Edge computing, inteligencia artificial y la nube

No cabe duda de que la idea de la digitalización despierta un gran interés, principalmente por su capacidad para ofrecer las ventajas de una mayor capacidad de visualización y análisis de datos, y para comprender mejor la raíz de problemas relacionados con tiempos de inactividad inesperados y cuellos de botella en la producción. Pero, ¿qué opciones existen y cuál es la mejor manera de utilizarlas?

Una de las ventajas de la digitalización es que, además de ofrecer una mayor conectividad de los dispositivos a nivel de planta, ofrece un gran potencial para enviar datos a otros sistemas y hacer posible la monitorización remota de las plantas, con un nivel de detalle mayor, y con distancias y durante periodos más largos de lo que había sido posible hasta ahora.

La trazabilidad de la producción, por ejemplo, se ha logrado tradicionalmente mediante el registro por lotes en papel, mientras que la trazabilidad a nivel de producto no se habría podido conseguir sin tecnologías digitales. El mantenimiento predictivo se podría lograr, pero solo a través de la monitorización periódica de dispositivos.

Por lo tanto, la digitalización trae consigo una gran variedad de nuevas y valiosas funciones que hacen uso de los datos que probablemente ya existían en la línea de producción, pero que estaban aislados en sistemas dispares.

Simplificándolo mucho, la digitalización consiste en integrar dispositivos para obtener información sobre ellos que ayude a corregir problemas. Sin embargo, su potencial va mucho más allá y toda la empresa se puede beneficiar de las ventajas de la digitalización. La visualización, por ejemplo, puede dar una visión más clara de los niveles de productividad y eficiencia de toda la planta de producción.

Obstáculos en el camino hacia la digitalización

El mayor obstáculo a la hora de adoptar la tecnología digital está en el hecho de que la tecnología operativa (TO) se ha diseñado tradicionalmente en torno a la necesidad de optimización de las máquinas, empleando arquitecturas y redes que proporcionan un rendimiento óptimo a las mismas. Sin embargo, debido a que el éxito de cualquier proyecto de digitalización depende de la fusión entre el mundo de la TI y de la TO, la tecnología operativa ha tenido que evolucionar para lograr integrarse con el resto del mundo y, hoy en día, las soluciones modernas de control de máquinas incorporan la funcionalidad de TI. El controlador Sysmac de Omron, por ejemplo, cuenta con conectividad directa con la base de datos SQL y se puede suministrar con OPC-UA, así como MQTT. Todo esto ofrece soluciones para conseguir un método simple y eficaz para enviar la información operativa desde la máquina al entorno de TI y viceversa.

Ahora existen también soluciones de middleware que se pueden usar para conectar dispositivos antiguos al mundo de la TI cuando sea necesario.

Soluciones de procesamiento de datos

Los servidores locales pueden ofrecer una buena solución de procesamiento de datos para las aplicaciones que necesitan un acceso rápido a los mismos. Cuando se trata de conectar el entorno de TO con el resto del mundo, la seguridad es a menudo motivo de preocupación. Sin embargo, si la intención es analizar y almacenar datos en un servidor de TI local, la seguridad ya debería estar garantizada por el firewall de la fábrica o la infraestructura de seguridad existente.

No obstante, debido a que cualquier punto de conexión puede ser una posible amenaza para la seguridad, siempre se deben tomar algunas medidas de seguridad: Omron ha abordado este problema mediante el uso de "certificados de confianza", una reconocida medida de seguridad de TI. La certificación de confianza es exclusiva del dispositivo de TO en el que se encuentra y el servidor de TI la puede identificar fácilmente.

La desventaja de los servidores locales es que no pueden almacenar cantidades infinitas de datos. En este sentido, si una aplicación requiere que se procesen grandes cantidades de datos, una solución mejor sería utilizar un servidor basado en la nube, aunque esto requeriría consideraciones de seguridad más estrictas. La nube puede proporcionar una solución de almacenamiento de datos escalable que no esté limitada en cuanto a capacidad y no requiera cambios de arquitectura en caso de que cambien las necesidades de almacenamiento.

La desventaja de los servidores basados en la nube es que no pueden proporcionar una conexión en tiempo real. A la hora de procesar los datos e intervenir, siempre habrá cierta latencia.

En cuanto a las plataformas de almacenamiento de datos, cada solución ofrece sus ventajas en función de la aplicación. Tareas como las de visualización de la producción se prestan al uso de servidores locales porque almacenan menos datos y, por lo tanto, se requiere menos procesamiento.

El mantenimiento predictivo requiere grandes cantidades de datos y potencia de procesamiento, por lo que se presta al uso de servidores en la nube para procesar datos y obtener resultados significativos.

La trazabilidad de producción probablemente funcione mejor en la nube, ya que requiere que se almacenen grandes cantidades de información. Del mismo modo, los proyectos de mejora de la calidad del producto también se adaptan mejor a la nube, ya que no se requiere acceso en tiempo real.

Avanzando hacia el nivel de máquina

En la actualidad, cada vez más operarios son conscientes de la ventaja de procesar datos a nivel de máquina, cerca del propio dispositivo, lo que hace posible obtener beneficios operativos en tiempo real. Volviendo al ejemplo del controlador Sysmac de Omron, un motor de inteligencia artificial (AI) integral permite analizar los datos en tiempo real, lo que se traduce en reacciones rápidas a la información en el punto de su creación y, por lo tanto, un análisis predictivo en tiempo real. Sin embargo, la limitación de la tecnología a nivel de máquina es que no puede gestionar grandes cantidades de datos.

El mejor enfoque de gestión de datos, que permite que los entornos de TO y TI aprovechen al máximo los datos creados, es a menudo una solución híbrida en la que los datos se procesen a nivel de máquina y luego se envíen para su almacenamiento y posterior análisis a servidores locales o en la nube para sacarles el máximo partido.

Es útil saber que puede trabajar con los mismos datos en más de un lugar. Por ejemplo, usarlos a nivel de máquina primero para las necesidades de procesamiento en tiempo real, y posteriormente enviar los mismos datos para su postprocesamiento. Esto es posible porque los datos tienen time-stamp, por lo que se pueden consultar y sincronizar en diferentes aplicaciones.

Además, para garantizar la seguridad de los datos, resultan útiles los controladores con capacidad de almacenamiento, de modo que, en caso de problemas de conexión o daños en los datos, siempre habrá una copia de seguridad. Algo especialmente importante en los sectores de producción de bienes de consumo, donde el cumplimiento normativo y la trazabilidad del producto son una prioridad máxima.

Para la mayoría de los fabricantes, la solución del servidor local será un primer paso perfecto en el camino hacia la digitalización, ya que generalmente es la función más fácil de lograr. De hecho, muchos fabricantes ya tendrán algún tipo de infraestructura de TI instalada en la planta de producción. Además, contar con datos a nivel local permite acceder fácilmente a ellos. También es posible lograr una solución de este tipo de forma más económica si ya dispone de un controlador que tenga la capacidad de enviar datos. A partir de ahí, se pueden analizar mediante una serie de soluciones de software de bajo coste.

Los datos están abriendo los ojos de muchos fabricantes a medida que empiezan a entender lo que pueden lograr y los problemas de procesamiento tradicionales que pueden resolver. En cuanto a las opciones de almacenamiento y procesamiento, hay una variedad de plataformas disponibles (servidores a nivel de máquina, locales o basados en la nube) para adaptarse a las necesidades de todas las aplicaciones. No obstante, hay que tener en cuenta que almacenar los datos por el simple hecho de almacenarlos es una práctica costosa. Es importante aprovechar los datos, y no dejar que estos se aprovechen del fabricante.

Para los ingenieros, es tranquilizador saber que la digitalización no requiere cambios importantes en el método de producción, ya que su propósito es únicamente recopilar y gestionar datos. Deben pensar en la digitalización como una herramienta más que puede proporcionarles un mejor conocimiento de los procesos para mejorar la eficiencia.

Por Jose Baena,
Regional Marketing Manager de Omron en Iberia

págs. 56 a 58.