Construyendo sistemas de fabricación flexibles para Industrie 4.0

Muchas discusiones sobre el Internet industrial de las cosas (IIoT) describen cómo todo tipo de sensores se conectarán a la nube, donde la bestia del análisis de big data consumirá una gran cantidad de datos para brindarle optimizaciones de eficiencia. Se prometen enormes ahorros de costes especialmente en los sectores de la energía y el transporte. La industria médica, por otro lado, ve una oportunidad para brindar una atención mejor y más segura, integrando dispositivos de monitoreo de pacientes y correlacionando los datos o simplemente reduciendo la cantidad de alarmas erróneas.

Estoy muy emocionado de cómo el IIoT transformará la forma en que se hacen las cosas. La fabricación aditiva y la impresión 3D ya están revolucionando la forma en que las máquinas producen artículos individuales. Una impresora 3D genérica, suministrada con los materiales básicos adecuados y guiada por un plano electrónico, puede producir cualquier tipo de componente. La NASA demostró recientemente cómo crear una nueva llave inglesa en el espacio, basándose en un plano enviado por correo electrónico a la estación espacial internacional. GE está construyendo piezas críticas para motores a reacción mediante impresión 3D. Esta tecnología ya está aquí.

La planta de fabricación sufrirá cambios drásticos. El peso pesado de la industria manufacturera, Alemania, aprovechó la oportunidad y lanzó el proyecto Industria 4.0 para liderar la cuarta revolución industrial. En los EE. UU., La iniciativa Smart Manufacturing Leadership Coalition está reuniendo a empresas de fabricación y grupos de investigación para definir el futuro de la fabricación.

Industrie-4.0 -los videos de Siemens y Bosch brindan excelentes ejemplos de cómo los cambios en la fabricación proporcionarán ahorros de costos, además de permitir que las empresas entreguen productos de mayor calidad:

• Los procesos de fabricación y los sistemas de la planta de producción más flexibles harán que sea menos costoso entregar productos definidos por el cliente ("Tamaño de lote 1"):zapatos LeBron James personalizados, ¿alguien?
• Mantenimiento predictivo ahorrará dinero a las empresas al extender la vida útil de la máquina y promete reducir el tiempo de inactividad general de la máquina.
• Fabricación se integrará mejor con el reabastecimiento de repuestos a través de sensores de ubicación y peso. Esto ahorra tiempo y dinero para localizar y reordenar piezas.
• RFID y otras tecnologías proporcionarán una "memoria de producto" para leer lo que se debe hacer en una pieza y registrar el progreso:por ejemplo, las herramientas de apriete inteligentes registran la ubicación y la cantidad de torsión aplicada al perno en el ala de un avión. Al hacer las herramientas más inteligentes, se cometerán menos errores en la planta de fabricación. En el caso de que se retire un producto del mercado, también será más fácil retirar productos seleccionados, en lugar de, por ejemplo, todos los automóviles de un modelo específico entre 2007 y 2013.

La construcción de un sistema de fabricación más flexible e integrado requiere cambios en las máquinas y la adición de nuevos sensores. También requiere cambios en los procesos y el software que proporciona el Bus de servicio de fabricación (MSB).

Un documento técnico reciente titulado "Aumento de la adaptabilidad de los sistemas de fabricación mediante el uso de la comunicación centrada en datos" sostiene que el paradigma de la comunicación centrada en los datos es clave para cumplir con los requisitos de los futuros sistemas de fabricación adaptables . Estamos de acuerdo en que un enfoque centrado en los datos es clave. Sin embargo, obviamente sesgados, no estamos de acuerdo con los autores sobre la solución.

RTI Connext, basado en el estándar OMG del Servicio de Distribución de Datos (DDS), cumple con los requisitos para alimentar sistemas de fabricación de próxima generación. Con RTI Connext, los sistemas son:

1. Desacoplado - Diseñado para la comunicación en tiempo real de sistemas distribuidos, RTI Connext desacopla sistemas y componentes en espacio, tiempo y flujo. Los sistemas no necesitan saber de antemano qué componente está produciendo los datos o qué componente los recibirá. Los datos históricos están disponibles para los que se incorporaron tarde. El envío y la recepción de datos se pueden desacoplar del flujo de control principal, evitando bloquear tareas más críticas.
2. Descubrimiento automático - DDS descubre fuentes y receptores de datos a través de un mecanismo de descubrimiento automático ligero. Un mecanismo de mantener vivo verifica que los sistemas aún estén activos y se comporten como se esperaba. Los componentes que no responden pueden ignorarse.
3. Resistente al fracaso - Debido a que toda la información fluye de igual a igual, RTI Connext evita cualquier punto único de falla. Además, RTI Connext es lo suficientemente inteligente como para manejar productores, consumidores e incluso redes redundantes.
4. Probado en sistemas heterogéneos - RTI Connext se implementa en muchos sistemas en muchas industrias, es compatible con una amplia variedad de sistemas operativos, incluidos los sistemas operativos integrados en tiempo real. También admite muchos transportes diferentes; con su interfaz de transporte conectable, se pueden agregar transportes nuevos o heredados.
5. Basado en estándares - Debido a que se basa en los estándares OMG del protocolo de interoperabilidad DDS y Real-Time Publish-Subscribe, RTI Connext permite que los sistemas interoperen de una manera basada en estándares.
6. Seguro - El DDS seguro y los transportes seguros de RTI Connext brindan seguridad total de todos los flujos de datos. Esto incluye autenticación, cifrado (confidencialidad), integridad y disponibilidad, junto con el no repudio de la información transaccional.
7. Flexible - RTI Connext admite múltiples paradigmas de comunicación:publicación-suscripción (p. Ej., Para alarmas y eventos), solicitud-respuesta (p. Ej., Consultas de estado), entrega como máximo una vez y exactamente una vez. La calidad del servicio se puede definir por tema:por ejemplo, los datos de alarma deben entregarse de manera confiable y con alta prioridad, mientras que una señal de sensor solo puede requerir la entrega de mejores esfuerzos con prioridad de fondo.
8. Rápido y escalable - El rendimiento en tiempo real está en nuestras venas:diseñamos para baja latencia, baja fluctuación, alto rendimiento y alta escalabilidad. Nuestros clientes requieren una latencia de micro o milisegundos, que escala desde unos pocos dispositivos a cientos y miles.

¿RTI Connext proporciona todas las piezas en la actualidad? Todavía no. La integración con protocolos y sistemas heredados será clave. Una opción para hacer un puente a la base instalada existente es a través del Servicio de enrutamiento RTI Connext, que proporciona un mecanismo para construir adaptadores y transformaciones entre varios protocolos existentes.

Los cambios que se están produciendo en la planta de fabricación son emocionantes y también exigentes. Un protocolo de comunicación en tiempo real probado para sistemas distribuidos, como RTI Connext, será clave. Vea por qué utilizar RTI Connext para su sistema de fabricación de próxima generación.

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