La industria 4.0 y los modelos productivos en Aritex

Rompiendo los silos de información entre OT e IT

En los modelos de producción de la industria 3.0, instaurados en los años 90 del siglo pasado, las Tecnologías de Operaciones (Operations Tech – OT) y las Tecnologías de la Información (Information Tech – IT) no actuaban de forma coordinada.

Pero en la industria 4.0 los modelos productivos se basan en flujos de datos compartidos y en la interconexión de sistemas. ¿Cómo? Mediante estándares que ‘traducen’ la información de todos los OT (sensores, actuadores, PLC’s y SCADA) a un lenguaje común, comprensible para las IT. Esto redunda en un mayor control de la producción, más eficiencia, mayor productividad y reducción de costes.

Y abre la puerta a soluciones ‘end to end’ que permiten controlar toda la fábrica con un solo software, como Thingworx.

Os lo explicamos con mayor detalle en este artículo.

¿Qué son los silos de información y cómo lastran la evolución de la industria?

Un silo es un recipiente de grandes dimensiones, generalmente hermético y estanco, que se utiliza para almacenar productos y aislarlos de las condiciones atmosféricas, con el fin de preservar sus cualidades. Para almacenar trigo, por ejemplo, los silos son un gran invento.

No obstante, el concepto ‘silo’ aplicado a la información tiene una connotación negativa: la información nos proporcionará grandes beneficios si fluye de la manera adecuada; por el contrario, si queda aislada la estaremos desperdiciando.

Información ‘de usar y tirar’ vs. sistema de gestión integrado

Y esto es lo que ha ocurrido durante décadas: cada elemento del proceso productivo de una planta X (un sensor, por ejemplo) proporcionaba información únicamente a su entorno más cercano. Se genera así información ‘de usar y tirar’, que no fluye, ni se analiza, ni conforma un historial recurrente para tomar decisiones efectivas.

Un ejemplo sencillo: el sensor de vibraciones detecta una anomalía y envía una señal al PLC de la misma máquina. Para poner en marcha las medidas que solventarán esa anomalía, un operario consultará el PLC y dará aviso a los responsables de mantenimiento.

En el PLC quedará un registro de esa anomalía, pero nada más que eso: no comprenderá qué la provocó, ni cuánto tiempo tardó en subsanarse, ni cómo, ni si provocó un fallo crítico. Por tanto, no tendremos información automatizada de base si vuelve a ocurrir lo mismo.

En cambio, en la industria 4.0, donde todo está interconectado, el sistema no solo tendrá capacidad de recopilar información relacionada con esa incidencia: aprenderá a detectarla antes de que se produzca, calculará el tiempo que tenemos antes de que se convierta en un fallo crítico y propondrá un plan de acción. E informará al instante de todo ello, no solo con una señal en el PLC, sino con una alerta enviada a los dispositivos de los responsables.

Estamos ante la monitorización, análisis y toma de decisiones en tiempo real, de una manera compartida y en todas las áreas de nuestra fábrica, gracias a los nuevos sistemas de gestión de la información en la industria: es el concepto ‘end to end’.

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Monitorización en tiempo real de todas las áreas de nuestra empresa

De soluciones ‘point to point’ a ‘end to end’

Al romper los silos de información conseguimos la interconexión de sistemas OT e IT, y pasamos de soluciones de gestión de la información ‘point to point’ a soluciones ‘end to end’.

Hace tres décadas, la única forma viable de conectar cualquier máquina a internet pasaba por las comunicaciones ‘point to point’ (PPP). Se caracterizaban por utilizar el protocolo TCP/IP y por requerir una conexión física, es decir, cables de conexión. En definitiva, existe una conexión PPP cuando dos sistemas están conectados físicamente por medio de una línea telefónica.

En su momento integrar las comunicaciones basadas en PPP en la industria supuso una revolución que hizo posible los PLC’s y el uso de software SCADA…  pero hoy se considera una tecnología obsoleta, insuficiente para afrontar los desafíos actuales con un mínimo de competitividad. Tanto como el ‘experto en vibraciones’ de hace 50 años, que tenía por tarea escuchar a las máquinas y palparlas con el fin de detectar algún ruido o vibración que delatara una anomalía.

‘End to End’: Del concepto al servicio

Las posibilidades de interconexión han propiciado una capacidad de transferencia y análisis de datos enorme, que abren una nueva era en la gestión empresarial basada en sistemas de gestión de la información ‘end to end’ (también por sus siglas E2E). Su objetivo es recopilar, almacenar, proteger y dar acceso a datos procedentes de todas las fuentes que actualmente ya los estén generando.

Las soluciones ‘end to end configuran un sistema de gestión de datos unificado que cubre todas las necesidades de comunicación, desde la recolección de datos del primer sensor hasta la analítica de Business Intelligence, y que facilita el uso de esa información a los diferentes perfiles autorizados. Y siempre en un entorno seguro.

Pero, ¿Cómo va a ser eso posible si cada sensor y cada software de la planta ‘hablan’ en un lenguaje diferente? Aquí hay dos claves: interconexión y estandarización.

La interconexión, clave en la industria 4.0

La interconexión, clave en la industria 4.0

Muchas empresas continúan trabajando como en los 90, cuando solo podías conectar equipos informáticos a maquinaria mediante cables. O como mucho, han automatizado algunas tareas con la aplicación de brazos robóticos. Pero eso no es industria 4.0, es tan solo un caso de uso.

La clave de la cuarta revolución industrial está en el flujo de información compartida, en el análisis de datos, en la interconexión de sistemas y en la democratización de la información (entendiendo este último concepto como la facilidad de acceso y comprensión de la misma).

Las tecnologías de la información toman las riendas para elevar la productividad, la eficiencia, la trazabilidad, la seguridad de la información… Eso sí es industria 4.0. Los sensores inteligentes y el hilo digital, como explicamos en artículos anteriores están muy ligados a este concepto.

OPC UA: La llave maestra para la estandarización de datos

Pero no es suficiente con que todo esté conectado. Los datos que comparte cada elemento deben ser comprensibles para el conjunto.

El paso definitivo para conseguir esta comprensión lo dieron gigantes industriales como Siemens, Rockwell y Omron al crear el estándar OPC y su evolución, el OPC UA: la Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta.

Este protocolo de comunicación diseñado específicamente para la automatización industrial simplifica la comunicación de máquina a máquina (M2M). Su función es facilitar el intercambio de información y datos en dispositivos dentro de máquinas, entre máquinas y desde máquinas a sistemas.

La OPC UA es la llave maestra que conecta la tecnología de la información y la tecnología operativa. Este protocolo convierte la IoT en IIoT. Y abre la puerta a las fábricas inteligentes.

Kepware y Thingworx, la herramienta para dirigir fábricas inteligentes

Con todo interconectado y entendiéndose entre sí, ya solo necesitamos disponer del software adecuado que recoja todos los datos y facilite a cada miembro del equipo la información que necesita para optimizar su trabajo.

Entran en juego la dupla Kepware y Thingworx, que juntas conforman la solución para convertir una industria 3.0 en una fábrica inteligente. Ambas soluciones informáticas han sido desarrolladas por PTC y Aritex los distribuye e integra en sus proyectos de transformación digital.

Kepware: El software que entiende las OT

 

La función de Kepware es recoger los datos de todas las fuentes OT (sensórica, actuadores, controladores, PLC, SCADA…) y ‘traducirlos’ al estándar OPC UA, de forma que se vuelven comprensibles.

Es uno de aquellos softwares digamos invisibles, pero fundamentales para el desarrollo de la industria 4.0.

Thingworx: El control de una fábrica inteligente, en la palma de tu mano

La función de Thingworx es conectar todo el software de gestión industrial y empresarial (desde el MES al ERP) y proporcionar información precisa a cada miembro del equipo. Es el middleware que lo conecta todo y que sirve la información en bandeja de plata.

Retomando el ejemplo anterior de la incidencia por vibración:

  • El sensor (en este caso inteligente) detecta la anomalía.
  • Kepware estandariza el dato y lo envía a Thingworx.
  • Thingworx automáticamente abre ticket para Mantenimiento y envía notificación al responsable de mantenimiento y sub-responsable de mantenimiento, que incluye:
    1. el histórico de incidencias relacionadas
    2. las soluciones aplicadas anteriormente
    3. la previsión de tiempo en que la máquina puede funcionar hasta que se produzca un fallo crítico
    4. el momento más oportuno en que se debería acometer el mantenimiento, teniendo en cuenta las necesidades de producción
    5. el equipo de mantenimiento que estará disponible en ese momento
    6. y un largo etcétera de informaciones configurables que permitirán tomar la mejor decisión y ejecutarla, en tiempo récord.

Business Intelligence para monitorizar tu fábrica inteligente

Y este es solo un ejemplo relacionado con el mantenimiento… la potencia de análisis de esta herramienta, basada en Machine Learning, Big Data y Business Intelligence permite monitorizar una fábrica inteligente en tiempo real y dirigirla en base a información de valor. Desde cualquier dispositivo conectado a Internet. Y desde la palma de tu mano.

Thingworx, la solución ‘end to end’ para gestionar fábricas inteligentes

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