Convergencia de TI/TO:en IoT industrial, dos mundos chocan

Las empresas se han dado cuenta de los beneficios de la tecnología de la información durante muchos años. Y con la llegada de la tecnología Industrial Internet of Things (II0T), está en marcha una nueva revolución de digitalización de la producción. Pero a medida que estas dos tecnologías continúan madurando, la convergencia de TI/OT se está convirtiendo en una realidad y promete brindar un beneficio combinado más significativo para la adopción de IIoT que cualquiera de los dos por sí solo.

¿Cuál es la definición de tecnología de la información (TI)?

Los sistemas de TI existen desde hace muchas décadas. Consisten en la recopilación de software, sistemas, redes, mantenimiento y almacenamiento de datos en un sistema combinado que procesa y distribuye datos. Los gerentes y los responsables de la toma de decisiones utilizan estos datos en todos los niveles para tomar decisiones a nivel empresarial o de fábrica en entornos industriales.

Para el software, esto puede incluir sistemas MRP independientes, sistemas ERP, plataformas financieras o de calidad especializadas, y otros. Inicialmente, estas plataformas de software eran sistemas locales que necesitaban actualizaciones periódicas y eran costosas para quienes las usaban.

La tecnología de la información también requiere una red. Tradicionalmente, esto significaba servidores internos, cableado por cable o fibra óptica y las habilidades de mantenimiento para instalar y mantener el hardware de la red. Se requieren otros valiosos conjuntos de habilidades para conectar el software y el hardware del sistema.

Los sistemas de TI a menudo estaban plagados de la incapacidad de los dispositivos para comunicarse con otros programas de software, lo que dejaba los datos en silos y sujetos al sesgo de entrada y un retraso de tiempo desde la adquisición de datos hasta la distribución procesable. Las plataformas basadas en la nube han reemplazado gran parte de la necesidad de redes internas, pero es posible que muchos sistemas de hardware heredados aún no tengan interoperabilidad.

¿Cuál es la definición de tecnología operativa (OT)?

Si bien la tecnología operativa original utilizaba MES, SCADA y otras plataformas, como los sistemas de TI, estos sistemas de tecnología operativa no siempre estaban conectados en red. Los avances en las plataformas informáticas basadas en la nube y el análisis avanzado permiten que los sistemas OT se integren y migren a una plataforma centralizada de análisis, procesamiento e integración en menos tiempo.

Esta mejora fue posible gracias a los avances en el análisis informático, la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático (ML), la proliferación de dispositivos y otras tecnologías asociadas. Como parte del movimiento Industrial Internet of Things (IIoT), y más ampliamente como parte de las tecnologías Industry 4.0, OT es un conjunto de sistemas de control que monitorea eventos.

Los datos de OT permiten a las empresas monitorear procesos y dispositivos como sensores, medidores de temperatura, salida vibratoria y datos de alta frecuencia. Debido a que puede lograr este monitoreo en tiempo casi real, se pueden realizar ajustes industriales a nivel de empresa y de fábrica, lo que da como resultado procesos más optimizados.

La confianza de OT en los datos en tiempo real también permite que las máquinas detecten y realicen ajustes más rápido que los operadores humanos. Y los sistemas avanzados pueden recibir parámetros definidos por el usuario o información de motores de análisis habilitados para IA y ML para realizar ajustes autónomos o semiautónomos.

¿Existe una distinción entre TI y OT?

La distinción más sencilla entre TI y OT es que TI trata específicamente con información centrada en datos. Por el contrario, OT se centra en la conectividad de la máquina y el análisis centralizado de los datos adquiridos para tomar mejores decisiones en operaciones como los procesos de fabricación.

La TI puede consistir o no en plataformas de software interoperables, lo que significa que es posible que el software de calidad a nivel de fábrica no pueda comunicarse con un MRP o con el software de planificación de la demanda, etc.

Estos datos aislados significan que la comunicación entre los grupos funcionales no es transparente ni está optimizada. Las decisiones se toman solo dentro del contexto del software utilizado, que puede estar en desacuerdo o incluso contradictorio con otro departamento.

OT se enfoca en la máquina y se dedica a adquirir los datos correctos por dispositivo para ejecutar y controlar los procesos del taller. TI puede tener software en silos o brechas en la cobertura de la red y la entrada de datos en el sistema; OT requiere datos sin silos como absolutos.

Debido a que la conectividad de la máquina permite entradas masivas de datos, los análisis avanzados permiten que los sistemas OT optimicen los sistemas de fabricación y los procesos de planta, los procesos de calidad y los procesos comerciales de nivel superior, como finanzas, planificación de ventas y operaciones (S&OP) y planificación de la demanda. El ecosistema de datos de OT está impulsado por máquinas por datos en lugar de simplemente un sistema de procesamiento de datos orientado al retraso.

¿Por qué OT sigue siendo diferente de TI?

OT sigue siendo distinto de TI por varias razones.

Era de la tecnología

TI existe desde hace mucho más tiempo que OT y consiste en una colección de tecnologías más maduras. OT comenzó como un intento de llevar el poder del software al taller, pero se ha ayudado a desarrollar sistemas ágiles y flexibles basados ​​en la nube que combinan múltiples funcionalidades dentro de un único sistema en tiempo real usando datos adquiridos a nivel de máquina.

Costos hundidos

OT también es diferente de TI porque muchas empresas han invertido una cantidad considerable de dólares de CAPEX en una red interna compleja de cables, fibra, servidores y conjuntos de habilidades de mantenimiento. Las empresas con grandes inversiones dudan en dejar obsoletos sus sistemas a pesar de los costos de entrada más bajos y las cargas físicas y de mantenimiento reducidas que ofrecen los sistemas OT en la actualidad.

Tasa de adopción de nuevas tecnologías

Las empresas manufactureras tienen diversas culturas corporativas. Y, como resultado, la adopción de nuevas tecnologías puede retrasarse. Se estima que en 2020, solo el 25 % de las empresas utilizaron sistemas distribuidos basados ​​en la nube en toda su empresa. Otro 29% usó dichos sistemas a pequeña escala, con todos los demás detrás o en algún punto intermedio. La mayoría de las operaciones de fabricación gastan una inversión de capital considerable cada año en forma de equipos de producción costosos. Algunos adoptarán de inmediato, muchos adoptarán un enfoque incremental y otros buscarán un enfoque de "esperar y ver".

¿Cuál es el significado de la convergencia TI/TO?

Tanto TI como OT han tenido un tremendo impacto en la mejora de la eficiencia y la optimización de procesos a nivel de fábrica. Cada uno puede analizar datos operativos utilizando el software. Pero la convergencia de TI/TO significa crear sistemas ciberfísicos que se vinculen para aprovechar las mejores partes de cada uno y ofrecer un valor mayor que el que cada pieza podría producir individualmente.

Esta convergencia significa que los eventos y procesos físicos de los sistemas de fabricación se pueden controlar con el marco y la infraestructura ya establecidos a partir de instalaciones y software de TI heredados, análisis avanzados y otras tecnologías emergentes para digitalizar la fabricación.

A medida que los datos de la máquina se alimentan en flujos de datos masivos a un motor de análisis, el control de la máquina, la simulación, los conocimientos del proceso y otra información pueden aumentar la optimización del proceso y afectar significativamente la eficiencia, la calidad, el control de inventario y otra infraestructura crítica dentro de una empresa.

La convergencia de TI/TO también se ha acelerado en los últimos años a medida que las empresas se dan cuenta de que no se puede ignorar el valor de las nuevas tecnologías. Se estima que para 2022, hasta el 40 % de los proveedores de TI y OT unirán fuerzas para ofrecer soluciones combinadas que reduzcan el costo de implementación e integración en un 20 %.

¿Qué papel juega el IoT industrial en la unión de TI y OT?

Los sistemas de TI y OT se desarrollaron en diferentes caminos porque hicieron cosas diferentes. Mientras que la TI se basaba en datos que podían utilizarse a nivel de planta y se utilizaba con frecuencia, la OT se diseñó para utilizar el poder del software para mejorar los procesos a nivel de planta.

El papel más importante que la introducción de la tecnología IIoT aporta a la convergencia TI/OT es que IIoT actúa como un puente entre los dos. Lo hace reduciendo los retrasos de tiempo para que tanto los componentes de TI como los de OT tengan acceso a los datos a medida que se producen.

También une el ROI del equipo porque la tecnología IIoT es altamente flexible y se puede implementar en equipos heredados analógicos a través de la instalación de dispositivos y con equipos OEM con conectividad integrada. También puede utilizar tecnología celular para equipos de difícil acceso o en operaciones que utilizan un espacio limitado o ecléctico.

Este puente permite a la empresa obtener un ROI más alto en el equipo porque una nueva plataforma de análisis que utiliza IIoT no requiere la compra de un nuevo equipo para reunir todo el equipo físico bajo el mismo paraguas del sistema.

Finalmente, su papel como puente está en su flexibilidad de programación y procesamiento. Esto significa que las empresas pueden comprar plataformas completas donde la interoperabilidad del software es nativa o donde se puede combinar con API para separar la información y tener todas las áreas funcionales vinculadas a la misma plataforma de análisis.

Las soluciones de IoT industrial se están implementando a un ritmo cada vez mayor a medida que los fabricantes buscan fusionar los componentes físicos y digitales de su taller.

¿Cuáles son las ventajas de una estrategia de convergencia TI/TO?

Las plataformas tradicionales de TI y OT se basaban en "islas de datos". Para las operaciones críticas de la planta, como el tiempo de ciclo, estas islas de datos pueden ocultar ineficiencias, ya que los estándares de trabajo y los tiempos de ciclo deben medirse y registrarse manualmente, y cualquier ajuste debe hacerse manualmente.

Al aprovechar los datos en tiempo real e impulsar la toma de decisiones desde el piso de producción hasta los C-suites, se genera un mayor valor en toda la operación y las empresas pueden encontrar un camino hacia la innovación. La adquisición de datos en tiempo real se centra en el rendimiento real de la máquina en lugar del rendimiento esperado.

Las ventajas de la convergencia de TI/TO incluyen:

Visibilidad de producción en tiempo real

El sesgo y la suposición del operador se reemplazan por las condiciones reales de la máquina.

Mayor capacidad

Los tomadores de decisiones descubrirán el estado real de su operación y desarrollarán soluciones basadas en datos. Pueden obtener una mayor capacidad con el mismo equipo, lo que reduce el desembolso de CAPEX.

Perspectivas procesables

Debido a que los datos pueden impulsar de inmediato mejoras en los procesos, pueden ayudar a los gerentes a desarrollar soluciones como automatización mejorada, cambios en el diseño de la planta, necesidades de capacitación y utilización de la mano de obra.

Diseño mejorado

Los datos digitales aportan funcionalidad en tiempo real al diseño y desarrollo. Esta funcionalidad acorta los costosos proyectos iterativos y reduce el tiempo de comercialización de nuevos productos y servicios. Y permite el uso de CAD/CAM y software de gestión del ciclo de vida del proyecto (PLM).

Fabricabilidad mejorada

La verdadera integración de TI/TO mediante la tecnología IIoT desbloquea la capacidad de utilizar modelos 3D avanzados y simulaciones de rendimiento. La creación de "gemelos digitales" puede ayudar a los diseñadores a crear productos que se pueden optimizar para la producción.

Costos más bajos

Los ahorros de costos a través de una convergencia de TI y OT van desde el nivel holístico hasta el nivel del husillo en la máquina. Los sensores IIoT y la recopilación y el análisis de datos en tiempo real significan que los procesos se pueden optimizar a nivel de fábrica. Pero IIoT puede permitir el desarrollo de planes de mantenimiento predictivo que basan las reparaciones y los reemplazos en datos reales. La gestión del calor, el desgaste de la máquina herramienta y otros factores reemplazados en el punto óptimo son ejemplos de estos ahorros de costos.

¿Cuáles son los obstáculos que enfrentan las organizaciones cuando se trata de la convergencia de TI/TO?

Si bien la convergencia de TI/OT se está acelerando, algunos desafíos impactan en un movimiento aún más rápido hacia la digitalización completa de la fábrica. Estos desafíos incluyen:

Seguridad

Debido a que la convergencia de TI y OT utiliza tecnología IIoT, la seguridad de los datos es una preocupación para muchos.

Escalabilidad

Las empresas que buscan fusionar TI y OT también deben considerar cómo escalar. Debido al gran volumen de datos, muchos dispositivos y sensores pueden transmitir tanta información que crea un cuello de botella en el ancho de banda. La tecnología está avanzando para la computación perimetral, donde los problemas de latencia y ancho de banda se reducen al realizar gran parte del procesamiento, de modo que solo se requieren los datos más relevantes y parcialmente procesados ​​para la plataforma de análisis basada en la nube.

Problemas heredados

Muchos dispositivos son unidireccionales en términos de comunicación. Los sistemas de TI y OT generalmente requerirán una capacidad de comunicación bidireccional. El tipo de sistema de TI y OT en el lugar también es importante debido a los protocolos de comunicación, ya que muchos dispositivos OT tienen protocolos no estándar.

La convergencia de TI y OT ahora es posible gracias a los avances tecnológicos

Están surgiendo nuevos avances tecnológicos que pueden ayudar a mitigar muchos de los desafíos que enfrenta la convergencia de TI/TO. Estas tecnologías ofrecen avances como:

Aplicaciones sin código

Muchos dispositivos y sensores nuevos permiten el uso de programación en lenguaje natural. Esta programación significa que no se requiere experiencia en codificación para ponerlos en línea.

Gemelos digitales

Al construir réplicas digitales de objetos, los gemelos digitales ofrecen muchas ventajas. Pueden ser máquinas completas o sistemas de máquinas. También pueden ser piezas individuales o ensamblajes que se pueden simular bajo pruebas de tensión hasta el fallo. O pueden ser desarrollos de nuevos productos.

Un gemelo digital de una máquina CNC.

Realidad Aumentada

La realidad aumentada se puede utilizar para la inspección. Sin embargo, también es una forma de mejorar la capacitación o permitir que un técnico calificado en una ubicación remota ayude en las reparaciones realizadas por un operador no calificado.

Computación perimetral

Grandes flujos de datos crean cuellos de botella en la nube. Al utilizar la informática de punta, los datos se procesan parcialmente antes de ingresar a la nube. Este procesamiento significa que la plataforma de análisis se puede asignar mejor para el análisis y significa que la latencia se reduce en el extremo de la máquina.

Convergencia TI/OT mediante MachineMetrics

MachineMetrics comprende el poder de los datos de la máquina y su necesidad de fusionar su funcionalidad heredada de TI/TO en una plataforma de IoT de primera clase creada específicamente para los fabricantes. La plataforma MachineMetrics se conecta a cualquier marca y modelo de equipo, y la instalación es rápida.

El monitoreo de producción, el monitoreo de condiciones y otras soluciones robustas le permiten identificar cuellos de botella en la producción y actuar rápidamente. Con el análisis de datos en tiempo real, puede optimizar sus procesos con información procesable a medida que ocurren y aprovechar los datos en otros sistemas, como calidad, mantenimiento y cotización.

Contáctenos hoy para descubrir cómo MachineMetrics puede ayudarlo con sus proyectos de integración y convergencia de TI/OT para hacerlos totalmente interoperables.