1. Cronología de las Revoluciones Industriales
🎯 Resultado de Aprendizaje RA1 (10% de la calificación)
Analiza el concepto de digitalización y su repercusión en los sectores productivos teniendo en cuenta la actividad de la empresa e identificando entornos IT (Information Technology: tecnología de la información) y OT (Operation Technology: tecnología de operación) característicos.
📋 Criterios de Evaluación que se trabajan en esta sección:
- CE a) Se ha descrito en qué consiste el concepto de digitalización
- CE b) Se ha relacionado la implantación de la tecnología digital con la organización de las empresas
- CE c) Se han establecido las diferencias y similitudes entre los entornos IT y OT
- CE d) Se han identificado los departamentos típicos de las empresas que pueden constituir entornos IT
- CE e) Se han seleccionado las tecnologías típicas de la digitalización en planta y en negocio
- CE f) Se ha analizado la importancia de la conexión entre entornos IT y OT
- CE g) Se han analizado las ventajas de digitalizar una empresa industrial de extremo a extremo
Como técnicos en mantenimiento electrónico y sistemas de telecomunicaciones, es fundamental entender cómo la evolución tecnológica ha transformado los equipos y sistemas que mantenemos e instalamos.
1.1 Evolución Histórica
Mecanización
Introducción de la máquina de vapor y la mecanización de procesos. Revolución en la producción textil y metalúrgica.
Electrificación
Producción en masa con líneas de montaje. Uso de la electricidad y desarrollo de la industria química.
Automatización
Introducción de la electrónica, informática y automatización. PLCs, robots industriales y sistemas de control.
Digitalización
Sistemas ciberfísicos, IoT, inteligencia artificial, cloud computing y análisis de datos en tiempo real.
1.2 Principales Elementos de Cada Revolución
🏭 Industria 1.0
- Máquina de vapor
- Mecanización de procesos
- Producción artesanal a industrial
- Nuevas fuentes de energía
⚡ Industria 2.0
- Electricidad industrial
- Líneas de montaje
- Producción en masa
- Desarrollo químico
🤖 Industria 3.0
- Electrónica e informática
- PLCs y automatización
- Robots industriales
- Sistemas de control
🌐 Industria 4.0
- Sistemas ciberfísicos
- Internet de las Cosas (IoT)
- Inteligencia artificial
- Cloud computing
2. Cuarta Revolución: Digitalización
2.1 Elementos que Definen la Industria 4.0
🚀 Características de la Industria 4.0
- Interconexión: Sistemas y dispositivos conectados
- Transparencia de información: Visibilidad completa de procesos
- Asistencia técnica: Sistemas que apoyan a los humanos
- Decisiones descentralizadas: Sistemas autónomos
2.2 Tecnologías Habilitadoras
🌐 Internet de las Cosas (IoT)
- Sensores inteligentes
- Actuadores conectados
- Comunicación M2M
- Monitoreo en tiempo real
☁️ Cloud Computing
- Almacenamiento distribuido
- Procesamiento escalable
- Servicios bajo demanda
- Acceso universal
🤖 Inteligencia Artificial
- Machine Learning
- Análisis predictivo
- Automatización inteligente
- Optimización de procesos
📊 Big Data Analytics
- Análisis de grandes volúmenes
- Procesamiento en tiempo real
- Visualización de datos
- Insights accionables
2.3 Impacto en Mantenimiento Electrónico
🔧 Mantenimiento Predictivo
Uso de sensores IoT y IA para predecir fallos antes de que ocurran
📡 Monitoreo Remoto
Supervisión de equipos electrónicos desde cualquier ubicación
🤖 Asistencia con Realidad Aumentada
Guías visuales para reparaciones complejas
3. Sistemas Ciberfísicos (CPS)
3.1 Definición de CPS
🤖 ¿Qué son los Sistemas Ciberfísicos?
Los Sistemas Ciberfísicos (CPS) son sistemas integrados de computación, redes y procesos físicos. Combinan elementos computacionales con elementos físicos para crear sistemas inteligentes que pueden interactuar con el mundo físico.
3.2 Arquitectura de un CPS
🏗️ Componentes de un Sistema Ciberfísico
3.3 Características de los CPS
🔄 Integración
- Fusión de componentes físicos y digitales
- Interacción bidireccional
- Feedback en tiempo real
- Adaptación automática
⚡ Tiempo Real
- Respuesta inmediata
- Latencia mínima
- Procesamiento distribuido
- Sincronización precisa
🧠 Inteligencia
- Capacidad de aprendizaje
- Toma de decisiones autónoma
- Optimización continua
- Predicción de comportamientos
3.4 Aplicaciones en Mantenimiento Electrónico
🏭 Fábricas Inteligentes
Sistemas que monitorean y optimizan automáticamente la producción
🔧 Equipos de Diagnóstico
Instrumentos que se autocalibran y detectan problemas
📡 Redes de Sensores
Sistemas distribuidos para monitoreo de infraestructura
4. Estructura de la Empresa Digital
4.1 Departamentos IT (Information Technology)
💻 Sistemas de Información
- Gestión de bases de datos
- Desarrollo de software
- Infraestructura de red
- Seguridad informática
📊 Business Intelligence
- Análisis de datos
- Reportes y dashboards
- Data mining
- Predicción de tendencias
☁️ Cloud Services
- Gestión de servicios cloud
- Integración de APIs
- Escalabilidad automática
- Backup y recuperación
4.2 Departamentos OT (Operational Technology)
🏭 Producción
- Control de procesos
- Supervisión de equipos
- Optimización de líneas
- Gestión de calidad
🔧 Mantenimiento
- Mantenimiento preventivo
- Diagnóstico de fallos
- Gestión de repuestos
- Optimización de recursos
📡 Automatización
- PLCs y SCADA
- Robots industriales
- Sensores y actuadores
- Redes industriales
4.3 Diferencias entre IT y OT
⚖️ Comparación IT vs OT
- Objetivo: IT (gestión de información) vs OT (control de procesos)
- Prioridad: IT (disponibilidad) vs OT (seguridad y confiabilidad)
- Actualizaciones: IT (frecuentes) vs OT (planificadas y controladas)
- Conectividad: IT (internet) vs OT (redes aisladas)
- Protocolos: IT (TCP/IP) vs OT (Modbus, Profibus, etc.)
5. Convergencia entre Entornos IT y OT
5.1 Importancia de la Convergencia
🔗 Beneficios de la Convergencia IT-OT
- Visibilidad completa: Visión integral de la empresa
- Optimización global: Mejora de procesos end-to-end
- Decisiones informadas: Datos en tiempo real
- Eficiencia operativa: Reducción de costos y tiempos
- Innovación acelerada: Nuevas oportunidades de negocio
5.2 Tecnologías de Convergencia
🌐 Edge Computing
- Procesamiento en el borde
- Latencia reducida
- Ancho de banda optimizado
- Funcionamiento offline
📊 Digital Twins
- Réplicas digitales
- Simulación en tiempo real
- Predicción de comportamientos
- Optimización virtual
🔗 APIs Industriales
- Conectividad estándar
- Integración de sistemas
- Interoperabilidad
- Escalabilidad
5.3 Desafíos de la Convergencia
⚠️ Retos a Superar
- Seguridad: Protección de sistemas críticos
- Legacy systems: Integración de sistemas antiguos
- Estándares: Unificación de protocolos
- Formación: Capacitación del personal
- Inversión: Costos de implementación
5.4 Casos de Uso en Telecomunicaciones
📡 Redes 5G Industriales
Conectividad de ultra-baja latencia para control en tiempo real
🌐 SDN/NFV
Redes definidas por software para flexibilidad operativa
🔒 Ciberseguridad OT
Protección de infraestructuras críticas
6. Ventajas de Digitalizar una Empresa Industrial
6.1 Ventajas Operacionales
⚡ Eficiencia
- Reducción de tiempos de proceso
- Optimización de recursos
- Eliminación de cuellos de botella
- Automatización de tareas repetitivas
📊 Visibilidad
- Monitoreo en tiempo real
- Dashboards ejecutivos
- Trazabilidad completa
- Métricas de rendimiento
🔧 Mantenimiento
- Mantenimiento predictivo
- Reducción de paradas
- Optimización de repuestos
- Diagnóstico remoto
6.2 Ventajas Financieras
💰 Beneficios Económicos
- Reducción de costos: 15-30% en costos operativos
- Aumento de productividad: 20-40% de mejora
- Optimización de inventarios: Reducción de stocks
- ROI mejorado: Retorno de inversión más rápido
- Nuevas fuentes de ingresos: Servicios digitales
6.3 Ventajas Competitivas
🚀 Time-to-Market
Lanzamiento más rápido de productos al mercado
🎯 Personalización
Productos y servicios adaptados a cada cliente
🌱 Sostenibilidad
Reducción del impacto ambiental
💡 Innovación
Desarrollo de nuevos modelos de negocio
6.4 Casos de Éxito
🏆 Ejemplos de Implementación Exitosa
- Siemens: Fábrica digital con 75% de reducción en tiempo de desarrollo
- General Electric: Predicción de fallos con 99% de precisión
- Bosch: Reducción del 30% en costos de mantenimiento
- Schneider Electric: Mejora del 25% en eficiencia energética
📊 Resumen de Resultados de Aprendizaje y Criterios de Evaluación
🎯 RA1 - Digitalización (10%)
CE a-g: Concepto de digitalización, entornos IT/OT, tecnologías, ventajas
Evaluación: 1ª Evaluación (14h)