La Guía Definitiva de IIoT: Estrategias, Casos de Uso y Consejos de Éxito

Un Recurso para Entender el Industrial IoT, Explorar Casos de Uso Valiosos y Prepararse para Desafíos Comunes

Con márgenes más ajustados, inflación creciente y más competencia que nunca, muchas empresas están experimentando una transformación digital para seguir siendo competitivas en el mercado actual.

El Industrial IoT es una tecnología crítica para empresas que buscan crear fábricas inteligentes y capturar más participación de mercado. De hecho, muchas empresas ya han adoptado soluciones de conectividad para reducir costos y lograr una operación más eficiente.

Pero, ¿qué es exactamente el "Industrial IoT"? ¿Y cómo facilita este concepto una transformación digital para mejorar modelos de negocio y crear mayor eficiencia operativa? ¿Es una bala de plata? ¿Cómo están utilizando realmente los fabricantes estas soluciones para obtener valor?

A continuación, profundizaremos en la tecnología detrás del Industrial IoT. También destacaremos casos de uso comunes, desafíos y beneficios para proporcionarle una visión general completa.

¿Qué es el Internet Industrial de las Cosas (IIoT)?

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) se refiere al uso del Internet de las Cosas (IoT) en entornos industriales. Incluye la recopilación de datos de equipos inteligentes conectados, sensores, actuadores y sistemas.

Una vez recopilados, estos datos se limpian, configuran y analizan en la nube. Luego entregan insights valiosos en tiempo real a gerentes, operadores y otros usuarios finales. En aplicaciones avanzadas y robótica, estos insights pueden desarrollar soluciones predictivas y descriptivas e incluso activar acciones autónomas o semi-autónomas de las máquinas. Esto hace que los equipos sean más rápidos, más eficientes y menos propensos a errores humanos. También mejora la seguridad del trabajador, mejora la calidad y reduce costos.

El Industrial IoT utiliza inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático (ML) y otras herramientas de software o computacionales para alinear dispositivos y plataformas. Esto crea un sistema ciberfísico con mucha más eficiencia y capacidad que los sistemas tradicionales de monitoreo de fabricación.

Las estadísticas muestran que se esperan más de 30.9 mil millones de dispositivos IoT para 2025, y la fabricación jugará un papel importante en el desarrollo de modelos de negocio que impulsen la rentabilidad. Todo esto es parte de una transformación creciente atribuida a la Cuarta Revolución Industrial, Industria 4.0.

 

La Importancia del IIoT

Atascados en procesos manuales y mantenimiento reactivo de máquinas, la fabricación es la industria perfecta para aprovechar las masas de datos que las máquinas producen pero que anteriormente no se aprovechaban. Los datos son poderosos y tener acceso a ellos, así como la capacidad de manipularlos a través de algoritmos basados en inteligencia de negocios, significa obtener insights. No se trata solo de números, sino de lo que esos números significan.

Con el Industrial IoT viene la capacidad de saber, en tiempo real y a través del tiempo y el lugar, qué está sucediendo en el piso de una fábrica, hasta la máquina individual y el ciclo de producción. Esta capacidad de participar en mantenimiento predictivo y procesos automatizados son solo el comienzo de lo que los datos y la interactividad pueden usarse.

A veces denominado "fabricación avanzada", el futuro del Industrial IoT incluye no solo sensores pasivos que transmitirán y analizarán datos, sino crear conexiones a máquinas que permitirán procesos activos: máquinas que pueden auto-corregirse cuando no operan dentro de parámetros definidos, por ejemplo.

Así que, aunque esto pueda parecer que la tecnología una vez más elimina la necesidad de participación humana, el IoT debería verse como permitir cambios en los procesos de fabricación que ponen al cliente primero. Tiempo de comercialización más rápido, producción bajo demanda y niveles de personalización más fáciles son solo tres formas en que la conectividad lograda por IoT puede marcar la diferencia.

Si acaso, la mejora en la comunicación y los procesos entre hombre y máquina resultará en humanos eliminando tareas repetitivas y manuales, permitiéndoles enfocar su atención en excepciones y mejoras que aumentarán el valor comercial de un fabricante.

¿Qué Impulsa a los Fabricantes a Moverse Hacia el Industrial IoT?

El interés original en el Industrial IoT era todo sobre eficiencia. Los fabricantes podían ahorrar tiempo y esfuerzo implementando programas de mantenimiento predictivo, evitando tiempo de inactividad no planificado y aprovechando datos históricos para informar decisiones futuras de ciclos de producción. Todas estas cosas contribuyen a la capacidad de un fabricante para ser competitivo en mercados globales concurridos.

Pero más allá de la eficiencia, está la innovación. Los fabricantes están viendo los beneficios de acumular masas de datos para poder diseñar nuevos productos, más rápido y a menor costo. El impulsor final aquí es el cliente. Poder tomar una idea y crearla, satisfaciendo las necesidades específicas de un cliente, permite una personalización sin precedentes.

Además, el Industrial IoT crea no solo un entorno de fabricación "avanzada", sino también de fabricación "inteligente". La conexión y los datos que IoT puede producir no se limitan solo al piso de fábrica, sino que pueden extenderse mucho más allá para incluir toda la cadena de suministro, desde materias primas, gestión de inventario y pronóstico de demanda, hasta producción y envío. La capacidad de llegar a los datos brutos permite la optimización de todos los procesos de negocio, lo que conduce al crecimiento.

Desde cualquier dispositivo conectado a software basado en la nube, IIoT crea flexibilidad y velocidad en lo que anteriormente era un proceso lento y propenso a errores de descubrir qué significaban los datos.

 

La Tecnología Detrás de las Soluciones de Industrial IoT

El Internet Industrial de las Cosas opera sobre insights creados por recopilación de datos en tiempo real. Las empresas manufactureras generan cantidades increíbles de datos transaccionales y operativos cada segundo. Gran parte de estos datos se pierde o no está estructurada, lo que significa que los tomadores de decisiones derivan poco valor de ellos. Pero cuando se recopilan y despliegan en una plataforma de Industrial IoT, pueden convertirse en insights y soluciones para una gran cantidad de necesidades de negocio.

El proceso comienza con el equipo industrial: las máquinas que producen bienes para todos los mercados del mundo. La automatización de máquinas tradicional a menudo desplegaba software propietario capaz de capturar y analizar sus equipos. Con la llegada de internet, el internet industrial se volvió posible y la conectividad se volvió más fácil de desplegar.

Los dispositivos IIoT se volvieron más pequeños, más fáciles de instalar y agnósticos a OEM, lo que hizo posible vincular equipos de producción más nuevos con sensores integrados y equipos analógicos más antiguos modernizados con sensores. Esta tecnología innovadora significaba que una infinidad de aplicaciones industriales era obtenible, todas basadas en datos generados por la función normal del equipo.

Además de cables tradicionales y líneas T1, los dispositivos IIoT de hoy también incluyen sensores inteligentes que pueden conectarse vía celular o Wi-Fi.

La combinación de una plataforma de software y proliferación de dispositivos conectados significa que las empresas manufactureras tienen visibilidad total sobre el piso de fábrica y el proceso de fabricación. La capacidad de analizar los datos en tiempo real significa que las soluciones integradas pueden alterar SOP e impulsar la mejora continua.

Con una fábrica completamente conectada capturando datos en tiempo real, los fabricantes pueden enfocarse en áreas de mejora, acceder a insights accionables y desarrollar estrategias proactivas a través de analíticas prescriptivas y predictivas.

 

IoT vs. Industrial IoT

El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) no debe confundirse con el Internet de las Cosas (IoT).

IoT usa comunicación cableada o inalámbrica para conectar, controlar y entregar servicios a dispositivos dentro de un hogar o negocio. Se usa más comúnmente en dispositivos de consumo como autos, termostatos o electrodomésticos que pueden conectarse a internet para recopilar y transferir datos.

IIoT es la recopilación de sensores, comunicación de equipos, sistemas de automatización y plataformas de análisis usadas para controlar y optimizar operaciones dentro de un entorno industrial.

Con dispositivos IIoT, la conectividad es el servicio, y la adquisición de datos permite que el servicio adapte una experiencia personalizada al usuario. La conectividad es una herramienta digital que combina analíticas avanzadas, dispositivos edge especializados, sensores y comunicación para crear y controlar un ecosistema diseñado para optimizar, agilizar y mejorar la eficiencia dentro de un entorno de fabricación.

 

¿Cuáles son las Ventajas del IIoT?

Las soluciones de Industrial IoT permiten a los fabricantes comenzar a usar datos operativos de manera más efectiva al recopilar y estandarizar datos de producción en tiempo real. En teoría, esto crea un número ilimitado de casos de uso, desde simplemente monitorear tiempos de inactividad de equipos hasta predecir tendencias basadas en datos históricos. Aquí hay algunos de los beneficios de desplegar una solución IoT efectiva.

Procesos de Fabricación y Productividad Mejorados

La intervención humana con equipos es lenta y propensa a errores. Al analizar datos recopilados en tiempo real, los fabricantes pueden tomar decisiones basadas en datos.

La analítica avanzada puede identificar tendencias que no habrían sido detectables de otra manera y darles seguimiento con una solución prescrita que mejora los procesos de producción en general. También puede identificar diferencias entre el rendimiento de operadores, variaciones de turnos y otras áreas para ayudar a desarrollar una mejor utilización de mano de obra y capacidad. Estas mejoras elevan la productividad general y desbloquean capacidad oculta.

Mejor Gestión de Inventario

Con precios en alza y costos de mantenimiento de inventario más altos, el inventario es una parte aún más crítica de la cadena de suministro que hace solo unos años. Los sistemas de control industrial que utilizan IIoT extienden la adquisición de datos más allá del piso de producción. Estos sistemas extraen datos de toda la empresa usando dispositivos centrados en el transporte o vinculándose a software de inventario vía API.

Los productos terminados pueden rastrearse, y su impacto y disponibilidad se incluyen en el análisis avanzado en la plataforma. Desde allí, pueden enviarse a software financiero o sistemas ERP para dar control preciso sobre el inventario.

Calidad de Precisión

Los programas de calidad tradicionales se centran en auditoría, inspección y prevención. Dentro de industrias como el mecanizado CNC, donde piezas médicas, automotrices y aeroespaciales se diseñan con tolerancias exactas, ligeras variaciones podrían significar altas tasas de desecho en el taller o fallas de seguridad si la pieza pasa la inspección y llega al usuario final.

Medir cortes de precisión, pesos, temperatura y otros datos usando dispositivos IIoT permite a los operadores analizar datos y hacer ajustes antes de que las unidades de producción se desvíen de los parámetros especificados. Este análisis ahorra tiempo, material, mano de obra, costo y desgaste en equipos.

Los datos incluso pueden capturarse para frecuencia de husillo y motor. Esto ayuda a los fabricantes a desarrollar algoritmos de aprendizaje automático para detectar fallas que podrían llevar a pérdidas de calidad. Al usar dispositivos edge, edge computing o capacidad nativa de la plataforma IIoT, muchos ajustes de calidad pueden programarse para ser realizados por la máquina de forma autónoma o semi-autónoma.

Ahorro de Costos

Los sistemas IIoT pueden impulsar ahorros de costos en empresas manufactureras. Primero, la capacidad de detectar y corregir anomalías ahorra mano de obra, material perdido y tiempo de inactividad. En segundo lugar, analizar datos con analíticas avanzadas permite al industrial IoT identificar tendencias y patrones que los humanos pasan por alto. Esta capacidad analítica conduce a optimización de procesos y menores costos operativos.

Adicionalmente, los dispositivos conectados pueden proporcionar insights que permiten a las empresas desarrollar estrategias de mantenimiento predictivo para reducir tiempo de inactividad, reducir el costo de repuestos y prolongar la vida útil de los equipos.

Rastreo y Protección de Activos

El equipo de capital es uno de los costos más altos para las empresas manufactureras. Con tecnología IIoT, monitoreo en tiempo real, prescripciones de mantenimiento predictivo y otras herramientas, las empresas pueden desarrollar estrategias para mantener la salud de activos en una sola fábrica o en toda una empresa.

Plataformas avanzadas de datos de máquinas como MachineMetrics pueden analizar datos de equipos para detectar problemas de vida útil de herramientas, salud de máquinas y otras variables. También pueden prescribir acciones que mantengan las máquinas en buen estado de funcionamiento.

Diseño de Producto Mejorado

El diseño de producto tradicional estaba separado del proceso de fabricación y era iterativo de forma derrochadora. Además de aumentar los costos de I+D y desarrollo, los datos de producción en tiempo real no estaban disponibles para incluirse en el proceso de diseño.

Las tecnologías IIoT pueden vincular el proceso de diseño y desarrollo con datos en tiempo real generados bajo condiciones operativas reales. Estos datos pueden analizarse para crear gemelos digitales que modelen la vida útil del producto e identifiquen áreas problemáticas. Esto permite a los diseñadores corregir fallas en diseños actuales y desarrollar nuevos productos con mejor rendimiento.

Estos insights permiten a las empresas desarrollar estrategias proactivas y orientadas al negocio para reducir costos de desarrollo, mejorar ingresos y desarrollar nuevos productos o servicios.

 

¿Qué Industrias Usan IIoT?

Muchas industrias están usando dispositivos y tecnología IIoT. Algunas de las industrias más comunes que usan soluciones IIoT incluyen:

Servicios Eléctricos

Los servicios eléctricos tienen vastos recursos que se extienden mucho más allá del punto de producción. La capacidad de desplegar analíticas profundas que analizan el consumo de energía y predicen tendencias resulta en mejor producción y gestión de energía. Las herramientas digitales que permiten a estos productores visualizar toda su red en términos de rendimiento y salud han sido un cambio radical.

Industria de Petróleo y Gas

Los entornos industriales varían significativamente de una industria a otra. La industria del gas consiste en producción de gran huella a largas distancias. La capacidad de automatizar tareas que anteriormente se realizaban en persona es crítica para industrias donde la detección temprana de anomalías puede evitar desastres ambientales y garantizar mejor seguridad laboral.

Industria Automotriz

La industria automotriz ha adoptado rápidamente la tecnología de la cuarta revolución industrial. Esta industria de alto valor vincula sistemas IIoT con otras tecnologías emergentes como la robótica para crear entornos de fábrica inteligente.

La industria automotriz actual está profundamente invertida en software. IIoT le ha permitido crear un ecosistema de producción y monitoreo de fabricación vinculado directamente a ventas, marketing, cadena de suministro y financiamiento. Esto da a la industria una imagen completa de sus condiciones de fabricación mientras incorpora datos de conectividad a bordo cada vez mayor y los une para mayor valor.

Mecanizado CNC

Las empresas de máquinas CNC son fabricantes discretos. Debido a que producen artículos distintos, hay puntos de dolor relacionados con tiempo de configuración, ajustes, optimización de procesos, capacitación y utilización laboral, y más. Es aquí donde el análisis de big data y aplicaciones avanzadas de IIoT pueden hacer una diferencia significativa en la rentabilidad.

Al analizar datos de sensores integrados, dispositivos modernizados, datos de frecuencia y otras entradas, una empresa de máquinas CNC puede encontrar formas de maximizar la capacidad y reducir costos. Esto puede lograrse a través de procesos optimizados, nuevos diseños de planta, mantenimiento predictivo, vida útil de herramientas optimizada y más.

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Riesgos y Desafíos

Varios problemas están asociados con el Industrial IoT, incluyendo costo, experiencia y seguridad. A continuación, analizaremos en profundidad estos riesgos y desafíos.

Costo de Inversión

Con cualquier tecnología nueva, el costo de adopción e implementación está alto en la lista de consideraciones. Como todas las industrias, las empresas manufactureras tienden a entender la nueva tecnología en términos de TI tradicional. La infraestructura, capacitación y mantenimiento de sistemas cerrados on-premise eran considerables. El pensamiento de reemplazar u obsoletar estos sistemas es desalentador.

También hay una falta de comprensión en términos de cuál será el ROI a futuro. Si las promesas son correctas, los beneficios de IIoT anularán el costo. Y a medida que la proliferación de dispositivos y desarrollo de software continúan, los costos de inversión seguirán bajando. Ya hay dispositivos, software y proveedores de servicios basados en la nube asequibles para sistemas ad hoc.

Capacitación y Experiencia

Los operadores y el personal de TI interno a menudo se acercan al IIoT con hesitación, habiendo pasado por numerosos proyectos y capacitaciones de "la próxima gran cosa".

Los miembros del personal también sufren del mismo problema mencionado en la sección de costos, donde su conocimiento se basa en cómo se construyó la infraestructura de TI. Estos miembros del personal deberían ver que las herramientas digitales y analíticas avanzadas ayudan a todos a trabajar de manera más inteligente.

Los profesionales de TI apreciarán que plataformas como MachineMetrics mejoran la versatilidad de una estructura de TI existente. Nuestra plataforma puede comunicarse usando cableado y hardware existente mientras ofrece nueva conectividad como Wi-Fi y celular para aumentar el impacto de la red.

Seguridad

Quizás ningún tema preocupa más a los posibles adoptantes de IIoT como la seguridad. Los problemas de seguridad en IIoT pueden surgir debido a encriptación débil, interfaces móviles inseguras, interfaces web inseguras y servicios de red. Estas preocupaciones de seguridad son comprensibles, considerando que hasta el 50% de las operaciones de infraestructura crítica usan software desactualizado.

Hay tanto un lado positivo como una advertencia en el debate de seguridad de IIoT. El lado positivo es que la seguridad basada en la nube y los proveedores de servicios que ofrecen plataformas a través de tales servicios han aumentado rápidamente la seguridad en los últimos años, reduciendo significativamente las brechas.

El lado negativo es que la mayoría de las brechas ocurren debido a contraseñas débiles u otras acciones de la empresa en lugar del proveedor de la nube en sí. Esta realidad significa que, al final, aunque la seguridad siempre es esencial, la responsabilidad de garantizar que los datos y el acceso estén controlados depende de los protocolos adoptados por las empresas mismas, tal como se requería con los sistemas internos.

 

¿Cómo se Ve el Futuro del IIoT?

IIoT es una de las tendencias tecnológicas más emocionantes en el mundo hoy, pero muchas empresas aún están en las primeras etapas de adopción.

El futuro de IIoT verá más dispositivos conectados, seguridad más estricta y un costo de adopción en descenso. Se espera que IIoT crezca a una CAGR del 16.7% entre 2022 y 2027 para alcanzar $263.4 mil millones.

A medida que más fabricantes de dispositivos y soluciones de software entren al mercado, los costos de adopción caerán. Sin embargo, a medida que muchas empresas logren mejoras de productividad de dos dígitos, la percepción de costo y beneficio podría cambiar rápidamente a medida que las empresas busquen una ventaja competitiva.

Cómo Comenzar a Implementar Soluciones de Industrial IoT

Un ejemplo perfecto de Industrial IoT puesto en buen uso es el monitoreo de máquinas. Anteriormente un proceso altamente manual, IoT proporciona acceso a los datos producidos por máquinas en tiempo real y trascendiendo cualquier silo funcional dentro de una organización significa una toma de decisiones más rápida y enfocada, en todos los niveles.

"Aprovechando el poder de IoT, los datos se recopilan automáticamente de las máquinas y se usan para proporcionar visualizaciones y notificaciones en tiempo real, así como analíticas históricas para ayudar a los trabajadores de fábrica a tomar decisiones más rápidas e informadas." (Fuente)

La clave para una implementación exitosa de IoT en el sector manufacturero es entender y trabajar para resolver los desafíos inherentes:

1. Hacer que equipos antiguos y heredados hablen con nueva tecnología basada en internet: Dado que comprar nuevas máquinas no está en las cartas para muchos fabricantes, adoptar Industrial IoT significa modernizar unidades existentes. El monitoreo de máquinas puede funcionar eficazmente a través de sensores adaptativos y cámaras, que permiten monitoreo de unidades y recopilación de datos a un nivel sin precedentes.
2. Conectividad estable y seguridad: Para obtener los datos, una infraestructura de TI con tecnología inalámbrica apropiada que permita conectividad estable es vital. ¡No es cuestión de configurar un router WIFI inalámbrico! Esa conectividad también necesita ser segura, con autenticación y encriptación de datos. Esta necesidad lo lleva de vuelta a la estabilidad de las conexiones, cuando considera la adición de ancho de banda. Ponerse en el camino correcto para este tipo de infraestructura de TI es una inversión de tiempo y dinero, pero una vez en su lugar, la usabilidad de las conexiones inalámbricas en la nube en tiempo real será fenomenal: ¡se preguntará cómo trabajó sin ella!
3. Industrial IoT aún es joven: Lo que conduce a una falta de mejores prácticas, como se encontraría rutinariamente en todo lo tecnológico. Esto es particularmente importante en áreas de seguridad. Cómo un sistema puede ser violado y las mejores prácticas para gestionar tal ocurrencia necesitan estar bien planificadas para asegurar un mínimo de disrupción.

 

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