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Industria 4.0Guía para su introducción en la pequeña y mediana empresa

EDITORIAL 3

La industria alemana de maquinaria se caracteriza por sus altos estándares de innovación, su gran competencia en el desarrollo de soluciones y su calidad de excelencia, y precisamente ese es también la Industria 4.0. Su objetivo es crear productos y soluciones nuevos e innovadores a través de la fusión de tecnologías de la información con tecnologías de producción. Por cierto, este proceso encierra múltiples desafíos en relación a áreas como las de seguridad de datos, estándares técnicos o marcos legales. También es necesario realizar inversiones en investigación, así como actividades en capacitación y perfeccionamiento, y encontrar las soluciones correctas en temas clave como el desarrollo de nuevos modelos de negocio. El enfrentamiento de estos desafíos, sin embargo, es algo que ya no podemos soslayar, puesto que la competencia internacional en el área de la Industria 4.0 es un proceso en creciente marcha, de eso no cabe ninguna duda.

En su calidad de proveedora y usuaria de tecnologías de la Industria 4.0, a la industria alemana de maquinaria e instalaciones le cabe un rol clave en este desarrollo, en la medida que esta integra las más modernas tecnologías en sus productos y procesos, consolidando de esa manera su posición líder como facilitador. Paralelamente, es una fuente de datos para la Industria 4.0: registra datos, los interpreta, innova a partir de ellos y desarrolla nuevos modelos de negocio. La Industria 4.0 no es solo un tema de la gran empresa; también la mediana empresa puede sumarse a este desarrollo de manera rentable y beneficiosa.

En este contexto, la presente guía de la VDMA (Asociación alemana de fabricantes de maquinaria e instalaciones) quiere ser una herramienta práctica para identificar y activar en las propias empresas posibilidades de integración de la Industria 4.0. La guía de la VDMA busca, además, despertar la curiosidad y animar a las empresas a concebir a la Industria 4.0 como una oportunidad.

En el Foro para la Industria 4.0 del VDMA, hay diversas otras actividades que apuntan en una dirección similar, por ejemplo, los “Lab Touren 140”, un programa de visitas a diferentes laboratorios de innovación de universidades o instituciones de investigación alemanas, o el “Forschungskreis 140” (Círculo de investigación 140), que realiza proyectos de investigación intersectorial de interés para los miembros del VDMA en el marco de la Investigación industrial conjunta (IGF, por su sigla en alemán).

Y a propósito de investigación y ciencia: nuestros especiales agradecimientos al profesor y doctor en Ingeniería Reiner Anderl de la universidad Técnica de Darmstadt y al profesor y doctor en ingeniería Jürgen Fleischer del Instituto de tecnología de Karlsruhe, así como a sus equipos, por su asesoría técnica para la elaboración de la presente guía. Vayan también nuestros agradecimientos a los socios de la VDMA que participaron como empresas piloto en este proceso.

Como vemos, la guía de la VDMA Industria 4.0 es también un ejemplo de la excelente comunidad y red de la industria alemana de maquinaria e instalaciones.

Les deseo una interesante e inspiradora lectura.

Editorial

Hartmut RauenGerente general interino del VDMA

Hartmut Rauen

4 INTRODUCCION

Industria 4.0 –Guía para la introducción en la pequeña y mediana empresa

Reiner Anderl

Jürgen Fleischer

Con la Industria 4.0 se ha dado inicio a la cuarta revolución industrial. La fusión de las modernas tecnologías de la información y la comunicación con tecnologías de producción constituye un nuevo escalón de la creación de valor. La posibilidad de disponer de información en tiempo real por medio de la conexión en red de todos los participantes de un proceso de creación de valor, permite contar con redes multiempresa de creación de valor, dinámicas y auto organizadas, que actúan en tiempo real.

Las empresas medianas del sector de la fabricación de maquinaria e instalaciones son la columna vertebral de la industria alemana. Este segmento es garante del crecimiento y bienestar de nuestra sociedad. Según un estudio del Commerzbank [1], un importante 86% de las empresas reconoce las oportunidades de la Industria 4.0, pero, sin embargo, todavía muchas dudan en sumarse a este desarrollo.

Ello, a pesar de que la introducción de soluciones de la Industria 4.0 le ofrece a la mediana empresa la oportunidad de reaccionar a las cambiantes condiciones de los mercados globales. Los ciclos cada vez más cortos de productos e innovaciones y la creciente competencia predatoria son solo dos ejemplos de los desafíos que las empresas medianas deben enfrentar hoy en día. La adopción de la Industria 4.0 permite a esas empresas ajustarse a los requerimientos individuales de los clientes, pudiendo diversificar de manera importante su oferta, llegando incluso hasta la producción unitaria a precios de fabricación en serie. Las soluciones de la Industria 4.0 permiten crear redes de producción con las que es posible producir de manera eficiente y efectiva a bajo costo.

Pero no solo los empresarios de nuestro sector han sabido apreciar el potencial de la Industria 4.0. En la dirección contraria, las empresas del área de las tecnologías de la información cada vez se abren más paso en los mercados de la industria productiva. En la introducción de la Industria 4.0, el factor tiempo adquiere una dimensión decisiva para ganar o mantener el liderazgo en materia de innovación o mercados.

La presente guía tiene por objetivo apoyar a la mediana empresa alemana del sector de la fabricación de maquinaria e instalaciones en el rápido desarrollo de modelos de negocio a partir de la implementación de soluciones de la Industria 4.0. Para ello, hemos desagregado la visión de la Industria 4.0 en diversas fases de desarrollo, proponiendo una modalidad paulatina de avance en esa dirección que resulta absolutamente abordable para empresas de mediano tamaño.

INTRODUCCION 5

Prof. Dr.-Ing. Reiner AnderlDepartamento de procesamiento de Datos en la construcción (DiK), Universidad técnica de Darmstadt

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Fleischer wbk Instituto de tecnologías de producciónInstituto tecnológico de Karlsruhe (KIT)

La introducción de estas fases de desarrollo en la propia empresa constituye una ayuda en la generación de ideas para nuevos modelos de negocio, productos innovadores y una producción más eficiente. La conceptualización de los modelos de negocio se realiza por medio de talleres internos en las empresas. La guía presenta también un modelo para la preparación y la realización de los talleres.De esta manera, el presente material constituye una guía para que la mediana empresa de la industria alemana de maquinaria y equipamiento encuentre su propia definición de Industria 4.0, comprenda la utilidad que puede tener para su propia empresa y pueda estimar las implicancias financieras de este proceso.

6 GUÍA INDUSTRIA 4.0

Muchas empresas perciben la Industria 4.0 más como un desafío difícil de abordar que como una oportunidad o un trampolín para desarrollar nuevos modelos de negocio. Con frecuencia no se entiende exactamente qué tipo de soluciones concretas ofrece un desarrollo de este tipo y para muchos es incluso un misterio qué significa el con-cepto de Industria 4.0 en sí. En el contexto específico de la industria alemana de maquinaria e instalaciones, el pano-rama empresarial es a tal punto diverso que se requiere en el fondo que cada empresa diseñe su propio concepto de Industria 4.0 y desarrolle sus propias ideas para dar uso a los nuevos potenciales.

En esta lógica, el objetivo de la presente guía es poner a disposición de las medianas empresas del sector maquinaria e instalaciones una herramienta para el desarrollo de sus propios modelos de negocio en el contexto de la Industria 4.0, apoyando por esa vía los procesos de conversión individuales de las empresas. En este sentido, la guía, más que presentar una estrategia de conversión general para su aplicación en las empresas, entrega herramientas y procedimientos para el desarrollo de las fortalezas y competencias en términos individuales.

La guía está subdividida en cinco capítulos: preparación, análisis, creatividad, evaluación e implementación del modelo de negocio. El núcleo lo constituye la realización de un taller interno, cuyo procedimiento y metodologías se describen detalladamente en las siguientes páginas. En el proceso de elaboración del presente material, se trabajó con cuatro empresas piloto – ARBURG GmbH & Co KG, HAWE Hydraulik SE, SCHUNK GmbH & Co. KG y SMS group – en las cuales se realizaron talleres para cotejar la idoneidad del presente material para su uso en la práctica. La experiencia en esos cuatro talleres piloto permitió enriquecer y mejorar la presente guía.

La finalidad de los talleres es desarrollar – por medio de técnicas de creatividad enfoques propios al interior de las diferentes empresas para la elaboración de modelos de negocio en el contexto de la Industria 4.0. Este trabajo se realiza sobre la base del material generado durante la fase de análisis, que provee una suerte de radiografía de la empresa de cara a la Industria 4.0, y con el apoyo de la “caja de herramientas de la Industria 4.0”, que también forma parte de esta guía. En la caja de herramientas, se ilustran diversos ámbitos en los que pueden introducirse soluciones Industria 4.0, descomponiéndolos en pasos individuales factibles de realizar. Para apoyar la generación de ideas en las empresas, la caja de herramientas está subdividida en las áreas de “productos” y “producción”. La modalidad del taller considera el uso de la caja de herramientas en combinación con técnicas de creatividad clásicas para la generación de ideas y modelos de negocio. En este proceso, se reúne al interior de cada empresa un equipo interdisciplinario, que por medio de un trabajo individual y grupal, genera primero ideas propias en el ámbito de la Industria 4.0, las que posteriormente son evaluadas y sirven como punto de partida para la elaboración de modelos de negocio aplicables a la empresa. El cierre del proceso lo constituye el traspaso de estos conceptos en proyectos que puedan ser ejecutados en el marco de una estrategia individual de Industria 4.0. En los talleres realizados con las cuatro empresas piloto, surgieron innovadoras ideas para modelos de negocio. El proceso mostró que el procedimiento puede ser exitoso en la generación de ideas para modelos de negocio en el ámbito de la Industria 4.0, de manera que la guía constituye una base adecuada para que las empresas desarrollen sus propios conceptos en el marco de esta cuarta revolución industrial.

Resumen ejecutivo

GUÍA INDUSTRIA 4.0 7

Los fabricantes alemanes de maquinaria e instalaciones enfrentan actualmente los desafíos que plantea la “Industria 4.0”. Muchas empresas todavía no tienen claros ni los objetivos ni las ventajas de las soluciones de la Industria 4.0 y, por lo mismo, no se deciden a sumarse a esta llamada cuarta revolución industrial. Las soluciones de la Industria 4.0 tienen, sin embargo, el potencial de generar nuevos modelos de negocio a través de la digitalización y la integración en red de los productos y la producción. El desafío de la mediana empresa alemana de fabricación de maquinaria e instalaciones consiste en descomponer la visión de la Industria 4.0 en diversas fases de desarrollo, cuyos beneficios para la propia empresa sean concretos y financieramente estimables.

El factor tiempo es decisivo en la introducción de las soluciones de la Industria 4.0. A través del uso de la tecnología de la información y comunicación en el sector productivo, las empresas del ámbito TI se abren cada vez más paso en esos mercados.

Las soluciones de la Industria 4.0 constituyen un medio adecuado para que los fabricantes de maquinaria e instalaciones alemanes mantengan su liderazgo en el mercado e incluso lo amplíen.

Cómo se puede ganar dinero con la Industria 4.0La Industria 4.0 no constituye un valor en sí, pero sus soluciones preparan el camino para nuevas innovaciones de productos, prestaciones en relación a los productos y mejoramiento de los procesos de producción. Así, la Industria

Los beneficios de la Industria 4.0 solo podrán materializarse a través de la inteligente interconexión de tecnologías ya disponibles.

4.0 ayuda, por una parte, a reducir los costos de la producción y, por otro, puede contribuir a aumentar los volúmenes de las cifras de negocios a través de un aumento en las ventas.

Cómo hacer realidad la visión de la Industria 4.0En la actualidad, ya disponemos de muchas de las tecnologías necesarias para la Industria 4.0. Los beneficios de esta nueva revolución, sin embargo, solo pueden materializarse a través de una inteligente interconexión de esas tecnologías, y numerosas empresas no tienen claridad sobre el camino a seguir para identificar e interrelacionar exitosamente las soluciones de la Industria 4.0. La visión de la Industria 4.0 debe transformarse en realidad.

Guía para innovaciones a medidaLa finalidad de la presente guía es precisamente contribuir a la introducción de la Industria 4.0 en la mediana industria. Sus páginas contienen un modelo de procedimiento que les servirá a las empresas para desarrollar innovaciones a medida en el ámbito de la Industria 4.0 y aplicarlas dentro de sus estructuras empresariales.

La guía está dirigida especialmente a las in stancias gerenciales de la mediana empresa en el área de la fabricación de máquinas e instalaciones. Con ella, ponemos una herramienta en sus manos que los acompañará paso a paso en el tránsito desde la visión a la implementación de conceptos propios en el ámbito de la Industria 4.0.

La mediana empresa en caminoa la Industria 4.0

En el diseño de la Cuarta Revolución Industrial, el tiempo juega un rol decisivo.


Industria 4.0 significa transformación: La mediana empresa alemana tiene la oportunidad de participar activamente en el diseño de este cambio, ya sea a través del desarrollo de pro-ductos novedosos e innovadores o del mejoramiento de los procesos operativos internos, sobre todo en relación a la propia producción. La introducción de estas innovaciones requiere de un activo proceso previo que tenga en cuenta los potenciales y particularidades de la empresa, para desde allí explorar nuevos productos, procesos, modelos de nego-cio o prestaciones.

Objetivo de la guíaLa presente guía tiene por finalidad apoyar a la mediana empresa alemana de fabricantes de maquinaria e instalaciones en la identificación de su potencial para la elaboración de productos e introducción de procesos de producción en el ámbito de soluciones que provee la Industria 4.0, para desarrollar a partir de allí sus propios conceptos en el marco de la cuarta revolución industrial. Con esta finalidad, la guía presenta un procedimiento, que constituye un proceso sistemático diseñado expresamente para su implementación en la mediana industria.

Qué es necesario para su implementaciónLa Industria 4.0 involucra todas las áreas de una empresa, desde el desarrollo de productos, pasando por su elaboración, hasta el servicio técnico y la eliminación de desechos. Por ello, es necesario un compromiso a nivel directivo de la empresa para la implementación de Industria 4.0 antes de iniciar el trabajo con la guía.

Las soluciones de la Industria 4.0 pueden implicar la introducción de modificaciones fundamentales en el ámbito de la producción o en el diseño de los modelos de negocio. Por ello, es necesario que exista un compromiso pleno de la dirección de la empresa con el proceso y que se dote a los proyectos del correspondiente personal.

La primera medida que debe tomarse es la formación de un equipo idóneo para la conducción del proceso. Este equipo debe ser multidisciplinario y debe estar integrado por personal de las áreas de producción y TI, así como del departamento de desarrollo de productos. Esta interacción es especialmente imprescindible en el desarrollo de conceptos para la Industria 4.0, que requieren de una estrecha vinculación entre TI e ingeniería.

Caja de herramientas de la Industria 4.0Un componente central del presente manual es la caja de herramientas de la Industria 4.0 (Págs. 1116). Esta se estructura a partir de los distintos ámbitos de aplicación posibles de soluciones de la Industria 4.0 en relación a innovaciones en el área de productos y de producción. Para cada ámbito se presentan cinco fases de desarrollo progresivas, desde la solución pre Industria 4.0 hasta soluciones altamente tecnológicas.

Estos dos ejes en los que se estructura la caja de herramientas servirán de punto de partida para la clasificación de las competencias de la empresa, que posteriormente serán la materia prima para el desarrollo de nuevas ideas.

Cómo está estructurada de guíaLa guía sigue una estructura cronológica. Para probar su funcionalidad en la práctica, se realizaron talleres en las cuatro empresas piloto, ARBURG GmbH & Co. KG, HAWE Hydraulik SE, SCHUNK GmbH & Co. KG y SMS group. Los resultados de estas experiencias piloto aportaron al posterior desarrollo de la guía.

Qué contiene el presente manual

El primer paso en la introducción de la Industria 4.0 es el compromiso de los niveles directivos.


Caja de herramientas Industria 4.0

Productos

Servicios de TI asociados a los productos

Ningún servicio Servicios a través de portal online

Ejecución de servicios directamente sobre el producto

Ejecución autónoma de servicios

Completa integración a la infraestructura de servicios TI

Modelos de negocio para el producto Ganancia por medio

de la venta de un producto estándar

Venta y asesoría sobre el producto

Venta, asesoría y adaptación del producto a necesidades del cliente

Venta adicional de prestaciones de servicio asociadas al producto

Venta de funciones de producción

+

I / O

Industria 4.0

Comunica-ción /Conectividad

El producto no tiene interfaces

El producto envía y/o recibe señales I/O

El producto posee interfaces Fieldbus

El producto posee interface Ethernet industrial

El producto posee acceso a internet

Funciones de almacena-miento de datos e intercambio de información

Sin funcionesPosibilidades de identificación inequívoca

El producto posee almacenador de datos pasivo

Producto con alma-cenador de datos para intercambio autó-nomo de información

Intercambio de datos e información como componente integral

Monitoreo

Sin monitoreo por medio del producto Detección de fallas

Registro de calidad operativa para su diagnóstico

Pronóstico de funcionamiento del producto

Medidas autónomas de control

Integración de sensores/actores

No se utilizan Sensores/Actores

Sensores/Actores están incluidos

Los datos de los sensores son procesados por el producto

Los datos son evaluados por el producto para su análisis

El producto reacciona de manera autónoma en función de los datos obtenidos

Producción

Procesa-miento de datos en la producción Sin procesamiento

de datosAlmacenamiento de datos para documentación

Análisis de datos para supervisión de procesos

Análisis para planificación/control de procesos

Control/planificación automáticos de procesos

Comunica-ción máquina a máquina (M2M)

Sin comunicación Interfaces Fieldbus Interfaces Ethernet industriales

Las máquinas disponen de acceso a Internet

Servicios Web (Software M2M)

Conexión de la producción con otras áreas de la empresa Sin conexión

Intercambio de información a través de mail / telecomunicación

Formato único de datos y regulación para el intercambio de datos

Formato único de datos y servidor multidepartamentos de datos en red

Soluciones TI multidepartamentos completamente integradas en red

Infraestruc-tura TIC en la producción

Intercambio de información por mail/ telecomunicación

Servidor de datos central en la producción

Portal con base internet con uso común de datos

Intercambio automático de información (por ej. seguimiento de pedidos)

Proveedores y clientes completamente integrados en diseño del proceso

Interfaces personas-máquinas

Sin intercambio de información

Uso de dispositivos de visualización local

Supervisión/control de produccióncentralizada y descentralizada

Uso de dispositivos devisualización móviles

Realidad ampliada y asistida

Eficiencia en la producción de lotes pequeños

Medios de producción rígidos y pequeño porcentaje de piezas iguales

Uso de medios de producción flexibles y piezas iguales

Medios de producción flexibles y unidades modulares para los productos

Producción flexible y modular, enfocada en componentes dentro de la empresa

Producción flexible y modular, enfocada en componentes en una red de creación de valor

Caja de herramientas Industria 4.0 Industria 4.0

Ilustración 1: Caja de herramientas Industria 4.0

El trabajo con la guía está subdividido en cinco partes. El proceso es acompañado en su totalidad por un equipo, que tiene a su cargo también la preparación y organización del taller. El procedimiento descrito en la ilustración 2 se inicia con una fase de preparación para generar una base, a partir de la cual, se desarrollan conceptos propios en el marco de la Industria 4.0, que sirven a su vez de fundamento para la identificación y presentación de competencias al interior de la empresa en la siguiente fase, la fase de análisis. A este análisis y a los potenciales de desarrollo que el mismo permita determinar, sobreviene una fase creativa, donde en el marco de un taller interno de la empresa, se generan ideas en las áreas de productos y producción. El taller constituye un elemento central en el procedimiento a seguir con la presente guía, y su finalidad es la elaboración y evaluación de las ideas para la adopción de la

Industria 4.0. Por lo mismo, el taller se inicia con una puesta en común entre los participantes de la información obtenida en la fase de análisis, de manera de que todos posean el mismo nivel de conocimiento. A continuación, se trabaja en la elaboración sistemática de conceptos para modelos de negocio. En la fase de evaluación, los participantes analizarán estos conceptos desde la perspectiva de su potencial de mercado y de los recursos que se requieren para su materialización.

El procedimiento de la guía se describe detalladamente en las próximas páginas.

Fase de preparaciónEl punto de partida para la generación de ideas de productos y propuestas de mejoramiento de la producción interna es un conocimiento básico del propio mercado y de la propia producción.


Otro elemento importante para la posterior elaboración de ideas propias, es que todos los participantes del taller posean información general sobre la Industria 4.0. Por ello, el equipo a cargo del proyecto debe procurar que al interior de la empresa se cree una conciencia común sobre la importancia y los componentes centrales de este desarrollo.

Fase de análisisEl objetivo de la fase de análisis es la identificación de las competencias existentes en la empresa con respecto a las tecnologías de la Industria 4.0. Para ello, se examinará la posición de la empresa en el mercado y sus competencias en el contexto de la Industria 4.0. Los resultados de este análisis se cotejarán con la proyección e imagen externa de la empresa en estas mismas materias.

El análisis de competencias se realizará tanto en relación a los productos como a la producción, utilizando para ello las áreas de aplicación y las fases de desarrollo de la caja de herramientas. El resultado constituirá un primer punto de partida para la posterior elaboración de ideas.

Fase creativaEl objetivo de esta fase es la generación de nuevas ideas y la posterior elaboración de conceptos para el diseño de modelos de negocio. Para ello, se trabajará a partir de la base generada en la fase de análisis en un proceso de dos niveles. En la primera parte, los participantes del taller identificarán y reunirán ideas preliminares. En la segunda, se discutirán y desarrollarán estas ideas. Al final de la fase, se deberán diseñar conceptos para la implementación de modelos de negocio que integren soluciones de la Industria 4.0.

Fase de evaluaciónEl objetivo de esta fase es la evaluación de los conceptos elaborados para los modelos de negocio. Para ello, los participantes del taller analizan los conceptos en función de sus potenciales de mercado y de su potencial en la producción y de los recursos y fortalezas necesarios para su aplicación. El propósito es identificar los modelos de negocio con mayor potencial, que requieran el menor uso de recursos y/o que puedan aprovechar de mejor manera las propias fortalezas.

Fase de implementaciónEn esta última fase, el equipo a cargo del proyecto afina las propuestas elaboradas en la fase anterior, preparándolas para nuevas revisiones y/o su presentación ante la dirección de la empresa. Por medio de este proceso, los resultados del taller pueden transformarse en proyectos y ser implementados de manera efectiva.

Equipo

Preparación Análisis Creatividad Introducción Evaluación

Taller Equipo

Competencias

Proyecto de investigación

Ideas Evaluación Aplicación

Modelo de negocio

Base de conocimiento

Ilustración 2: Estructura del manual

El taller reúne el know-how de diversas áreas y constituye el elemento central en la elaboración de conceptos para modelos de negocio.


Cómo reducir la visión de la Industria 4.0 a pasos viablesCon frecuencia, cuando se discute sobre la Industria 4.0, la conversación se centra en la definición, la visión y los principios tecnológicos de la cuarta revolución industrial. Rara vez, sin embargo, se logra sacar algo en limpio. Y por el contrario, la falta de definiciones en torno a estas cuestiones básicas amenaza con transformarse en una barrera para la implementación práctica de la diversidad de ideas en el área de la Industria 4.0.

Por ello, la caja de herramientas Industria 4.0 ha descompuesto las visiones y tecnologías básicas en pasos que permitan una aplicación escalonada de las ideas innovadoras en la pequeña y mediana empresa alemana de fabricación de máquinas e instalaciones. La caja de herramientas se estructura siguiendo el modelo de procedimiento expuesto en la guía, de manera que puede utilizarse tanto en la fase de análisis como durante la realización del taller en la empresa.

La caja de herramientas ha sido concebida con el objetivo de acercar las diversas ideas y principios de la Industria 4.0 a sus usuarios y evidenciar sus potenciales. Puesto que este nuevo proceso de revolución industrial está aún en pleno desarrollo y, por lo mismo, no es posible predecir la totalidad de las fases que lo compondrán, la caja de herramientas debe entenderse como un instrumento igualmente en desarrollo.

Cómo se estructura la caja de herramientasLa Industria 4.0 puede contribuir tanto a aumentar el valor de uso de los productos como a reducir los costos de producción. En concordancia con estos dos potenciales de desarrollo, la caja de herramientas está dividida en las áreas de “Productos” y “Producción”, las que a su vez están subdivididas en diversos ámbitos de aplicación de la Industria 4.0 cada uno con sus diferentes posibles fases de desarrollo.

Esta estructura permite presentar de manera organizada e ilustrar con claridad los componentes y potenciales de la Industria 4.0, lo que ha demostrado ser de gran utilidad a la hora de identificar modelos de negocio innovadores en este contexto.

Para efectos de ambas áreas, las líneas de la caja de herramienta representarán los diferentes ámbitos de aplicación, mientras que las columnas representarán las diferentes fases de desarrollo. Ambas áreas se representarán como se muestra a continuación.


La caja de herramientas describe diferentes fases de desarrollo para los distintos ámbitos de aplicación de soluciones de la Industria 4.0.

La caja de herramientas puede utilizarse como material de apoyo para la generación de ideas en el ámbito de la Industria 4.0. Las fases de desarrollo componen de izquierda a derecha el proceso de elaboración de una visión de Industria 4.0.



Productos












+

I / O

Industria 4.0












Monitoreo











Ilustración 3: Caja de herramientas Industria 4.0 – Productos


El área “Productos” de la caja de herramientas apoya la generación de ideas en el desarrollo de productos innovadores en el contexto de la Industria 4.0. La caja de herramientas puede utilizarse tanto en relación a productos completos como a componentes de productos. La pregunta central es ¿en qué medida la Industria 4.0 puede ayudar al desarrollo de nuevos productos y/o al mejoramiento de productos ya existentes, de manera de generar un valor agregado para potenciales clientes?El área “Productos” está subdividida en los ámbitos de aplicación Sensores y actores, Comunicación y conectividad, Almacenamiento de datos e intercambio de información, Monitoreo, Servicios TI asociados a los productos y modelos de negocios.

Integración de sensores y actores

La integración de sensores y actores, así como las capacidades de cálculo en objetos físicos es una idea central de la Industria 4.0, o más propiamente dicho, de los sistemas cíber físicos. El espectro se extiende aquí desde productos sin ninguna modalidad de sensores/actores hasta productos capaces de evaluar los datos captados por los sensores y reaccionar de manera autónoma sobre la base de esa evaluación.

Comunicación y conectividad

El uso de interfaces de comunicación adecuadas permite nuevas aplicaciones que pueden disponerse desacopladas en términos físicos y ofrecen una mejor disponibilidad de los datos recogidos. En el camino hacia el objetivo final de lograr una conexión absoluta a través de internet, en el sentido de una “Internet de las cosas”, pueden observarse pasos intermedios, como la conexión a través de sistemas Fieldbus.

Almacenamiento de datos e intercambio de información

Los productos pueden disponer de diferentes modalidades de almacenamiento e intercambio de datos. El espectro va desde simples códigos de barras, pasando por almacenadores de datos regrabables, hasta la presentación e intercambio de información como un componente integral del producto.

Monitoreo

El amplio campo de aplicación del monitoreo constituye un aspecto central de muchas aplicaciones de la Industria 4.0. El espectro posible va desde la simple detección de fallas, pasando por el diagnóstico y pronóstico de la calidad operativa del producto, hasta la posibilidad de un control autónomo, por ejemplo para evitar costosos daños a consecuencia de una avería.

Servicios TI asociados a los productos

Los servicios de TI asociados a los productos, que con frecuencia se relacionan con las potencialidades de la Industria 4.0, pueden estar desacoplados físicamente del producto (como por ejemplo, las páginas web que contienen listas de repuestos) o formar parte del mismo. Entre estos últimos, se cuentan servicios de mantenimiento asociados al estado del producto o soporte técnico de productos con funciones de diagnóstico a distancia.

Modelos de negocio para los productos

Las tecnologías innovadoras posibilitan el desarrollo de nuevos modelos de negocio. Así, por ejemplo, en el contexto de la Industria 4.0 es posible apoyar una mayor adaptación de los productos a las necesidades de los clientes, en combinación, entre otras posibilidades, con una flexibilización de la producción. Las tecnologías de la Industria 4.0 permiten también la venta de funciones de productos, es decir, que el producto se mantiene en propiedad del fabricante y el cliente compra solo una determinada función del mismo. Ejemplos de esto son la extensa captación de estados operacionales o el control por parte del fabricante de una medida de mantenimiento realizada como resultado del monitoreo.

Caja de herramientas Industria 4.0: Productos


Productos












+

I / O

Industria 4.0












Monitoreo

















I / O




Producto con almac-enador de datos para intercambio autó-nomo de información


Monitoreo






Productos












+

I / O

Industria 4.0












Monitoreo












Productos












+

I / O

Industria 4.0












Monitoreo












Producción

Procesa-miento de datos en la producción Sin procesamiento

de datosAlmacenamiento de datos para documentación

Análisis de datos para supervisión de procesos

Análisis para planificación/control de procesos

Control/planificación automáticos de procesos

Comunica-ción máquina a máquina (M2M)

Sin comunicación Interfaces Fieldbus Interfaces Ethernet industriales

Las máquinas disponen de acceso a Internet

Servicios Web (Software M2M)

Conexión de la producción con otras áreas de la empresa Sin conexión

Intercambio de información a través de mail / telecomunicación

Formato único de datos y regulación para el intercambio de datos

Formato único de datos y servidor multidepartamentos de datos en red

Soluciones TI multidepartamentos completamente integradas en red

Infraestruc-tura TIC en la producción

Intercambio de información por mail/ telecomunicación

Servidor de datos central en la producción

Portal con base internet con uso común de datos

Intercambio automático de información (por ej. seguimiento de pedidos)

Proveedores y clientes completamente integrados en diseño del proceso


Sin intercambio de información

Uso de dispositivos de visualización local

Supervisión/control de produccióncentralizada y descentralizada

Uso de dispositivos devisualización móviles

Realidad ampliada y asistida


Medios de producción rígidos y pequeño porcentaje de piezas iguales

Uso de medios de producción flexibles y piezas iguales

Medios de producción flexibles y unidades modulares para los productos

Producción flexible y modular, enfocada en componentes dentro de la empresa

Producción flexible y modular, enfocada en componentes en una red de creación de valor

Caja de herramientas Industria 4.0 Industria 4.0

Ilustración 4: Caja de herramientas 4.0 – Producción


La segunda parte de la caja de herramientas se centra en temas relativos a la producción. La reflexión en este ámbito parte de la pregunta sobre de qué manera la Industria 4.0 puede ayudar a optimizar los procesos productivos y a disminuir los costos de producción.Los ámbitos de aplicación del área “Producción” de la caja de herramientas Industria 4.0 se dividen en Procesamiento de datos en la producción, Comunicación máquina a máquina, Integración en red con la producción a nivel de la empresa, Infraestructura de tecnologías de información y telecomunicación en la producción, Interfaces personasmáquinas y Eficiencia en la producción de lotes pequeños.

Procesamiento de datos en la producción

El procesamiento de datos para las más diversas aplicaciones es un tema central en las soluciones de la Industria 4.0 en la producción.El procesamiento de datos en la producción puede utilizarse, por una parte, para simplificar el registro, como también con objetivos que pueden ir desde la supervisión de los procesos hasta la planificación y control autónomos de los mismos.

Comunicación máquina a máquina

Las interfaces para el intercambio automático de datos entre máquinas constituyen la base de diversas aplicaciones de la Industria 4.0. Tanto las interface Fielbus y Ethermet industrial como interfaces de internet encuentran aplicación a nivel industrial. Las interfaces internet y las aplicaciones con intercambio autónomo de información (servicios Web) ofrecen la ventaja de permitir la separación entre el lugar de acceso a la información y el lugar de producción.

Integración en red con la producción a nivel de la empresa

La creación de redes entre las diferentes áreas de la empresa con el área de producción permite el desarrollo de sinergias y evita la duplicación del trabajo. Esta integración en red permite también crear soluciones TI estandarizadas y estandarizar igualmente los flujos de trabajo u obtener formatos de archivos generales de los que se beneficia toda la empresa.

Infraestructura de tecnologías de información y telecomunicación en la producción

La infraestructura de tecnologías de información y telecomunicación en la producción es un elemento fundamental para la implementación de aplicaciones innovadoras que pueden contribuir al mejoramiento de los procesos técnicos y organizativos. Junto a la implementación de servidores de datos centrales, se puede utilizar también portales de comunicación a través de internet. Los procedimientos automatizados para el intercambio de datos con participantes externos de la cadena o de la red de creación de valor constituyen niveles superiores en el camino hacia una visión de la Industria 4.0.


En la medida que las instalaciones y los procesos productivos se vuelven más complejos, las interfaces entre personas y máquinas se transforman en un tema cada vez más importante. A nivel industrial, por lo general, esta comunicación se realiza a través de dispositivos de visualización local, cuyos conceptos operativos no siempre responden a las necesidades de sus operadores. Los dispositivos de última generación, como tablets portátiles o anteojos inteligentes, que permiten disponer de la información correcta, en el lugar y de la manera adecuados, pueden ser una importante herramienta para disminuir la carga de trabajo de los operarios y aumentar la eficiencia de la producción.


La producción de bienes diseñados a la medida del cliente, y consecuentemente en lotes pequeños, es una modalidad cada vez más difundida en la industria. Esto, junto a otros desarrollos, ha contribuido a aumentar la complejidad de los procesos productivos, de manera que el logro de una mayor eficiencia en la producción de lotes pequeños se ha transformado en un decisivo factor de competencia. En este contexto, la introducción de procesos modulares en la elaboración de los diferentes productos o el uso de medios de producción flexibles en acuerdo con los correspondientes integrantes de la red de producción, pueden constituir un importante potencial de desarrollo.

Caja de herramientas Industria 4.0: Producción

Daten-verarbeitung in der Produktion Keine Verarbeitung

von Daten

Speicherung von Daten zurDokumentation

Auswertung von Daten zur Prozess-überwachung

Auswertung zur Prozessplanung / -steuerung

Automatische Prozessplanung / -steuerung

Maschine-zu-Maschine-Kommunika-tion (M2M) Keine

KommunikationFeldbus-Schnittstellen

Industrial Ethernet-Schnittstellen

Maschinen verfügen über Zugang zum Internet

Webdienste (M2M-Software)

Unterneh-mensweiteVernetzung mit der Produktion

Keine Vernetzung der Produktion mit anderen Unterneh-mensbereichen

Informations-austausch über Mail / Telekommunikation

EinheitlicheDatenformate und Regeln zum Datenaustausch

Einh. Dateiformate und Abteilungs-übergreifend ver-netzte Datenserver

Abteilungsübergreif-ende, vollständig vernetzte IT-Lösungen

IKT-Infrastruktur in derProduktion Informations-

austausch über Mail/ Telekommunikation

ZentraleDatenserver in der Produktion

InternetbasiertePortale mit gemeinsamer Datennutzung

Automatisierter Informations-austausch (z.B. Auf-tragsnachverfolgung)

Zulieferer / Kunden sind vollständig in Prozessgestaltung integriert

Mensch-Maschine-Schnitt-stellen Kein Informations-

austausch zwischen Mensch und Maschine

Einsatz lokaler Anzeigegeräte

Zentrale / dezentraleProduktionsüber-wachung/-steuerung

Einsatz mobiler Anzeigegeräte

Erweiterte und assistierte Realität

Effizienz bei kleinen Losgrößen Starre Produktions-

mittel und geringer Anteil von Gleichteilen

Nutzung von flexiblen Produkt-ionsmitteln und Gleichteilen

Flexible Produkti-onsmittel und modulare Baukästenfür die Produkte

Bauteilgetriebene, flexible Produktion modularer Produkteim Unternehmen

Bauteilgetriebene, modulare Produktion in Wertschöpfungs-netzen


Pasos para la generación de ideas

• Ejemplo de aplicación: ¿Qué producto del portafolio podría tener potencial para su desarrollo a nivel de la Industria 4.0?

• Ámbitos de implementación: ¿Qué ámbito(s) de implementación parece(n) atractivo(s) para efectos del producto escogido? (Líneas de la caja de herramientas)

• Fases de desarrollo: ¿En qué fase de desarrollo puede clasificarse el producto ejemplo en su estado actual?

• Generación de ideas: ¿A qué fase superior de desarrollo tendría sentido llevar el producto?

Qué tiene sentido y que no

No todos los ámbitos de la Industria 4.0 son aplicables a todos los productos. Un simple tornillo no necesita – ni necesitará tampoco en el futuro – contar con un dispositivo para el intercambio de datos. La generación de ideas para aumentar la eficiencia en la producción de tornillos o el desarrollo de nuevos modelos de negocio para esa área productiva, por el contrario, pueden ser muy prometedores.

La caja de herramientas estimula la planificación de soluciones adecuadas al nivel de desarrollo individual. Cada empresa puede definir siempre en el contexto de sus requerimientos y posibilidades particulares sus próximos pasos en el camino a la visión de la Industria 4.0.


Sin funcionesFunción de identificación inequívoca


Producto con almac-enador de datos para intercambio autó-nomo de información


Uso de la Caja de herramientas Industria 4.0: De la visión a la realidad


Objetivo de la fase de análisisEl análisis de competencias apunta a la elaboración de un perfil de competencias 4.0 a nivel de la empresa que será puesto en común con los participantes del taller.

El resultado del análisis constituye un punto de partida común para la generación de ideas durante el taller. A partir de ese escenario inicial, los participantes desarrollan en la fase creativa ideas para la definición de modelos de negocio de Industria 4.0.

Cómo se realiza el análisis de competenciasEl análisis de competencias se realiza con antelación al taller y se divide en una observación interna y una observación externa. El análisis de competencias debe responder dos preguntas centrales:

• ¿Cuáles competencias de la Industria 4.0 posee la empresa?

• ¿Cómo es la proyección e imagen externa de la empresa en relación a sus competencias en materia de Industria 4.0?

Las empresas, por lo general, poseen competencias en relación a materias específicas de la Industria 4.0, pero la mayoría de las veces no

son conocidas en todas las áreas de la empresa. El análisis interno de competencias permite visibilizar y reunir esas competencias, para lo cual se deben identificar las soluciones, tecnologías y estrategias de las diferentes áreas que se inscriben en el marco de la Industria 4.0. Por esa vía, se les puede entregar a los participantes del taller un conocimiento y una conciencia de las propias competencias.

El análisis externo de competencias refleja la percepción externa de las competencias de la empresa en materia de Industria 4.0, dando cuenta de la evaluación por parte de socios y clientes, por ejemplo. Por esta vía, es posible clarificar cuál es la imagen pública de la empresa en relación a la Industria 4.0.

A continuación, se explicarán los procedimientos para la realización de los análisis de competencia externo e interno. El foco de ambos procedimientos está puesto en la identificación de competencias, es decir de los conocimientos de los que se dispone en la empresa, aun cuando estos no sean necesariamente determinantes para el volumen de ventas o el portafolio de productos.

Análisis externo de competencias El análisis externo de competencias examina la imagen pública de la empresa en materia de competencias en el ámbito de la Industria 4.0 y entrega referencias sobre en qué medida la empresa ha desarrollado capacidades o habilidades de la Industria 4.0 y desarrollado o empleado en la propia producción tecnologías para productos de la Industria 4.0.

Fase de análisis

Para iniciar un proceso de implementación de la Industria 4.0, es necesario contar con un conocimiento común de las competencias actuales de la empresa.

Hay dos miradas al perfil de competencias de la empresa: una interna y una externa.

Un requisito para el desarrollo de ideas es identificar el escenario inicial de la empresa en relación a sus competen-cias en el contexto de la Industria 4.0. Los siguientes análi-sis constituyen procedimientos para realizar esa evaluación, y sus resultados serán presentados y discutidos en la fase de análisis del taller.


Realización del análisis externo de competenciasEl área “Productos” de la caja de herramientas constituye la base metodológica del análisis externo de competencias. Puesto que los procesos internos de producción, por lo general, no forman parte de la presentación de las empresas a nivel público, no serán tampoco objeto de examen en los análisis externos de competencias. La presentación pública, por ejemplo a través de internet o del material de prensa, se analizará en función de las fases de desarrollo de la caja de herramientas, clasificando los diferentes instrumentos analizados en los distintos ámbitos de aplicación.

Evaluación del análisis externo de competencias El perfil externo de competencias lo constituyen las máximas manifestaciones en los ámbitos de aplicación de la caja de herramientas.

El equipo encargado del proyecto evaluará los resultados previamente a la realización del taller.

Los gráficos radiales son muy adecuados para la representación del perfil de competencias. La ilustración número 5 muestra un ejemplo de un perfil externo de competencias, cuyos ejes

están constituidos por los diferentes ámbitos de aplicación de la caja de herramientas. Las fases de desarrollo de cada ámbito de aplicación expanden la figura.

El perfil externo de competencias se presentará durante el taller y será discutido por los participantes. El análisis deberá centrarse especialmente en aquellas áreas con baja manifestación en el perfil de competencias (ver ilustración 5). Esta reflexión les permitirá a los participantes del taller tomar conciencia y comprender mejor las propias competencias. Puesto que los participantes poseen un detallado conocimiento del portafolio de productos de su empresa, el análisis externo de competencias les permite tomar conciencia de los déficits en la proyección externa de las competencias que se poseen en relación a la Industria 4.0.

Análisis interno de competenciasEl análisis interno de competencias examina las competencias que la empresa posee en materia de Industria 4.0. A diferencia del análisis externo, que se centra únicamente en el área “Productos”, el análisis interno entrega una imagen completa de las competencias de la empresa, por lo que se deberán examinar ambas áreas de la caja de herramientas.

La experiencia ha demostrado que ni el portafolio de productos ni las tecnologías utilizadas en la producción reflejan la totalidad de las competencias presentes en una empresa. Por lo mismo, el objetivo del análisis interno es la identificación de las competencias de la Industria 4.0 que puedan encontrarse en ámbitos que van más allá de el de los productos y los procedimientos de producción. Una vez identificadas tales competencias claves, el trabajo en el taller deberá permitir crear conciencia y aumentar la comprensión entre los participantes sobre las capacidades y habilidades presentes al interior de la empresa.

El análisis externo de competencias examina la imagen pública de la empresa en relación a la Industria 4.0.

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1

2

3

4

5

Integración de Sensores / Actores

Comunicación/conectividad

Registro de datos e intercambio de información

Monitoreo

Servicios TI para el producto

Modelos de proyecto para el producto

Potencial

Ilustración 5: Ejemplo de presentación de un perfil externo de competencias.

El análisis interno de competencias examina las competencias internas de la empresa en el ámbito de la Industria 4.0.


Realización del análisis interno de competencias La caja de herramientas Industria 4.0 constituye el marco metodológico para la identificación de estas competencias claves. Sobre la base de este esquema, se deberá analizar el grado de participación de conceptos propios de la Industria 4.0 en los diferentes ámbitos de la empresa. Por lo general, el examen individual de las áreas – desarrollo, producción y servicio técnico, por ejemplo – deja en evidencia que cada una de ellas maneja un concepto diferente sobre lo que define a la Industria 4.0. El análisis por separado de cada una de estas áreas significaría restringir la reflexión al concepto propio, por lo cual, para obtener una visión completa del perfil de competencias, será necesario consultar a un conjunto de personas representativo de diferentes áreas de la empresa. La experiencia indica que es recomendable la presencia de al menos diez mandos directivos en cada grupo de consulta.

Evaluación del análisis interno de competencias Siguiendo el ejemplo del análisis externo de competencias, los resultados de las consultas pueden ser vaciados en dos gráficos radiales, uno para el área “Productos” y el otro para el área “Producción”. Los ámbitos de aplicación de la caja de herramientas constituirán los ejes, mientras las fases de desarrollo expandirán la figura.

El análisis y discusión de los diagramas de competencias internas muestra el potencial para la aplicación de ideas en el ámbito de la Industria 4.0. Se deberá reflexionar especialmente sobre aquellas áreas que exhiban menor presencia de competencias, en la medida que estas constituyen ámbitos en los que se deberá trabajar en el desarrollo e introducción de soluciones en el contexto de las potencialidades de la Industria 4.0. La discusión interdisciplinaria permitirá avanzar hacia una compresión diferenciada de las competencias de la Industria 4.0 en la empresa.

Proyectos internos de investigación y desarrolloEl conocimiento de proyectos internos de investigación y desarrollo, o de soluciones propias de la Industria 4.0 que ya están siendo aplicadas,

les permite a los participantes del taller tener una basa de conocimiento común de las áreas temáticas identificadas.

La presentación del proyecto ya iniciado o realizado se debe hacer a continuación de la discusión sobre el análisis de competencias. Los participantes presentan a través de concisas ponencias las actividades internas de investigación y desarrollo. Cada ponencia apunta a la utilidad de la solución, al grupo meta y a los procedimientos perseguidos. El objetivo de las presentaciones es una puesta en común entre los participantes de los proyectos ya realizados o actualmente en proceso dentro de la empresa que contienen soluciones propias de la Industria 4.0. La clasificación en el diagrama de competencias, como se presenta en la ilustración 6, contribuye a que todos los participantes compartan un mismo nivel de conocimiento.

Los análisis internos y externos de competencias permiten identificar una base inicial para la introducción de la Industria 4.0 en la empresa. Igualmente, su discusión contribuye a avanzar hacia una definición común de lo que es la Industria 4.0. La imagen completa resultante de los análisis y de la presentación de los proyectos internos permite identificar los potenciales que pueden desarrollarse, los que en la fase siguiente – la fase creativa – podrán seguir definiéndose.

A menudo, las empresas disponen de competencias para implementar soluciones propias de la Industria 4.0.

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1

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5

Modelos de negocio para el proyecto

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1

Proyecto de desarrollo

Integración de Sensores / Actores

Comunicación/conectividad

Registro de datos e intercambio de información

Monitoreo

Servicios TI para el producto

Potencial

Ilustración 6: Presentación del perfil interno de competencias con proyecto asignado.


Las competencias propias de la empresa se pueden clasificar con ayuda de la caja de herramientas. A continuación, presentamos un ejemplo.

Pasos para el análisis de competencias

¿Cuál ejemplo del portafolio de productos o de la producción podría tener potencial?

• Ámbito de aplicación: ¿Cuál(es) ámbito(s) de aplicación cubre el producto?• Fases de desarrollo: ¿En qué fase de desarrollo puede clasificarse el producto

actualmente?

Ejemplo:

El producto posee sensores incorporados que procesan la información directamente en el producto.

Preguntas sobre los niveles de aplicación:

Cómo se integran los actores y sensores en su producto?Ejemplo: Los sensores están integrados y se procesan directamente en el producto. El nivel de tecnología del producto puede clasificarse como se indica a continuación.

+ Integración de sensores/actores

No se utilizan sensores/actores

Sensores/actores están integrados


El producto evalúa los datos para el análisis

El producto reacciona en forma autónoma a partir de los datos registrados

Análisis de competencia utilizando la caja de herramientas


Realización de la fase creativa La fase creativa constituye el núcleo central del taller y se compone de dos etapas, una de trabajo creativo individual y otra de trabajo grupal de generación de conceptos. En la primera, cada participante trabaja de manera individual en la generación de ideas en relación a nuevos productos y al mejoramiento de la producción. Para la segunda parte, los participantes se dividen en grupos pequeños, que sobre la base de las ideas generadas individualmente, elaboran conceptos para modelos de negocio.

Trabajo creativo individualLos participantes del taller elaboran de manera individual ideas para las áreas de “Productos” y “Producción”. Los resultados de la fase de análisis previamente realizada constituyen el material base para la generación de ideas. El objetivo es desarrollar ideas que entusiasmen a los clientes, para lo cual, las innovaciones y el uso de nuevas tecnologías son grandes aliados.

Lograr entusiasmar a los clientes es un objetivo que requiere de un mejoramiento continuo de los productos y los procesos productivos. Lo que hoy constituye un desarrollo que despierta entusiasmo, mañana será un piso básico que todo producto o proceso necesariamente deberá tener [2]. A partir de las ideas generadas en el trabajo individual, deberán formularse conceptos prácticos para elaborar modelos de negocio.

Fase creativa

Ilustración 7: Imágenes del taller creativo

Base

Entusiasmo

Contento

Descontento

No cumplido Cumplido

Ilustración 8: Modelo Kano – Elevando el nivel de exigencia [2]

Idea1Idea1a

…

Idea1bIdea1c

Idea1d

Idea2Idea2a

…

Idea2bIdea2c Idea

2d…

Prioridad

Temática Idea1 Idea2

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

Idea 1 Idea A

Idea 2 Idea B

… …

Idea

Los resultados de la fase de análisis y la caja de herramien-tas constituyen los insumos básicos para la fase creativa. El objetivo de esta fase es el desarrollo de conceptos para nue-vos modelos de negocio que integren soluciones de la Industria 4.0. A continuación se describe el procedimiento para llevarla a cabo.


Para proceder de manera sistemática en la generación de ideas, puede utilizarse el siguiente procedimiento que se apoya en el uso de la caja de herramientas. Los resultados de los análisis de competencia internos y externos y las ideas de los proyectos internos también pueden ser muy útiles en esta fase.

Procedimiento para la generación de ideasPara comenzar, cada uno de los participantes reúne ejemplos del área del portafolio de productos o de la producción que le parezcan atractivos para su desarrollo en el marco de la Industria 4.0. A continuación, la persona identifica ámbitos de aplicación, en los que este desarrollo pudiera tener potencial. La elección del ámbito de aplicación puede realizarse también sobre la base de las fortalezas y debilidades de la empresa descritas en el análisis interno de competencias. Luego, el participante evalúa el estado actual del ejemplo escogido en el ámbito de aplicación observado y lo clasifica usando la caja de herramientas. A continuación, la persona desarrolla ideas para lograr ubicar el ejemplo en una fase de desarrollo superior dentro de la caja de herramientas.

En el siguiente paso del trabajo creativo individual, se realiza una presentación de los resultados de cada participante. Para ello, se hace un punteo de los contenidos centrales básicos de las ideas utilizando tarjetas. Cada participante presenta sus ideas a todo el grupo, exponiendo sus contenidos fundamentales de manera resumida. La experiencia muestra que es recomendable restringir el número de ideas a dos o tres por participante. En la ilustración 9, se presenta un ejemplo del proceso de trabajo creativo individual.

Trabajo grupalUna vez que todos los participantes hayan presentado un resumen de sus ideas, el equipo a cargo del proyecto las dividirá en campos temáticos, a partir de los cuales se realizará luego el trabajo en pequeños grupos. El objetivo del trabajo grupal es transformar las ideas en conceptos para la creación de modelos de negocio.

Antes de comenzar el trabajo grupal, el moderador distribuye a los participantes en grupos y asigna los campos temáticos. Una composición heterogénea de los grupos fomenta la diversidad de opiniones entre los participantes y enriquece la discusión.

El primer paso del trabajo grupal es establecer una jerarquización de las diferentes ideas en función del desarrollo de potenciales modelos de negocio. Paralelamente, se deberán resumir en una las ideas que sean idénticas o similares.

En la fase creativa se elaboran nuevas ideas con ayuda de la caja de herramientas.

Idea 1 Idea A

Idea 2 Idea B

… …

Idea

Ilustración 9: Proceso de trabajo creativo individual


En un segundo paso, los participantes trabajan con las dos ideas mejor posicionadas siguiendo el St. Gallen Business Model Navigator. Este modelo permite, por una parte, discutir las ideas en profundidad y de manera amplia, a la vez que constituye una herramienta para transformar las ideas en conceptos para modelos de negocio. Para estos efectos, cada uno de los grupos deberá analizar y contestar cuatro preguntas guía (ver Ilustración 10) [3].

¿Qué?• ¿Qué les ofrecemos a los clientes?

¿Quién?• ¿Quiénes son nuestros clientes objetivo?

¿Cómo?• ¿Cómo se generan las prestaciones?

¿Valor?• ¿Cómo se genera valor agregado?

El equipo moderador registra los resultados del trabajo grupal, colocando las respuestas a las preguntas de manera estructurada en papelógrafos, de manera que pueda iniciarse la fase de evaluación.

La Ilustración 11 muestra un ejemplo de este proceso de trabajo grupal.

Idea1Idea1a

…

Idea1bIdea1c

Idea1d

Idea2Idea2a

…

Idea2bIdea2c Idea

2d…

Prioridad

Temática Idea1 Idea2

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

Ilustración 11: Proceso de trabajo grupal

Ilustración 10: St. Gallen Business Modell para productos y producción [3]

Las respuestas a las preguntas del Business Model Navigator de St. Gallen permiten analizar las ideas en forma sistemática, de manera de poder transformarlas en conceptos de modelos de negocio.

¿Qué?

¿Valor? ¿Cómo?

Generación de utilidades

Cadena de creación de valor

Promesa de ganancia

¿Quién?


Generación de ideas

Lo primero es identificar la situación inicial con ayuda de la caja de herramientas en un ámbito de aplicación determinado:Un componente de una máquina tradicional no tiene capacidad de almacenamiento de datos e intercambio de información.

La generación de ideas se realiza considerando las fases de desarrollo siguientes dentro de uno de los ámbitos de aplicación de la caja de herramientas. Una idea podría ser la integración de un dispositivo de almacenamiento de datos pasivo para guardar datos del producto directamente en el componente de la máquina.

Idea: Componente de máquina autodescriptivo. El almacenador de datos se integra físicamente al componente y puede almacenar datos.

Transformación de una idea en un concepto de modelo de negocio

¿Qué? (¿Qué le ofrecemos al cliente?)• Un componente de máquina que trae almacenados datos del producto (Identifica

ción y configuraciones.)• Menor duración de puesta en servicio de la máquina gracias a transmisión de

datos automática al sistema de control

¿Quién? (¿Quiénes son nuestros clientes meta?)• Fabricantes de máquinas

¿Cómo? (¿Cómo se generan las prestaciones?)• Integración de un dispositivo de almacenamiento de datos en una serie de pro

ductos de componentes de máquina• Descripción del dispositivo de almacenamiento de datos en el control de salida de

la mercancía• Creación de una interfaz para la lectura de los datos

¿Valor? (¿Cómo se genera valor agregado?)• Aumento del volumen de ventas gracias a que el producto dispone de componen

tes más atractivos• Fidelización de clientes por medio de mayor integración a procesos de producción




Producto con almace-nador de datos para intercambio autó-nomo de información





Producto con almace-nador de datos para intercambio autó-nomo de información


Desde la caja de herramientas al concepto para un modelo de negocioEjemplo: Componente de una máquina de producción


Una vez que todos los grupos hayan presentado el resultado de su trabajo, los participantes evalúan cada uno de los conceptos de modelos de negocio. La evaluación se realiza a partir de dos criterios:

• el potencial de mercado del modelo de negocio y

• los recursos/fortalezas necesarios para su implementación.

La finalidad aquí es la evaluación y la selección de las ideas que tengan un mayor potencial de mercado y para cuya implementación se requiera de recursos efectivamente disponibles dentro de la empresa. Cada participante dispone de dos “votos”, uno para evaluar el potencial de mercado y otro para evaluar la correspondencia de recursos/fortalezas, los que deberán ser colocados en los respectivos papelógrafos según las preferencias del participante.

A continuación, las evaluaciones de los proyectos se traspasan a una matriz del Boston Consulting Group, cuyos ejes son Potencial de mercado y Recursos/Fortalezas [4]. Una evaluación de conceptos realizada sobre la base del procedimiento descrito, permite una selección precisa de los modelos de negocio que prometen mayor potencial de mercado y para cuya implementación se dispone efectivamente de los recursos necesarios.

Fase de evaluación

Idea 1

Idea 2

Idea 3

Recursos / fortalezas

Pot

enci

al d

e m

erca

do

alto

alto

bajo

bajo

Ilustración 12: Evaluación del resultado del trabajo de los grupos

Ilustración 13: Matriz BCG [4]

Idea1

Idea2

Idea3

Recursos / fortalezas

Pot

enci

al d

e m

erca

do

alto

alto

bajo

bajo

Idea1

Idea2

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?Idea3

¿Quién? ¿Cómo?

¿Qué? ¿Valor?

En la fase de evaluación del taller, cada grupo presenta los resultados de la fase creativa al resto de los participantes. Las presentaciones deben centrarse en la exposición de un modelo de negocio coherente y convincente, que luego será discutido por el grupo.


El modelo de procedimiento presentado en la guía se compone de cinco fases:

• Fase de preparación• Fase de análisis• Fase creativa • Fase de evaluación• Fase de implementación

Las fases de análisis, creativa y de evaluación se realizan en el marco de un taller.

Previo a la realización del taller, se deberá llevar a cabo lo siguiente:

• Constituir un grupo interdisciplinario de participantes para el taller• Realizar los análisis de competencias• Preparar las respectivas presentaciones• Seleccionar a los motivadores y monitores

El número de participantes del taller debe ser de entre 10 a 15. Estas personas deben provenir de diferentes áreas de la empresa, de manera de contar con diversos puntos de vista en relación con la Industria 4.0.

Ejemplo de desarrollo de un taller:

Tema Duración

Ponencia motivadora sobre la Industria 4.0 30 minutos

Presentación de la caja de herramientas Industria 4.0 30 minutos

Presentación de los análisis de competencias 45 minutos

Proyectos de investigación interna 60 minutos

Presentación del método creativo 15 minutos

Generación de ideas (trabajo individual) 60 minutos

Presentación de ideas 30 minutos

Elaboración de conceptos para modelos de negocio (trabajo grupal) 120 minutos

Presentación de los resultados y discusión 60 minutos

Evaluación de los conceptos para modelos de negocio 30 minutos

El taller


En la fase de implementación se afinan los conceptos de modelos de negocio elaborados en el taller y se los transforma en proyectos, constituyendo así la etapa final del procedimiento presentado en esta guía para la Industria 4.0.

Qué viene después del tallerLos conceptos de modelos de negocio elaborados en el taller deben ser afinados. Para ello, se nombrará un responsable por cada concepto, quién será, por una parte, la persona de contacto para todo lo referido a su concepto y tendrá, a la vez, la tarea de elaborar a partir de este un escenario concreto de aplicación. Sobre la base de este escenario, el responsable podrá definir – en conjunto con los socios estratégicos y departamentos técnicos que corresponda – las tecnologías y recursos que se requieran.

De la visión a la realidadLos conceptos de modelos de negocio elaborados y aprobados deberán entregarse a las instancias de toma de decisiones. Estos pueden estar en relación con cualquier departamento de la empresa, desde el área de ingeniería, hasta las de ventas y servicio técnico, pasando por la de producción. Los conceptos resultantes del proceso descrito en estas páginas constituyen la materia prima para que las empresas cuyas gerencias apuestan por la Industria 4.0, puedan implementar soluciones que confluyan en una estrategia a nivel empresarial que apunte en esa dirección.

Para la mediana empresa alemana del sector de fabricación de maquinaria y equipamiento, la implementación de soluciones prácticas en el ámbito de la Industria 4.0 permite ampliar los modelos de negocio, incluyendo nuevas perspectivas en el área de las técnicas de información. Los fabricantes alemanes de máquinas y equipamiento obtienen con ello un medio adecuado para consolidar su posición de mercado e incluso disputarle participación de mercado a las empresas de TI.

Un elemento decisivo en la introducción de soluciones en el ámbito de la Industria 4.0 es el factor tiempo. La presente guía se propone poner a disposición de la mediana empresa alemana de fabricantes de máquinas e instalaciones una herramienta que sobre la base de pasos de fácil implementación, permita la introducción exitosa y en el corto plazo de la Industria 4.0.

Fase de implementación

Una estrategia integral en una empresa fortalece la introducción de la Industria 4.0.


El Foro de la VDMA para la Industria 4.0 está compuesto por un equipo inter-disciplinario de expertos de la VDMA, que actúan como socios y prestadores de servicio. Este equipo apoya a las empresas asociadas en la implementación de acciones en el área del desarrollo de la Industria 4.0.

Política & RedesPara poder transformarnos en un mercado líder y en proveedores de excelencia en el área de la Industria 4.0, se requiere del acuerdo de importantes condiciones marco con el mundo político y social. Se debe cumplir todavía muchos requerimientos en materia de investigación y desarrollo, capacitación y calificación, creación de normas y estándares, seguridad jurídica y de datos para conducir a la mundialmente destacada industria alemana hacia el futuro.

Producción y modelos de negocio Uno de los pilares de la Industria 4.0 es el uso de redes en la producción a través de la implementación de modernas tecnologías de internet. El objetivo es la comunicación entre los medios operativos, los productos y sus componentes para asegurar procesos de producción eficientes e individualizados. La automatización y la producción en lotes de tamaño 1 ya no son excluyentes. El potencial de la creación de redes y de la producción a la medida del cliente está en modelos de negocio innovadores que abarquen la totalidad del ciclo de producción, desde la concepción hasta la eliminación de residuos.

Investigación e innovaciónEn la implementación de la Industria 4.0, los resultados de la investigación son decisivos para el éxito en la carrera internacional contra el tiempo y para la competitividad de Alemania como centro industrial. En este contexto, es de gran importancia contar con instrumento de fomento confiables para la investigación en las áreas de producción y TICs, así como tener en cuenta los requerimientos de la mediana empresas de fabricantes de máquinas e instalaciones. La creación de redes de todos los actores y la rápida transferencia de los resultados de investigaciones en la praxis industrial son aquí factores de éxito centrales.

Normalización y estándaresLa Industria 4.0 posibilita la integración en redes multiempresa y la integración de diversas redes de creación de valor. En este contexto, las normas y los estándares son de vital importancia, en la medida que estas definen los mecanismos de la colaboración y las informaciones que pueden intercambiarse. Por lo mismo resulta necesario crear una arquitectura de referencia con estandarización y estándares abiertos, e involucrar a todos los actores relevantes en un diálogo activo.

Seguridad TI y DerechoEn el contexto de la Industria 4.0, la seguridad TI es esencial para efectos de la protección de la propiedad industrial en los procesos de fabricación de los que participan diversas empresas. El intercambio de datos automático de sistemas de producción en red debe poder realizarse de manera segura y confiable. Debe asegurarse el control de la identificación de los diferentes actores que participan del proceso y la protección del Knowhow de productos, máquinas e instalaciones.

Ya hoy es posible observar en el contexto de la Industria 4.0 algunos efectos en términos legales. Por ello, el desarrollo y la adaptación de normativas constituyen tareas centrales para efectos de la implementación de la Industria 4.0 en el quehacer regular de las empresas.

Personas y trabajoLa Industria 4.0 modificará de manera fundamental el trabajo y sus procesos. Los operarios de las fábricas del futuro deberán demostrar cada vez mayor experticia en materia de coordinación de procesos, control de comunicación y toma de decisiones por cuenta propia. El trabajo se volverá más exigente tanto en términos tecnológicos como organizacional, las competencias interdisciplinarias serán cada vez más importantes. El estado, sus instituciones de educación y las empresas deben prepararse para esos desafíos.

Industria 4.0 en la VDMA (Asociación de fabricantes alemanes de máquinas y equipamiento)


Dietmar GoerickeGerenteForum Industrie 4.0Teléfono +49 69 66031821EMail [email protected]

Dr. Beate StahlDirección de proyectosForum Industrie 4.0Teléfono +49 69 66031295EMail [email protected]

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Contactos en la VDMA para temas de la Industria 4.0


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VDMAForum Industrie 4.0Dr.Ing. Beate StahlLyoner Str. 18 60528 Frankfurt am MainAlemaniaEMail: [email protected] Internet: industrie40.vdma.org

Universidad técnica de Darmstadt Área de procesamiento de datos en la construcción (DiK) OttoBerndtStr. 264287 DarmstadtAlemaniaProf. Dr.Ing. Reiner AnderlEMail: [email protected]: www.dik.tudarmstadt.de

Instituto tecnológico de Karlsruhe (KIT)wbk Instituto de tecnología de producciónKaiserstr. 1276131 KarlsruheAlemaniaProf. Dr.Ing. Jürgen FleischerEMail: [email protected]: www.wbk.kit.edu

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Dirección de proyectoVDMA Industrie 4.0 ForumDr.Ing. Beate Stahl

Aportes de contenidoUniversidad técnica de Darmstadt Área de procesamiento de datos en la construcción (DiK) Prof. Dr.Ing. Reiner AnderlAndré PicardYübo Wang

Instituto tecnológico de Karlsruhe (KIT)wbk Instituto de tecnología de producciónProf. Dr.Ing. Jürgen FleischerSteffen DoschBenedikt KleeJörg Bauer

Redactora jefeVDMA Industrie 4.0 ForumDr. Beate Metten

Traducción españolaSven Olsson, realizada por encargo de:CAMCHAL – Cámara ChilenoAlemana de Comercio e Industria A.G.Av. El Bosque Norte 0440 Of. 1302 Las Condes, SantiagoChile

Design & LayoutVDMA DesignStudio Gudrun SperlichVDMA Industrie 4.0 ForumDr. Beate Metten

EditorialVDMA Verlag GmbHLyoner Str. 18 60528 Frankfurt del Meno

Año de publicación2017

CopyrightVDMA y Partner

Crédictos imágenesPortada: iStockphoto / alengoPágina 3: FVA / Uwe NölkePágina 4: DiK, wbkPágina 5: iStockphoto / Greyfebruary

GráficosUniversidad técnica de Darmstadt Instituto tecnológico de Karlsruher (KIT) Pictograma: https://thenounproject.com

Fuentes[1] Commerzbank AG, 15. Studie Unterneh

merPerspektiven „Management im Wandel: Digitaler, effizienter, flexibler!“, 2015

[2] Kano, N.; Seraku, N.; Takahashi, F.; Tsuji, Attractive Quality and Mustbe Quality; Journal of the Japanese Society for Quality Control, 14(2), p. 147–156, 1984.

[3] Gassmann, Oliver; Frankenberger, Karolin; Csik, Michaela: Geschäftsmodelle entwickeln: 55 innovative Konzepte mit dem St. Galler Business Model Navigator; Verlag: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG; ISBN: 9783446435674, 2013

[4] The Boston Consulting Group, Inc. The Product Portfolio. 1970.

NotaLa distribución, copia y reproducción pública de la presente publicación requiere de la aprobación de la VDMA y las instituciones asociadas.

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