Qué es la integración vertical y cómo se aplica

La industria y la empresa 4.0 amplificaron la importancia de la integración vertical, que ahora es la columna vertebral de la fábrica inteligente. La integración vertical, que también se utiliza en la logística 4.0 y los servicios innovadores, aumenta la competitividad, aprovecha las oportunidades y reduce los riesgos mediante la convergencia de la producción física y digital para lograr una producción más inteligente.

La Industria 4.0 representa la transformación digital de la fabricación/producción y de las industrias y procesos relacionados con la creación de valor. La cuarta revolución industrial permite a una empresa manufacturera producir con mayor flexibilidad, velocidad de reacción y eficiencia, ahorrando recursos, mediante el uso de máquinas inteligentes que explotan sistemas de control industrial, capaces de automatizar los diferentes pasos de la producción, incluso mediante software integrado y conectividad a Internet a través de dispositivos de Internet de las Cosas (IoT).

La innovación 4.0 no consiste en introducir una máquina tecnológicamente avanzada, sino en ser capaz de combinar diferentes tecnologías, el sistema de fábrica y las cadenas de producción en un único sistema integrado y conectado, en el que máquinas, personas y sistemas de información trabajen juntos para crear productos, servicios y entornos de trabajo inteligentes.

Qué es la integración vertical

La integración vertical en la Industria 4.0 se refiere a hardware, software y sistemas integrados en la producción y a lo largo de la cadena de suministro. La integración vertical en la Industria 4.0 conecta todos los niveles lógicos dentro de la fábrica, permitiendo que los datos fluyan desde la logística interna hasta los servicios posventa. El flujo de datos entre niveles significa que las decisiones estratégicas y tácticas pueden basarse en datos. La integración vertical crea conexiones entre la planta de producción y otras partes de la organización, superando las limitaciones de la jerarquía tradicional de niveles de producción.

Cómo se mide la integración vertical

La integración vertical en la Industria 4.0 reúne a todos los niveles de la organización, desde la planta de producción (donde las máquinas están siempre conectadas y las unidades de producción comunican constantemente su estado de rendimiento y responden de forma autónoma a las demandas dinámicas de producción) hasta la planta de investigación y desarrollo (I+D), la garantía de calidad, la gestión de productos, las TI, las ventas y el marketing, etc.

Los datos fluyen libre y transparentemente a lo largo de estos niveles, de modo que todas las decisiones, tanto estratégicas como tácticas, están basadas en datos. Las empresas que adoptan la integración vertical en la Industria 4.0 son, en consecuencia, más competitivas, ya que responden mejor y con mayor agilidad a los cambios en las señales del mercado y a las nuevas oportunidades.

Potencial en logística y producción

La integración vertical tiene un gran potencial en logística y producción. Por ello, cada vez es más importante poder detectar y seguir un producto y su ciclo de vida con todos los datos pertinentes (conformidad con las especificaciones, presencia de defectos cuyas causas deben identificarse, plazos de tramitación de los pedidos, etc.).

El grado de integración vertical de una fábrica inteligente, organizada de este modo, se mide por la relación entre el valor añadido creado por la empresa y sus ingresos por ventas. La integración vertical en la logística 4.0, por ejemplo, se mide por soluciones apoyadas en tecnologías de comercialización y supervisión del Sistema de Localización en Tiempo Real (RTLS, por su siglas en inglés) que automatizan la adquisición de datos. La analítica, aplicada al Big Data (en tiempo real y no real), hace más eficiente la fabricación y mejora el conocimiento de todos los procesos, hasta el cliente final.

Características del desarrollo de la integración vertical

La integración vertical con clientes y proveedores se produce a través de:

• Internet de las Cosas (IoT), el conjunto de dispositivos y sensores capaces de dialogar entre sí, que proporciona la arquitectura de comunicación para garantizar la transmisión rápida y eficiente del enorme flujo de datos procedentes de los sensores instalados. El Internet de las Cosas permite correlacionar los datos de producción procedentes de distintas fuentes dentro de un proceso de producción;
• Cloud Computing, capaz de reducir ineficiencias y mejorar los flujos de trabajo, aportando flexibilidad en todas sus declinaciones (SaaS, DaaS y HaaS);
• Big data y Real time analytics, para reducir el time-to-market, obtener mayor efectividad de las acciones realizadas y aumentar la productividad;
• Blockchain para controlar la trazabilidad;
• Realidad Aumentada (AR);
• Inteligencia artificial, desde machine learning a deep learning, desde robótica a redes neuronales.

Las aplicaciones IoT permiten: el mantenimiento predictivo de plantas y sistemas; hacer más eficiente la gestión de inventarios basada en datos; mantener la trazabilidad de los lotes de productos, optimizando la intralogística; controlar la calidad y seguridad de las operaciones (por ejemplo, en la cadena de frío, un elemento crítico en la actual campaña de vacunación).

Big Data y análisis en tiempo real

Las grandes cantidades de datos procedentes de los nuevos sensores y dispositivos, protegidos por expertos en ciberseguridad, se gestionan mediante Big Data y análisis en tiempo real. La recopilación, tratamiento y estructuración de Big Data genera una ventaja competitiva para las empresas que pueden adaptarse inmediatamente al comportamiento del mercado.

En la producción (impresión 3D o fabricación aditiva), la supervisión puede realizarse en tiempo real mediante sensores de proximidad.

La Realidad Aumentada (RA) superpone a la realidad información relevante que debe supervisarse a través de tabletas, teléfonos inteligentes, visores (a menudo combinados con guantes y auriculares). Además, los visores de RA en mantenimiento indican a los operarios componentes averiados de una planta o piezas en avanzado estado de deterioro, garantizando la continuidad operativa de un centro.

También es de gran importancia la simulación entre máquinas interconectadas para optimizar los procesos.

Cuál es la diferencia entre integración vertical y horizontal

La Industria 4.0 aúna tecnologías punteras de analítica de datos, aprendizaje automático e inteligencia artificial para racionalizar y personalizar los procesos de producción (de modo que sean autodidactas, autorreparables y ágiles). Una fábrica inteligente puede basarse en dos factores para la producción: la integración horizontal y la vertical.

La integración horizontal crea una red de colaboración sin fisuras, centrada en los datos, a lo largo de toda la cadena de suministro. La integración vertical hace lo mismo en cada unidad de negocio, garantizando un nivel de alineación sin precedentes entre los procesos de producción y las actividades empresariales básicas, como las TIC, las ventas, el marketing, la logística, la ingeniería, etc.

Integración horizontal

Es la conexión entre máquinas, partes de la planta o unidades de producción. Mientras que hasta ahora los procesos de producción en el sistema ERP y el control de las máquinas en la fábrica eran áreas divididas entre sí y a menudo distribuidas entre distintos sistemas informáticos, en la industria integrada, los procesos informáticos y de control están cada vez más conectados en red y requieren una ejecución integrada. De este modo, todos los departamentos de la empresa tienen acceso a los datos de producción y logística.

El efecto es una integración horizontal en toda la empresa: la integración de los procesos de producción (se refiere a procesos bien integrados a nivel de producción).

Integración vertical

Va más allá de la jerarquía tradicional de niveles de producción, enlazando desde el sensor hasta el nivel ejecutivo de la empresa. La integración vertical es la integración de la producción con otras áreas de la empresa, a un nivel superior, como las compras, el control de calidad, el diseño, etcétera. Por consiguiente, implica que el nivel de producción está estrechamente coordinado con procesos empresariales, como el control de calidad, a niveles superiores.

La diferencia entre integración horizontal y vertical

Consiste en que la primera garantiza que las máquinas, los dispositivos IoT y los procesos de programación funcionen juntos sin problemas, mientras que la integración vertical permite utilizar los datos para tomar decisiones, por ejemplo, sobre la empresa y su personal, tendiendo un puente entre el taller y otros sistemas integrados horizontalmente, como la planificación de recursos empresariales (ERP).

¿Qué significa integración vertical ascendente?

La Industria 4.0 promueve la transparencia de los datos y altos niveles de colaboración automatizada entre la cadena de suministro ascendente (que alimenta el proceso de producción) y la cadena logística descendente (que lleva los productos acabados al mercado). La integración vertical ascendente se refiere al proceso de producción, hasta la logística. Google es la empresa que enseñó a las empresas a maximizar la integración vertical, según Gartner: diseña y desarrolla algoritmos de software para sus servidores, almacenamiento, redes y centros de datos. “El buscador consume todo lo que produce internamente”, explica la firma de análisis.

Ventajas e inconvenientes de la integración vertical

Entre las ventajas de la integración vertical destacan:

• Ventaja competitiva
• Eliminación de sistemas aislados e independientes (silos)
• Escalabilidad de los sistemas y la infraestructura informática
• Mayor coordinación
• Aceleración de la llegada de un producto joven a los consumidores

Ventaja competitiva

La empresa integrada verticalmente en la Industria 4.0 tiene una ventaja competitiva crucial al ser capaz de responder adecuada y ágilmente a las señales cambiantes del mercado y a las nuevas oportunidades. El uso de soluciones tecnológicas avanzadas de Industria 4.0 ayuda a las empresas a avanzar dentro de un mercado cada vez más competitivo y vanguardista que pretende estimular y promover la eficiencia productiva empresarial.

Ruptura de sistemas aislados e independientes (silos)

Se produce especialmente en el área de producción, donde se utilizan máquinas y sistemas de diferentes proveedores, que permiten diferentes niveles de automatización y utilizan diferentes protocolos de comunicación. Por consiguiente, al adoptar la integración vertical, es necesario establecer una meta-red que resuelva estas disparidades de comunicación.

Escalabilidad de los sistemas y la infraestructura informática

La Industria 4.0 aumenta significativamente el volumen y la velocidad de los datos recopilados y analizados para soportar niveles avanzados de integración vertical y horizontal. Muchas veces, los sistemas y la infraestructura de TI experimentan cambios fundamentales para apoyar el viaje de la empresa hacia la transformación digital.

Mayor coordinación

A medida que los sistemas y procesos de TI se vuelven más integrados y complejos, las empresas adoptan sólidas plataformas de coordinación e intercambio que proporcionan visibilidad de extremo a extremo e información procesable a través de múltiples sistemas y entidades distribuidos.

Acelerar la llegada de un nuevo producto a los consumidores

Otra buena razón por la que una empresa decide integrarse verticalmente es cuando el mercado de su producto es joven y necesita una forma de hacer llegar su producto a los consumidores.

La integración vertical también tiene algunas desventajas:

• Riesgos para la seguridad de los trabajadores
• Ciberseguridad de la maquinaria interconectada

Riesgos para la seguridad: seguridad de los trabajadores y ciberseguridad

En el contexto de la Industria 4.0, la seguridad se divide en dos conceptos distintos: la seguridad de los trabajadores (safety) y la ciberseguridad.

La seguridad es la protección de los trabajadores que trabajan con máquinas interconectadas que los exponen a riesgos mecánicos, eléctricos, radiactivos y de otro tipo.  La ciberseguridad, por su parte, se refiere a la ciberseguridad de la empresa; de hecho, cada máquina/robot está conectado a redes informáticas internas o externas a través de routers que se convierten en un blanco fácil para una amenaza de piratería informática.

Privacidad: la integración horizontal en la Industria 4.0 requiere compartir datos fuera de la organización (por ejemplo, proveedores, socios clientes, etc.). Esta transparencia proporciona una mayor flexibilidad de producción, pero implica garantizar que los datos de todas las partes interesadas se mantienen a salvo. Es posible que las empresas que ya son muy eficaces en un proceso muy específico tampoco quieran adoptar una estrategia de integración vertical porque puede provocar una pérdida de concentración en ese proceso. Esto también debe contarse entre las desventajas.

Ejemplos de estrategias de integración vertical

La integración vertical permite a las empresas controlar procesos, reducir costos y mejorar la eficiencia. Acá hay tres ejemplos de estrategias de integración vertical en tres sectores diferentes: AgriFood, logística 4.0 y salud inteligente.

AgriFood

En la cadena de suministro agrícola, las tecnologías del Internet de las Cosas (IoT) pueden utilizarse para monitorizar digitalmente los insectos con el fin de prevenir y detectar la infestación de plagas (responsables de entre el 5% y el 20% de la destrucción mundial de las cosechas). La cadena de suministro de carne de vacuno utiliza tecnologías blockchain para la trazabilidad, desde la llegada del ganado al establo hasta la distribución de la carne a través del comercio minorista a gran escala.

Según explica Agustín Rocha,cofundador y Líder de Ventas de SIMA,  conocer el punto de partida y lo que quiere lograrse con la tecnología es la base de una buena implementación. Y agrega que, si no sucede esto, “los objetivos de la empresa y los beneficios que ofrece la nueva herramienta quedan desalineados”. De esta forma -continúa- “existe el riesgo de que haya un mal o inexistente diagnóstico del estado inicial y de los objetivos”.

Tecnologías utilizadas en AgriFood:

• Soluciones de fabricación avanzada (robots colaborativos interconectados, conocidos como cobots)
• Fabricación aditiva (impresoras 3D y escáneres conectados a sistemas de software de creación de prototipos)
• Realidad aumentada, mixta y virtual (sistemas de realidad aumentada, mixta y virtual)
• Simulación (herramientas para la simulación industrial)
• IoT industrial (sistemas y sensores industriales conectados)
• Nube (gestión de datos, computación, almacenamiento remoto)
• Ciberseguridad (soluciones de seguridad de la información física y digital)
• Big data analytics (análisis de grandes cantidades de datos estructurados y no estructurados)

Logística 4.0

La integración vertical en la Logística 4.0 se mide por soluciones apoyadas en tecnologías de comercialización y supervisión de sistemas de localización en tiempo real (RTLS) que automatizan la adquisición de datos.

Ejemplos de tecnologías utilizadas en el sector son:

• RFID (junto con versiones avanzadas de RFID como NFC, RFID+OTP, RFID+ Código Fides, EPC)
• Beacon
• Smart Label
• Sistemas Pick and Put to Light
• Voice Picking

En logística, la realidad aumentada (RA) mejora la precisión del picking (a menudo operado mediante robots interconectados con software e importadores) y permite comprobar los pedidos de forma más dinámica y precisa.

Automotriz

De acuerdo con el estudio sobre el ecosistema automotriz de Zebra, con más de 1300 participantes entre consumidores, administradores de flotas y ejecutivos de la industria automotriz, el 73% de los tomadores de decisión creen que su empresa estará en desventaja si no incorpora la tecnología RFID . Para el 76% de las empresas sigue siendo un desafío integrar de forma segura dispositivos, sensores y tecnologías en toda la empresa y en la cadena de suministros.

“La necesidad de inmediatez de los consumidores está obligando a todas las empresas a replantear todos sus procesos desde la fabricación hasta la entrega al cliente y el sector automotriz no es la excepción. En la industria automotriz, los errores humanos pueden representar muy altos costos,” comenta Ana Laura Cacogui, Gerente de Mercadeo para Manufactura de Zebra Technologies. “El proceso de compra y personalización de vehículos es cada vez más complejo y contar con la tecnología adecuada en cada eslabón de la cadena de suministros es crítico para satisfacer al mercado,” añadió la ejecutiva.

Salud inteligente

La distribución de vacunas para el Covid-19 fue el mayor reto de todos los tiempos, y la cadena de frío desempeñó un papel más crucial que nunca. La cadena de distribución farmacéutica tiene a su disposición:

Tecnologías como dispositivos portátiles con identificación por radiofrecuencia (RFID)

Pueden capturar rápidamente datos sobre el stock de vacunas y otros suministros médicos correctamente etiquetados (por ejemplo, agujas o equipos de protección individual).

Lectores de códigos de barras

Para ayudar al personal a recuperar los datos del paciente, confirmar su; identidad, sincronizar el historial e incluso leer los datos sobre la administración de la primera dosis (para poder proceder a la segunda con las precauciones necesarias), acelerando así el proceso de vacunación.

La automatización de la recogida de datos

Reduce la incidencia de errores en la introducción de datos, minimizando así el riesgo de tratamientos incorrectos.

Bloggers electrónicos de datos

Para procesar la adquisición y distribución digital de la información, permitiendo el seguimiento y la verificación del mantenimiento de la temperatura correcta sin tener que comprobarlo manualmente (en caso de variación de la temperatura, el personal podría así identificar rápidamente la causa y tomar medidas para evitar más pérdidas de existencias; y en caso de eliminación de lotes de dosis, los pacientes serían informados rápidamente, tras reprogramar su cita).

El análisis prescriptivo, basado en la inteligencia artificial (IA)

Permite estimar rápidamente la demanda de la primera dosis, planificar las citas para la segunda dosis y definir tanto el material médico como el personal necesario, en función de la disponibilidad de vacunas y del número de citas.

Conclusiones

La integración vertical se ha convertido en la piedra angular de la Industria 4.0, marcando un cambio fundamental en la forma en que las empresas operan y compiten en el mercado actual. Esta estrategia de unificación de la producción física y digital ha demostrado ser crucial para aumentar la eficiencia, la flexibilidad y la agilidad en la fabricación y otros sectores, como la logística y la salud. La integración vertical permite que los datos fluyan libremente a través de toda la organización, permitiendo una toma de decisiones más fundamentada y una mayor coordinación.

A pesar de sus numerosas ventajas, la integración vertical también presenta desafíos, como la seguridad de los trabajadores y la ciberseguridad, así como la necesidad de compartir datos de manera segura con proveedores y socios. Sin embargo, a medida que las tecnologías de la Industria 4.0 continúan evolucionando, las empresas que adoptan esta estrategia pueden aprovechar al máximo su potencial para mantenerse competitivas en un mercado en constante cambio.

En última instancia, la Industria 4.0 y la integración vertical están impulsando la transformación digital en diversas industrias, brindando oportunidades para la mejora de la eficiencia, la calidad y la innovación en la producción y la cadena de suministro. Estas tendencias seguirán remodelando la forma en que las empresas operan y ofrecen productos y servicios en el futuro.