Introducción

En noviembre de 2011, el gobierno federal alemán publicó el “Plan de acción de estrategia de alta tecnología 2020 para Alemania” (Grupo de trabajo de Industria 4.0), que delineó una iniciativa estratégica de alta tecnología llamada Industria 4.0. Esta visión es anterior a la Sociedad 5.0, tal como se proponía en el Plan Básico de Ciencia y Tecnología de 2016, en 5 años. ¿Por qué Alemania emprendió una campaña nacional para promover la ciencia y la tecnología en su sector manufacturero? Esta lección describe la nueva visión industrial que la Industria 4.0 encapsuló. También compara la Industria 4.0 con la Sociedad 5.0 como un medio para aclarar aún más este último.

Desarrollo del tema

¿Qué fue la Industria 4.0?

La Industria 4.0 fue una iniciativa estratégica nacional liderada por el Ministerio de Educación e Investigación (BMBF) y el Ministerio de Asuntos Económicos y Energía. Para deliberar sobre la iniciativa, se formó un grupo de trabajo integrado por actores del gobierno, empresas y universidades. El grupo de trabajo estuvo dirigido por Henning Kagermann, ex presidente de SAP SE y presidente de la Academia Alemana de Ciencias e Ingeniería(acatech). En abril de 2013, el grupo de trabajo emitió sus recomendaciones en un informe titulado “Recomendaciones para implementar la iniciativa estratégica INDUSTRIE 4.0” (Industrie 4.0 Working Group 2013).

Este concepto se describe más generalmente como la «cuarta revolución industrial«, y describe una tendencia generalizada a derrocar la producción industrial. El informe se centró en la implementación de IoT (internet de las cosas) en la fabricación para habilitar sistemas ciber físicos (CPS) que pueden agregar valor a las actividades de producción. También se centró en promover las “fábricas inteligentes”, que son fábricas que logran ahorros significativos en los costos de fabricación.

Según el informe, las fábricas inteligentes deberían utilizar dispositivos IoT e Internet para recopilar datos sobre todas las etapas del proceso de producción en el espacio físico (real world), y luego recrear estos datos en el ciberespacio. Posteriormente, la AI (inteligencia artificial),  analiza estos datos cibernéticos, o ejecuta simulaciones para derivar soluciones óptimas. Los hallazgos de AI serán automáticamente retroalimentado en los sistemas de control de fábrica del mundo real. En pocas palabras, las fábricas inteligentes son fábricas que piensan por sí mismas.

Las fábricas inteligentes permiten la automatización y la optimización en todos los aspectos de la fabricación. Además de administrar los procesos generales de producción, podrían manejar pagos por partes; incluso podrían detectar cualquier anomalía o deficiencia en el aparato de producción y luego soluciona automáticamente el problema o recalibra un proceso. Los principales actores en las fábricas inteligentes son los sensores y la IA.

Como nombre propio, Industria 4.0 denota una iniciativa únicamente alemana, pero el concepto subyacente de implementar IoT en la fabricación, ha ganado terreno a nivel mundial. Pero ¿por qué cuatro? Para entender esto, necesitamos recapitular la historia de la industrialización. (ver Fig. 1).

La primera revolución industrial comenzó en Gran Bretaña en el siglo XVIII y estuvo impulsada por la mecanización de los equipos de fabricación. La maquinaria impulsada por agua y vapor permitió un salto en la productividad en la industria textil y otras industrias. La segunda revolución industrial comenzó a principios del siglo XX e implicó la producción en masa basada en la división del trabajo. Los productores cambiaron a la energía eléctrica generada por combustibles fósiles y las fábricas se hicieron mucho más grandes.

Esta segunda revolución industrial fue personificada por la producción de automóviles de Ford Motor Company. La tercera revolución industrial, que comenzó durante la década de 1970, involucró a la electrónica. Los productores utilizaron tecnología robótica para automatizar algunos procesos de fabricación y, en consecuencia, lograron avances significativos en la productividad. Fue durante este tiempo que la fabricación japonesa ganó prominencia mundial.

La Industria 4.0 anuncia la próxima etapa de industrialización. Como muchos lectores sabrán, los fabricantes japoneses ya utilizan la robótica y la tecnología de sensores, y muchos procesos están automatizados. Muchos de estos lectores pueden sentir que la industria manufacturera japonesa ya ha dado grandes pasos en términos de productividad.

Sin embargo, la Industria 4.0 no se trata solo de hacer que las fábricas sean más eficientes. Como argumenta Taro Yamada, la Industria 4.0 tiene que ver con la creación de un ciclo de datos-información-conocimiento, en el que todo tipo de datos relacionados con la fabricación, incluidos los datos relacionados con diseños, clientes y proveedores, se recopilan y comparten. La diferencia clave entre la tercera y la cuarta revolución industrial es que esta última utiliza datos de una manera que supera los marcos de fabricación tradicionales. En el pasado, los datos relacionados con el uso de productos, por ejemplo, se abandonaban tras la venta de los productos; en la cuarta etapa de industrialización, sin embargo, los fabricantes continúan recopilando estos datos después de que se venden los productos.

Esta práctica permite a los fabricantes identificar necesidades latentes a partir del Big Data de los clientes y fortalecer sus redes de valor, creando así nuevas oportunidades de negocio. Otra diferencia con Industrie 4.0 es que el valor agregado se crea a través de la personalización masiva. En otras palabras, la IA impulsa la producción personalizada, que se adapta de manera, aunque la Industria 4.0 se centró en la fabricación, el alcance del proyecto se extiende más allá. La visión requiere el establecimiento de estándares y regulaciones relacionados con los datos (así como el entorno institucional necesario para ello), lo que requiere un proceso de colaboración que involucre no solo a las principales industrias manufactureras, como la industria automotriz y electrónica, sino también a las de TI (Tecnologías de la Información) y comunicaciones. industrias, la academia y el gobierno. Industria 4.0 no fue el primer proyecto en proponer la integración de la información.

En 1984, Ken Sakamura de la Universidad de Tokio lanzó un diseño de kernel de sistema operativo en tiempo real de arquitectura abierta llamado Proyecto TRON (Núcleo del sistema operativo en tiempo real). En los procedimientos de 1987 y 1988 del Proyecto TRON, se propuso el concepto de un «sistema distribuido altamente funcional» (HFDS) (Sakamura 1988). Del mismo modo, la frase «Internet de las cosas» es anterior a la Industria 4.0. Kevin Ashton, fundador del Auto-ID Center en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, escribe: «Estoy bastante seguro de que la frase ‘Internet de las cosas’ nació como el título de una presentación que hice en Procter & Gamble (P&G) en 1999.” Ashton también aclara que utiliza el término para subrayar la importancia de vincular información intangible con “cosas” físicas (Ashton 2009). Por lo tanto, la idea de la arquitectura de integración de la información es anterior al lanzamiento de Industria 4.0 en 2011, y las empresas y los académicos ya estaban realizando sus propios proyectos de investigación en esta área. El papel que jugó la iniciativa Industria 4.0 fue reafirmar la importancia de dicha innovación.

Industria 4.0 se propuso como una estrategia nacional de arriba hacia abajo que involucra la colaboración entre la industria, la academia y el gobierno. Este enfoque era necesario porque la tarea de construir una arquitectura de integración de la información entre la industria, la academia y el gobierno representaba el núcleo de la “cuarta revolución industrial”, que tiene la clave para innovar en la fabricación y la industria en general. Japón ha adoptado un enfoque similar.

¿Cuáles son los objetivos de Industria 4.0 y Sociedad 5.0?

Los objetivos de Industria 4.0 se describieron en el Plan de Acción de la Estrategia de Alta Tecnología 2020 del Gobierno Federal Alemán para Alemania, el equivalente alemán del Plan Básico de Ciencia y Tecnología de Japón. Entonces, ¿cómo es la Industria 4.0, como se describe en el Plan de Acción de la Estrategia de Alta Tecnología 2020 para Alemania, en comparación con la Sociedad 5.0, como se describe en el quinto Plan Básico de Ciencia y Tecnología? Como muestra en la tabla 1, hay algunos puntos en común. Ambas visiones enfatizan el uso de la tecnología, incluida la tecnología relacionada con IoT, la IA y el análisis de Big Data. Del mismo modo, ambos implican un enfoque de arriba hacia abajo dirigido por el estado con colaboración entre la industria, la academia y el sector gubernamental.

Hay algunas diferencias, sin embargo. Industria 4.0 aboga por fábricas inteligentes, mientras que Sociedad 5.0 aboga por una sociedad superinteligente. Además, aunque ambas visiones abogan por el despliegue de sistemas ciber físicos, el alcance del despliegue difiere; en Industria 4.0, CPS se implementará en el entorno de fabricación, mientras que en Sociedad 5.0 se implementará en toda la sociedad.

Las dos visiones también difieren en cuanto a la medición de los resultados. Industria 4.0 aspira a crear nuevo valor y minimizar los costos de fabricación. Tales resultados realistas permiten métricas de rendimiento relativamente simples y claras. Por el contrario, la Sociedad 5.0 aspira a crear una sociedad superinteligente. Las métricas en este caso son mucho más complejas. Según la Estrategia Integral de Ciencia, Tecnología e Innovación para 2017, el éxito se medirá en qué medida la sociedad puede “equilibrar el avance económico con la resolución de problemas sociales mediante el suministro de bienes y servicios que abordan granularmente múltiples necesidades latentes independientemente del lugar, la edad, el sexo o el idioma para garantizar que todos los ciudadanos puedan llevar vidas de alta calidad, llenas de comodidad y vitalidad (Gabinete O ce 2017).

Tabla 1. Industria 4.0 vs. Sociedad 5.0. Fuente: Producido por los autores

También hay una diferencia considerable en el alcance de los efectos futuros previstos de las innovaciones tecnológicas. Industria 4.0 exige una revolución industrial centrada en la fabricación, pero no dice nada sobre cómo tal revolución puede afectar al público. Por el contrario, como lo ilustra su concepto de una sociedad centrada en las personas, la Sociedad 5.0 se centra en gran medida en el impacto público de la tecnología y en la necesidad de crear una sociedad mejor. Incluido dentro del alcance de la visión de la Sociedad 5.0 se encuentra un curso de reforma destinado a generar una sociedad inclusiva que satisfaga las diversas necesidades y preferencias.

Este importante aspecto diferenciador de la Sociedad 5.0 fue mencionado en un discurso pronunciado por el Primer Ministro Shinzo Abe a la Canciller Angela Merkel durante la conferencia CeBIT en Hannover. Al escuchar las declaraciones de Abe sobre la Sociedad 5.0, Merkel expresó su firme apoyo a la visión (Oficina del Primer Ministro de Japón 2017; JETRO 2017a, b).

Los problemas comunes tanto para la Industria 4.0 como para la Sociedad 5.0

A veces se dice que Japón es un país del primer mundo asolado por problemas. Los problemas a los que se enfrenta Japón están tan complejamente entrelazados que una mejora en un área a menudo se produce a costa de otra. Para dar un ejemplo, frenar el gasto en asistencia social podría ser bueno para la salud económica de la nación, pero conduciría a graves problemas en los entornos médicos y de atención de la salud. Del mismo modo, todos entendemos la necesidad de reducir las emisiones de carbono, pero si debemos vivir vidas frugales para minimizar su huella de carbono, eso iría en contra del objetivo de garantizar que “todos los ciudadanos puedan llevar vidas de alta calidad, llenas de comodidad y vitalidad”.

En consecuencia, para garantizar que la Sociedad 5.0 pueda resolver estos dilemas y crear una sociedad centrada en las personas, es necesario aclarar las métricas objetivo de dicha sociedad, así como los roles que deben desempeñar las políticas y la tecnología para lograrlas.

Industria 4.0, con su visión de fábricas inteligentes, enfatizó el sector manufacturero como el principal espacio físico (mundo real); en cuanto al ciberespacio, previó una arquitectura cibernética centrada en CPS en la que la información se integra horizontalmente entre diferentes industrias y verticalmente dentro de los sistemas de fabricación. Por otro lado, la Sociedad 5.0, con su visión de una sociedad superinteligente, enfatiza la sociedad como el principal espacio físico (mundo real); en cuanto al ciberespacio, debe luchar por una arquitectura cibernética centrada en CPS en la que la información se integre horizontalmente entre diferentes sectores de servicios (por ejemplo, energía, transporte) y verticalmente dentro de los sistemas que rastrean el historial y los atributos de cada usuario del servicio (como su información médica, comportamiento de consumo e historia educativa).

También debe lograr una sólida seguridad de la información para permitir el uso de la información. Tanto Society 5.0 como Industria 4.0 reflejan las respuestas de Japón y Alemania a las iniciativas globales, y ambos hacen una declaración a la comunidad internacional. Ambas visiones buscan la integración de la información entre diferentes industrias o sectores, y ambas enfrentan los mismos desafíos para tal fin: la necesidad de superar los cuellos de botella regulatorios y técnicos que impiden construir la ciber arquitectura necesaria, y la necesidad de establecer normas internacionales al estilo ISO e instituciones internacionales de seguridad de la información, que son necesarias para construir dicha arquitectura.

Muchos comentaristas señalan que los países occidentales lideran el camino en este aspecto, por lo que Japón debe seguir adelante con la construcción de una arquitectura de integración de la información, mientras se mantiene al tanto de las tendencias globales.

Tanto Industria 4.0 como Sociedad 5.0 buscan construir una arquitectura cibernética global que pueda servir como un entorno seguro para las actividades creativas. Un factor clave que determinará su éxito en el logro de este objetivo será qué tan bien trabajen con los países occidentales, China y la comunidad internacional en general.

En el caso de la Sociedad 5.0, un desafío clave se refiere a cómo equilibrar de manera óptima las necesidades de la sociedad con las necesidades del individuo. No podemos lograr progreso hasta que resolvamos este problema. Los actores involucrados en política y tecnología deben coordinarse entre sí para que todos entiendan cómo cada propuesta de política o desarrollo tecnológico encaja y contribuye a la Sociedad 5.0. De lo contrario, estos actores seguirán sus propias tecnologías o políticas particulares de manera descoordinada sin comprender cómo encajan en el panorama general de la Sociedad 5.0.

En otras palabras, además de revolucionar la industria a través de la integración de TI, la Sociedad 5.0 busca revolucionar los espacios de vida o los hábitos del público. Es necesario seguir avanzando en la promoción de iniciativas aplicadas de ciudades inteligentes.

Además, las políticas necesarias para optimizar la sociedad (a fin de resolver problemas sociales) problemas) deben vincularse hábilmente con la tecnología necesaria para brindar servicios sociales de alta calidad (que permitan al público vivir vidas felices y cómodas). Con esto en mente, hemos presentado sugerencias tentativas para equilibrar los intereses de la sociedad con los de los individuos.

Fuente

Traducido y adaptado por Cecilia Hernández Flores, 2022, a partir de Deguchi, A., Hirai, C., Matsuoka, H., Nakano, T., Oshima, K., Tai, M., & Tani, S. (2020). What is society 5.0? En Society 5.0 (pp. 1–23). Springer Singapore.

Recurso didáctico de apoyo

• Japón: la Sociedad 5.0