Skip to content

Unitat 1. Digitalització dels sectors productius

En aquesta unitat abordarem el procés de digitalització que estan vivint els sectors productius en el marc de la quarta revolució industrial. A través de l’anàlisi de les revolucions industrials precedents i de la transformació de les organitzacions, comprendrem com els sistemes ciberfísics, la convergència IT/OT i l’aplicació de tecnologies digitals estan redefinint la forma de produir i de gestionar les empreses. A més, veurem com la digitalització contribueix a la sostenibilitat i als Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS).

1.1. Cronologia de les revolucions industrials. Principals elements

1.1.1. Primera revolució industrial

La primera revolució industrial va començar a finals del segle XVIII i es va estendre al llarg del segle XIX. Es caracteritza per la mecanització de la producció gràcies a l’ús de màquines de vapor i telers mecànics. L’energia que impulsava aquestes màquines provenia, en gran part, del carbó. Les fàbriques van substituir en gran mesura la producció artesanal, centralitzant la manufactura i augmentant la capacitat de producció. Aquest període va suposar un salt qualitatiu en la forma de treballar, en la generació de valor econòmic i en la creació de noves classes socials, com ara la classe obrera urbana. A nivell tecnològic, van sorgir noves tècniques metal·lúrgiques i van aparèixer infraestructures bàsiques com el ferrocarril.

1.1.2. Segona revolució industrial

La segona revolució industrial es va desenvolupar aproximadament entre finals del segle XIX i principis del segle XX. Va incorporar l’electricitat com a principal font d’energia i va possibilitar la producció en cadena, gràcies a personatges com Henry Ford. La utilització de l’acer i l’expansió de les línies de muntatge van fer possible augmentar dràsticament la velocitat i el volum de producció. També va créixer la importància de la indústria química, la petroquímica i l’automoció. Aquest període va assentar les bases de la societat de consum moderna, ja que els béns manufacturats van començar a ser accessibles a capes més àmplies de la població.

1.1.3. Tercera revolució industrial

La tercera revolució industrial es va iniciar a mitjans del segle XX, aproximadament després de la Segona Guerra Mundial, i va viure la seva consolidació a partir dels anys 70. Es coneix com la revolució digital o de la informació i està marcada per la introducció dels ordinadors, la microelectrònica i, posteriorment, Internet. Aquesta fase va suposar la integració d’esquemes computacionals a la producció, amb sistemes automatitzats capaços de controlar processos de forma més precisa. L’ús de bases de dades, programes de gestió i tecnologies de la informació va permetre la coordinació de cadenes de subministrament a escala global, facilitant la logística i l’accés a mercats llunyans.

1.1.4. Quarta revolució industrial

La quarta revolució industrial, també anomenada Indústria 4.0, posa l’accent en la digitalització i la connectivitat dels processos productius. Aprofita tecnologies com l’Internet de les Coses (IoT), la intel·ligència artificial (IA), el big data i la computació al núvol. Gràcies a aquesta convergència, s’aconsegueix una integració total de la informació i s’obté un control i una eficiència més grans en tota la cadena de valor. Les màquines poden comunicar-se entre elles i prendre decisions quasi en temps real, donant lloc a fàbriques més flexibles i personalitzades, on es poden fabricar sèries curtes i productes a mida amb un cost assequible i un impacte mediambiental menor.

1.2. Quarta revolució. Digitalització. Elements que la defineixen

La quarta revolució es defineix per la interconnexió i la digitalització. Les màquines, els dispositius i les persones estan connectats en xarxa, intercanviant dades constantment per optimitzar processos, reduir costos i minimitzar errors. Un altre element fonamental és la capacitat de processar grans volums de dades (big data) en temps real, sovint gràcies a l’edge computing o a la computació al núvol. Així mateix, l’automatització dels processos crítics s’aconsegueix mitjançant la robòtica avançada, la visió artificial i l’aprenentatge automàtic (machine learning).

1.2.1. Transformació de les organitzacions a la quarta revolució industrial

Per adaptar-se a aquesta nova realitat, les organitzacions requereixen nous models de gestió i cultura corporativa. Les estructures jeràrquiques tradicionals tendeixen a reinventar-se per donar espai a equips multidisciplinaris, autònoms i capaços d’iterar ràpidament en la innovació de productes i serveis. Es fomenta la col·laboració amb start-ups i proveïdors de solucions digitals, així com la reorientació de la formació del personal cap a l’anàlisi de dades, la ciberseguretat i la integració de sistemes.

1.3. Sistemes ciberfísics

Els sistemes ciberfísics són un eix crucial de la indústria 4.0. Consisteixen en la fusió d’elements físics (màquines, sensors, robots) amb elements virtuals (software, algorismes, models de simulació). Els dispositius físics disposen de capacitat de càlcul i connectivitat, la qual cosa permet controlar i supervisar l’entorn des d’aplicacions o plataformes digitals.

1.3.1. Aplicacions dels sistemes ciberfísics

Els sistemes ciberfísics s’apliquen en camps tan diversos com el control intel·ligent del trànsit, la sanitat (monitoratge remot de pacients, cirurgia assistida per robot) o la manufactura avançada. Així mateix, la visió per computador i la robòtica autònoma són exemples de com es poden millorar els processos productius, el manteniment predictiu o la qualitat dels productes mitjançant la detecció automàtica d’errors.

1.3.2. Advertiments sobre seguretat ciberfísica

La connexió de màquines i dispositius a les xarxes globals també comporta riscos de ciberseguretat. Els atacs poden, potencialment, interrompre la producció, posar en perill la seguretat física i comprometre dades confidencials. Per això, cal blindar tant la part informàtica (contrasenyes, xifratge, segmentació de xarxes) com la part física (barreres, sistemes de control d’accés). Les organitzacions han d’elaborar plans de contingència i formació específica per al personal.

1.4. Estructura de l’empresa

La digitalització pot afectar la jerarquia i les divisions funcionals de l’empresa, ja que introdueix eines i processos que faciliten la transversalitat i la comunicació contínua.

1.4.1. Digitalització de les unitats

Sovint s’inicien projectes de digitalització a les àrees de producció (monitoratge, robots, sensors), logística (planificació de rutes, gestió de magatzems intel·ligents) i màrqueting (comerç electrònic, anàlisi de dades de clients). No obstant això, la digitalització integral comporta incorporar l’ERP (Enterprise Resource Planning) a tots els departaments, estendre el CRM (Customer Relationship Management) per millorar l’experiència dels clients i garantir que la informació flueixi sense silos per tota l’organització.

1.5. Convergència entre entorns OT i IT

Els entorns OT (Operational Technology) fan referència a les tecnologies de control i automatització industrial (robots, PLC, sensors de producció), mentre que els entorns IT (Information Technology) engloben la gestió de la informació corporativa (servidors, bases de dades, sistemes d’usuari, etc.). Tradicionalment, han existit dues xarxes i dos equips humans quasi separats, però la indústria 4.0 impulsa la convergència d’aquests dos mons.

1.5.1. Beneficis de la convergència IT/OT

La integració d’OT i IT permet: - Major visibilitat en temps real de tot el cicle productiu.
- Decisions basades en dades: Les dades d’operacions productives arriben als sistemes de gestió i anàlisi empresarials.
- Optimització dels recursos, reducció de costos i augment de la qualitat dels productes.
- Resiliència davant canvis sobtats al mercat, gràcies a la flexibilitat i la reconfiguració dinàmica de processos.

1.6. Avantatges de digitalitzar una empresa industrial d’extrem a extrem

La digitalització no només millora l’eficiència en la producció, sinó que transforma tota la cadena de valor: des de la recerca i desenvolupament fins a la logística de distribució i l’atenció postvenda.

1.6.1. Tecnologies implicades en la digitalització industrial

  • IoT: Sensors connectats que recullen dades de màquines, productes i operacions.
  • Big data i analítiques avançades: Models predictius per a manteniment o planificació de demanda.
  • Blockchain: Traçabilitat i seguretat en la cadena de subministrament.
  • Robòtica col·laborativa: Robots que treballen amb humans de manera segura i eficient.

1.6.2. Digitalització amb edge computing o cloud computing

La computació en el núvol permet emmagatzemar i processar grans volums de dades a servidors remots amb alts estàndards de seguretat i escalabilitat. Per contra, l’edge computing s’encarrega de processar la informació localment, en el mateix dispositiu o en nodes propers a la font de dades. Això redueix la latència i l’ample de banda necessari, tot mantenint una integració amb el núvol per a tasques més pesades. Les empreses poden combinar ambdues estratègies per assolir nivells òptims d’eficiència i rapidesa.

1.6.3. Empreses sostenibles. La tecnologia i els ODS

La digitalització pot contribuir a la sostenibilitat, ja que optimitza els consums energètics i de matèries primeres. A més, en facilitar la traçabilitat de la cadena de subministrament, les empreses poden implementar mesures de responsabilitat social i mediambiental més efectives. La connexió amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS) queda palesa en àmbits com l’eficiència energètica (ODS 7), la producció i el consum responsables (ODS 12) i la innovació (ODS 9), generant un impacte positiu en el medi ambient i en la societat.

Enllaços web d’interès

Mapa conceptual

Un esquema bàsic per visualitzar aquest contingut podria contemplar: 1. Revolucions Industrials (1a, 2a, 3a i 4a).
2. Quarta Revolució: Principis de digitalització i interconnexió.
3. Sistemes Ciberfísics: Definició, exemples, seguretat.
4. Estructura de l’Empresa: Digitalització de les unitats.
5. Convergència IT/OT: Beneficis i reptes.
6. Avantatges de la digitalització: Tecnologies implicades i impacte en la sostenibilitat.

Activitats finals

  1. Debat: Quins canvis organitzatius i culturals són necessaris per dur a terme la quarta revolució industrial a la vostra empresa o sector?
  2. Investigació de camp: Analitzar un cas real d’empresa que hagi implementat sistemes ciberfísics i descriure’n els beneficis i reptes.
  3. Pluja d’idees: Pensar solucions per millorar la convergència IT/OT en un entorn industrial concret, tenint en compte aspectes de ciberseguretat i privacitat de dades.
  4. Estudi de sostenibilitat: Escollir un ODS i descriure com la digitalització pot ajudar a assolir els objectius plantejats en aquest àmbit.

Amb aquest recorregut per la cronologia de les revolucions industrials, els fonaments de la indústria 4.0 i l’anàlisi de les tecnologies que en formen part, podem comprendre la importància de la digitalització en els sectors productius. La integració de sistemes ciberfísics, la convergència IT/OT i l’ús d’eines de big data i intel·ligència artificial permeten millorar processos, crear productes més personalitzats i avançar cap a models de negoci sostenibles. L’objectiu final és construir empreses més eficients i competitives que, alhora, siguin capaces d’aportar valor a la societat i al medi ambient en el marc dels Objectius de Desenvolupament Sostenible.