Industria 4.0 en un universo multiprotocolo

Puede ser la parte más espinosa de implementar la fabricación inteligente y la Industria 4.0:¿Cómo llevar los sistemas existentes al mundo de la producción, recopilación y análisis de datos de máquinas?

Con la falta de estandarización en los protocolos de software para las tecnologías operativas y de la información, puede parecer imposible lograr que los equipos de fábrica heredados y nuevos funcionen juntos sin problemas, produciendo flujos de datos procesables y estandarizados.

“La realidad es que tendremos todos estos protocolos, tanto los nuevos y excelentes como los más antiguos y primitivos, durante mucho tiempo”, dijo Jonathan Wise, vicepresidente de tecnología de CESMII, el Instituto de Fabricación Inteligente.

El comentario de Wise se produjo mientras moderaba a un grupo de expertos durante el reciente Panel de Armonización e Interoperabilidad de Fabricación Inteligente, parte de la Cumbre de Fabricación Inteligente CESMII en línea celebrada para mostrar lo que significa democratizar la fabricación inteligente.

El panelista Russell Waddell, director gerente del Instituto MTConnect, había definido los términos anteriormente en la discusión:“El protocolo es cómo pasa datos de un lugar a otro, de un sistema a otro, mientras que el modelo [de información] es lo que realmente hay en esos datos, ” señaló, señalando que el estándar MTConnect ofrece un vocabulario semántico para equipos de fabricación para proporcionar datos estructurados y contextualizados sin forma patentada.

“¿Cómo guiaría a los fabricantes que probablemente estén buscando modernizar los sistemas brownfield [ya existentes] para que puedan aprovechar una fabricación inteligente o, en otros casos, pueden estar buscando comprar nuevas máquinas?” Wise preguntó a los expertos. “¿Qué deberían estar buscando en los greenfields y asegurarse de que están bien posicionados para avanzar hacia la Industria 4.0? Y luego, ¿cómo nosotros, las personas que intentan crear valor de información a partir de estas fuentes de datos, gestionamos un universo multiprotocolo?”

El presidente y director ejecutivo de la Fundación OPC, Stefan Hoppe, dijo:"Para escenarios brownfield, definitivamente", hay un "enorme ecosistema, con puertas de enlace que se comunican con la capa superior OPC UA [un protocolo de comunicación de la máquina], incluido el transporte MQTT [un protocolo que transporta mensajes entre dispositivos] y así sucesivamente, y en el nivel inferior, usando lo que tenían antes”. Para escenarios nuevos y completamente nuevos, casi todos los proveedores de máquinas han integrado OPC UA en el diseño y el dispositivo. "Luego, tiene el modelado de información desde la fuente directamente fuera de la caja", dijo Hoppe.

Erich Barnstedt, arquitecto jefe, estándares y consorcios, Azure IoT en Microsoft, intervino:“Francamente, los equipos heredados estarán con nosotros para siempre. Necesitamos hacerlo fácil con las herramientas adecuadas para mapear ese equipo heredado a un modelo de información abierta basado en estándares. Realice ese proceso una vez y, a partir de ese momento, utilice el modelo de información estandarizado y encuentre un mecanismo automático para enviar también ese modelo de información a los sistemas analíticos en la nube o a los sistemas analíticos locales.

“No tiene que estar necesariamente basado en la nube, pero el software analítico es donde está el valor agregado y la Industria 4.0, en términos de obtener nuevos conocimientos que antes no podías. Entonces, hacer que la fase de mapeo de modelado de datos y conectividad sea lo menos dolorosa posible, eso es lo que le debemos a nuestros clientes”.

Ningún protocolo necesita ganar, agregó Barnstedt. Los fabricantes necesitan saber cómo obtener sus datos en un formato que puedan usar en el futuro, independientemente del proveedor, y luego crear las herramientas adecuadas para el trabajo para que sea una experiencia perfecta, dijo.

El punto clave de la interoperabilidad son los modelos de información, afirmó Wise.

“Si eres un fabricante con equipos más antiguos, eso no te bloquea. Podemos adaptar e implementar el tipo de bits necesarios para conectarse a los sistemas de información modernos. Pero en el camino, necesitaremos normalizar o estandarizar esos datos.

“Y si te encuentras creando tu propio modelo de información, si crees que tienes la mejor manera de describir una máquina en particular, detente. Los expertos han trabajado en ese problema en particular durante una década o más. Ahí es donde necesitamos algo en común. Ahí es donde necesitamos adoptar algunos enfoques comunes, un lenguaje común”.

Para ayudar a llegar a un lenguaje común, los modelos de información de OPC UA se publicarán en la Biblioteca en la nube de UA, que también incluirá modelos de información existentes de VDMA Verlag, una asociación de ingeniería con sede en Alemania, según el panelista Andreas Faath, director gerente de la European grupo.

Unirse a estas herramientas en la biblioteca en el futuro puede ser un lenguaje de producción global basado en OPC UA en el que está trabajando VDMA.

Las herramientas de software de código abierto para la interoperabilidad a las que hace referencia el panel (OPC UA, MQTT, la especificación complementaria de MTConnect) ya están publicadas en GitHub. “Todo lo que necesitas está ahí, y si necesitas ayuda para encontrar esos pasos, para eso está CESMII; no para elegir bando en una guerra de protocolos, sino para ayudarte a encontrar los pasos desde donde estás hasta donde quieres ir”, dijo Faat.