El cerebro operativo:un nuevo paradigma para la gestión inteligente de datos en el IoT industrial

Christian Lutz de Crate.io

Industrial Internet of Thing (IIoT) promete permitir a las organizaciones implementar volúmenes cada vez mayores de datos de máquinas y sensores para optimizar innumerables procesos de producción, mejorar la seguridad y mejorar la experiencia del trabajador (ya sea que el empleado esté en la fábrica o en la oficina). ).

Empresas industriales, dice Christian Lutz, director ejecutivo de Crate.io , están descubriendo que los viejos paradigmas de procesamiento de datos no ayudan a sus equipos a mantenerse al día con la velocidad de los datos, no coinciden con los nuevos algoritmos analíticos y, quizás lo más crítico, no habilitan la necesidad competitiva de consultas de datos en tiempo real. .

Un enfoque para resolver este problema es combinar arquitecturas modernas de bases de datos distribuidas (código abierto) con aprendizaje automático / inteligencia artificial y redes IIoT. Juntas, estas tecnologías forman un paradigma de gestión de datos bastante nuevo, lo que yo llamaría el cerebro operativo, que va más allá de las nociones tradicionales de bases de datos y resuelve los crecientes problemas de datos que afectan a las empresas industriales y de fabricación.

Definición del cerebro operativo

Bases de datos relacionales tradicionales (como Microsoft, SQL Server y Oracle ) son técnicamente incapaces, por lo general, de procesar el enorme volumen de datos que deben manejarse para que las aplicaciones IIoT tengan éxito. Estas bases de datos realmente no fueron diseñadas para crear el tipo de columna vertebral necesaria para desarrollar fábricas inteligentes, ciudades inteligentes o vehículos sin conductor; casos de uso como estos exigen un procesamiento de datos más rápido e inteligente. Una estrategia integral de administración de bases de datos se mide en última instancia por el valor comercial agregado de su uso, no por la cantidad de memoria o la velocidad del disco duro.

A este tipo de gestión integral de datos IIoT lo llamo "el cerebro operativo". El cerebro es el órgano que puede recibir, estructurar y tomar decisiones basadas en estos datos. El sistema de gestión de datos del futuro funcionará invariablemente como nuestro sistema nervioso central, conectándose directamente a las impresiones sensoriales y utilizando inteligencia artificial para monitorear, predecir y controlar los sistemas en tiempo real.

Adquisición y enriquecimiento de datos

La moderna fábrica en red incorpora una amplia gama de máquinas de diferentes fabricantes. Por lo tanto, el desafío es capturar estructuras de datos diferentes, analizarlas en la nube y derivar acciones a partir de ellas. Los sistemas modernos de gestión de datos ya comienzan aquí. Esto simplifica la implementación y reduce las tasas de error, ya que la máquina y la base de datos no se comunican a través de una tercera instancia.

Sin contexto, los datos recopilados son inútiles para su posterior procesamiento. Un valor registrado es inicialmente solo un número:108. ¿Es eso una temperatura? Si es así, ¿es Celsius o Fahrenheit? ¿Es un recuento de productos? Si es así, ¿cuándo se reinició el contador y qué cuenta realmente? Los datos deben enriquecerse para que sean significativos. Este enriquecimiento requiere tres componentes:una base de datos, un tiempo de ejecución que ejecuta ciertas reglas y conocimiento sobre el significado de los datos.

El cerebro operativo combina todos estos pasos necesarios en un solo modelo. Evita que las organizaciones industriales escriban algoritmos para que los datos estén disponibles para su posterior procesamiento. En cambio, se pueden configurar reglas para interpretar el flujo de información procesada. El cerebro operativo es esencialmente la máquina responsable de ejecutar las reglas que automatizan los procesos, mejorando la efectividad general del equipo (OEE) en las fábricas. Utiliza la recopilación de datos en tiempo real de potencialmente decenas de miles de sensores en equipos implementados en cientos o miles de líneas de productos, en una o más fábricas conectadas y remotas.

El "control de misión" centralizado del cerebro operacional procesa y analiza los datos del sensor, luego proporciona alertas predictivas sobre el mantenimiento relevante que se requiere en la fábrica, como informar a un empleado que una máquina en particular debe limpiarse cada X horas, o alertar a un ingeniero sobre una tasa de error en el proceso de fabricación. En resumen, la información que proporciona es mucho más eficiente que cualquier cosa posible con inspecciones visuales.

El valor de la automatización basada en datos

La gestión inteligente de datos es mucho más que una base de datos. Describe un proceso completo, desde la adquisición rápida hasta la recuperación inteligente de datos. La automatización basada en datos se convertirá en la clave del éxito de los proyectos IIoT. Permitirá que instalaciones como fábricas inteligentes permitan el análisis de datos en tiempo real, mantengan un tiempo de actividad constante, garanticen un desarrollo rápido y una rentabilidad, y garanticen bajos costos operativos de TI para el alojamiento, la integración y la administración.

Tomemos, por ejemplo, ALPLA - fabricante de envases de plástico para marcas como Coca-Cola y Unilever . La empresa tiene un cerebro operativo en uso para optimizar su OEE. Se enriquecen los datos recopilados de decenas de miles de sensores en 900 tipos de sensores específicos de fábrica diferentes. Luego informa a la nube para el procesamiento automatizado, y también a una sala de control central, que a su vez monitorea el desempeño de la planta en fábricas conectadas (pero remotas). A partir de estos conocimientos, ALPLA puede identificar tendencias en una etapa anterior y los operadores de sus máquinas pueden ser guiados a los ajustes necesarios, incluidos los casos de uso de predicación.

Con sistemas de inspección visual en casi todas las líneas de producción de sus fábricas, es un desafío, si no imposible, tener personal en el piso de producción para reaccionar a los cambios. La estrategia del cerebro operativo permite la recopilación y el análisis de datos de sensores en tiempo real, lo que dirige a los empleados a puntos críticos (y da como resultado tasas de desperdicio más bajas y una mejor eficiencia).

La transición es emblemática del cambio más amplio del IIoT, a medida que madura:la recopilación de datos no es suficiente. El cerebro operativo, o como se prefiera llamarlo, se convertirá en un requisito previo de IIoT para mantenerse al día.

El autor es Christian Lutz, director ejecutivo de Crate.io , desarrolladores del DBMS SQL en tiempo real de código abierto CrateDB y la plataforma de datos de máquina Crate.io.