Conectividad por diseño

Así como el torrente sanguíneo nutre cada sistema individual del cuerpo humano, la información y los datos son el elemento vital de cada parte de su organización. El problema es que la mayoría de las organizaciones están mal conectadas. Como resultado, este elemento vital no puede viajar correctamente entre sistemas, dejando a cada sistema aislado, subutilizado y desnutrido.

Los silos de datos son un síntoma de un sistema mal conectado, lo que da como resultado una pérdida de tiempo y recursos y causa una mala toma de decisiones, oportunidades perdidas y duplicación de esfuerzos, ya que cada empleado intenta recrear conjuntos de datos existentes a partir de su propia caché, probablemente obsoleta. de información.

Los datos son el elemento vital de su organización. (Fuente:Bentley Systems)

La necesidad de información unificada y agregada

La forma de abordar el problema del silo de datos es mejorar la conectividad entre estos silos y sistemas de datos. Las tendencias y estándares de la industria, como la Industria 4.0 y los gemelos digitales, son la culminación de esta necesidad de información unificada y agregada para conectar y seleccionar fuentes de datos nuevas y heredadas, creando un ecosistema más holístico y mejor conectado.

La conectividad por diseño se extiende y aboga no solo por el avance de la conectividad, sino también por integrar la conectividad en el diseño real de soluciones y software. Los sistemas, por diseño, deben poder descubrir, heredar, evaluar y compartir inteligencia entre diferentes sistemas o componentes. Deberíamos poder monitorear, analizar y controlar a nivel de subunidades en tiempo real y visualizar datos a nivel de sistema y dentro de todo el ecosistema. Este es el pegamento que acelerará la digitalización.

Abrir siempre gana

Abierto significa que no está limitado a una solución de un solo proveedor. Puede importar y exportar datos libremente. Cuando escribe una aplicación con una tecnología abierta, puede ejecutarse en cualquier lugar. No es necesario que se ejecute en ninguna nube específica y no lo obliga a almacenar sus datos en una nube que está limitada por los términos de servicio. Siempre podrá acceder y exportar sus datos.

Hay muchas ventajas de las que las organizaciones pueden beneficiarse cuando pueden permitir el intercambio de datos entre dispositivos de múltiples proveedores sin restricciones cerradas o de propiedad. Cuando se utilizan estándares abiertos no propietarios, la interoperabilidad entre las fuentes de datos y los puntos finales está asegurada sin limitaciones. Las revisiones por pares se pueden realizar fácilmente independientemente de las plataformas de diseño utilizadas, de modo que los equipos de diseño puedan colaborar, innovar y acelerar el desarrollo a una fracción del costo al tiempo que garantizan datos sólidos y confiables.

La apertura depende de la estandarización

Para la mayoría de las organizaciones, su infraestructura de tecnología de la información es una mezcolanza de aplicaciones y servicios nuevos, heredados, locales y en la nube. Estos sistemas no se pueden reemplazar de la noche a la mañana y deben desempeñar un papel en un ecosistema de información conectado durante años o incluso décadas. El intercambio de información en tiempo real entre estos sistemas heterogéneos y, muy a menudo, distribuidos geográficamente es fundamental para respaldar escenarios comerciales complejos a través de procesos comerciales multifuncionales.

Los estándares de la industria fomentan la apertura y permiten la interoperabilidad entre productos de diferentes proveedores. Proporcionan una base para el entendimiento mutuo y facilitan la comunicación, lo que mejora la comunicación entre empresas y acelera el desarrollo. Los estándares de interoperabilidad con poder de permanencia incluyen:

• ISO 15926 es para la integración e interoperabilidad de datos en proyectos de capital. Aborda el intercambio, el intercambio y la transferencia de datos entre sistemas.
• ISO 18101 proporciona orientación sobre los requisitos de interoperabilidad entre sistemas de sistemas, sistemas individuales (incluidos hardware y software) y componentes. Este estándar surgió del estándar abierto MIMOSA CCOM.
• OPC-UA (Arquitectura unificada) es uno de los protocolos de comunicación más importantes para la Industria 4.0 y el Internet industrial de las cosas (IIoT). Estandariza el intercambio de datos entre máquinas, dispositivos y sistemas en el entorno industrial para la independencia y la interoperabilidad de la plataforma.
• RAMI 4.0 es un modelo estandarizado que define una arquitectura orientada a servicios (SOA) y un protocolo para comunicación de red, privacidad de datos y seguridad cibernética.

Los estándares industriales para la interoperabilidad abierta permiten a los proveedores trabajar juntos para abrir sus sistemas, de modo que los usuarios del software del proveedor obtengan una imagen completa de sus activos y datos.

Edge o Cloud, lo mejor de ambos mundos, siempre que estén conectados

Al presentar IIoT a su organización, probablemente considerará aprovechar los dispositivos periféricos para recopilar y procesar los datos de ese dispositivo directamente en el dispositivo, lo que acerca la capacidad de cómputo al punto de recopilación de datos (la ubicación del dispositivo IIoT). A esto se le llama computación de borde.

La función de la informática de borde es ingerir, almacenar, filtrar y enviar datos a los sistemas en la nube. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) es una arquitectura de sistema de control diseñada para el monitoreo y control remoto de aplicaciones industriales. La diferencia entre la computación en la nube y la periferia radica simplemente en el lugar donde se lleva a cabo el procesamiento. La nube funciona a través de un centro de datos centralizado, mientras que la informática de borde es una colección de puntos. El uso de la computación en la nube tiene muchos beneficios para centralizar y agregar información, que pueden culminar en un gemelo digital completo de una instalación. Pero existen razones igualmente válidas e importantes para usar la informática de punta, que van desde problemas de latencia y ancho de banda hasta preocupaciones de costo, confiabilidad y privacidad.

Dispositivos Edge en un entorno hiperconectado. (Fuente:Bentley Systems)

En última instancia, en un entorno hiperconectado y abierto, ya sea en un ecosistema IIoT centralizado o distribuido / de borde, es importante que los tomadores de decisiones obtengan una imagen completa, oportuna, precisa y confiable del desempeño del activo, lo que conduce a los tipos de beneficios que son imposibles en un ecosistema de datos aislados.

Además, si bien las fuentes de IIoT tienen un valor individual tremendo, deben conectarse y combinarse con información de fuentes de datos heredadas tradicionales, incluidos registros de activos, horarios de trabajo, planes de gestión de rendimiento, fallas y confiabilidad, así como actividades de mantenimiento para optimizar su valor para el tomadores de decisiones.

Resultados comerciales y toma de decisiones

Los resultados comerciales pueden cambiar al inyectar hiperconectividad. Por ejemplo, un equipo que supervisa una operación de perforación puede querer determinar cuándo activar el reemplazo del cabezal de perforación y minimizar la interrupción del trabajo. La cámara en la punta del cabezal de perforación y los sensores asociados miden la vibración, la temperatura, la velocidad angular y el movimiento, luego transmiten señales de series de tiempo que incluyen video, audio y otros datos. Estos datos deben analizarse lo más cerca posible del tiempo real con respecto a la identificación de objetos, la geolocalización de precisión y la vinculación del proceso.

Los análisis predictivos avanzados comparan la condición del cabezal de perforación con patrones pasados ​​y plataformas o geologías similares para determinar cuándo la velocidad de perforación y el rendimiento disminuirán por debajo de una velocidad tolerable e identificar fallas predecibles de componentes. Estas predicciones, combinadas con el cronograma de perforación, permitirán a los operadores decidir cuándo reemplazar el cabezal de perforación.

Idealmente, la cadena de suministro de repuestos puede activarse automáticamente en función de las predicciones o decisiones de reemplazo. Cuando se activan, las órdenes de compra son seguidas por el transporte y la logística para la entrega y la programación de la mano de obra para ejecutar el reemplazo antes de la rotura. Los datos sobre la cabeza de perforación y el tiempo de demora para cada proceso y operación se capturan para futuros estudios agregados o.

En este escenario, las señales que provienen del equipo deben sintetizarse en un conjunto de información agregado y unificado para obtener un valor óptimo. En este caso, las señales de series temporales, los datos del registro de activos, los datos de rendimiento y las métricas se evalúan mejor en conjunto.

La combinación clara de la computación en la nube y la computación perimetral con modelos de ingeniería, análisis de confiabilidad, cadena de suministro y datos de mantenimiento proporciona el mejor resultado, pero solo es posible en una arquitectura que conecta conjuntos de datos y datos. Los datos conectados proporcionan contexto en tiempo real, lo que le permite ver cómo el rendimiento de los activos está afectando las métricas comerciales clave.

Personas, procesos y conectividad de datos

Cuando decimos "conectividad por diseño", también nos referimos a la conectividad entre personas y entre personas y datos. Una estrategia empresarial de conectividad da como resultado una ganancia exponencial de la productividad.

La integración de procesos comerciales no se trata solo de software, y ciertamente no se trata solo de TI. La integración de procesos de negocio unifica la cultura de la organización con una estrategia de análisis de datos mejorada y hace posible que los datos sean procesables por personas o automatizados en tiempo real. La integración de procesos comerciales es una iniciativa comercial clave que está diseñada para aprovechar la conectividad.

Entorno de datos conectados iTwin de Bentley

Entorno de datos conectados iTwin de Bentley. (Fuente:Bentley Systems)

En el diagrama de ejemplo del entorno de datos conectado iTwin de Bentley, los procesos comerciales relacionados con la adquisición y agregación de datos están conectados y contribuyen colectivamente a la creación de un gemelo digital en tiempo real. En este caso, los modelos de ingeniería a partir de herramientas CAD como las de Bentley, AVEVA o Hexagon que implementan esquemas basados ​​en la norma ISO 15926 se adquieren a través de los llamados puentes. Los puentes A y B, también denominados conectores, comprenden estos esquemas y los transforman en esquemas BIS de iModel. A partir de ahí, los datos adquiridos se agregan para convertirse en un conjunto de datos de ingeniería unificado, que luego está disponible para visualización y análisis.

Al mismo tiempo, la información de las herramientas de administración de configuración y confiabilidad se recopila y se transforma en un modelo de datos compatible con CCOM de la industria. Al igual que con iModel, estos datos operativos se recopilan y unifican en el centro de datos de operaciones. Allí, se puede informar y combinar con datos de ingeniería y datos de geometría residentes en iModelHub, así como con datos de IIoT proporcionados a través del centro de Microsoft Azure IoT, para proporcionar al usuario un gemelo digital completo y en tiempo real.

Un gemelo digital es una representación digital de un activo, proceso o sistema físico, que nos permite comprender y modelar su desempeño. Los gemelos digitales se actualizan continuamente con datos de múltiples fuentes, lo que les permite reflejar el estado actual de los sistemas o activos del mundo real. Todo está conectado con todo y la capacidad de utilizar esta información para respaldar la toma de decisiones es donde se materializa el verdadero valor de un gemelo digital.

¿Por qué abrir, por qué estar conectado, por qué ahora?

Todo el mundo dice "abierto". Pero no hay grados de apertura, o lo dices en serio o no. La tecnología abierta está diseñada para tener capacidad de cambio de proveedor. Adoptar e incorporar de forma nativa patrones como los estándares de código abierto y de interoperabilidad abierta como ISO 15926 y, más recientemente, ISO 18181 hace que sea lo más fácil posible para los clientes y desarrolladores externos interactuar con aplicaciones y servicios en la nube.

El código abierto y los datos abiertos allanan el camino para crear un gemelo digital completo y de alta fidelidad que representa completamente una instalación en todos los aspectos, desde el diseño, la construcción, la puesta en marcha, el mantenimiento y las operaciones.

Abierto y conectado no es un objetivo en sí mismo. Es una estrategia corporativa integrada en la estructura de una organización que permite a los usuarios de la tecnología tener fácil acceso a sus datos.