La Industria 4.0 se encuentra entre las megatendencias de la actualidad. Su objetivo es digitalizar y conectar en red la producción a lo largo de toda la cadena de valor utilizando la electrónica industrial inteligente y las tecnologías de comunicación más modernas. Los principales actores de este disruptivo proceso de transformación se reunirán del 15 al 18 de noviembre en electronica 2022, donde arrojarán luz sobre las tendencias más importantes en eventos como el IIoT & Cyber Security Forum y el Power Electronics & Embedded Systems Forum.

El triunfo de la electrónica industrial comenzó en 1941 con la invención del primer ordenador totalmente automatizado, el Z3. En la tercera revolución industrial, que comenzó en 1970, constituyó la base indispensable para toda forma de automatización. Y para la cuarta revolución industrial, es la tecnología clave. Esto se debe a que, en casi todas las industrias, tiende un puente digital entre el mundo físico de las máquinas, los sistemas y los dispositivos, y el mundo virtual de Internet, todo ello gracias a los inmensos avances de la microelectrónica y la tecnología de la información y la comunicación.

La electrónica de uso industrial también está sujeta a los conocidos requisitos permanentes: "más rápido, más económico, más pequeño, más barato". Sin embargo, también tienen que ser robustos y capaces de soportar años de tensión cíclica durante las 24 horas del día. Y la humedad, las vibraciones, el calor y los efectos de las sustancias químicas no deben impedir su funcionamiento.

Sin embargo, los semiconductores industriales son incapaces de competir en la carrera global de los nanómetros. Según la ZVEI, la Asociación Alemana de la Industria Electrodigital, se mantienen mayoritariamente en un rango entre 65 nm y 800 nm. Esto no sólo es más barato, sino que también aumenta la robustez y la consistencia a largo plazo. A modo de comparación: La próxima generación de procesadores de Apple para Macbooks e iPhones ha llegado a estructuras de 3 nm. Los principales productores mundiales de chips para la electrónica industrial ilustrarán el estado de la industria en electronica 2022: entre ellos, Bosch, Infineon, NXP, Renesas, STMicroelectronics, Texas Instruments, Toshiba Electronics y Vishay Intertechnology.

Electrónica de potencia de Europa

Según la ZVEI, la industria representa el 26% del consumo de semiconductores en Europa. Y la electrónica de potencia constituye una parte importante. A diferencia de los componentes "convencionales", pueden soportar corrientes y tensiones extremadamente altas al conmutar, controlar y convertir la energía eléctrica. Esto funciona mejor con el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) que con el silicio tradicional (Si). Esto se debe a que estos semiconductores de banda ancha están estableciendo nuevos estándares en términos de frecuencia de conmutación, eficiencia, intensidad de campo de ruptura, pérdida de calor y tamaño. Para las aplicaciones de alto voltaje en la automatización de fábricas, esto significa un impulso para la eficiencia energética y la rentabilidad. Con Bosch, Infineon, Onsemi, Renesas, Rohm, STMicroelectronics y Vishay, los principales productores de electrónica de potencia están representados en electronica 2022. Además, el Foro de Electrónica de Potencia, que tendrá lugar el miércoles 16 de noviembre de 10:00 a 13:30, también tratará la tendencia de los "Semiconductores de banda ancha".

Órganos sensoriales para la industria

La producción automatizada con procesos flexibles necesita una cosa por encima de todo: datos. La empresa de análisis IDC prevé que el volumen de datos generados en todo el mundo aumente hasta 163 zettabytes (ZB) en 2025. Se espera que las empresas representen el 60% de estos datos. Esto se debe al IIoT (Industrial Internet of Things) y a sus innumerables sensores inalámbricos y cableados. Estos indican que hay grandes exigencias de precisión, rango de frecuencia de trabajo y robustez.

Los sensores del IIoT también suelen ser capaces de operar en tiempo real y, además de registrar las mediciones reales con funciones de IA integradas, preparan y procesan cada vez más las señales in situ (edge computing). Esto reduce el consumo de electricidad y las transferencias de datos a la nube. El sensor de inclinación MEMS IIS2ICLX de STMicroelectronics, por ejemplo, tiene un núcleo de aprendizaje automático programable. Las aplicaciones típicas son la automatización industrial y la supervisión de estructuras mediante la medición de vibraciones débiles y de baja frecuencia.

Sensores para gemelos digitales

Los sensores inteligentes también reducen el esfuerzo necesario para crear y utilizar gemelos digitales, ya que eliminan la transmisión de datos en bruto, que requiere muchos costes y recursos. Las imágenes digitales acompañan a las máquinas, sistemas y productos durante todo su ciclo de vida. Las aplicaciones típicas son la supervisión en tiempo real y el mantenimiento predictivo.

Por ejemplo, el gemelo digital para "Integrated Asset Performance Management" (IAPM) de Bosch, premiado en el Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2021, apoya proyectos de automatización complejos. La solución basada en la nube recopila los datos generados por las máquinas y ofrece de forma independiente notificaciones sobre sus requisitos de mantenimiento mediante IIoT. Esto reduce la necesidad de materia prima y energía para las empresas de producción, un resultado muy deseable especialmente hoy en día.

En electronica 2022, el Foro de IIoT y Ciberseguridad ilustrará cómo las aplicaciones industriales pueden hacerse aún más inteligentes gracias a conceptos como el IoT industrial (IIoT), la inteligencia artificial (IA) y el 5G.

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