Industria 4 - sne.esculo “Y si la verdadera revolución de la era digital fuese su...

Industria 4.0

Madrid

01/03/18

Berenger Briquez

Head of Digital & Big Data

Executive MBA Patrono de COTEC

Co-autor del informe COTEC IoT 2017 Miembro del IEEE

Artículo “Industria 4.0, un nuevo paradigma hecho realidad - parte 1 y 2” Artículo “Y si la verdadera revolución de la era digital fuese su autofinanciación”

Artículo “el poder del big data en compras y logística” Publicación “Smart City, un nuevo organismo vivo”

Publicación “Digital is no longer an opportunity, but a necessity” Profesor en escuelas de negocio en Francia y en España

CONTEXTO

01-03-18 Ponencia Industria 4.0 - Berenger Briquez 3

90% de la totalidad de

datos generados por

la humanidad han sido

generados durante los

2 últimos años

Alrededor del 2025, el

poder de computación

estándar llegará al

exaflops, superando por lo

tanto el cerebro humano

(singularidad tecnológica)

Hoy en día un

smartphone tiene un

millón de veces más

RAM que el AGC del

módulo lunar Apollo

(4Kb vs 4Gb).

En 2020, contaremos con

unos 50 mil millones de

dispositivos conectados en

el mundo según Gartner.

Lo que representa un ratio

per capita de 6,5.

En los próximos años el

40% de los datos

procederán de los

sensores según Gartner

(Smartphones, Coches,

I-IoT, Smart Grid, etc….)

10¹⁸ X

1.000.000 90% 40% 50.000.

000.000

INDUSTRIA 4.0

EXECUTIVE

SUMMARY

CONCEPTO &

CARACTERISTICAS

HABILITADORES

TECNOLÓGICOS

RETOS &

OPORTUNIDADES

EJEMPLOS

DESTACABLES

INDUSTRIA 4.0 - CONCEPTO

INDUSTRIA 4.0 - ORIGEN

Producción en cadena

Energía eléctrica

Automatización

Electrónica

TI

Código de barras

RFID

Mecanización

Generación de vapor

Sistemas Ciber-Físicos

Smart Factory

Hiperconectividad

I-IoT

Big Data

Cloud

Realidad Aumentada

1800 1850 1900 1950 2000 2050

1.0 2.0 3.0 4.0 ?


INDUSTRIA 4.0 - FUTURO


1800 1850 1900 1950 2000 2050

1.0 2.0 3.0 4.0 ?

Progreso

Tiempo

Singularidad tecnológica

AGI

Humanidad

2.0

CoBots

ANI

ASI

INDUSTRIA 4.0 - CARACTERÍSTICAS


Disruptivo (nueva era sin precedentes ni marco de referencia)

Revolucionario (serie de cambios de paradigmas : finanzas, consumo, producción, logística, educación, legal, socio-económico)

Transversal (integración de todos los actores)

ADN Hibrido (Ciencia, Ingeniería, Tecnología)

Hiperconectividad (la interoperabilidad de los sistemas es fundamental para lograr la eficiencia máxima)

Colaboración (personas, empresas, piezas, productos/servicios, apps, sistemas, medios de transporte, etc…)

Organismo vivo (ecosistema industrial)

INDUSTRIA 4.0 - ORGANISMO VIVO


Cell

Tissue

Organ

System

Organism

Tissues : Data & Apps & Interfaces

Cells : People & Devices & Parts

Organs : Services & Products

Systems : Infrastructure & Network

Living Organism : IoT Platform & AI

Industry 4.0

INDUSTRIA 4.0 - ADN HIBRIDO


Cyber Physical Systems

Physics

Field Services

Connected Vehicles

Additive Manufacturing Electronics

Chemicals

Science

Engineering

Technology

Big Data

I-IoT

Nanotechnology

Smart Lightning

Advanced Analytics

Cloud Data Lake

Robotics

Sensors

Data Science

Machine Learning

VirtualReality

Augmented Reality

Open Source

API

UI & UX

Cybersecurity

H2M

M2M

LiFi

Smart Materials

Location & Tracking

Apps

e-learning

Mechatronics

I.A.

Cognitive Sciences

Photonic

Deep Learning

CoBots

Bots

Simulation

INDUSTRIA 4.0 - SMART & SOCIAL


Autonomía / Eficiencia

en la toma de decisión

Voluntad / Necesidad

de Colaboración

Smart Phone

Smart City

Smart Factory

Smart Materials

Smart Supply Chain

Smart Car

Smart Meter

Smart Building

Smart Grid

Smart Sensors

…

Social CRM

Social Business

Social Work

Social Media

Social Devices

Social Platform

Social Meeting

Social Events

Social Tools

…

Hiper

Conectividad

SMART SOCIAL

INDUSTRIA 4.0 - HIPERCONECTIVIDAD


The key to unlock Industry 4.0 is connecting systems, services and people not just devices.

Sistemas

People Devices

Servicios /

Productos /

Piezas

Hiper

Conectividad

&

Colaboración

I-IoT

Smartphones

Wearables

Sensors

etc…

Users

Consumers

Partners

Employees

Stakeholders

etc…

Apps

Interfaces

Modules

etc…

ICT Platform

ERP / CRM

Telco Networks

WiFi Bluetooth

etc…

Datos

Datos

Datos

Datos

Organismo

“

”

INDUSTRIA 4.0 - SMART FACTORY


INDUSTRIA 4.0 - DIGITAL TWIN


Eficiencia en operaciones

Mantenimiento predictivo

Monitorización y control remoto

Datos y decisiones en tiempo real

Gestión de riesgos automatizada

Reducción de los tiempos de caida

Performance tuning

Formación / Asistencia remota

Nuevos servicios digitales

Una amplia gama de sensores (fuerza, flujo, presión,

movimiento, velocidad, proximidad, eléctricos,

magnéticos, fugas, niveles, químicos, gas, ópticos,

sónicos, etc…)

Principales ventajas del Machine Learning en el Asset Management:

Mejor rendimiento en terminos calitativos y cuantitativos

Monitorización inteligente y constante del estado del salud de las máquinas

Análisis avanzado de todos los activos presentados en varios niveles, como

máquina, planta, central, etc…

Reducción del consumo de materias primas y recursos como aire, agua,

calor y electricidad

Alertas en tiempo real, informes y registros de datos detallados





Tecnatom - Real Time Monitoring

Monitorización online de eficiencia

de plantas eléctricas

Optimización en tiempo real de la eficiencia global de la planta y de sus componentes

Identificación automática anticipada de desviaciones en el funcionamiento de componentes

Identificación de causas de las desviaciones basado en el proceso de aprendizaje supervisado

Evaluación de escenarios para la toma de decisiones técnicas y económicas.

Ultrasonidos

Emisión

acústica

Ondas

Guiadas Vibraciones

Deformación

y tensiones



Análisis de datos en tiempo real / Toma de decisiones

Arquitectura flexible

Técnicas avanzadas de monitorización

Sensorización distribuida de tuberías

INDUSTRIA 4.0 - SMART PLATFORMS

01-03-18 Ponencia Industria 4.0 - Berenger Briquez

Solar

Power Plant

Smart

House

Wind

Power Plant

Smart City

& Buildings

Electric

Vehicle

Nuclear

Power Plant

Thermal

Power Plant

Smart

Factories

Tracking System Tools

Operations Management

Suppliers Integration

Logistic follow-up

Routes Optimization

Supply Chain Visualization

Smart Supply Chain Platform Smart Grid Platform

16

A real-time, dynamic network of electrical

demand, supply and control.

HABILITADORES TECNOLÓGICOS

HABILITADORES TECNOLÓGICOS


Mobile Devices / Wearables

Big Data / Analytics

Simulaciones / Modelos Predictivos

ANI (Artificial Narrow Intelligence)

Cloud

Ciberseguridad

I-IoT / Sensores

Robótica / Drones

Geolocation & Tracking

ICT Platforms

Realidad Virtual

Vehículos de guiado automático (AGV)

4.0

Realidad Aumentada / Mixta

Fabricación Aditiva (Impresión 3D)

5G

LiFi

ANI Avanzadas

Edge Computing

Deep Learning

ChatBots

Blockchain

4.1

H2M

CoBots (Robolution)

VPAs (Virtual Personal Assistant)

NLP (Natural Language Processing)

Computer Vision

AGI (Artificial General Intelligence)

Ordenadores Cuánticos (QuBits)

4.2

INDUSTRIA 4.0 - BIG DATA


Solution Architect

INDUSTRIA 4.0 - CADENA DE VALOR DEL DATO


Big Data Data Science I.A. Data Model Data Lake

Data Information Knowledge Wisdom Insight

INDUSTRIA 4.0 - AI


ANI AGI ASI

“IA especializada en una sola función”

-Ajedrez Deep Blue

- Alpha Go Zero

- Coches actuales (ABS, inyección, etc…)

- Coche autónomo (Tesla, Google)

- Coches conectados

- Google search

- Apple Siri

- Amazon Alexa

- Microsoft Cortana

- Email spam filters

- Aviones (vuelan casi totalmente con ANI)

- Smartphone

- Algoritmos sofisticados

en el ejercito, manufacturing, finanzas

(más de la mitad de las transacciones en

la bolsa de EEUU se gestiona con IA)

“IA que alcanza, y justo después,

supera el cerebro humano.”

Esto implica la capacidad de razonar y

decidir por si misma. Esta IA será

tambien capaz de gestionar problemas

abstractos, de aprender por si misma y

de auto-desarrollarse”

“IA que llega a superar el nivel de

inteligencia de toda la humanidad”

?

INDUSTRIA 4.0 - I.A. & SINGULARIDAD


I.A.

Inteligencia

Tiempo

Genio

Niño

Mono

Ratón

Hormiga

Nuestra visión distorsionada

I.A. Inteligencia

Tiempo

Genio

Niño

Mono

Ratón

Hormiga

Realidad

INDUSTRIA 4.0 - I.A. & SINGULARIDAD


Singularidad Tecnológica Exaflops 1018

? flops 1026

FLOPS (floating point operations per second)

Las operaciones de coma flotante por

segundo son una medida del rendimiento de

una computadora, especialmente en cálculos

científicos que requieren un gran uso de

operaciones de coma flotante.

1 GigaFlops

109

HACIA EL EXASCALE COMPUTING


100 PetaFlops

Sunway (China)

700 TeraFlops

Seti@home

80 TeraFlops

IBM Watson

1 ExaFlops

1018

1 TeraFlops

1012

1 PetaFlops

1015

200 PetaFlops

Summit (USA)

250 PetaFlops

Thiane 2A (China)

500 Tf 500 Pf

X 1000 X 1000

Singularidad Tecnológica

500 Tf

11GigaFlops

IBM DeepBlue

X 1000

La computación cuántica agilizará y

dinamizará la potencia intrínseca de

calculo dando lugar a nuevas

puertas lógicas que harán posibles

nuevos algoritmos.

Podría permitir también a las

maquinas percibir esta infinidad de

grises que existe entre el blanco y el

negro, abriendo así las puertas de

las emociones que no son solo 0 o 1.

HACIA LA COMPUTACIÓN CÚANTICA


Mecánica Cuántica 1900-1930

Planck, Bohr, Schrödinger, etc…

Teoría de la Información 1940

Shannon, Turing

Teoría de la Información Cuántica

1980

Feynman, Benett, Benioff, Deutsch

1

0

IBM Q

2017

17 QuBits Processor

Microsoft Q#

2017

Programming Language of its new

Quantum Development Kit

1

0

70% 1

30% 0

30 QuBits equivalen

a 10TeraFlops

La esfera de Bloch es una representación geométrica del espacio

de estados puros de un sistema cuántico de dos niveles.

INDUSTRIA 4.0 - MACHINE LEARNING


INDUSTRIA 4.0 - DEEP LEARNING


INDUSTRIA 4.0 - ROBOLUTION


Hiroshi Ishiguro

Asimo (Avanced Step In Innovative Mobility)

REALIDAD VIRTUAL / AUMENTADA / MIXTA


VR AR MR

REALIDAD AUMENTADA


CIBERSEGURIDAD


“Los autores del informe del Royal Institute of International Affairs destacan que incluso

un incidente de seguridad cibernética a pequeña escala en una instalación nuclear sería

más que probable que tenga un efecto desproporcionado sobre la opinión pública y el

futuro de la industria nuclear civil.

No les falta razón. Un ataque de estos puede ser la gota que colme el vaso de una

industria que desde Chernóbil vive continuamente en un alambre a mil metros de altura.

El Consejo de Seguridad Nuclear de España ha señalado que ningún sistema de las

centrales españolas está conectado a Internet.

Pero, ¿no estar en Internet es sinónimo de seguridad? Ni mucho menos.”

www.elperiodicodelaenergia.com/la-ciberseguridad-de-las-centrales-nucleares-brilla-por-su-ausencia

En el 2014 el Ministerio del Interior

detectó unos 18.000 ciberataques,

63 de ellos de especial gravedad y

4 afectando a la industria nuclear.

http://www.elperiodicodelaenergia.com/la-ciberseguridad-de-las-centrales-nucleares-brilla-por-su-ausencia























CIBERSEGURIDAD


Lithuania - Ignalina nuclear power plant (1992)

USA Ohio - Davis-Besse nuclear power plant (2003)

USA Alabama - Browns Ferry nuclear power plant (2006)

USA Georgia - Hatch nuclear power plant (2008)

Iran - Natanz nuclear facility and Bushehr nuclear power plant - Stuxnet (2010)

Russia - Unnamed nuclear power plant - Stuxnet (2010)

Korea - Hydro and Nuclear Power Co. commercial network (2014)

En 2017 un hacker ético español, ha descubierto importantes fallos en sistemas de

monitorización de radiación nuclear que afectan a centrales de todo el mundo, incluida

España. El CNPIC y el INCIBE han trabajado con este hacker para informar a las

centrales españolas afectadas.

- Hacktivistas

- Cibercriminales

- Paises

- Grupos terroristas

CIBERSEGURIDAD


We don’t need to worry about a cyber

attack because our plant is “air gapped”.

And what about USB key, BYOD, etc…

CIBERSEGURIDAD


PLC - Programmable Logic Controller

It send and receive data over an ethernet network,

which makes them susceptible to failure if they receive

too much traffic, it can also be reprogrammed to

generate failures.

SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition

It could remotely monitor the plant via SCADA, without

any type of firewall. It then generated a large amount of

traffic that overwhelmed the safety parameter display

system (SPDS) and PLCs.

VPN - Virtual Private Network

At the Davis-Besse nuclear plant in 2003, an engineer

working for a subcontractor connected from his home

laptop via a VPN to his company, and that company

had a site-to-site VPN with the nuclear plant. His home

laptop was infected with malware, infecting the facility

and causing a monitoring system to crash.

CIBERSEGURIDAD


“Overall, it appears that while nuclear facility operators are extremely rigorous about enforcing rules that pertain to physical safety and

security, they may be less so when it comes to rules that concern cyber security.

Many computer control systems have PLCs. You can introduce viruses or other malware into a PLC. Engineers are usually the worst

offenders. Often, they will bring their own laptops in, and want to take data off a machine. Lots of times they have introduced viruses in the

PLCs when doing tests.

There are some countries that allow remote access for the vendors to the digital reactor protection systems. And if a hacker knows that, he

has an entry point via VPN.

The nuclear plants built between the 1960s and 1980s run highly customized SCADA systems. The large number of vendors meant that

systems, computer languages and proprietary protocols varied widely from plant to plant. This provided ‘protection by obscurity’. Attacking

such individualized systems is difficult but since the 1990s, facilities have been increasingly integrating their SCADA systems with computer

networks built from commercial operating systems such as Windows or Linux, manufactured by a small number of vendors in a large number

of industries across the world means that hackers are already familiar with their vulnerabilities and previously written exploits that they can

use. Hackers are thus able to attack nuclear plants with far less effort and a much greater chance of success.

Another concern is that cyber security at nuclear facilities is reactive rather than proactive; in other words, the focus is on reacting and

responding to incidents as they arise, rather than proactively seeking to prevent attacks.”

Chatham House 2015 Report - Royal Institute of International Affairs

https://www.chathamhouse.org/sites/files/chathamhouse/field/field_document/20151005CyberSecurityNuclearBaylonBruntLivingstone.pdf



EJEMPLOS DESTACABLES

INDUSTRIA 4.0 - EJEMPLOS DESTACABLES


Amazon - Warehouse Robots

45.000 robots autónomos en 2016



Airbus - Factory of the future

El nuevo A350 tiene unos 50.000 sensores y

recopila cada día 2,5 Tb de datos



Caterpillar - Augmented Reality Maintenance

Conectar las tecnologias y los servicios



Bosch - Future of production with Industry 4.0

Con la personalización al 100%, cada producto / servicio llegará a ser único



Rolls Royce - Shore-based Control Center

Cuando la realidad supera la ficción

OTROS EJEMPLOS DESTACABLES


Amazon Go

Un supermercado en libre

servicio sin cajeros

MagLev Car VW

Un coche autónomo y sin ruedas

Correos / DHL …

Drones para entregar paquetes

Ehang 184

El primer taxi aéreo autónomo en

China y Dubai

RETOS Y OPORTUNIDADES

INDUSTRIA 4.0 - RETOS Y OPORTUNIDADES


Fuente : Ministerio de Economia, Industria y Competitividad http://www.industriaconectada40.gob.es/

La digitalización de la sociedad y de la industria plantea retos y genera oportunidades para el sector industrial que

deberá adaptar sus procesos, productos y modelos de negocio.

Gracias a la hiperconectividad, los clientes están hoy más informados y tienen acceso inmediato a la oferta de empresas

industriales de todo el mundo.

Se trata de un entorno muy competitivo pero con muchas oportunidades para las empresas españolas.

Afrontar estos desafíos con éxito permitirá generar un nuevo modelo industrial en el que la innovación sea colaborativa,

los medios productivos estén conectados y sean completamente flexibles, las cadenas de suministro estén

integradas y los canales de distribución y atención al cliente sean digitales.

INDUSTRIA 4.0 - RETOS


Interoperabilidad de los sistemas

Lograr unificar varios sistemas en una plataforma escalable

Integridad de los datos

Diferentes fuentes, formatos, frecuencias, volumenes

Data-driven

Con el IA no hay casualidad solo hay causalidad, entramos en una era pragmática

Modelo de negocio

Ya no gana el más grande, gana el más ágil (nadie quiere ser el próximo Kodak)

Extraer valor de todo este mar de datos

Visualizar solo lo relevante para evitar caer en la parálisis del análisis

Cultura de empresa

Fomentar un “digital mindset” y el pensamiento “outside the box”

Quién hace qué ?

Necesitamos normalizar los futuros perfiles de la Industria 4.0 y reconvertirnos de paso

Retos Tecnológicos

Retos Humanos

Retos Operativos

INDUSTRIA 4.0 - RETOS HUMANOS


Technology

Maths

Science

Engineering

STEM

¿ A quien vamos a llamar ?

Se necesitan expertos híbridos

INDUSTRIA 4.0 - RETOS HUMANOS


Nuevas competencias del Siglo XXI

identificadas por la SNE

V = (c + e) x a

El conocimiento y la experiencia suman pero

la actitud es el verdadero factor diferencial a

la hora de generar valor.

INDUSTRIA 4.0 - OPORTUNIDADES


Eficiencia en operaciones

Mejora de la producción

Optimización de costes

Optimización de plazos

Automatización de procesos

Mejora del asset performance management

Agilizar el knowledge transfer

Personalizar los productos y servicios

Algunos beneficios

Plataforma Big Data & I-IoT propia

Modulo de visualización de datos

Aplicación de mantenimiento con realidad aumentada

Sistema de monitorización y control inteligente

Flota de drones de inspección

Mecatrónica y CoBots

Sensores y Smart Grid

Certificaciones Industria 4.0

Monetización de datos

Posibles servicios

INDUSTRIA 4.0 - OPORTUNIDADES


Smart factory applications

Smart warehousing

Predictive and remote maintenance

Freight, goods and transportation monitoring

Connected logistics

Smart metering and smart grid

Smart environment solutions

Smart city applications

Smart warehousing and livestock monitoring

Industrial security systems

Energy consumption optimization

Industrial heating, ventilation, and air conditioning

Manufacturing equipment monitoring

Asset tracking and smart logistics

Emissions and temperature monitoring

Safety and health (conditions) monitoring of workers

Smart industrial asset management.

Remote service, Field services

I-IoT - RETOS Y OPORTUNIDADES


Casi todos los retos son de carácter tecnológico Casi todos los beneficios son operativos y empresariales

CONCLUSIÓN

INDUSTRIA 4.0 - CONCLUSIÓN


INDUSTRIA 4.0 - CONCLUSIÓN


Se puede hacer muchas cosas pero solo hay una cosa que no podemos hacer :

no podemos quedarnos atrás.

El cambio es inevitable por lo tanto no se trata de decidir si cambiar o no,

se trata de decidir cómo subirse a bordo de este barco que ya ha zarpado.

Todos debemos apuntarnos, a nivel individual, a nivel empresarial, a nivel nacional.

Una (r)evolución sin precedente está por llegar, ¿cual será nuestro papel en ella?

”

“

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