Cómo evoluciona la inteligencia industrial

Han existido fábricas inteligentes desde el inicio histórico de la fabricación, pero la inteligencia, definida como la adquisición y aplicación de conocimientos de fabricación, residía únicamente en el personal de la fábrica.

Con la llegada del control numérico (NC) y luego de las tecnologías de control numérico por computadora (CNC), las máquinas de fábrica obtuvieron capacidades de E/S digital, pero aún no eran inteligentes. Las máquinas habilitadas digitalmente, aunque cada vez más productivas, no tenían conciencia de sí mismas, de su entorno o de las tareas que se estaban realizando o por realizar.

A pesar de estas limitaciones, la inteligencia de fábrica centralizada se ha logrado a escalas modestas a través de un conjunto determinista de bajo nivel de comandos y respuestas digitales. Un experimento de inteligencia de fábrica centralizada a gran escala fue el Protocolo de Automatización de Fabricación (MAP) de General Motor de 1982, que operaba sobre el protocolo de red de bus token (IEE 802.4). El experimento de inteligencia de fábrica habilitado por MAP finalizó en 2004 debido a que era difícil mantener la confiabilidad operativa.

Una de las razones más importantes fue la falta de resistencia del sistema, una desventaja de los estándares y protocolos de comunicación deterministas requeridos en la fábrica. Otra razón fue que las máquinas conectadas no podían continuar operando en ningún nivel cuando las instrucciones no llegaban desde un sistema central.

Se podría hacer una analogía con la infraestructura de mainframe a terminal que quedó obsoleta en la década de 1990 con el desarrollo de la PC y la computación distribuida. Varios cambios significativos han permitido el desarrollo de máquinas inteligentes para la fábrica inteligente. El primero es la extensión de la omnipresente infraestructura LAN Ethernet de TI al taller, lo que permite descargas 3D rápidas de definición basada en modelos (MBD) y cargas de datos de procesos y productos.

En segundo lugar, los gemelos digitales de hoy en día son inteligentes porque conocen no solo sus capacidades y estado operativo, sino también el trabajo que se puede realizar en cualquier MBD en particular. De esta manera, las máquinas inteligentes pueden ofertar por tareas, al igual que sus socios humanos. El gemelo digital de una máquina inteligente no necesita instrucciones deterministas de bajo nivel, sino que responde a un MBD enviado y, si se selecciona, realiza un trabajo real con su contraparte física.

Por último, se reconoce que tres tecnologías básicas estandarizadas (HTML, CSS y JavaScript) permiten la adopción generalizada de Internet y el surgimiento de sistemas globales inteligentes. Se prevé que tecnologías centrales estandarizadas similares permitirán la Internet industrial y la inteligencia de fábrica en la fabricación discreta. Los principales estándares de Internet industrial incluyen STEP (ISO 10360) para definiciones basadas en modelos, MTConnect para datos de procesos y Quality Information Framework (QIF) para datos de productos.

STEP incluye la mayoría, si no toda, la intención del diseño como un modelo semántico 3D en un formato no patentado derivado del modelo maestro nativo de un sistema CAD. MTConnect permite que los equipos de fabricación asistidos por computadora consuman y produzcan datos de procesos estructurados y contextualizados utilizando un formato no patentado.

QIF permite que los equipos de medición asistidos por computadora consuman y produzcan datos estructurados y contextualizados utilizando un formato no propietario similar. Los tres estándares y sus implementaciones iniciales están progresando en las métricas de preparación para la fabricación.