IIoT:del eslogan a la realidad

El Internet industrial de las cosas está permitiendo la fabricación avanzada

Hay muchos eslóganes de fabricación:Internet industrial de las cosas (IIoT), Industry 4.0 y Digital Factory. “A veces son muchas palabras de moda. A veces hay mucha realidad detrás de esto”, dijo Roger Hart, gerente de investigación y desarrollo de Siemens (Berlín y Múnich, Alemania). “La digitalización está cambiando muchas cosas. Realmente está impulsando nuevos modelos de negocios en muchos casos”, dijo Hart. "La gente está descubriendo que una vez que digitalizan más y más su fabricación, pueden monetizar más y más aspectos de los datos y la información que pueden recopilar".

IIoT se refiere a equipos industriales "conectados" capaces de generar, recopilar y transmitir datos desde máquinas. El mantenimiento puede realizarse a través de dispositivos como tabletas o teléfonos inteligentes. Se generan más datos y se comparten más ampliamente dentro de una operación de fabricación.

"No es solo, 'Oye, así es como debemos automatizar esto'", dijo Tim Wormus, vicepresidente regional de Siemens. El IIoT, dijo, permite a los fabricantes "conectarse a todos estos dispositivos diferentes y luego unirse para formar un todo cohesivo".

Grandes nombres en el IIoT

Grandes nombres de la industria manufacturera, como Siemens y General Electric Co. (Boston), se encuentran entre los que trabajan para convertir los eslóganes en realidad.

"El núcleo de los esfuerzos de GE en el área de la Internet industrial de las cosas gira en torno a la convergencia de nuestro trabajo en la creación de gemelos digitales o modelos digitales de nuestros sistemas industriales", dijo Peter Koudal, científico investigador sénior de tecnologías de la cadena de suministro de GE.

“Con los avances en la potencia informática de las últimas décadas, ahora tenemos la capacidad no solo de recopilar y analizar los datos más importantes”, continuó. “Podemos [también] crear gemelos digitales más potentes y construir sistemas de control en nuestras máquinas para aprovechar al máximo esos gemelos. Esto es lo que está haciendo posible el surgimiento del IIoT”.

Siemens ve gemelos digitales en tres áreas. “Gemelo digital del producto; el gemelo digital de la producción, que está permitiendo la planificación de sus procesos de producción; y el gemelo digital del rendimiento”, dijo Bill Boswell, vicepresidente de marketing del grupo de soluciones de aplicaciones en la nube de Siemens. “Si tiene un producto habilitado para IoT, debe diseñarlo en el producto. Tenemos las herramientas que permiten eso”.

Dicho de otra manera, un gemelo digital “es un modelo virtual de un proceso o sistema, y ​​sirve como puente entre el mundo físico y el digital”, dijo J.J. Chuang, gerente general, DMG Mori Software Technology Solutions USA, parte de DMG Mori USA (Hoffman Estates, IL). "El mundo virtual requiere la agregación de datos del mundo físico para el análisis de datos y la supervisión del sistema a través de un sistema basado en IIoT para resolver problemas incluso antes de que ocurran y evitar el tiempo de inactividad mediante simulaciones".

DMG Mori, en materiales promocionales, dijo que "ha estado adaptando sus máquinas para la digitalización desde 2013" con la aplicación CELOS y la interfaz de usuario. La compañía dijo que está ampliando su gama de servicios CELOS “con software inteligente y hardware conectivo”. DMG Mori dijo que se han instalado más de 10 000 máquinas CELOS.

Según los ejecutivos, el IIoT está permitiendo aún más automatización que antes.

"IIoT reúne un envío, control y TI [tecnología de la información] más robustos", dijo John Younes, cofundador y director de operaciones de Litmus Automation (Toronto, ON y San José, CA). "TI ahora tendrá una mayor supervisión de todos los dispositivos en la planta de producción en varias plantas".

Además, dijo Younes, "TI también tendrá que colaborar con OT [tecnología operativa] para proporcionar una estrategia de automatización más sólida".
Un área en la que los fabricantes esperan que IIoT entre en juego es la implementación de robots colaborativos como además de mejorar el rendimiento de los robots convencionales.

IIoT promueve los cobots

Los robots colaborativos, conocidos como cobots, son capaces de trabajar muy cerca de los humanos. Hasta ahora, los robots han realizado tareas separados de los operadores humanos y los empleados de producción.
El IIoT con "sensores avanzados y la red de dispositivos inteligentes... promueve los robots colaborativos en el taller y permite que humanos y robots trabajen juntos de forma segura y segura". eficientemente en un entorno no enjaulado”, dijo Chaung de DMG Mori. Con más cobots, "los trabajadores y los robots trabajarían juntos de manera eficiente en una celda sin jaula sin riesgo de daños y lesiones".

GE emite una nota similar.

“En esta etapa, estamos entrando en un período en el que verás a robots y humanos trabajando de manera más colaborativa”, dijo Koudal. “La clave para fortalecer esta colaboración es permitir que los robots se relacionen de manera más instintiva con los humanos, como lo harían dos humanos entre sí. La integración de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático serán claves para empujarnos por este camino”.

El fabricante de robots FANUC Corp. (Oshino, Japón y Hoffmann Estates, IL) ha estado desarrollando activamente modelos de cobots, como el CR-35iA, que tiene una carga útil de 35 kg (77 lb). El robot se detiene cuando sus sensores detectan contacto con un operador u objetos dentro de una celda de trabajo.

Según la empresa, IIoT será un impulso para los robots en general.

"IIoT permitirá un mayor uso de TODOS los robots, no solo de los robots colaborativos", escribieron Amanda Nixon, ingeniera de FANUC para robots colaborativos, y Greg Buell, ingeniero sénior de robots colaborativos, en respuesta a las preguntas de Manufacturing Engineering. "IIoT podría ayudar a detectar cambios en varias configuraciones de seguridad de cualquier sistema de robot y notificar a la planta si se producen cambios no planificados para garantizar que el sistema permanezca seguro tal como fue diseñado".

Además, escribieron:“A largo plazo, IIoT para robots tradicionales significa detectar ineficiencias y problemas antes para ahorrar tiempo y dinero, al mismo tiempo que se mejora la calidad. Esto será lo mismo para los sistemas de robots colaborativos que se implementan en plantas que utilizan IIoT”.

Necesidad de ciberseguridad

La Tercera Ley de Newton es que para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Con el IIoT, el equivalente es que por cada avance en la tecnología, mayor es la necesidad de ciberseguridad.
“La mayoría de los dispositivos industriales nunca tuvieron la intención de estar expuestos a través de un enlace de red abierto a Internet”, dijo Younes de Litmus Automation. “Como consecuencia, no cuentan con la seguridad adecuada para proteger los datos contra el robo o la piratería.

“Muchos sistemas tampoco pueden comunicarse con la nube ni admitir comunicaciones bidireccionales”, continuó. “Los datos deben protegerse utilizando protocolos y mecanismos de seguridad estandarizados de clase empresarial. Los OEM y los fabricantes deben autenticar los dispositivos y cifrar el transporte de datos de un extremo a otro”.

“Es fundamental que la seguridad se aborde en todos los niveles al crear una solución IIoT”, dijo Joe Gazzarato, director de FANUC Zero Down Time Cloud System y desarrollo de aplicaciones. "Es necesario que haya más asociaciones entre los proveedores de soluciones y las empresas de tecnología de la información".

En el caso de FANUC, se unió a Cisco para la ciberseguridad de Zero Down Time, su aplicación IIoT, también conocida como ZDT. “Los socios como Cisco pueden ayudar a los proveedores de soluciones con las mejores prácticas para las arquitecturas de red internas, las configuraciones de firewall, la protección de los datos de IIoT en transmisión y en reposo, etc.”, dijo Gazzarato.

Koudal de GE tiene una opinión similar.

“En pocas palabras, la seguridad cibernética debe ser aún más vigilante”, dijo. “Y no puede ser una estrategia unidimensional en la que solo construyes un mejor firewall. Por ejemplo, creemos que el uso de gemelos digitales y controles puede permitirle tener un sistema que no solo actúe como un escudo, sino que también actúe para combatir o neutralizar una amenaza cibernética determinada, al igual que nuestro sistema inmunológico humano". /P>

GE está desarrollando una tecnología de ciberseguridad llamada Digital Ghost, que Koudal dijo que “sería el primer sistema inmunológico industrial del mundo”.

En Siemens, "tenemos un grupo de más de 1000 personas que trabajan en ciberseguridad en las plantas", dijo Boswell. “Los datos son del cliente. Tienes que mantenerte al día con las personas que intentan burlarte”.

¿Lugar para el pequeño?

Una pregunta que queda es si IIoT puede extenderse más allá de sus grandes defensores de la fabricación, como GE y Siemens. Gran parte de la fabricación continúa realizándose en talleres de trabajo de tamaño mediano a pequeño, que producen piezas y ensamblajes.

Según GE, el IIoT es natural para los fabricantes más pequeños.

“En algunos casos, pueden ser las tiendas pequeñas y medianas las que desarrollen nuevas soluciones primero”, dijo Koudal de GE. “A medida que las tecnologías físicas y digitales han convergido y ha surgido el espacio IIoT, hemos visto una creciente democratización de la fabricación. Esto permite que más empresas y empresarios, grandes y pequeños, formen parte del ecosistema de fabricación”.
FANUC también tiene en cuenta a los clientes más pequeños para el IIoT.

"'Fácil de implementar' y 'fácil de asegurar' son dos características esenciales para que cualquier aplicación IIoT se reduzca con éxito para su uso en operaciones más pequeñas, especialmente en talleres", dijo Gazzarato. “Nos enfocamos en esta necesidad mientras nos preparábamos para presentar ZDT a nuestros clientes más pequeños a principios de este año. Nos asociamos con Cisco y aprovechamos su enrutador industrial IR809 con capacidad informática como plataforma para nuestro recopilador de datos ZDT seguro y fácil de implementar”.

Siemens también trabaja con usuarios más pequeños. La tecnología es tal que “facilita el inicio de una pequeña empresa, tal vez incluso sin que una persona venga al lugar”, dijo Boswell. “Tenemos una PC industrializada… es un dispositivo fácil de conectar a su red. Puede estar listo y funcionando en 15 minutos a un par de horas”.
Los defensores de IIoT dicen que la tecnología tiene impulso en la planta.

“Lo que obtiene son controles y sistemas de optimización con cerebros mucho más grandes para ver, pensar y actuar sobre la base de sus propios conocimientos, ya sea que se ejecuten para controlar y optimizar productos y subcomponentes específicos o sistemas completos de la cadena de suministro, sistemas de fabricación o sub- sistemas”, dijo Koudal de GE. "Debido a que los gemelos digitales pueden aprender y adaptarse continuamente, los controles y las tecnologías de optimización detrás de una estrategia de automatización se vuelven cada vez más valiosos con el tiempo".

Aún así, incluso los defensores reconocen que algunos fabricantes dudan.

“Hay mucha gente que no sabe cómo empezar con IoT”, dijo Boswell de Siemens. “Creo que desde pequeñas empresas hasta empresas muy grandes, esa es una afirmación verdadera”. ¿Su consejo? “Haz un proyecto pequeño para empezar. Entra y pruébalo. Si no lo está haciendo, puede ser que lo hagan sus competidores”.