Tendencia de la Industria 4.0 comparado con Industria 5.0

Luis Asunción Pérez Domínguez, José Roberto Ávila Lopez, David Luviano Cruz

Objetivos de la Industria 4.0

Los fabricantes compiten para satisfacer las cambiantes demandas del mercado. Esto requiere que las líneas de producción sean lo suficientemente adaptables, inteligentes y flexibles para satisfacer las solicitudes actualizadas [11]. Los líderes empresariales y los gerentes de fabricación han llegado a la conclusión de que deben lograr una integración de la producción comercial e industrial [12]. Tal integración requiere un avance considerable en los procesos y estrategias industriales. Además, solo se puede lograr mediante la integración de varias facetas de una empresa, incluidos los proveedores, las líneas de producción y los clientes. Esta integración multifacética se ha denominado Internet de las cosas (IoT), que es el principal activo de la Industria 4.0 [13].

¿Por qué es un tema relevante la Industria 4.0?

Es imprescindible comprender la idoneidad del tema de cuarta revolución industrial llamada Industria 4.0 [14]. La Industria 4.0 (I-4.0) plantea optimizar las actividades de la manufactura y el auge de los ingresos al transformar los productos [15-16]. La fabricación digital se refiere a un proceso de fabricación que, con el apoyo de tecnologías como la realidad virtual (VR), las redes informáticas, la creación rápida de prototipos y la base de datos [17-18]. De tal suerte, que la I-4.0 propone cambiar la forma de trabajar, también afecta la forma en que los clientes interactúan con las cosas y las prácticas de interactuar con una empresa. Además, puede haber cambios en la fuerza laboral que precisen de nuevas destrezas. Conjuntamente, el concepto sistemas Ciber-Físicos en ambiente de inteligencia artificial asociadas con I-4.0 como concepto abstracto puede integrar estrechamente el mundo físico con el mundo virtual [19].

La utilización de sensores y dispositivos tales como; computadora, análisis y robótica, entre otros, pueden mejorar los productos de incontables formas, desde la idea de los prototipos y experimentos hasta la adición de conectividad a productos que antes no estaban conectados. Estas permutaciones en los productos encaminan transformaciones en la cadena de abastecimiento y, por lo tanto, en los clientes.

¿Cuál de todos son los efectos de la Industria 4?

En Industria 4.0, la expresión “inteligente” se está tornando cada vez más importante, aunque es difícil encontrar una definición. No obstante, una probable definición de este tema que corresponde a I-4.0, conforme con la posición de varios autores, puede relacionarse a dispositivos autónomos e independientes que pueden comunicarse en tiempo real e interactuar con otros módulos inteligentes en un entorno colaborativo y automático.

La Industria 4.0 es un paradigma de fabricación que está altamente enfocado en la creación de productos y procesos inteligentes, mediante el uso de máquinas inteligentes y la transformación de sistemas de fabricación convencionales en fábricas inteligentes. De tal modo, que hoy se habla del tema de fábrica inteligente como un factor crucial que es considerado en la revolución industrial, este es el resultado de varios adelantos que implicaron combinación, digitalización y el uso de arreglos flexibles y medios inteligentes. A la par, estos recursos de la industria crean un ambiente inteligente a lo largo de toda la cadena de valor y permiten procesos flexibles y adaptables. El entorno de la manufactura inteligente reside en una nueva composición de vínculo en tiempo real entre todos los recursos de producción (sensores, actuadores, transportadores, máquinas, robots, etc.) que mejora la eficiencia de la producción y permite satisfacer las demandas del mercado en cuanto a calidad y dificultad.

Los bienes y servicios inteligentes se componen como parte activa de los sistemas en toda la cadena de valor, fiscalizan sus propias gestiones de producción a través del acopio de datos, pueden requerir los recursos necesarios y registrar los procesos de producción de forma automática. También, los productos inteligentes, al igual que los productos finales, necesitan conocer sus parámetros para ser utilizados y brindar información sobre su estado a lo largo de su ciclo de vida. Los productos inteligentes pueden denominarse CPS dado que su porte para crear un enlace entre el mundo material y el virtual. En este sentido, dichos productos se especifican por distintas tipologías como la automatización, acopio de datos, comunicación e interacción con su medio ambiente, para poder definir y acopiar datos sobre su proceso de fabricación y facilitando información sobre otros pasos relacionados con la producción y el mantenimiento. Al mismo tiempo, los productos inteligentes tienen alto grado de inteligencia artificial, existiendo la capacidad de distinguir e interactuar de forma autónoma con su medio ambiente material sobre su ciclo vital.

Los modelos de negocio fueron muy influenciados por la Industria 4.0, ya que el paradigma de fabricación implica una nueva forma de comunicación a lo largo de las cadenas de suministro. Los clientes son un factor clave en todo modelo de negocio y la Industria 4.0 les aportó un conjunto de ventajas, mejorando comunicación a lo largo de la cadena de valor y mejora de la experiencia del cliente. Pero, la industria 5.0 trae la aparición de nuevos modelos comerciales que satisfagan mejor los requisitos cambiantes de los clientes, a través del tiempo real, capacidad de comunicación a lo largo de toda la cadena de suministro.

Luis Asunción Pérez Domínguez, José Roberto Ávila Lopez, David Luviano Cruz

Industria 5.0

La Industria 5.0 se considera la próxima evolución industrial, su objetivo es aprovechar la creatividad de los expertos humanos en colaboración con máquinas eficientes, inteligentes y precisas, para obtener soluciones de fabricación eficientes en recursos y preferidas por el usuario en comparación con la Industria 4.0 [20]. En esta perspectiva, los robots y las personas colaboran de forma conjunta. A la par, se considera que los seres humanos se centrarán en labores que demanden creatividad y así de esta forma los robots concebirán el resto de las operaciones de la industria. Los principales principios tecnológicos de la Industria 5.0 son la colaboración, la coordinación, la comunicación, la automatización, el procesamiento de análisis de datos y la identificación [21].

La Tabla I representa estas revoluciones en una línea de tiempo. Obsérvese el acortamiento del tiempo entre las revoluciones. Hubo 100 años entre las tres primeras revoluciones. Para llegar a la cuarta desde la tercera sOlo se han necesitado unos 40 años. Es posible que para cristalizar a la quinta revolución se necesiten menos de 40 años.

La Industria 4.0 es una iniciativa del Gobierno alemán. El tema de la Industria 4.0 es “Fabricación inteligente para el futuro”. Su objetivo es sencillo y similar a las revoluciones anteriores: Aumentar la productividad y lograr la producción en masa utilizando tecnología innovadora. Hay una serie de tecnologías de tendencia que ayudan a conseguir la Industria 4.0 [13]. Las principales son el Internet de las cosas, la robótica y la inteligencia artificial (IA), el big data y la computación en la nube. También hay otras tecnologías que apoyan la Industria 4.0. La impresión 3D, la realidad virtual y aumentada, las fábricas inteligentes, la logística inteligente y la inteligencia ambiental son algunas de ellas. Hay que tener en cuenta que estas tecnologías no se han desarrollado específicamente para la Industria 4.0. La visión de la Industria 4.0 reúne estas tecnologías hacia el objetivo de la fabricación inteligente. También hay críticas sobre la Industria 4.0, ya que es una iniciativa gubernamental de arriba abajo con una noción predefinida [19].

Características de la Industria 5.0

• Lema: Trabajo colaborativo hombre-máquina
• Motivo: Mundo inteligente.
• Fuente de poder: Energías renovables con enfoque sostenible.
• Tecnologías implicadas: Sostenibilidad en todos los elementos involucrados en el sistema de diseño y fabricación
• Áreas envueltas en el desarrollo e innovación: Inteligencia artificial, exploración organizacional, mejora de los sistemas e innovación, gestión de negocios, etc.

Tendencia de la Industria 4.0 comparado con Industria 5.0

Valores de la Industria 5.0

La industria 5.0 presenta algunos desafíos:

• Diversidad cultural en cuanto a valores humanos y la aprobación.
• La evaluación de la creación de valor medioambiental y de la sociedad.
• La inclusión del cliente a lo largo de la cadena de valor hasta las PYMES.
• Interdisciplinariedad de las disciplinas de investigación y complejidad del sistema
• Política del medio ambiente con énfasis flexible y orientado a resultados.
• Se requiere alta eficiencia, mientras que se requiere una gran inversión

Implicaciones sociales del trabajo.

Los humanos son criaturas sociales. Interactúan con los de su especie en varios aspectos de sus vidas, incluido el trabajo. Los eventos sociales en el trabajo para aumentar el desempeño laboral de sus trabajadores, es una práctica común en muchas organizaciones. Cuando el número de robots aumente en los lugares de trabajo, es probable que el número de humanos disminuya. Esto puede limitar a las interacciones entre humanos. Incluso si el número de empleados humanos sigue siendo el mismo, la introducción de robots en los lugares de trabajo puede tener efectos sin precedentes en las interacciones sociales en el lugar de trabajo. Algunos humanos pueden preferir los robots. Algunos pensarán que el comportamiento social mostrado por los robots es irreal, pero el comportamiento es solo una programación de computadora que, en efecto, en realidad es falsa.

Los empleados tendrán diferentes puntos de vista sobre cómo interactuar con robots socialmente. El problema se complica cuando hay robots en posición gerencial o superior. Los empleados tienden a mostrar respeto por sus superiores o gerentes. El respeto es un comportamiento social. Los humanos pueden confundirse si deben respetar a un administrador de robots o no. Ya que, de hecho, el respeto no significará nada para un robot.

Algunos de los problemas serán nuevos, confusos e incluso frustrantes para muchos.

El regreso del toque humano

La preferencia personal de usar o no una tecnología en particular varía de un ser humano a otro. Habrá personas que estarán ansiosas por trabajar con robots y que se opondrán firmemente a la idea de trabajar con robots. Las organizaciones que deseen beneficiarse del trabajo conjunto entre humanos y robots en sus lugares de trabajo deben ser conscientes de estas preferencias. Si las organizaciones consisten principalmente en empleados con una actitud negativa hacia los robots, entonces su transición a entornos de trabajo conjunto humano-robot no será fácil ni posible.

Sin embargo, la preferencia personal por trabajar con robots depende principalmente de los medios de comunicación y no de los de primera mano experiencias. Hay muchas películas o programas de televisión famosos que representan la fantasía de los robots que se apoderan del mundo o luchando contra la raza humana. Este medio negativo tiene un efecto en la preferencia personal por trabajar con robots.

Se intenta hacer producir tanto la creatividad y reflexión de la sociedad como la capacidad de ejecución por parte de las máquinas. La finalidad es perfeccionar, no sustituir, la inteligencia humana con la inteligencia artificial, logrando así nuevos objetivos y mejorando la calidad de vida de la humanidad [22]. Sin embargo, la creación viable de empleo solo puede convertirse en realidad si las naciones asignan los fondos indispensables para instruir programación y robótica en las escuelas y brindan más oportunidades para la educación profesional.

Comparación entre Industria 4.0 e Industria 5.0 Visión

Tendencia de la Industria 4.0 comparado con Industria 5.0

Las tecnologías digitales proporcionan un nuevo paradigma en la fabricación y eliminan los trabajos repetitivos. Aplica la inteligencia humana para comprender los requisitos de un operador humano. Los datos en la fabricación se pueden analizar utilizando el aprendizaje automático y la inteligencia artificial (IA) [23]. Los avances tecnológicos y las revoluciones ocurren cada vez más rápido, por lo que una empresa necesita visiones claras para los desarrollos de la empresa, así como una mentalidad clara para la transformación [24].

Cuestiones éticas

Ser honesto, trabajador y servicial se encuentran entre los comportamientos éticos esperados por parte de los empleados humanos. Robots que son desinteresados, no tienen ambición, no conocen la pereza y no pueden mentir, sin duda tendrá un efecto en la forma en que percibir los valores éticos actuales del trabajo. Es posible que los humanos no puedan competir con los robots para lograr una buena norma ética en este aspecto. Es difícil predecir cómo evolucionará la ética del trabajo en un entorno de trabajo conjunto entre humanos y robots.

Además, es probable que haya una norma ética que defina las interacciones entre humanos y robots. En un estudio, se ha informado de que los humanos pueden sentir pena incluso por eventos como un robot que se comporta mal con otro.

Trabajando ‘mano a mano’

Los humanos conocen a los robots como un concepto de libros y películas. Sin embargo, el trabajo conjunto humano-robot será nuevo para casi todos los empleados en oficinas. Si bien se espera que interactuar con robots sea fácil, la experiencia real puede ser diferente de la expectativa. Es posible que tengamos que aprender a comportarnos con el robot para obtener lo que realmente queremos. La comunicación no verbal es una parte importante de la interacción humana. Los robots pueden o no comprender estas comunicaciones.

Los humanos necesitarán tiempo para aprender y acostumbrarse a trabajar con robots. Además, habrá robots con diferentes capacidades. Algunos serán avanzados y otros no. Será difícil y confuso distinguir robots con diferentes capacidades. Los fabricantes de robots necesitarán encontrar una forma de desarrollarlos, y que puedan informar sobre su capacidad sin confusión, porque se necesitara aprender a trabajar con sus diferentes tipos.

Visiones negativas del trabajo Humano-Robot

Lo que más temen los humanos de los robots, tanto a nivel personal como social, es la pérdida de puestos de trabajo. A medida que los robots comiencen a hacerse cargo de los trabajos de los humanos, es probable que haya una actitud negativa hacia los robots. Algunos discutirán que el uso de robots aumentará el desempleo. El contraargumento de esta opinión es que se crearán nuevos puestos de trabajo.

La historia muestra que este contraargumento tiene validez. Mientras los robots se hacen cargo de trabajos mundanos, los humanos se centrarán en trabajos que requieren creatividad, arte, investigación y desarrollo.

Así que, no hay que temerle al mundo de lo desconocido, porque podría resultar un verdadero éxito.

Conclusiones

Por lo general, una revolución industrial está impulsada por avances tecnológicos transformadores, lo que ha llevado a cambios fundamentales en la forma en que funciones de la industria. Estos cambios tienen consecuencias económicas y sociales. Algunos son intencionados y deseables; otros no intencionados e indeseables. Al igual que otros predecesores, la Industria 4.0 está impulsada por la tecnología.

Sin embargo, la Industria 5.0 está impulsada por el valor. El primero necesita el segundo para recordar las necesidades sociales esenciales, el valor y la responsabilidad como últimas metas; el último requiere el primero para los impulsos tecnológicos y soluciones.

Pero, una advertencia es que una proliferación de palabras de moda, como industrias 4.0+, industrias 4.5 e incluso industrias 6.0 e industrias 7.0 en un futuro no muy lejano, puede caer sobre nosotros. Estas palabras de moda pueden invitar a escribir en papel o solicitar subvenciones; no son propicio para tomar cualquier decisión empresarial y afrontar la tecnología desafíos. Con este fin, se requieren cabezas secas y mentes sabias.

Y desde luego, independientemente de si la Industria 5.0 se centrará en el trabajo conjunto entre humanos y robots o no, seguirá siendo un gran cambio para las organizaciones. La actitud hacia los robots probablemente evolucionará a medida que los humanos experimenten con robots.

Referencias

[1] P. Coelho, C. Bessa, J. Landeck, and C. Silva, “Industry 5.0: The Arising of a Concept,” Procedia Comput. Sci., vol. 217, pp. 1137–1144, Jan. 2023. doi: 10.1016/j.procs.2022.12.312

[2] K. Schwab, “La Cuarta Revolución Industrial,” Futuro Hoy, vol. 1, no. 1, Art. no. 1, Dec. 2020. doi: 10.52749/fh.v1i1.1

[3] R. Albrieu et al., “Travesía 4.0: Hacia la transformación industrial argentina,” Jun. 2019, doi: 10.18235/0001731

[4] J. Leng et al., “Industry 5.0: Prospect and retrospect,” J. Manuf. Syst., vol. 65, pp. 279–295, Oct. 2022. doi: 10.1016/j.jmsy.2022.09.017

[5] S. Vijaykumar, S. G. Saravanakumar, and M. Balamurugan, “Unique Sense: Smart Computing Prototype for Industry 4.0 Revolution with IOT and Bigdata Implementation Model,” Indian J. Sci. Technol., vol. 8, no. 35, Dec. 2015. doi: 10.17485/ijst/2015/ v8i35/86698

[6] H. Ning and H. Liu, “Cyber-physical-social-thinking space based science and technology framework for the Internet of Things.,” Sci China Inf Sci, vol. 58, no. 3, pp. 1–19, 2015

[7] M. Avendaño and L. Taiz, “Industria 5.0: ¿Vuelve el hombre al centro de los procesos de producción?,” bachelorThesis, Universidad EAFIT, 2019. [En línea].Disponible en: http://repository.eafit.edu.co/handle/10784/15195

[8] K. A. Demir, G. Döven, and B. Sezen, “Industry 5.0 and Human-Robot Co-working,” Procedia Comput. Sci., vol. 158, pp. 688–695, Jan. 2019. doi: 10.1016/j.procs.2019.09.104

[9] F. Strozzi, C. Colicchia, A. Creazza, and C. Noè, “Literature review on the ‘Smart Factory’ concept using bibliometric tools,” Int. J. Prod. Res., vol. 55, no. 22, pp. 6572–6591, Nov. 2017. doi: 10.1080/00207543.2017.1326643

[10] F. Mosconi, The New European Industrial Policy: Global Competitiveness and the Manufacturing Renaissance. Routledge, 2015

[11] X. Xu, Y. Lu, B. Vogel-Heuser, and L. Wang, “Industry 4.0 and Industry 5.0—Inception, conception and perception,” J. Manuf. Syst., vol. 61, pp. 530–535, Oct. 2021. doi: 10.1016/j.jmsy.2021.10.006

[12] S. Grabowska, S. Saniuk, and B. Gajdzik, “Industry 5.0: improving humanization and sustainability of Industry 4.0,” Scientometrics, vol. 127, no. 6, pp. 3117–3144, Jun. 2022. doi: 10.1007/s11192-022-04370-1

[13] F. Aslam, W. Aimin, M. Li, and K. Ur Rehman, “Innovation in the Era of IoT and Industry 5.0: Absolute Innovation Management (AIM) Framework,” Information, vol. 11, no. 2, Art. no. 2, Feb. 2020, doi: 10.3390/info11020124

[14] M. C. Zizic, M. Mladineo, N. Gjeldum, and L. Celent, “From Industry 4.0 towards Industry 5.0: A Review and Analysis of Paradigm Shift for the People, Organization and Technology,” Energies, vol. 15, no. 14, Art. no. 14, Jan. 2022. doi: 10.3390/en15145221

[15] L. Pérez-Domínguez, J. L. Macías-García, K. Y. Sánchez-Mojica, y D. Luviano-Cruz, “Comparación Método multi-criterio TOPSIS y MOORA para la optimización de un proceso de inyección de plástico”, Mundo Fesc, vol. 7, no. 14, pp. 98–105, jul. 2017

[16] J. Liu, A. T. Gaynor, S. Chen, Z. Kang, K. Suresh, A. Takezawa, “To Current and future trends in topology optimization for additive manufacturing”, Structural and multidisciplinary optimization, vol. 57, no. 6, pp. 2457-2483, 2018

[17] H. Cañas, J. Mula, M. Díaz-Madroñero, and F. Campuzano-Bolarín, “Implementing Industry 4.0 principles,” Comput. Ind. Eng., vol. 158, p. 107379, Aug. 2021, doi: 10.1016/j. cie.2021.107379

[18] Y. G. . Chavez-Hernandez, L. A. Perez-Dominguez, D. . Luviano-Cruz, I. J. . PérezOlguín, y K. Y. Sánchez-Mojica, “Flujo de operaciones en una celda de manufactura en las nuevas tecnologías”, reflexiones contables, vol. 5, no. 1, pp. 22–34, ene. 2022

[19] J. Wan, H. Cai, and K. Zhou, “Industrie 4.0: Enabling technologies,” in Proceedings of 2015 International Conference on Intelligent Computing and Internet of Things, Jan. 2015, pp. 135–140. doi: 10.1109/ICAIOT.2015.7111555

[20] P. K. R. Maddikunta et al., “Industry 5.0: A survey on enabling technologies and potential applications,” J. Ind. Inf. Integr., vol. 26, p. 100257, Mar. 2022, doi: 10.1016/j. jii.2021.100257

[21] M. M. Nair, A. K. Tyagi & N. Sreenath, The future with industry 4.0 at the core of society 5.0: Open issues, future opportunities and challenges. In 2021 international conference on computer communication and informatics (ICCCI) (pp. 1-7). IEEE, 2021

[22] M. Doyle-Kent, “Industry 5.0: Is the Manufacturing Industry on the Cusp of a New Revolution?,” in Proceedings of the International Symposium for Production Research 2019, in Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer International Publishing, 2020, pp. 432–441. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-31343-2_38

[23] M. Javaid and A. Haleem, “Critical Components of Industry 5.0 Towards a Successful Adoption in the Field of Manufacturing”, Journal of Industrial Integration and Management”, vol. 05, no. 03, pp. 327-348, 2020

[24] D. Paschek, A. Mocan, and A. Draghici, “INDUSTRY 5.0 – THE EXPECTED IMPACT OF NEXT INDUSTRIAL REVOLUTION”, Thriving on Future Education, Industry, Business and Society; Proceedings of the MakeLearn and TIIM International Conference 2019

Tendencia de la Industria 4.0 comparado con Industria 5.0

Industry 4.0 trend compared to Industry 5.0

Resumen

Abstract

Objetivos de la Industria 4.0

¿Por qué es un tema relevante la Industria 4.0?

¿Cuál de todos son los efectos de la Industria 4?

Industria 5.0

Características de la Industria 5.0

Valores de la Industria 5.0

Implicaciones sociales del trabajo.

El regreso del toque humano

Comparación entre Industria 4.0 e Industria 5.0 Visión

Cuestiones éticas

Trabajando ‘mano a mano’

Visiones negativas del trabajo Humano-Robot