{"id":18993,"date":"2025-01-15T14:23:31","date_gmt":"2025-01-15T13:23:31","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/?p=18993"},"modified":"2025-01-15T14:23:33","modified_gmt":"2025-01-15T13:23:33","slug":"blog-cued-avanzando-en-la-educacion-en-ingenieria-e-industria-4-0-desarrollo-de-laboratorios-remotos-y-plataforma-iot-para-la-adquisicion-de-habilidades-practicas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/blog-cued-avanzando-en-la-educacion-en-ingenieria-e-industria-4-0-desarrollo-de-laboratorios-remotos-y-plataforma-iot-para-la-adquisicion-de-habilidades-practicas\/","title":{"rendered":"Blog CUED. Avanzando en la Educaci\u00f3n en Ingenier\u00eda e Industria 4.0: Desarrollo de Laboratorios Remotos y Plataforma IoT para la Adquisici\u00f3n de Habilidades Pr\u00e1cticas"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"has-text-align-left\">Sergio Martin<sup>1<\/sup>&nbsp;y Antonio Robles-G\u00f3mez<sup>2&nbsp;<\/sup><\/p>\n\n\n\n<p><sup>1&nbsp;<\/sup>Universidad Nacional de Educaci\u00f3n a Distancia (UNED).&nbsp;CUED.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-left\"><sup>2&nbsp;<\/sup>Universidad Nacional de Educaci\u00f3n a Distancia (UNED).&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\" id=\"emilio-leton-86ae9d24-c9e7-4fa7-b308-f399252e62a0\">\u00abAvanzando en la Educaci\u00f3n en Ingenier\u00eda e Industria 4.0: Desarrollo de Laboratorios Remotos y Plataforma IoT para la Adquisici\u00f3n de Habilidades Pr\u00e1cticas\u00bb<\/h2>\n\n\n\n<p><strong>Palabras clave: <\/strong>Laboratorio Remoto, Industria 4.0. , Aprendizaje en L\u00ednea.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Introducci\u00f3n<\/strong><br>El paradigma de \u00abIndustria 4.0\u00bb ha presentado una gran cantidad de nuevas oportunidades y desaf\u00edos para las empresas. La transformaci\u00f3n digital de las cadenas de producci\u00f3n y log\u00edstica, as\u00ed como el desarrollo de productos, es esencial para mejorar la competitividad y la eficiencia. Este cambio ha sido posible gracias al desarrollo simult\u00e1neo de nuevas tecnolog\u00edas como Big Data, IoT, computaci\u00f3n en la nube e inteligencia artificial (Tao et al., 2018; Thoben et al., 2017; Wang et al., 2016). Otras innovaciones clave incluyen la integraci\u00f3n de software horizontal y vertical, ciberseguridad, gemelos digitales y rob\u00f3tica avanzada (Frank, 2019; Benotsmane, 2019).<br>La cuarta revoluci\u00f3n industrial tambi\u00e9n ha planteado un desaf\u00edo educativo significativo. Es necesario educar no solo a los 2.76 millones de estudiantes de ingenier\u00eda actuales en Europa, sino tambi\u00e9n mejorar las competencias de los empleados en un sector que abarca m\u00e1s de 2 millones de empresas y 33 millones de empleos en todo el continente. Mientras que los estudiantes pueden aprender a trav\u00e9s de m\u00e9todos educativos tradicionales, los empleados probablemente necesitar\u00e1n recursos en l\u00ednea para actualizar sus conocimientos y habilidades. Sin embargo, garantizar la adquisici\u00f3n de habilidades pr\u00e1cticas de alta calidad en l\u00ednea en ingenier\u00eda es un desaf\u00edo extremadamente complejo. Tradicionalmente, los simuladores han sido comunes en la educaci\u00f3n en ingenier\u00eda, pero m\u00e1s recientemente, los laboratorios virtuales y remotos han ofrecido flexibilidad en tiempo y espacio de aprendizaje (Ruiz, 2014).<\/p>\n\n\n\n<p>El proyecto IN4LABS tiene como objetivo acelerar la transici\u00f3n digital de la educaci\u00f3n en ingenier\u00eda y la industria hacia la Industria 4.0. Sus principales contribuciones son el desarrollo de una plataforma para facilitar la creaci\u00f3n de laboratorios remotos para Industria 4.0 y el establecimiento y evaluaci\u00f3n de laboratorios remotos para diversas tecnolog\u00edas de Industria 4.0. El c\u00f3digo fuente y los dise\u00f1os de hardware de la plataforma y estos laboratorios ser\u00e1n de acceso p\u00fablico.<br>A continuaci\u00f3n, se detallan nuestra propuesta general y algunos de los avances logrados en el proyecto IN4LABS.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Propuesta<\/strong><br>La adquisici\u00f3n de habilidades pr\u00e1cticas es crucial en la educaci\u00f3n en ingenier\u00eda, pero no siempre es factible lograrlo de manera presencial. Los laboratorios remotos (Martin et al., 2021), esencialmente hardware real accesible de forma remota a trav\u00e9s de una interfaz web, proporcionan flexibilidad en el proceso de aprendizaje para estudiantes que est\u00e1n a distancia o emplean una metodolog\u00eda h\u00edbrida de aprendizaje. Nuestro objetivo principal es acelerar la transici\u00f3n de la educaci\u00f3n digital hacia la Industria 4.0. Espec\u00edficamente, proponemos:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Desarrollar una plataforma IoT de c\u00f3digo abierto para apoyar y facilitar el desarrollo de laboratorios remotos.<\/li>\n\n\n\n<li>Implementar una serie de laboratorios remotos de Industria 4.0.<\/li>\n\n\n\n<li>Pilotar estos laboratorios remotos con la infraestructura desarrollada.<\/li>\n\n\n\n<li>Promover la cooperaci\u00f3n internacional con asociaciones t\u00e9cnicas, empresas e instituciones interesadas en la Industria 4.0.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>El conjunto definido de laboratorios incluye:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de IoT:<\/strong>&nbsp;Desarrollo de un laboratorio remoto con placas compatibles con Arduino que pueden interconectarse de forma inal\u00e1mbrica, permitiendo el desarrollo de pr\u00e1cticas remotas.<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Laboratorio de Sensores:<\/strong>&nbsp;Experimentaci\u00f3n con diversos sensores IoT, como sensores de gas, humo, temperatura, humedad y presi\u00f3n, programables de forma remota por los estudiantes.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" width=\"602\" height=\"298\" src=\"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-1.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-18995\" style=\"width:600px\" srcset=\"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-1.jpg 602w, https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-1-300x149.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 602px) 100vw, 602px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><em>Figura 1. Interfaz laboratorio remoto de IoT.<\/em><\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Ciberseguridad:<\/strong>&nbsp;Utilizaci\u00f3n de infraestructura IoT remota para desarrollar pr\u00e1cticas de ciberseguridad, incluida la comunicaci\u00f3n cifrada y defensa contra ataques como \u00abMan-in-the-Middle\u00bb, desbordamiento de b\u00fafer y denegaci\u00f3n de servicio.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Integraci\u00f3n de Sistemas:<\/strong>&nbsp;Uso de infraestructura IoT remota para la integraci\u00f3n de sistemas con NodeRED, una herramienta de programaci\u00f3n que conecta dispositivos de hardware, API y servicios en l\u00ednea.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Rob\u00f3tica:<\/strong>&nbsp;Programaci\u00f3n de sistemas rob\u00f3ticos interconectados de forma remota mediante infraestructura IoT con servos rob\u00f3ticos adicionales.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Big Data:<\/strong>&nbsp;Incorporaci\u00f3n de una plataforma de Big Data al sistema IoT para realizar an\u00e1lisis de datos, permitiendo a los estudiantes crear paneles de control con datos IoT.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Nube:<\/strong>&nbsp;Permite a los estudiantes practicar de forma remota conectando un sistema IoT a un proveedor de nube.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Laboratorio de Inteligencia Artificial:<\/strong>&nbsp;Facilitaci\u00f3n de pr\u00e1cticas de aprendizaje autom\u00e1tico mediante un servidor de alto rendimiento.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>La infraestructura IoT que soporta estos laboratorios est\u00e1 dise\u00f1ada para acceso remoto a trav\u00e9s de software personalizado.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-gallery has-nested-images columns-default is-cropped wp-block-gallery-1 is-layout-flex wp-block-gallery-is-layout-flex\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" width=\"664\" height=\"320\" data-id=\"18997\" src=\"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-22.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-18997\" srcset=\"https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-22.jpg 664w, https:\/\/blogs.uned.es\/cued\/wp-content\/uploads\/sites\/273\/2025\/01\/Imagen-22-300x145.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 664px) 100vw, 664px\" \/><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n<p><em>Figura 2. Interfaz de la plataforma de laboratorios con sistema de reservas.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Discusi\u00f3n y Conclusiones<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>El impacto de la cuarta revoluci\u00f3n industrial es inmenso, con la Industria 4.0 contribuyendo potencialmente a ganancias anuales de eficiencia en la manufactura entre el 6% y el 8%. Por lo tanto, los resultados del proyecto IN4LABS tendr\u00e1n un impacto econ\u00f3mico significativo: acelerar la transici\u00f3n digital hacia la Industria 4.0 y reducir sustancialmente los costos de desarrollo de laboratorios en l\u00ednea. Se estima que implementar nuestros laboratorios remotos de Industria 4.0 en otras instituciones podr\u00eda tomar tan solo dos horas por laboratorio para la configuraci\u00f3n completa de software y hardware, en lugar de varios meses, lo que se traduce directamente en ahorros de costos.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Agradecimientos<\/strong><br>Esta publicaci\u00f3n es parte del proyecto In4Labs con referencia TED2021-131535B-I00 financiado por MICIU\/AEI\/10.13039\/501100011033 y por la \u00abUni\u00f3n Europea NextGenerationEU\/PRTR\u00bb. Los autores tambi\u00e9n agradecen el apoyo proporcionado por la C\u00e1tedra UNESCO de Educaci\u00f3n a Distancia (CUED).<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Referencias bibliogr\u00e1ficas<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<p>Benotsmane R, Kov\u00e1cs G, Dud\u00e1s L. Economic, social impacts and operation of smart factories in Industry 4.0 focusing on simulation and artificial intelligence of collaborating robots. Social Sciences. 2019;8(5):143. https:\/\/doi.org\/10.3390\/socsci8050143<\/p>\n\n\n\n<p>Frank AG, Dalenogare LS, Ayala NF. Industry 4.0 technologies: Implementation patterns in manufacturing companies. International journal of production economics. 2019;210:15-26. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.ijpe.2019.01.004<\/p>\n\n\n\n<p>Martin S, Fernandez-Pacheco A, Ruip\u00e9rez-Valiente JA, Carro G, Castro M. Remote Experimentation Through Arduino-Based Remote Laboratories.&nbsp;IEEE Revista Iberoamericana de Tecnolog\u00edas del Aprendizaje. 2021;16(2):180-186. https:\/\/doi.org\/10.1109\/RITA.2021.30899166<\/p>\n\n\n\n<p>Ruiz ES, Martin AP, Orduna P, Martin S, Gil R, Larrocha ER, et&nbsp;al. Virtual and remote industrial laboratory: Integration in learning management systems. IEEE Industrial Electronics Magazine. 2014;8(4):45-58. https:\/\/doi.org\/10.1109\/MIE.2012.2235530<\/p>\n\n\n\n<p>Tao FC, J Q, Q, Zhang M. Digital twin-driven product design, manufacturing and service with big data. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018;94:3563-76. https:\/\/doi.org\/10.1007\/s00170-017-0233-1<\/p>\n\n\n\n<p>Thoben KD, Wiesner S, Wuest T. Industrie 4.0\u201d and smart manufacturing-a review of research issues and application examples. International journal of automation technology. 2017;11(1):4-16. https:\/\/doi.org\/10.20965\/ijat 2017.p0004<\/p>\n\n\n\n<p>Wang S, Wan J, Zhang D, Li D, Zhang C. Towards smart factory for industry 4.0: a self-organized multi-agent system with big data-based feedback and coordination. Computer networks. 2016;101:158-68. https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.comnet.2015.12.017<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Puedes seguir nuestro trabajo de las autoras\/es en:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/industriales\/sergio-martin-gutierrez.html\">https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/industriales\/sergio-martin-gutierrez.html<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/informatica\/antonio-robles-gomez.html\">https:\/\/www.uned.es\/universidad\/docentes\/informatica\/antonio-robles-gomez.html<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>#LaboratorioRemoto #Industria4.0. #Aprendizaje en l\u00ednea #CUED #MiembrosCUED #blogCUED #C\u00e1tedraUNESCOdeEducaci\u00f3naDistancia<\/p>\n\n\n\n<p><strong>C\u00f3mo referenciar esta entrada:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Mart\u00edn, S. y Robles-G\u00f3mez, A. (15 de enero de 2025<em>).<\/em> Avanzando en la Educaci\u00f3n en Ingenier\u00eda e Industria 4.0: Desarrollo de Laboratorios Remotos y Plataforma IoT para la Adquisici\u00f3n de Habilidades Pr\u00e1cticas. <em>Blog CUED<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-advgb-infobox advgb-infobox-wrapper has-text-align-center advgb-infobox-585e179d-4080-45f1-8792-6042a395579b\"><div class=\"advgb-infobox-wrap\"><div class=\"advgb-infobox-icon-container\"><div class=\"advgb-infobox-icon-inner-container\"><i class=\"material-icons-outlined\">beenhere<\/i><\/div><\/div><div class=\"advgb-infobox-textcontent\"><h3 class=\"advgb-infobox-title\">Sergio Mart\u00edn <\/h3><p class=\"advgb-infobox-text\">Sergio Mart\u00edn es profesor titular de la UNED en la Escuela T\u00e9cnica Superior de Ingenier\u00eda Industrial. Respecto a su formaci\u00f3n cuenta con el t\u00edtulo de Doctor por el Programa de Doctorado en Sistemas de Ingenier\u00eda El\u00e9ctrica, Electr\u00f3nica y de Control de la UNED desde 2010 y la licenciatura de Ingenier\u00eda Superior de Inform\u00e1tica, Especialidad Aplicaciones y Sistemas Distribuidos, por la Universidad Carlos III de Madrid desde 2006. <br><\/p><\/div><\/div><\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-advgb-infobox advgb-infobox-wrapper has-text-align-center advgb-infobox-8390510f-580e-460b-af9c-272fe0cd575f\"><div class=\"advgb-infobox-wrap\"><div class=\"advgb-infobox-icon-container\"><div class=\"advgb-infobox-icon-inner-container\"><i class=\"material-icons-outlined\">beenhere<\/i><\/div><\/div><div class=\"advgb-infobox-textcontent\"><h3 class=\"advgb-infobox-title\">Antonio Robles-G\u00f3mez <\/h3><p class=\"advgb-infobox-text\">Antonio Robles-G\u00f3mez es profesor titular de la UNED en la Escuela T\u00e9cnica Superior de Ingenier\u00eda Inform\u00e1tica. Respecto a su formaci\u00f3n cuenta con el t\u00edtulo de Doctor en Tecnolog\u00edas Inform\u00e1ticas Avanzadas por la UCLM (2008) y la licenciatura en Ingenier\u00eda Inform\u00e1tica por la UCLM (2008).<br><\/p><\/div><\/div><\/div>\n<div class=\"pvc_clear\"><\/div><p id=\"pvc_stats_18993\" class=\"pvc_stats total_only  \" data-element-id=\"18993\" style=\"\"><i class=\"pvc-stats-icon medium\" aria-hidden=\"true\"><svg xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" version=\"1.0\" viewBox=\"0 0 502 315\" preserveAspectRatio=\"xMidYMid meet\"><g transform=\"translate(0,332) scale(0.1,-0.1)\" fill=\"\" stroke=\"none\"><path d=\"M2394 3279 l-29 -30 -3 -207 c-2 -182 0 -211 15 -242 39 -76 157 -76 196 0 15 31 17 60 15 243 l-3 209 -33 29 c-26 23 -41 29 -80 29 -41 0 -53 -5 -78 -31z\"\/><path d=\"M3085 3251 c-45 -19 -58 -50 -96 -229 -47 -217 -49 -260 -13 -295 52 -53 146 -42 177 20 16 31 87 366 87 410 0 70 -86 122 -155 94z\"\/><path d=\"M1751 3234 c-13 -9 -29 -31 -37 -50 -12 -29 -10 -49 21 -204 19 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