Metrología, Normalización, Ensayos y Calidad en el contexto de la Cuarta Revolución Industrial

Joaquín Valdés Instituto de la Calidad Industrial INCALIN (UNSAM – INTI) Decano

Al comienzo de este siglo los usuarios de internet eran menos de 50 millones. Hoy más de 3.300 millones.

De INTERNET entre PERSONAS … … a INTERNET de las COSAS

Industry 4.0 Estamos ante una cuarta revolución industrial cuyo motor es Internet conectando todo (máquinas, productos inteligentes, procesos, personas) y se presenta también bajo el título de Industria 4.0.

Una nueva revolución industrial Redes globales que incorporan maquinaria y facilidades de producción en forma de Sistemas Cyber Físicos. Smart machines interconectadas en todo el mundo. Advanced manufacturing. Facilidades de producción capaces de intercambiar información autónomamente, disparar acciones y controlarse mutuamente. Procesos de ingeniería dinámicos. Fabricación flexible adaptada a demandas individuales. Nuevos modelos de negocios y de competición global.

La palabra Nanotecnología apareció a raíz del desarrollo del Microscopio de Efecto Túnel STM.

IBM Binnig and Rohrer Nobel Prize in Physics 1986

1990 Número 1 del journal NANOTECHNOLOGY 2000 Clinton anuncia una nueva revolución industrial y lanza la National Nanotechnology Initiative

Industry 4.0

ZVEI Cámara de la industria eléctrica y electrónica de Alemania

https://youtu.be/ccB6e18VwsQ

Industry 4.0 “Smart manufacturing” aglutina múltiples tecnologías, algunas ya consolidadas y otras en proceso de desarrollo a través de innovaciones disruptivas: Internet de las cosas y servicios, sistemas ciberfísicos, robótica colaborativa, big data, cloud computing, impresión 3D, visión artificial, nanotecnología, materiales avanzados. etc.

Robótica colaborativa

El robot guía al Ingeniero en lo que tiene que hacer. El ingeniero posiciona la pieza donde el robot le indica. Luego el robot la suelda. ¿Quién es el “jefe”?

Instituto Fraunhofer: robot que imita gestos y movimientos de una persona

Inteligencia Artificial

VIDEO Stephen Hawking

https://youtu.be/vbaoi5GnTyA

M M Medir

N N

PP

Q Q

Normalizar

Probar (ensayos)

Asegurar Calidad (Quality)

PTB and INDUSTRIE 4.0 El rápido crecimiento del vínculo entre producción innovativa y tecnología de la información abre un gran desafío para la metrología, incluyendo la metrología legal. El PTB desarrolla sensores, instrumentos y secuencias de medición hasta el llamado Instrumento de medición virtual. La sincronización de sistemas distribuidos en las infraestructuras de Industria 4.0 para producción flexible requieren información de “tiempos validados”.

PTB and INDUSTRIE 4.0 Las imágenes de una cámara metrológicamente validada pueden suministrar más rápidamente la información de medición sobre una amplia superficie. Fuentes emisoras de fotones de a uno permiten generar pares de fotones entrelazados (entangled) para aplicaciones completamente nuevas en el área de metrología cuántica (beyond the quantum limit).

The NPL Vision for Metrology in the 2020s La Innovación en toda la infraestructura de medición incluye a: • Institutos Nacionales de Metrología (NMIs) y Agencias gubernamentales de financiación • Proveedores de equipos • Organismos de Normalización • Proveedores de calibraciones y servicios • Universidades y académicos • Actores industriales y reguladores

The NPL Vision for Metrology in the 2020s METROLOGY and INTERNET OF THINGS

• Sensores basados en “quantum, bio and nanotechnologies” integrados en redes de medición. • Gran número de diferentes sensores interconectados e integrando datos de diferentes sistemas. • Smart – achieving calibrations fusionando datos en redes y conduciendo a una nueva interpretación de trazabilidad. • Metrología embebida en el corazón de los productos y sistemas

The NPL Vision for Metrology in the 2020s METROLOGY in the FUTURE FACTORY

• Tecnología de sensores en toda la fábrica (por ejemplo, indoor GPS y robótica metrológicamente asistida) permitirán una producción y montaje totalmente automatizada. • Las máquinas herramienta se calibrarán a sí mismas periódicamente y serán usadas como dispositivos metrológicos in-situ.

NIST – MEP Manufacturing Extension Partnership para ayudar a las PYMEs “5 aplicaciones tecnológicas que impactan en la innovación en manufactura”

Internet of things Cloud computing Advanced Materials 3D Printing Nanotechnology

NIST Special Publication 800-183 (July 2016) Building blocks for a Network of Things, including Internet of Things, involving

Networks of ‘Things’

Sensing Computing

Jeffrey Voas

Communication Actuation

This publication is available free of charge from:

Things in physical space: humans, vehicles, residencies, computers, switches, routers, smart devices, road networks, office buildings, etc. Things in virtual space: software, social media, files, data streams, virtual machines, virtual networks, etc.

http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.800-183

An aggregator is a software implementation based on mathematical function(s) that transforms groups of raw data into intermediate, aggregated data.

A sensor is an electronic utility that measures physical properties such as temperature, acceleration, weight, sound, location, presence, identity, etc.

eUtilities may include databases, mobile devices, software or hardware systems, clouds, computers, CPUs, etc.

NIST on a chip Program Requerimientos Mediciones y patrones trazables que: Sean desplegados en la fábrica y en el laboratorio del usuario, en dispositivos y sistemas. Sean fácilmente usados e integrados. Sean robustos, de pequeño peso y tamaño y de bajo consumo.

NIST on a chip Program Revolution in Measurement Services

NIST microcombs Laser frequency combs key tool for chip-scale precision metrology and for coupling chip-scale measurements to “outside world”

Vol. 1, No. 1 / July 2014 / Optica

Microresonator frequency comb optical clock SCOTT B. PAPP, 1,* KATJA BEHA, 1 PASCAL DEL’HAYE, 1 FRANKLYN QUINLAN, 1 HANSUEK LEE, 2 KERRY J. VAHALA, 2 AND SCOTT A. DIDDAMS1

NIST – CALTECH

Here we report a silicon-chip-based microresonator comb optical clock that converts an optical frequency reference to a microwave signal.

NTT's silicon single-electron device chip mounted on a sample holder for NPL's high-precision current measurement system. NTT (Nippon Telegraph and Telephone Corporation)

CHINA

¿Cómo serán asumidos estos cambios tecnológicos de indudable impacto social en el marco de una economía socialista de mercado?

Lu Bingheng – Academia China de Ingeniería Road to Quality of China's manufacturing industry

El siglo 20 fue el de la Productividad El siglo 21 será el de la Calidad Transformaciones De “hecho en China” a “creado en China” De la velocidad china a la calidad china De productos chinos a marcas chinas

Lu Bingheng - Chinese Academy of Engineering “Road to Quality of China's manufacturing industry” Quality transforms From conformity to manufactured products ... to applicability and satisfaction of service-oriented manufacturing From mass requirements ... to customization and individuation From traditional result control ... to control of full life circle and overall industry chain From hierarchical vertical layout ... to open-type and flat-type network intercommunication

Lu Bingheng - Chinese Academy of Engineering “Road to Quality of China's manufacturing industry”

Internet can extensively collect user equipments and provide user oriented personalized design platform for manufacturing enterprises. Big data can analyze mass requirements from all aspects of society and know design direction of products.

Internet and Big data technology can provide efficient and feasible tool for PDCA of TQM.

iEco 24 de julio 2016

Cuarta Revolución Industrial China acelera su economía con miles de robots industriales La potencia asiática, segunda economía del mundo, es el mayor comprador de robots industriales del globo y en dos años se llevará un tercio de los autómatas.

Zhi Shuping Minister AQSIQ (Administration of Quality, Surveillance, Inspection and Quarantine)

Zhi Shuping - Minister AQSIQ (Administration of Quality, Surveillance, Inspection and Quarantine)

Zhi Shuping Minister AQSIQ

The new wave of technological revolution is expediting major industrial reforms, forming new production methods, industrial forms, commercial models and growth points. Such change and Revolution brings new demand and challenge to the metrological community.

Zhi Shuping Minister AQSIQ

Metrology needs to provide more accurate, rapid and extensive services, needs to establish and improve the measurement techniques and methods on sense technology, remote testing and on-line measurements.

From the perspective of quality technical basis, needs to provide forward-looking measurement technical services covering all life circles, all industries, all traceability chains and all systems.

Zhi Shuping Minister AQSIQ Focusing on the innovative demand of the national strategy, we will speed up the research on highly accurate and stable quantum measurement standards an gradually establish and improve an advanced national measurement system… combining the implementation of Metrology Development Plan, Made in China 2025 and building China into a quality power...

Zhi Shuping Minister AQSIQ

Measurement should be placed in a more important and prominent position of economic social development ... Important tool of governance and important part of the national core competitiveness.... Also spread the culture of excellence in metrology from generation to generation.

M M Medir

N N

PP

Q Q

Normalizar

Probar (ensayos)

Asegurar Calidad (Quality)

???

DIN/DKE/VDE – Roadmap GERMAN STANDARDIZATION ROADMAP Industry 4.0 Version 2

The production metrology manufacturer Mahr presented its concept “SMAHRT Metrology” at the Control 2016: smart and innovative metrology as an answer to Industry 4.0.

2018 …

THE NEW SI

Proporcionará nuevas oportunidades para realizar las unidades más cerca de sus puntos de uso y acortar las cadenas de trazabilidad.

La redefinición del SI habrá de requerir nuevos métodos de diseminación de la exactitud de medición.

1990

2016

NANOTECHNOLOGY

INDUSTRY 4.0

NANOELECTRONICS

QUALITY 4.0

NANOCHEMISTRY

SENSORS 4.0

NANOMETROLOGY

METROLOGY 4.0

La Cuarta Revolución Industrial

La discusión se está dando en muchas Universidades sobre los perfiles profesionales requeridos para Industria 4.0 También alrededor de las tensiones que emergerán con consecuencias socialmente indeseables al implantar este modelo industrial.

La Cuarta Revolución Industrial

Davos - World Economic Forum

https://youtu.be/-OiaE6l8ysg

MUCHAS GRACIAS!!