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¿Qué tan cerca estamos de hacer realidad la visión completa de la Industria 4.0?
Para entender dónde estamos con la Industria 4.0, hay que mirar hacia atrás y ver de dónde venimos: la Industria 3.0, donde las maquinarias de todo tipo adoptaron controles computarizados. Los controles digitales trajeron enormes ventajas en términos de control y precisión de máquinas individuales, pero no fueron desarrollados con la intención de comunicarse entre sí.
El resultado ha sido una proliferación de plataformas de control computarizado, incluyendo muchos tipos diferentes de pantallas de información y control, varios protocolos de transmisión de datos y una gama de esquemas de almacenamiento de datos propietarios.
Más recientemente, los fabricantes de equipos han desarrollado controles “inteligentes” que monitorean sus propias funciones, comunican datos de rendimiento, estado y alarmas, y así hacen posible el análisis de datos históricos y de tendencias en tiempo real. Hoy es posible recopilar y organizar datos de familias de controles, e incluso de una variedad de controles y fabricantes diferentes mediante integración personalizada.
Sin embargo, realizar la visión de la Industria 4.0 —intercambio y procesamiento fluido de enormes cantidades de datos mediante máquinas inteligentes que puedan autoadaptarse y optimizar procesos de forma autónoma— aún es algo del futuro.
Las 4 etapas de la evolución hacia la Industria 4.0
Para entender en qué punto estamos con la Industria 4.0, observemos su evolución en cuatro etapas principales:
Recopilación, resumen y análisis de datos comunes de equipos y procesos:
Recolectar, integrar y presentar datos operativos comunes —KPI’s, métricas, reportes, alertas, niveles críticos— a los responsables humanos en forma de “tableros” para mejorar la eficiencia de gestión.
Estandarización de datos en los controles de los equipos:
Desarrollar una plataforma común y protocolos para almacenar y comunicar datos operativos y de rendimiento desde diferentes tipos de controles de equipos de procesamiento.
Desarrollo de análisis predictivo basado en reglas:
El análisis intensivo de un volumen creciente de “big data” permite identificar patrones e interacciones fundamentales, formando la base para el software basado en reglas que impulsa el análisis predictivo.
Habilitación del aprendizaje automático/operaciones autónomas:
Software basado en reglas que permite a las máquinas identificar y responder automáticamente a patrones de comportamiento reconocidos en los equipos y procesos.
La visión de la Industria 4.0
Para que la Industria 4.0 despegue, debe darse el segundo paso de la evolución: la estandarización de datos. Esto significa que, en las industrias del plástico y del hule, los fabricantes deberán acordar la incorporación de elementos de datos y registros de datos estandarizados en los sistemas de control que operan el equipo primario y auxiliar, por tipo de equipo (es decir, controles en todos los secadores, TCUs, o extrusoras). Junto con estos elementos, también deberán estandarizar los protocolos de comunicación de datos.
A medida que se logra la estandarización y los datos comunes viajan en formatos comunes a través de distintos tipos de equipos y procesos, se vuelve posible recopilar y analizar fácilmente grandes cantidades de datos sobre el proceso y el rendimiento en muchos equipos distintos. En ese punto, la Industria 4.0 propone que se analicen esos datos para detectar patrones que nos permitan predecir eventos y resultados en equipos y procesos. Estos patrones de comportamiento se codifican luego como reglas para el “análisis predictivo”.
Es este análisis basado en reglas el que prepara el camino para el paso final de la Industria 4.0: nuevas generaciones de controles de equipos más inteligentes, que “aprenden” al aplicar reglas analíticas predictivas a datos operativos y de rendimiento en tiempo real, y luego reaccionan ante patrones reconocidos para ajustarse y optimizar automáticamente el comportamiento del proceso y sus resultados.
La realidad de la Industria 4.0
¿Dónde estamos hoy?
Actualmente, el trabajo en Industria 4.0 se enfoca en los primeros dos pasos del proceso. A través de plataformas como SmartServices de Conair, ya es posible recopilar, resumir y analizar datos de equipos auxiliares, tanto de Conair como de otras marcas.
Obviamente, para un fabricante de equipos como Conair no es difícil recopilar datos de sus propios controles propietarios, pero integrar datos de otros controles propietarios es más complejo y costoso.
Estandarización
Ya está en marcha el trabajo para estandarizar los datos de la Industria 4.0 usando OPC-UA (Open Platform Communications – Unified Architecture), un estándar de interoperabilidad propuesto para el intercambio seguro y confiable de datos en sistemas de automatización industrial. Un grupo de trabajo de OPC-UA para maquinaria de plásticos y hule ha completado las dos primeras partes de un protocolo para desarrollar interfaces estandarizadas globales para máquinas de plásticos y hule basadas en OPC-UA. Hasta la fecha, este grupo ha definido estándares para máquinas de moldeo por inyección (IMM), extrusoras y TCUs, con estándares para otros equipos auxiliares esperados más adelante.
Por supuesto, los nuevos protocolos OPC-UA, incluso una vez completados, son estándares propuestos, y los fabricantes de equipos tendrían que aceptarlos, integrarlos en los equipos y lograr su adopción generalizada por parte de los clientes —todo lo cual llevará tiempo. Antes de adoptar los nuevos equipos, los clientes deberán ver los beneficios de abandonar —o convivir con— los equipos actuales y heredados que usan la arquitectura MODBUS, predominante hasta hoy.
Servir al presente mientras se construye el futuro
Conair mira hacia el futuro construyendo capacidad OPC-UA en todo tipo de controles avanzados de equipos auxiliares, pero sin dejar de evolucionar con los sistemas y protocolos actuales. Servir tanto al presente como al futuro fue clave en el desarrollo de la plataforma SmartServices®. Conair decidió construir SmartServices como una aplicación en la nube para aceptar datos en múltiples formatos de una gama creciente de equipos auxiliares. En ausencia de estandarización de datos, integramos los datos por nuestra cuenta, pero usamos SmartServices como una plataforma común para monitoreo, análisis y control.
Cómo pueden involucrarse los procesadores desde ahora
Creemos que SmartServices es esencial ahora porque los procesadores —especialmente los pequeños y medianos— no tienen los recursos de capital e IT necesarios para construir e integrar desde cero sus propias soluciones de monitoreo de procesos y equipos, y no deberían tener que esperar a que la Industria 4.0 se haga realidad para contar con una herramienta lista para usarse.
Hoy, SmartServices ofrece monitoreo de equipos auxiliares con tendencias en tiempo real, controles de máquina, alertas de diagnóstico y soporte, indicadores clave de rendimiento programables y alarmas de umbral, así como una gama cada vez mayor de capacidades analíticas.
Elegimos alojar SmartServices en una plataforma en la nube segura —Amazon Web Services (AWS)— porque elimina costos y complicaciones para el procesador al:
- Ser muy fácil de implementar e instalar, usando hubs de máquina y cables Ethernet
- Funcionar en múltiples plataformas y dispositivos
- Ofrecer las mismas funciones y características a todos los usuarios
- Proporcionar y gestionar automáticamente actualizaciones de software en todo momento
Además, SmartServices aprovecha el conocimiento y las capacidades únicas de Conair:
Hemos proporcionado equipos auxiliares a prácticamente todos los tipos de procesadores de plásticos.
Podemos capturar e integrar “big data” de los clientes que participan voluntariamente en el programa SmartServices.
Contamos con el conocimiento y experiencia en procesos, operaciones y mantenimiento para clasificar inteligentemente los datos, identificar detalles y patrones importantes y usarlos para construir análisis predictivos inteligentes y, algún día, la lógica necesaria para que las máquinas aprendan y actúen de manera autónoma.
Dando vida a las capacidades de la Industria 4.0
La Industria 4.0 es una visión grande y ambiciosa, cuyos componentes solo pueden lograrse por etapas. Mientras nuestra industria espera la realización de la estandarización de datos y el potencial a largo plazo del análisis predictivo, el aprendizaje automático y el procesamiento autónomo, fabricantes como Conair ya están comenzando a hacer realidad las capacidades de la Industria 4.0 desde hoy.
