Perspectivas de la Industria 4.0

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Perspectivas de la Industria 4.0

Coordinadores:

Rosa María Cantón Croda

Damián Emilio Gibaja Romero

Autores:

Argelia Berenice Urbina Nájera

Rosa María Cantón Croda

Carlos Antonio Pacheco Machorro

Luis Rosales Roldán

Hertwin Minor Popocatl

Omar Aguilar Mejía

P. Fidel Pacheco García

Crishelen Kurezyn Díaz

Giovanni Chávez Melo

Damián Emilio Gibaja Romero

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Perspectivas de la

Industria 4.0

Coordinadores:

Rosa María Cantón Croda

Damián Emilio Gibaja Romero

Autores:

Argelia Berenice Urbina Nájera

Rosa María Cantón Croda

Carlos Antonio Pacheco Machorro

Luis Rosales Roldán

Hertwin Minor Popocatl

Omar Aguilar Mejía

P. Fidel Pacheco García

Crishelen Kurezyn Díaz

Giovanni Chávez Melo

Damián Emilio Gibaja Romero

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Nota importante: /DLQIRUPDFLyQFRQWHQLGDHQHVWDREUDWLHQHXQILQH[FOXVLYDPHQWHGLGiFWLFR\SRUORWDQWRQR HVWiSUHYLVWRVXDSURYHFKDPLHQWRDQLYHOSURIHVLRQDORLQGXVWULDO/DVLQGLFDFLRQHVWpFQLFDV\SURJUDPDVLQFOXLGRV KDQVLGRHODERUDGRVFRQJUDQFXLGDGRSRUHODXWRU\UHSURGXFLGRVEDMRHVWULFWDVQRUPDVGHFRQWURO0DUFRPER6/\ $OIDRPHJD*UXSR(GLWRUQRVHUiQ MXUtGLFDPHQWH UHVSRQVDEOHV SRU HUURUHV X RPLVLRQHV GDxRV \ SHUMXLFLRV TXH VH SXGLHUDQ DWULEXLU DO XVR GH ODLQIRUPDFLyQ FRPSUHQGLGD HQ HVWH OLEUR QL SRU OD XWLOL]DFLyQ LQGHELGD TXH SXGLHUD GiUVHOH/RVQRPEUHVFRPHUFLDOHVTXH DSDUHFHQ HQ HVWH OLEUR VRQ PDUFDV UHJLVWUDGDV GH VXV SURSLHWDULRV \ VH PHQFLRQDQ ~QLFDPHQWH FRQ ILQHVGLGiFWLFRV SRU OR TXH 0DUFRPER 6/ \ $OIDRPHJD *UXSR (GLWRU QR DVXPH QLQJXQD UHVSRQVDELOLGDG SRU HO XVR TXH VH Gp D HVWDLQIRUPDFLyQ\DTXHQRLQIULQJHQLQJ~QGHUHFKRGHUHJLVWURGH PDUFD /RV GDWRV GH ORV HMHPSORV \ SDQWDOODV VRQ ILFWLFLRV D QR VHU TXH VH HVSHFLILTXH OR FRQWUDULR

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Agradecimientos

En primer lugar, queremos agradecer la invitación y confianza que el Dr. Francisco Mochón nos hizo para formar parte de su colección La Transformación Digital en la Empresa. Consideramos que la colección del Dr. Mochón es una oportunidad única para vincular la academia con la iniciativa privada.

También, queremos agradecer a Argelia, Carlos, Crishelen, Fidel, Giovanni, Hertwin, Luis y Omar por su dedicación y apoyo. Sin ellos, la presente obra no tendría el carácter multidisciplinar que se necesita para entender lo que la Industria 4.0 representa. La disposición y ánimo de discusión de los autores nos permitió consolidar una obra en la que la academia, la sociedad, la industria y el gobierno pueden entender de una manera más completa y concreta la problemática de incorporarse a una economía mundial basada en este tipo de procesos de producción.

De igual manera, agradecemos al rector Dr. Emilio José Baños Ardavín, al vicerrector Mtro. Eugenio Urrutia Albisua, y a la directora de investigación Mtra. Johanna Olmos López por impulsar la consolidación de un entorno de investigación en la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla. En general, queremos dar las gracias a todos los miembros de la comunidad universitaria que contribuyeron de manera directa o indirecta en la elaboración del presente libro.

Los coordinadores Rosa María Cantón Croda Damián Emilio Gibaja Romero

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PERSPECTIVAS DE LAINDUSTRIA4.0

Acerca de la serie “La transformación digital

de la empresa”

¿Qué se entiende por transformación digital?

Internet y las nuevas tecnologías están cambiando la forma en que nos relacionamos, trabajamos y aprendemos. Algunos identifican la transformación digital con el nuevo diseño de los negocios como fruto de integrar lo digital y lo físico. De hecho, la transformación digital conlleva la reorientación de toda la organización hacia un modelo eficaz de relación digital en lo referente a los procesos, los clientes y el modelo de negocio.

La transformación digital supone reinventar, mejorar la conectividad, optimizar los procesos de negocio, redefinir la experiencia del cliente y asumir la esencia del cambio. El nuevo contexto se caracteriza por el gran poder otorgado a los datos, la integración de los procesos, las aplicaciones y los sistemas en un todo armónico y por la prevalencia del talento. El talento y el conocimiento experto son un bien escaso y su papel es clave para llevar a cabo la transformación digital de los negocios.

¿Por qué es algo de lo que todo el mundo habla?

La transformación digital está de plena actualidad por las razones siguientes:  La profundidad de los cambios asociados a la transformación digital es tan

intensa que es comparable a la revolución industrial que arrancó en Inglaterra en la segunda mitad del siglo XVIII. De hecho, a la revolución digital se le denomina la cuarta revolución industrial.

 La velocidad del cambio asociado a la transformación digital es exponencial, mientras que las organizaciones y la sociedad tienden a cambiar a una velocidad lineal, lo que supone un importante reto a superar.

 La transformación digital se trata de un fenómeno mucho más amplio que algo ligado a las empresas de Internet; a afecta a la sociedad en general, a los distintos sectores y a prácticamente todas las empresas, si bien la magnitud del impacto y el plazo es distinto.

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¿Qué interés tiene la serie “La transformación digital de los negocios” para Ud.?

Es una serie que aborda el análisis de la transformación digital de forma integral y con un enfoque eminentemente aplicado. En todos los libros de forma sistemática se recurre a ejemplos y casos de uso para ilustrar los contenidos.

Títulos de la Serie

 eCommerce 360: Casos de éxito latinoamericanos.

 Emprendimiento en el entorno digital. El lanzamiento de una startup  La transformación digital de la empresa

 Marketing Digital: Casos Latinoamericanos.  Las claves del entorno mobile

 Resolviendo Problemas de Big Data. Un Enfoque Aplicado  La Inteligencia Artificial y los Negocios: Casos de uso

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Acerca de los autores

Argelia Berenice Urbina Nájera. Tiene el grado de Doctora

en Planeación Estratégica y Dirección de Tecnología por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), el grado de Maestra en Ciencias en Ingeniería de la Computación por la Universidad Autónoma de Tlaxcala, el grado de Maestra en Ciencias de la Educación por el Instituto de Estudios Universitarios y la Licenciatura en Ciencias de la Computación por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores en el nivel Candidato. Sus líneas de investigación se enfocan en la tecnología educativa y la aplicación de aprendizaje automático en el ámbito educativo, salud y negocios. Actualmente es Profesora de Tiempo Completo de la Maestría en Ciencia de Datos e Inteligencia de Negocios ofertada por UPAEP.

Rosa María Cantón Croda. Doctora en Ciencias

Computacionales por el Tecnológico de Monterrey, Ciudad de México, Maestra en Tecnologías de Información y Licenciada en Sistemas Computacionales Administrativos, ambas por el Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. Ha desempeñado puesto como Controladora de Gestión de Procesos y Gerente de Sistemas en empresas de diversos giros. Cuenta con una amplia experiencia en el ámbito académico tanto en el Tecnológico de Monterrey, la Universidad Tecmilenio y actualmente, Decana de Posgrados de Ingenierías y Negocios en UPAEP. Ha escrito para congresos nacionales e internacionales, así como artículos en revistas arbitradas, capítulos de libro, reportes técnicos para diversas empresas en el área de Sistemas de Información y ha sido parte del comité de revisores de congresos. Tiene una amplia experiencia docente en el área de Bases de Datos, Administración de Proyectos y Sistemas de Información, labor por la que ha sido reconocida en varias ocasiones. Está certifica en PMBoK por Itera, en Psicología Positiva por la Universidad Tecmilenio, en Aprendizaje Basado en Proyectos por la Universidad de Aalborg en Dinamarca y en Ciencia de Datos por la Universidad de California en San Diego. Actualmente su línea de investigación es Ciencia de Datos e Inteligencia de Negocios.

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Carlos Antonio Pacheco Machorro. Es analista financiero

desde el año 2014 con experiencia en la evaluación económica de proyectos de alumbrado público, así como de su control y monitoreo financiero. Egresado de la licenciatura en Administración Financiera y Bursátil por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP), tiene un diplomado como asesor en estrategias de inversión por la misma universidad. Fue acreedor de la beca 100% del programa PAME UDUAL para estudiar Administración de Negocios en la Universidad Católica de San Pablo en Arequipa, Perú. Implementó el proyecto “Desarrollo de KPI´s para el área de Saneamiento y Legal” en el departamento de Crédito y Wholesale Back Office para la empresa Volkswagen Leasing. Actualmente estudia la maestría en Ciencia de Datos e Inteligencia de Negocios para la UPAEP y su trabajo profesional está enfocado en modelos predictivos con algoritmos para la evaluación del desempeño empresarial de la industria textil en Tehuacán, Puebla.

Luis Rosales Roldan. Obtuvo el grado de Doctor en

Comunicaciones y Electrónica por la ESIME campus Culhuacán, tiene le grado de Maestro en Ingeniería de Telecomunicaciones por la ESIME campus Zacatenco ambos pertenecientes al Instituto Politécnico Nacional y la Ingeniería en Electrónica del Instituto Tecnológico de Puebla. Realizo una estancia posdoctoral de dos años en la Universidad de Chuo en Tokio, Japón. Sus líneas de investigación se enfocan en Marcas de Agua, Procesamiento de Señales, Seguridad Informática y Sistemas Embebidos. Actualmente es Director del Laboratorio de Prototipado Rápido, U.Fab, y es Profesor de Tiempo Completo adscrito al Posgrado en Ingeniería Mecatrónica ofertado por la UPAEP.

Hertwin Minor Popocatl. Ingeniero Industrial por el

Instituto Tecnológico de Apizaco; Maestro en Ciencias de la Calidad por la Universidad Autónoma de Tlaxcala; Doctor en Sistemas Integrados de Manufactura y Estrategias de Calidad por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP). Estancia de investigación posdoctoral en University of Texas at San Antonio (UTSA). Actualmente es profesor de posgrado de Sistemas Integrados de Manufactura y Estrategias de Calidad en UPAEP. Ha desarrollado proyectos de investigación en el área de Modelación Matemática y Optimización. Sus áreas de interés son la Programación Matemática, Optimización Multiobjetivo, Algoritmos

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Metaheurísticos, Herramientas de Mejora de Calidad. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) en el periodo 2015 – 2019.

Omar Aguilar Mejía, nació en la ciudad de Pachuca,

Hidalgo en el año de 1976. Es Ingeniero Eléctrico, por el Instituto Tecnológico de Pachuca en el año de 1999; Maestro en Ciencias en Ingeniería Eléctrica por el CINVESTAV Unidad Guadalajara en el 2002; y Doctor en Ciencias en Ingeniería Industrial por la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo en el año de 2015. Actualmente es profesor del posgrado de Sistemas Integrados de Manufactura y Estrategias de Calidad en la Universidad Popular Autónoma de Estado de Puebla. Imparte diferentes asignaturas en el área de manufactura, automatización y control industrial. Sus principales áreas de interés e investigación son: análisis dinámico de sistemas, modelado y control de sistemas Electromecánicos utilizando, Inteligencia artificial y Algoritmos Heurísticos de optimización. Es autor y co-autor de diferentes publicaciones en revistas indexadas y capítulos de libros. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) nivel C, periodo 2017 – 2019.

P. Fidel Pacheco García. Doctor en Ingeniería Mecatrónica

por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla, UPAEP, México, Maestro en Física del Estado Sólido y Materia Condensada por el Instituto de Física de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México, Licenciado en Física por la Escuela de Ciencias Físico-Matemáticas de la BUAP, Dedicado a la Ciencia e Ingeniería de Materiales aplicada durante más de 20 años, con publicaciones internacionales en revistas indexadas y patentes, ha ocupado cargos de dirección en el Departamento de Física de la UPAEP, fue fundador y Director del Centro de Servicios de Alta Tecnología de la UPAEP por más de 10 años, a través de este Centro se participó en la planeación y realización de más de 100 proyectos con la industria enfocados en el desarrollo y mejora de procesos de manufactura y productos, así como el desarrollo de Proyectos de Innovación parcialmente financiados por Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, CONACYT, México. Actualmente coordina el desarrollo de las actividades académicas del Posgrado en Sistemas Integrados de Manufactura y Estrategias de Calidad en UPAEP, y mantiene activos proyectos de investigación en nanotecnología y materiales biocompatibles, así como el desarrollo de películas funcionales a partir de polímeros de origen biológico.

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Crishelen Kurezyn Díaz es Licenciada en Psicología,

Maestra en Psicología del Trabajo y de las Organizaciones y Doctora en Dirección de Organizaciones por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP). Actualmente, se desempeña como Profesora-Investigadora de tiempo completo en los Posgrados en Negocios en la UPAEP. Ha sido asistente y evaluadora en diversos cursos, talleres y diplomados en el área de gestión del talento humano, cultura organizacional y motivación-sentido de vida; principalmente orientados hacia el desarrollo y comportamiento de la persona y empresa. A lo largo de su trayectoria académica, ha publicado artículos y capítulos de libro a nivel nacional e internacional en AIM2Flourish, European Scientific Journal, Revista Artes y Humanidades UPAEP, entre otros. Es Miembro del Grupo de Líderes del Futuro de México en la Cumbre de Negocios (Sede Puebla, 2016) y ha sido Ponente en el Fourth Global Forum (Case Western Reserve University, E.U.A.), B Corp Academic Roundtable (Universidad de Toronto, Canadá), así como en diversas instituciones de educación superior y empresas. Como parte de sus logros, ha obtenido el Premio Flourish en colaboración con la ONU en los años 2017 y 2018, además de ser Coordinadora de la Comunidad de Estudiantes en el organismo internacional AIM2Flourish y formar parte de proyectos de liderazgo con impacto social y emprendimiento social, a través de un liderazgo colaborativo con Sistema B.

Giovanni Chávez Melo Originario de la ciudad de Puebla,

México. Licenciado en Ciencias de las Computación por la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), maestro en Tecnologías de la Información y Análisis de Decisiones por la Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla (UPAEP). Actualmente se encuentra realizando estudios de Doctorado en Sistemas y Ambientes Educativos en la BUAP. En sus inicios como profesionista, participa en proyectos de desarrollo de software para empresas integrando herramientas innovadoras en los procesos internos. En los siguientes años, se convierte en docente a nivel medio superior participando en el diseño curricular de programas y planes de estudio en educación básica y media superior. En 2013 se convierte en colaborador experto en el programa de radio “Desarrollando Ciencia” del Consejo de Ciencia y Tecnología del Estado de Puebla (CONCyTEP). Actualmente es Director Académico de la Maestría en Tecnología Educativa desempeñando funciones como docente de licenciatura, especialidad y maestría así como desarrollo e investigación de contenidos académicos, miembro de academia y cuerpo académico, también en rediseño curricular y como asesor de proyectos de tesis de licenciatura y maestría.

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Damián Emilio Gibaja Romero, es licenciado en

Matemáticas por la Universidad Autónoma del Estado de México, Maestro y Doctor en Economía por El Colegio de México. Realizó estancias de investigación en la Universidad de Glasgow y en la Escuela de Economía de París. Ha participado en congresos nacionales e internacionales como la 25th Summer School in Economic Theory en la Universidad Hebrea de Jerusalén. La International Federation Operational Research Conference organizado por la Universidad de Quebec, y las Jornadas Latinoamericanas de Teoría de Económica en el Centro de Investigación en Matemáticas. Ha impartido clases en El Colegio de México y el Centro de Investigación y Docencia Económicas. Su línea de investigación es en Teoría Microeconómica, Diseño de Mecanismos (matching), Economía Matemática y Teoría de Juegos. Forma parte del claustro de profesores de los posgrados en Ingenierías y Negocios, donde actualmente se desempeña como director académico de matemáticas. Ha publicado artículos sobre la existencia y unicidad de soluciones en problemas estratégicos, y su aplicación en el diseño de mecanismos para la búsqueda de soluciones eficientes y justas.

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Contenido

Prólogo... XIX

Capítulo 1

Planeación Estratégica: Factor de éxito en la innovación de las

empresas... 1

1.1 Introducción ... 1

1.2 Planeación estratégica... 1

1.3 Innovando con la planeación estratégica... 5

1.4 Desing thinking y casos de éxito ... 8

1.5 Metodología Desing thinking... 10

1.6 Conclusiones ... 12

Referencias... 13

Capítulo 2 Manejo de datos para la producción en la era digital... 17

2.1 Introducción ... 17

2.2 Generar una ventaja competitiva utilizando Big Data en la industria ... 20

2.3 Big Data: el tratamiento de datos revoluciona el mundo empresarial ... 21

2.4 Machine learning y análisis de datos, una oportunidad para todos ... 27

2.5. Consumo y visualización de datos como apoyo a la toma de decisiones ... 35

2.6 La analítica de Big Data y una mejor modelación están cambiando la industria hipotecaria... 38

Referencias... 41

Capítulo 3 Internet de las cosas (IoT)... 49

3.1 Introducción... 49

3.2 Arquitectura ... 51

3.3 Creación de un entorno IoT ... 56

3.4 Aplicaciones... 59

3.5 Importancia del IoT en la Industria 4.0.... 66

Referencias ... 73

Capítulo 4 Fábrica inteligente (IIoT)... 75

4.2 Construyendo una fábrica inteligente ... 78

4.3 Sistemas ciber-físicos en la manufactura... 90

4.4 Manufactura en la nube ... 94

4.5 La fábrica inteligente en el contexto de la Industria 4.0... 98

4.6 La gestión de la calidad en la era de la de la Industria 4.0... 103 4.7 Conclusiones ... 108 Referencias ... 109 Capítulo 5 Desarrollo de competencias en la Industria 4.0... 115 1 1 1 5.1 Introducción... 115

5.2 Competencias a lo largo del desarrollo industrial ... 116

5.3 Modelos contemporáneos de competencias profesionales ... 117

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XVI

|Contenido _________________________________________

PERSPECTIVAS DE LAINDUSTRIA4.0 5.4 Las nuevas competencias en una

industria conectada ... 120

5.5 El desarrollo sostenible como una competencia... 122

5.6 Formación de profesionistas para la Industria 4.0... 123

5.7 Los retos en la formación de profesionistas de la Industria 4.0 ... 141

5.8 Perspectivas de las nuevas profesiones ... 142

5.9 Conclusiones... 145

Referencias ... 147

Capítulo 6 Interacciones en una economía de plataformas... 151

6.2 Características de las plataformas ... 154

6.3 Las plataformas como un nuevo modelo de negocio... 160

6.4 Competencia entre plataformas ... 163

6.5 El impacto de los mercados multilaterales en la industria y su relación con la industria 4.0 ... 171

6.6 El papel del gobierno en las interacciones bajo plataformas... 175

6.7 Conclusiones... 176

Referencias ... 177

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Índice de imágenes

Prólogo

Figura 1. Evolución de la industria ... XXII

Capítulo 1

Figura 1.1 Proceso formal de la

planeación estratégica ... 3

Figura 1.2 Planeación estratégica para la empresa Agua y Tierra Hotel... 4

Figura 1.3 Proceso para innovar en la empresa a través de la planeación estratégica... 6

Figura 1.4 Metodología Design Thinking . 11 Capítulo 2 Figura 2.1 Sectores donde se aplicó el análisis de datos, la ciencia de datos y el aprendizaje automático durante el 2017... 18

Figura 2.2 Datos en tiempo real de la elección presidencial en Francia del año 2017... 19

Capítulo 3 Figura 3.1 Crecimiento del IoT ... 50

Figura 3.2 Arquitectura del IoT de tres capas ... 52

Figura 3.3 Arquitectura del IoT de cinco capas ... 53

Figura 3.4 Esquema general del modelo de computo Cloud, Fog y Edge ... 54

Figura 3.5 Esquema general para la creación de un entorno IoT... 57

Figura 3.6 Áreas de aplicación del IoT .... 59

Figura 3.7 Ejemplo de las tecnologías IoT dentro de una ciudad inteligente ... 60

Figura 3.8 Ejemplo del proceso del IoT... 61

Figura 3.9 Ejemplo de aplicaciones IoT dentro de una casa inteligente ... 62

Figura 3.10. Elementos de control en un automóvil conectado... 63

Figura 3.11 Ejemplo del proceso de un medidor inteligente ... 65

Figura 3.12 Proceso de monitoreo para el cuidado de la salud ... 66

Figura 3.13 Evolución de la industria ... 67

Figura 3.14 Beneficios de la Industria 4.0.... 68

Figura 3.15 Esquema general de la Industria 4.0... 70

Capítulo 4 Figura 4.1 Esquema de un ERP ... 76

Figura 4.2 Fábrica inteligente ... 78

Figura 4.3 Aspectos básicos de control .. 79

Figura 4.4 Productos y procesos interconectados ... 80

Figura 4.5 Automatización vs IIOT... 81

Figura 4.6 Kapture/Tecnomatrix... 82

Figura 4.7 EcoStruxure ... 83

Figura 4.8 API de Cloudino... 84

Figura 4.9 Intel® IoT Platform ... 85

Figura 4.10 MindSphere de Siemens ... 86

Figura 4.11 Sistema ERP interconectado con otras herramientas.. 87

Figura 4.12 Arquitectura para la implementación de un sistema ciber-físico en la manufactura ... 93

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XVIII

|Contenido ________________________________________

PERSPECTIVAS DE LAINDUSTRIA4.0 Figura 4.13 Modelo conceptual de un

sistema SCi-Fi en la manufactura ... 95 Figura 4.14 Contextualización de la comunicación entre los diferentes

niveles del sistema SCi-Fi... 97 Figura 4.15. Grupo de tecnologías y herramientas para la Industria 4.0 ... 98 Figura 4.16 Interacción entre humanos y maquinas a través de sistemas SCi-Fi.. 99 Figura 4.17 Integración horizontal a través de la cadena de valor ... 100 Figura 4.18 Ciclo de vida del producto ... 101 Figura 4.19 Conceptos para la gestión de la calidad... 104 Figura 4.20 Sistemas de gestión de la calidad en para la Industria 4.0 ... 105

Capítulo 5

Figura 5.1 Evaluación de desempeño... 136 Figura 5.2 Interacción de los actores en la evaluación 360° ... 137 Figura 5.3 Esferas de la inteligencia emocional... 139

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XIX

Prólogo

En la última década, la comunicación digital ha generado nuevos modelos de negocio que han transformado la estructura de los mercados y la industria, por lo que su adopción e implementación se han convertido en estrategias clave para la consolidación de todo tipo de organizaciones. Se dice que nos encontramos en una “Revolución Digital” pues el desarrollo tecnológico ha facilitado la compartición y generación de información modificando tanto los procesos de producción como la forma en que interactuamos (AGESIC, 2017).

La palabra revolución indica un cambio abrupto y radical, que avanza cada vez a mayor velocidad. En este sentido, el Internet ha generado una revolución pues se vislumbra la integración total del ser humano con el mundo digital para lograr una mejor calidad de vida mediante el uso de las tecnologías de información y programas computacionales. La digitalización de procesos y actividades también ha impactado en las organizaciones productivas debido a que los sistemas de fabricación ahora cooperan simultáneamente de una manera flexible, creando nuevos modelos de operación, los cuales van desde la secuenciación genética hasta la nanotecnología, y de las energías renovables a la computación cuántica. Actualmente podemos observar avances tecnológicos que fusionan lo físico y lo biológico con lo digital.

En la historia de la humanidad, no es la primera vez que los procesos de producción y comunicación cambian de manera drástica; la figura 1.1 nos indica que el sector industrial y la sociedad han transitado por tres revoluciones, y actualmente se encuentran en un periodo de transición debido a una cuarta revolución.

La Primera Revolución Industrial fue un proceso de transformación económica, social y tecnológica que se inició en la segunda mitad del siglo XVIII cuando el ingeniero británico James Watt usó su máquina de vapor en la industria y en el transporte de Inglaterra. Décadas después, el uso de dicha invención se extendió a gran parte de Europa occidental y Norteamérica. Además de introducir la máquina de vapor a los procesos de producción y transporte, ésta revolución generalizó el uso del hierro y el carbón como insumos básicos de todo proceso productivo, lo cual contribuyó a consolidar al ferrocarril y a los barcos de vapor como medios de transporte esenciales en toda cadena de suministro. Paralelamente, inventos como la calefacción a gas, el acueducto moderno, el alcantarillado y la máquina de coser contribuyeron a impulsar el desarrollo y consolidación de diferentes industrias. Por ejemplo, la industria textil incrementó su productividad gracias a la invención del telar y al establecimiento del acueducto

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XX

moderno. Se dice que la primera revolución industrial generó el mayor número de transformaciones económicas, tecnológicas y sociales de la historia de la humanidad. También, se dice que gracias a esta revolución la sociedad mundial transitó de una economía rural, basada fundamentalmente en la agricultura y el comercio, a una economía de carácter urbano, industrializada y mecanizada.

Figura 1 Evolución de la industria.1

El término Segunda Revolución Industrial se designa al conjunto de transformaciones socioeconómicas que se produjeron aproximadamente entre 1850 y 1870. En esta etapa, el proceso de industrialización cambió como consecuencia de las innovaciones técnicas concentradas esencialmente en nuevas fuentes de energía como el gas, el petróleo o la electricidad. Esto impulsó el desarrollo de nuevos sistemas de transporte, como el avión y el automóvil, así como la simplificación de la comunicación con el teléfono y el radio. La electricidad, por su parte, contribuyó a la invención de los electrodomésticos y el alumbrado público, los cuales mejoraron la calidad de vida de los individuos. Las invenciones de este periodo no sólo tuvieron utilidad para las industrias, sino que también la sociedad las pudo adoptar en sus actividades cotidianas, como en el caso del teléfono y los electrodomésticos. Así, estos elementos dieron origen a lo que hoy conocemos como sociedad de consumo. Además, las nuevas invenciones también se caracterizaron por hacer uso de tecnologías más complejas, que motivaron una reestructuración de los sistemas educativos y científicos para tener trabajadores con conocimientos más completos.

La Tercera Revolución Industrial se sustentó fuertemente en el conocimiento científico por lo que también se le denomina “Revolución de la Inteligencia”. Dicho concepto fue esbozado por Jeremy Rifkin en 1920. A lo largo de la historia, las

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XXI

transformaciones económicas ocurren cuando convergen las nuevas tecnologías de la comunicación con los nuevos sistemas de energía. En la tercera revolución industrial, las nuevas fuentes de energía contribuyeron a impulsar procesos de producción en masa, que al mismo tiempo consolidaron a las nuevas formas de comunicación en el medio de organización y gestión base para las economías más desarrolladas. En esta época, la aviación y la astronáutica recibieron un gran impulso para facilitar e incrementar la velocidad de los medios de transporte debido al aprovechamiento de nuevos tipos de energía, como la atómica, por ejemplo. También, el avance científico permitió la realización de experimentos con la electrónica y la cibernética que a su vez diversificaron los medios de comunicación con el surgimiento del cine y la televisión, así como la consolidación del radio. En el campo de la biología, aparecieron los antibióticos que significaron un punto de quiebre para la industria de la salud y la sociedad ya que, al convertirse en un producto de fácil producción, este se masificó y la esperanza de vida de las personas se incrementó.

Actualmente, se dice que nos encontramos en la Cuarta Revolución Industrial, también denominada como Industria 4.0. Dicho concepto fue establecido en el año 2010 por el gobierno alemán, y a partir de ese momento se utiliza para describir una visión interconectada de los procesos de producción, distribución y comercialización mediante el Internet, aspecto también identificado como Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés). La Industria 4.0 consiste en la digitalización de los procesos industriales por medio de la interacción de la inteligencia artificial con las máquinas para optimizar el uso de los recursos disponibles. En otras palabras, la cuarta revolución se enfoca en la creación de metodologías de producción, distribución y comercialización con la capacidad de resolver operaciones complicadas en tiempo real, almacenar grandes cantidades de información y tomar decisiones sobre problemas que se planteen a partir de datos previamente suministrados. Esto implica generar cambios orientados a la creación de infraestructura inteligente, que a su vez está modificando la manera en que se hacen los negocios.

El objetivo del presente libro es mostrar cómo las características generales de la Industria 4.0 están modificando las estructuras de producción en sus diferentes niveles. De manera introductoria, a continuación se presentan las características esenciales de la Industria 4.02_:

1. La reconfiguración, entendida como la capacidad de adaptar los productos de forma rápida y económica a los cambios de su mercado. 2. La digitalización de los procesos, conectando e integrando las diferentes

fases y medios del proceso productivo.

3. La “smartización” de los procesos y medios para responder de forma óptima a cualquier contingencia. Esto significa aprender de experiencias previas y responder de forma autónoma a situaciones imprevistas.