Industria 5.0: Integrando Humanos y Tecnología para un Futuro Sustentable

El término Industria 5.0 ha recibido mucha atención desde su introducción. Propuesto formalmente por la Unión Europea (UE) en 2021, (1) es el nombre que se le da a una nueva forma de integrar la tecnología y los humanos en el lugar de trabajo industrial. El objetivo es crear un proceso sostenible que beneficie tanto a los trabajadores como a las empresas y, al mismo tiempo, reduzca el impacto en el medio ambiente.

Construyendo sobre la Innovación

El mercado industrial ha utilizado robots durante más de medio siglo, basándose en sus numerosas ventajas para mejorar la producción en masa. Pueden realizar tareas con gran precisión sin cansarse, liberando así a los trabajadores humanos de tareas repetitivas o potencialmente peligrosas.

Por lo tanto, los robots pueden ofrecer una excelente eficiencia en la línea de producción, pero no pueden proporcionar flexibilidad. Los primeros robots industriales tenían una capacidad muy limitada para adaptarse a nuevas situaciones. Si bien la última generación de robots industriales es mucho más capaz, aún requieren reprogramación cuando se enfrentan a nuevas situaciones.

Durante las últimas décadas, el mundo de la fabricación ha estado integrando robots en los sistemas de control de fábrica, una medida que En comparación con la cuarta revolución industrial, denominada Industria 4.0, todos los elementos de la línea de producción están conectados, desde el sensor más pequeño en la planta de producción hasta la red de la oficina. La información se comparte tanto hacia arriba como hacia abajo en la red, lo que permite a los gerentes crear una simulación en tiempo real de la operación. Esto crea una fábrica inteligente que puede responder a nuevas circunstancias mucho más rápido que antes. El resultado es un proceso de fabricación más flexible que puede adaptarse a las demandas rápidamente cambiantes de los clientes.

A pesar de la flexibilidad adicional que la integración de tecnología brinda a las fábricas inteligentes, los robots todavía son tan capaces como la programación que reciben. Funcionan de manera eficiente en su estructura definida, pero su incapacidad para lidiar con un evento no estructurado o inusual puede detener la producción.

Esto es cierto en muchos procesos automatizados. Cuando una línea de producción se detiene, rara vez se debe a una avería o falla. En cambio, es más frecuente que se deba a que la maquinaria automatizada se enfrenta a una situación en la que no sabe cómo actuar. En una reciente entrevista con Mouser, Erik Nieves, fundador de la innovadora empresa Plus One Robotics, resumió esta situación a la perfección: “Cuando un robot se detiene, no está roto, está confundido”. (2)

Estas excepciones crean un entorno en el que una pequeña variación puede detener la producción. Incluso con la enorme expansión de las capacidades de la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML), los sistemas de control tendrán dificultades para responder a estas excepciones cuando se produzcan por primera vez.

La Quinta Revolución Industrial

Estas circunstancias han dado lugar al siguiente gran cambio en el mundo de la fabricación: la Industria 5.0. Sin embargo, en contraste con las innovaciones de la revolución anterior, la Industria 5.0 coloca a los operadores humanos en el centro del proceso.

Este énfasis en los humanos es uno de los aspectos más interesantes de la Industria 5.0, pero va más allá de la simple mejora de la eficiencia o la flexibilidad. Es raro que un organismo como la UE destaque una innovación industrial, pero al hacerlo, enfatiza el papel de la tecnología más allá de los muros de la fábrica. Los resultados de esta tecnología se ven en lo que la UE ha identificado como los pilares de la Industria 5.0: resiliencia, centralidad en el ser humano y sostenibilidad.

Resiliencia

El primer pilar es la resiliencia. Debido a que las operaciones altamente automatizadas conllevan desafíos de inflexibilidad, la inteligencia limitada de los robots y la maquinaria crea un proceso frágil. Desarrollar resiliencia significa crear la capacidad de responder a eventos aleatorios o circunstancias excepcionales. A pesar del poder de los sistemas de IA modernos, estos dependen de los datos para aprender cómo reaccionar ante eventos específicos. En contraste, la mente humana es capaz de una velocidad notable cuando se enfrenta a una situación inusual; puede percibir matices y usar la intuición para encontrar una solución.

Al combinar trabajadores humanos con equipos automatizados, un proceso de fabricación puede beneficiarse de las ventajas de ambos y al mismo tiempo estar aislado de sus debilidades. En un concepto conocido como autonomía supervisada, las máquinas pueden manejar tareas rutinarias más rápido y con mayor precisión que los operadores humanos. Sin embargo, cuando surge una situación excepcional, los humanos pueden usar la intuición y el pensamiento lateral para anticipar y superar posibles interrupciones antes de que se conviertan en un problema. Esto genera resiliencia: la capacidad de adaptarse, reaccionar y aprender para crear un entorno de trabajo estable.

Sostenibilidad

El segundo pilar fomenta estrategias que creen procesos duraderos. La industria debe operar en un entorno con recursos y energía limitados, y tiene un papel clave que desempeñar en la reducción de nuestra dependencia del consumo. Esto incluye el uso eficiente de los recursos que necesita y el desarrollo de formas nuevas e innovadoras de hacer que esos recursos sean reutilizables.

Las capacidades de pensamiento lateral del cerebro humano permiten a los trabajadores controlar el consumo y, al mismo tiempo, permiten que su imaginación identifique posibles mejoras. Los trabajadores humanos crean un lugar de trabajo flexible, en el que los procesos pueden experimentar un desarrollo constante de formas que las máquinas no pueden prever.

La sostenibilidad también mira más allá de la necesidad inmediata de eficiencia y uso responsable de los recursos. Destaca que el bienestar de los operadores humanos tiene un impacto directo en la productividad. Al hacer que los humanos sean el centro de la industria y permitirles utilizar su experiencia, los lugares de trabajo se convierten en lugares más atractivos y gratificantes. La tecnología reduce las cargas de trabajo de los humanos y crea un entorno que promueve el bienestar a largo plazo y una industria más sostenible.

Centrarse en el Ser Humano

El último pilar se centra en los propios trabajadores humanos. El enfoque centrado en el ser humano deja claro que los seres humanos son más que simples componentes del sistema de control. En cambio, este pilar identifica el bienestar de los trabajadores como una faceta clave de la Industria 5.0. En el nivel más simple, el uso de la tecnología alivia la carga del operador. Esto podría significar reducir la necesidad de que los trabajadores supervisen las tareas repetitivas que contribuyen a la o fatiga del trabajador.

En un nivel superior, la centralidad humana brinda la oportunidad a los trabajadores humanos de aprovechar al máximo sus talentos, habilidades y experiencia. Si bien el aprendizaje automático puede adaptarse rápidamente a nuevas situaciones, aún requiere datos para proporcionar las lecciones. El cerebro humano puede encontrar soluciones, incluso en situaciones que no se habían encontrado anteriormente, utilizando el pensamiento lateral y la imaginación. Los trabajadores humanos pueden identificar nuevas vías de oportunidad combinando estas cualidades con la experiencia previa, incluso si provienen de situaciones muy diferentes. Todavía no es posible programar máquinas con el mismo nivel de experiencia.

En última instancia, la Industria 5.0 tiene que ver tanto con empoderar a los trabajadores humanos para que desarrollen su potencial como con la creación de procesos eficientes. Utiliza la automatización y la IA no para reemplazar a los humanos, sino como herramientas para mejorar su eficacia. Ayuda a las empresas a aprovechar al máximo su fuerza laboral humana, lo que les permite desarrollar aún más sus habilidades y enriquecer sus vidas con una experiencia laboral más gratificante.

Humanos y Máquinas Trabajando Codo con Codo

La Industria 5.0 presenta un panorama de trabajadores humanos que operan en colaboración con la tecnología, siendo el ejemplo más obvio el uso de robots. Tradicionalmente, los robots se han mantenido separados de los trabajadores humanos por razones de seguridad. Por ejemplo, la industria automotriz ha separado claramente a los trabajadores humanos de los robots por función. Operaciones como la soldadura y la pintura, a menudo asignadas a robots autónomos, se realizan en áreas aisladas. Las tareas que requieren las habilidades de los trabajadores humanos, como el cableado y el ensamblaje final, generalmente utilizan pocas máquinas autónomas.

El crecimiento de la computación de borde y la inteligencia artificial de borde, que colocan controles sofisticados cerca de la máquina que administran, crea un entorno más dinámico. Las distancias de transmisión más cortas reducen la latencia (es decir, el retraso causado por la necesidad de enviar, recibir y procesar una instrucción). Con una latencia reducida, los robots pueden responder más rápidamente, lo que les permite trabajar de manera segura junto con sus contrapartes humanas. Esto ha permitido la creación de una nueva generación de robots colaborativos (cobots) que están encontrando su camino hacia las plantas de producción.

Hay otras formas menos obvias de integrar a los humanos en el lugar de trabajo industrial. Una solución es programar máquinas para que funcionen de manera autónoma, de modo que los trabajadores humanos puedan concentrarse en situaciones inusuales. Con el crecimiento de las comunicaciones de alta velocidad, la supervisión humana se puede realizar de forma remota. Un trabajador no necesita entrar en un entorno de fábrica potencialmente peligroso, pero puede proporcionar la supervisión que las máquinas requieren para funcionar.

Una solución alternativa no emplea la inteligencia artificial en absoluto. En cambio, utiliza tecnología para mejorar las capacidades de los trabajadores humanos y hacerlos más efectivos. En un ejemplo, un operador intentó desarrollar un sistema robótico para manipular una variedad de paquetes no estándar. A pesar de una inversión considerable, descubrieron que no había sustituto para la capacidad de adaptación de un trabajador humano.

Conclusión

La Industria 5.0 se basa en las bases de innovaciones anteriores. Utiliza la autonomía de la Industria 4.0 pero la mejora con la flexibilidad que solo la experiencia humana puede proporcionar. Lejos de reemplazar a los trabajadores, las innovaciones como la IA son simplemente herramientas que mejoran las capacidades humanas. Como tal, los trabajadores humanos desempeñarán un papel en la planta de producción durante muchos años.

(1)https://data.europa.eu/doi/10.2777/308407
(2) Erik Nieves, personal communication.