Industry 4.0, es un estándar tecnológico que integra los mundos físico y virtual, y que en consecuencia busca brindar una efectividad operacional mucho mayor que la que actualmente se tiene en los procesos industriales. Se trata de una plataforma con la capacidad de:
· Generar nuevas formas de producir productos y servicios
· Crear nuevos productos y servicios con elevados niveles de innovación y valor para el cliente, dada la mayor capacidad de personalización que las empresas pueden tener.
· Crear nuevos modelos de negocio basados en la adquisición y tratamiento de datos.
Bajo esa perspectiva, no cabe duda que su impacto económico llegará a ser muy grande. De hecho, tiene el potencial de cambiar el mundo de la manufactura y los negocios tal y como los conocemos en la actualidad.
Hoy en día, la fuente de ventajas competitivas en los procesos productivos ha dejado de estar en las máquinas y la infraestructura física. En esta economía digital que hemos comenzado a experimentar desde hace ya algunos años, la fuente real de ventajas competitivas está en los datos, que se utilizan con el fin de crear, entre otras cosas, la integración vertical de todos los procesos del negocio (tecnológico, logístico, administrativo, productivo, financiero, de control de calidad, etc.).
La disponibilidad de datos permite que todas esas divisiones de la empresa puedan operar como un todo en aras de objetivos comunes.
Para que esto sea realidad, se necesita adoptar una filosofía de activos inteligentes en planta que tengan la capacidad de producir datos con diversos fines (de confiabilidad, de producción, de eficiencia de procesos, de logística, etc.). De allí que cuando se hable de Industry 4.0 se hable del concepto de planta inteligente, es decir aquella en la que se cuenta con redes globales que incorporan máquinas, sistemas logísticos y facilidades de producción.
El punto diferencial aquí es que dichas máquinas y procesos inteligentes son capaces de intercambiar información de manera autónoma entre sí, independientemente del lugar del mundo en el que se encuentren. Bajo la filosofía de Industry 4.0, los sistemas se pueden llegar a intercomunicar, controlar y sincronizar sin necesidad de intervención humana.
Para ello es importante entender la noción de los sistemas ciber físicos, a través de los cuales se integran los procesos físicos y virtuales de equipos y sistemas. En un CPS (sistema ciber físico):
· Un equipo o sistema físico en planta se encuentra controlado a través de programas y algoritmos fuertemente vinculados con internet.
· Cada elemento en un sistema ciber físico opera en diferentes escalas de tiempo y espacio
· Dichos sistemas interactúan sobre la base de factores que pueden cambiar en y con el entorno.
Como ejemplos podría mencionarse:
· Los procesos productivos que están monitoreando su inventario de materias primas para poder estimar cantidades de producción y coordinar labores de abastecimiento.
· Las redes inteligentes de suministro de energía que modifican su desempeño en función del comportamiento de la demanda.
· Los sistemas de pilotos automáticos.
Figura 1. Sistema ciberfísico
En un proceso industrial, la implementación de sistemas basados en Industry 4.0 implica que la mayor parte de sus sistemas de control y equipos de campo tengan habilidades de intercomunicación digital basada en sistemas ciber físicos.
La red a través de la cual se comunicarían estos sistemas se conoce como internet de las cosas, y al final de cuentas, los sistemas de control necesitan tener compatibilidad con este concepto.
Todo suena muy bien, ¿estoy listo para su implementación?
Para que se tenga la capacidad de trabajar sobre arquitecturas compatibles con Internet de las cosas, y por lo tanto tener la capacidad de comunicación entre sistemas ciber físicos, nos podemos dirigir en particular al caso de los PLC, teniendo en cuenta los siguientes requerimientos:
· Que tenga funciones de ciberseguridad de acuerdo con la normativa relevante y vigente (ISA secure – IEC62443, por ejemplo). Ya que se trata de comunicaciones que potencialmente se pueden hacer sobre la nube, es indispensable brindar a los sistemas de planta la seguridad necesaria frente a la posibilidad de ciberataques.
Que tenga la capacidad de intercomunicar
sistemas ciber físicos, lo cual en la práctica se traduce en la compatibilidad
con estándares como OPC UA, diseñado, entre otras cosas, para el intercambio de
datos entre equipos de campo y aplicaciones en la nube, de acuerdo con el
estándar IEC62541.
¿Cómo podemos apoyarlo en la implementación de este tipo de sistemas?
De nuestra parte, los controladores CONTROLEDGE PLC, en conjunto con el sistema EXPERION de Honeywell, le brindan la posibilidad de construir plataformas de automatización, no solo compatibles con IIoT (internet industrial de las cosas), sino que también ofrecen características inherentes a una operación y mantenimiento ágiles y eficientes en costo.
Dentro de los principales atributos de esta solución se puede mencionar:
· PLC con funciones de ciberseguridad incorporadas, es decir atributos nativos de los equipos.
· PLC con compatibilidad nativa con OPC UA, listo para intercomunicar sistemas ciber físicos.
· Integración transparente entre el PLC controledge y el sistema Experion, lo cual brinda mayor agilidad en la configuración, programación y mantenimiento.
· I/O universales, lo cual supone mayor capacidad de respuesta ante emergencias y una menor cantidad requerida de repuestos.
A partir de allí, es posible construir arquitecturas compatibles con IIoT, cuyos rasgos se pueden describir de la siguiente manera:
· CONTROLEDGE PLC actuaría como maestro de MODBUS TCP, de modo tal que pueda recolectar información de PLCs de menor rango dentro del sistema de automatización, así como también comunicarse con las estaciones de proceso e ingeniería en el cuarto de control de la planta.
· Al mismo tiempo que actúa como maestro MODBUS TCP para comunicarse con sus PLC subordinados, CONTROLEDGE PLC actúa como servidor OPC UA (que en últimas es el estándar que permite la comunicación a través de la nube, es decir, hace posible la interconexión de sistemas ciberfísicos) con el fin de entregar información a clientes ubicados dentro de la misma planta, o en lugares distantes, y haciendo posible el esquema de interacción autónoma entre máquinas y/o sistemas.
A continuación, una descripción gráfica del sistema:
Figura 2. Arquitectura IIoT con Controledge PLC
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