes neuronales artificiales, específicamente la red neuronal artificial de perceptrón multicapa (MLPANN), en SCPS permite la toma de decisiones inteligentes y autónomas. Se eligió MLPANN por su arquitectura simple y fácil de implementar.

En conclusión, la Industria 4.0 está revolucionando la producción de bienes mediante la integración de nuevas tecnologías. CPS y SCPS están a la vanguardia de esta transformación, permitiendo el desarrollo de máquinas y sistemas inteligentes. La implementación de IA y redes neuronales en SCPS mejora sus capacidades y allana el camino para una toma de decisiones inteligente y autónoma.