El nuevo paradigma de la industria 4.0 y su aplicación a la industria agroalimentaria

47 C5 EL NUEVO PARADIGMA DE LA INDUSTRIA 4.0 Y SU APLICACIÓN A LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA Gue e o Cano, Manuel. Luque Send a, Amalia. Lama Ruiz, Juan Ramón. Depa amen os de Ingenie ía del Diseño. Uni e sidad de Se illa. RESUMEN El concep o Indus ia 4.0 se co esponde con el nue o pa adigma de la indus ia digi alizada e in e conec ada. El desa ollo ecnológico que es amos i iendo pe mi e ab ica con un ni el de alo ag egado cada ez más al o, y el sec o ag oalimen a io no es una excepción en es e nue o escena io. Se han plan eado es líneas de abajo pa a desa olla du an e la in es igación plani icado de la demanda, man enimien o p edic i o y ges ión ene gé ica in eligen e. Pa a ello se plan ea án una se ie de hipó esis que se alida án median e su aplicación en las ins alaciones que P oca i iene en su plan a de Ma chena. Cen ándonos en la indus ia ag oalimen a ia se analiza á las nue as opo unidades y e os, e oluciona del nue o pa adigma indus ial. Palab as cla e: Indus ia 4.0, Indus ia ag oalimen a ia, Sma Fac o y. ABSTRACT The Indus y 4.0 concep co esponds o he new pa adigm o he digi alized and in e connec ed indus y. The echnological de elopmen ha can cu en ly be manu ac u ed wi h a le el o added alue a he same ime, and he ag i- ood sec o is no excep ion in his new scena io. The cu en echnological de elopmen allows manu ac u ed wi h a high le el o added alue, and he ag i- ood sec o is no excep ion in his new scena io. Th ee lines o wo k ha e been p oposed o he de elopmen du ing he in es iga ion, he demand planne , he p edic i e main enance and he in elligen ene gy managemen . To his end, a se ies o hypo heses will be p oposed ha will be alida ed h ough hei applica ion in he acili ies ha P oca i has in Ma chena. Focusing on he ag i- ood indus y, we analyze he new oppo uni ies and challenges, e olu ion o he new indus ial pa adigm. Keywo ds: Indus y 4.0, ag i- ood indus y, Sma Fac o y. INTRODUCCIÓN En la ac ualidad, las indus ias se en en an a la necesidad de se cada ez más e icien es, obus a y colabo a i a [1]. Teniendo cla o que los p incipales obje i os son op imiza los p ocesos p oduc i os, cada ez más au oma izados, y alcanza un mayo aho o en el consumo de los ecu sos de las emp esas. El e o al que se en en an es se capaz de incula odas las ope aciones de la plan a con el es o de depa amen os de la emp esa. De es a o ma se consigue que los da os luyan lib emen e den o de la o ganización, con i iéndose en in o mación ú il. El nue o pa adigma indus ial, conocido po Indus ia 4.0 en Eu opa y po IIoT (Indus ial In e ne o Things) en No e Amé ica, p e ende hace en e a es e nue o escena io, g acias a la digi alización y a la implemen ación de nue as es a egias de mejo a de e iciencia basadas en las ecnologías TI. Es e pa adigma su ge de la c ecien e necesidad de accede , ag ega y analiza da os de p oducción y sis emas pa a mejo a la oma de decisiones y, po lo an o, el endimien o gene al de la emp esa. Pa a cumpli con las nue as expec a i as, las o ganizaciones indus iales necesi an un p oceso au oma izado pa a en ega in o mación de la plan a a un ni el co po a i o más al o de mane a p ecisa, es anda izada, e icien e y segu a. Pa a al in la indus ia cuen a con los llamados acili ado es ecnológicos. 48 ANTECEDENTES A lo la go de la his o ia, las ans o maciones económicas ocu en cuando con e gen las nue as ecnologías y los cambios signi ica i os en la mane a de p oduci . Como Re olución Indus ial se en iende el p oceso de ans o mación económica, social y ecnológica que ma ca un pun o de in lexión en la his o ia, modi icando e in luenciando odos los aspec os de la ida co idiana de una u o a mane a. Has a la echa se han ca alogado es e oluciones indus iales [3]. La P ime a Re olución Indus ial ue inicialmen e impulsada y p omo ida po la máquina de apo ; cuando las máquinas eemplaza on a los homb es como p incipal uen e en la ab icación. La Segunda Re olución Indus ial se da cuando en la p ime a década del siglo XX la ene gía eléc ica con e gió con el mo o de combus ión in e na; en onces se da la p oducción masi a de bienes manu ac u ados. La Te ce a Re olución Indus ial se p oduce a p incipios de siglo median e es g andes agen es ecnológicos: obó ica, ingenie ía gené ica y elecomunicaciones. Po lo an o, se puede conclui que el desa ollo ecnológico pe mi e ab ica p oduc os con un ni el de alo ag egado cada ez más al o, educiendo cos os a los ab ican es y dando como esul ado una mayo demanda de e iciencia du an e la e apa de ab icación. Aho a nos encon amos an es lo que algunos au o es denominan la Cua a Re olución Indus ial o Indus ia 4.0. Todo el sis ema de inno ación y sus componen es han expe imen ado ecien emen e un g an p og eso g acias a la digi alización, lo que ha educido la b echa en e el es ado de implemen ación. Y el sec o ag o-alimen a io no es una excepción en es e nue o escena io. Po ejemplo, en los úl imos años, el ápido desa ollo de In e ne o Things (IoT) ha ayudado mucho a la cadena de suminis o de alimen os en la impo ancia p ác ica. El IoT es una opción ine i able pa a mejo a la logís ica, y si se compa an las si uaciones an e io es y pos e io es a la implemen ación de nue as ecnologías de ed pa a la ges ión de la logís ica de los alimen os, se puede conclui que su aplicación iene un g an e ec o es imulan e. Po ejemplo, es posible iden i ica y es ablece la azabilidad desde el cul i o has a la cadena de p oducción en los en o nos de p ocesamien o de alimen os, p opo cionando a la cadena de suminis o in o mación e ec i a pa a su iden i icación y azabilidad. 49 Figu a 2: Las Re oluciones Indus iales. La indus ia ag oalimen a ia no solo es es a égica pa a cumpli la unción de suminis o de p oduc os alimen a ios de calidad a la población, sino que ambién es un g an gene ado de empleo, ya que en la mayo ía de los casos el alo ag egado de los empleados es al o. BENEFICIOS Y OPORTUNIDADES QUE APORTA LA INDUSTRIA 4.0 En e los bene icios que es e nue o pa adigma apo a se pueden inclui mejo a el desa ollo ecnológico y dinamización de la economía, lexibilidad de la p oducción (median e la ealización de cambios en la con igu ación del p oceso p oduc i o que no a ec an en el iempo de ab icación), pe sonalización de se icios y p oduc os (se pod á sa is ace las necesidades de los clien es, incluso con bajos olúmenes de p oducción), op imización del p oceso de oma de decisiones (g acias a la in o mación en iempo eal), aumen o en p oduc i idad y e iciencia de ecu sos (a a és de un seguimien o exhaus i o de odo el p oceso p oduc i o) y la c eación de nue as opo unidades de negocios, especialmen e en se icios de i ados o de apoyo. La indus ia ag oalimen a ia posee una se ie de ca ac e ís icas pa icula es que la ca ac e iza: p oduc os pe ecede os, la legislación especí ica, iesgo de ale as y c isis, es ic o con ol de la segu idad alimen a ia, má genes come ciales ajus ados (debido a la p esión compe i i a), e c. Y a odo es o hay que 50 añadi que el consumido inal es cada ez es más exigen e, con gus os cambian es, in e ac úa a a és de las edes sociales, que busca pe sonalización del p oduc o y a amien o exclusi o. [2] Po lo an o, podemos iden i ica las siguien es opo unidades pa a es a indus ia en pa icula :  Mejo a compe i i idad, o eciendo al me cado p oduc os mejo es, más ba a os y que se ajus en lo más ielmen e posible a la demanda, espondiendo con la máxima apidez.  Nue os modelos de negocio c eados po el uso de las TICs  Flexibilidad y e iciencia en la p oducción, median e el uso de he amien as que conec an odo el p oceso de ab icación  Mejo a la azabilidad g acias al mayo con ol de los da os median e conjun o un conjun o de medidas, acciones y p ocedimien os digi alizados que pe mi en egis a e iden i ica cada p oduc o desde su o igen has a su des ino inal  Tiempos de espues a meno es, educiendo cos es y mejo ando calidad del p oduc o.  Sos enibilidad y medio ambien e, educiendo el gas o ene gé ico y con olando los ecu sos disponibles.  Cadena de alo colabo a i a, mejo ando la comunicación en e los di e en es agen es in oluc ados en el ciclo de ida de los p oduc os. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Hablando del sis ema indus ial español, y el andaluz en pa icula , el g an núme o de pymes no ayuda a la compe i i idad an e un me cado in e nacional cada ez más globalizado. Si además añadimos la g an a omización, nos encon amos an e un pano ama donde el nue o pa adigma de Indus ia 4.0 se p esen a como una he amien a pa a en iquece el ejido económico [4]. El obje i o de la in es igación es aplica las he amien as de la Indus ia 4.0. Con es as he amien as cualquie indus ia se ía capaz de c ea áb icas in eligen es, ca ac e izadas po una in ensa capacidad de adap ación, al a e iciencia en el uso de los ecu sos y con ol o al sob e la cadena de alo . Es cla e conoce cuáles son las he amien as y los habili ado es ecnológicos exis en es, pa a pode selecciona los más adecuados en cada ipo de indus ia. En conc e o se an a desa olla los abajos en P oca i S.L., indus ia ag oalimen a ia si uada en la p o incia de Se illa. Ac ualmen e P oca i es una de las compañías líde es eu opeas en la p oducción in eg al de ca ne de pa o. Desde sus inicios en 2002, P oca i in ie e en inno ación con el obje i o de con e i se en la e e encia ecnológica más a anzada de su sec o , lo que la con ie e en un ma co pe ec o pa a desa olla di e sas he amien as de Indus ia 4.0. La in es igación se di idi á en dos e apas cla amen e di e enciadas. En una p ime a e apa se in es iga á y p o undiza á en el pa adigma de Indus ia 4.0. El obje i o de es a p ime a e apa es iden i ica las aplicaciones po enciales que más alo apo en al sec o ag oalimen a io. En la segunda e apa se lle a á a cabo la implemen ación de las he amien as que se hayan elegido en el paso an e io . Figu a 2: E apas de la in es igación. 51 Si nos cen amos en P oca i, se han de inido es p oblemas a abo da : 1. P edicción de la demanda 2. Man enimien o p edic i o 3. Ges ión ene gé ica La p oducción, come cialización y dis ibución de p oduc os ag oalimen a ios p ecede os cons i uye una p io idad pa a cualquie ab ican e de es e ipo de p oduc os. Uno de los p incipales desa íos a los que nos en en amos es hace llega al me cado es a clase de p oduc os en pe ec o es ado [5]. La p edicción de la demanda juega un papel cla e en la indus ia ag oalimen a ia, ya que las ma e ias p imas no es án disponibles en odo momen o y según la demanda del me cado. Las e idencias indican que la p edicción a medio plazo es á suje a a ue es ince idumb es y ac o es que escapan al con ol. Unos de los pun os en los que se basa el c ecimien o de P oca i es el desa ollo de un modelo p oduc i o y de ges ión emp esa ial e icien e denominado Con ol In eg al de P ocesos (CIP) [6]. El CIP pe mi e con ola di ec amen e odas las ac i idades, desde las g anjas de c ía y p oducción; las ma e ias p imas pa a la elabo ación de piensos y los p opios piensos compues os; la ans o mación, elabo ación y come cialización de p oduc os cá nicos; has a in es iga las necesidades y demandas de los consumido es y a a la in o mación que se de i a de la ges ión en los pun os de en a. Uno de los obje i os de es a esis es ayuda a la oma de decisiones ela i a a la plani icación de la p oducción. Con oda la in o mación disponible y gene ada po el CIP se p e ende ealiza una p edicción de la demanda y, po ende, de la p oducción necesa ia pa a sa is ace dicha demanda. Po o o lado, amos a abaja en desa olla es a egias de Man enimien o p edic i o. Es e modelo de man enimien o ( ambién conocido como man enimien o basado en la condición - CBM) es el conjun o de écnicas que pe mi en, educiendo los cos es del p og ama de man enimien o adicional, p e en i o y co ec i o, asegu a la disponibilidad y endimien o de los elemen os que componen un sis ema [7]. El man enimien o p edic i o pa ece una he amien a ideal, ya que su aplicación pe mi e e cómo los componen es se deg adan con el iempo, de ec a y clasi ica casi en iempo eal el de e io o de dichos componen es. La implemen ación de un p ocedimien o de man enimien o p edic i o y el po encial desa ollo de es a capacidad de p onos ica allos con su icien e an elación ayuda ía a educi la logís ica que implica el man enimien o de los sis emas de p oducción. La e ce a p opues a de in es igación se cen a en la Ges ión ene gé ica. En es e pun o de la esis se p e ende la o mación en sis emas de medición y e i icación de aho o e implan ación de sis emas de ges ión ene gé ica [8]. El desa ollo de nue os sis emas y he amien as basadas en TIC hacen posible la mejo a de la e iciencia ene gé ica en odos los sec o es, la op imización y mejo a de la ges ión ene gé ica, la ges ión ac i a de la demanda y la mo ilidad eléc ica. Es os se icios ene gé icos a an de soluciona es a p oblemá ica uni icando en un mismo modelo p edic i o la comp a de ene gía, ges ión ene gé ica, el man enimien o de las ins alaciones consumido as de ene gía y la ealización de medidas de aho o y e iciencia ene gé ica y ap o echamien o de ene gías eno ables. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN La me odología que amos a segui se basa en el mé odo cien í ico [9]:  Fo mulación de p egun as  Recopilación de da os  P ueba de hipó esis 52 Figu a 3: Me odología de in es igación. El p ime paso se á la o mulación de p egun as o hipó esis sob e las opo unidades iden i icadas. La p egun a debe de ini lo que se quie e a e igua , se e isa á la in es igación y li e a u a exis en e sob e el ema. Con una comp ensión del ema y una p egun a bien de inida se c ea una hipó esis que se pond á a p ueba con a una suposición con a ia llamada hipó esis nula. A con inuación, se ealiza á la ecopilación de in o mación. Pa a ello se diseña á un es udio y/o expe imen o pa a ecopila in o mación. P es ando especial a ención las a iables de es udio. Po úl imo, se comp oba án las Hipó esis. Con es e pun o se p e ende comp oba si los esul ados espaldan la Hipó esis. El p ocedimien o se á o ganiza la in o mación y analiza la pa a e si espalda o echaza u hipó esis. La g an mayo ía de las in es igaciones cien í icas son inalmen e p obadas po mé odos es adís icos, b indando un g ado mayo de con ianza en los esul ados. CONCLUSIONES En un mundo cada ez más in e conec ado y globalizado es necesa io inc emen a y mejo a la compe i i idad, o eciendo al me cado p oduc os mejo es, más ba a os y que se ajus en lo más ielmen e posible a la demanda Las ecnologías son la base del éxi o indus ial y suponen un ac o c í ico pa a alcanza una posición de lide azgo en cualquie sec o . El nue o pa adigma de Indus ia 4.0 se basa en la inno ación, au oma ización y p ocesos más so is icados que suponen un sal o exponencial en la capacidad compe i i a de la indus ia. Man ene un es ado compe i i o depende de la capacidad de adap ación al momen o e olu i o en el que nos encon amos y, po lo an o, a la capacidad de inco po a las nue as ecnologías. La indus ia española no debe deja pasa las opo unidades que o ece la adopción de las he amien as que cons i uyen la Indus ia 4.0. AGRADECIMIENTOS Es e abajo ha sido apoyado P oca i S.L. Dando sopo e y pe mi iendo la u ilización de sus conocimien os e in aes uc u as. 53 REFERENCIAS [1] MINISTERIO DE INDUSTRIA, ENERGÍA Y TURISMO. La ans o mación digi al de la indus ia española. In o me p elimina . Gobie no de España. Minis e io de Economía, Indus ia y Compe i i idad. 2017. Disponible en: h p://www6.mi yc.es/Indus iaConec ada40/in o me-indus ia-conec ada40.pd [2] MARTINEZ SIMARRO, D. El u u o es hoy: la áb ica de alimen os 4.0. Cen o ecnológico ainia. 2017. Disponible en: h p://www.ainia.es/insigh s/el- u u o-es-hoy-la- ab ica-de-alimen os-4-0/ [3] MINISTERIO DE FOMENTO. Las e oluciones indus iales. Ins i u o Nacional de In o mación Geog á ica. 2017. Disponible en: h ps://www.ign.es/espmap/ igu as_indus ia_bach/pd /Indus ia_Fig_01_ ex o.pd [4] Gobie no de España. Minis e io de Economía, Indus ia y Compe i i idad. 2017 [consul a: 8 no iemb e 2017]. Disponible en: h p://www.indus iaconec ada40.gob.es/Paginas/Index.aspx [5] Semina io, R. P. La come cialización y la dis ibución de p oduc os pe ecede os ag oalimen a ios y pesque os. Minis e io de ag icul u a, pesca y alimen ación. Mad id. 1998. ISBN 84-491-0388-6 [6] ARISPÓN ORTÍZ, F.J. Con ol in eg al de p ocesos. Ga an iza la Segu idad en la Indus ia Alimen a ia. AECOSAN - Agencia española de consumo, segu idad alimen a ia y nu ición. 2016. Disponible en: h p://www.aecosan.msssi.gob.es/AECOSAN/docs/documen os/no icias/2016/Esco ial_16/F ancisco _Jose_A ispon.pd [7] MONOGRAFIAS DEL SOPT. Man enimien o p edic i o y moni o ización es uc u al en pla a o mas mili a es. Minis e io de de ensa. 2016. Disponible en: h ps://publicaciones.de ensa.gob.es/media/downloadable/ iles/links/m/o/monog a ia_sop _16.pd [8] DE ESPAÑA, ENERGÉTICA. Plan de Acción de Aho o y E iciencia Ene gé ica 2011-2020. ENERGÉTICA, 2011, ol. 2011, p. 2020. [9] GONZALO, G. E. Mé odos y écnicas de la in es igación cien í ica. Ma e ial g á ico de apoyo: guía de es udios y anspa encias. Biblio eca FAU-UNT. 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