Introducción al internet industrial de las cosas (IIoT)
Internet ha transformado la manera en que las personas se comunican, realizan sus actividades y colaboran, y ahora está impulsando una transformación similar en las máquinas. En los últimos años, los fabricantes de equipos se han centrado en interconectar los sistemas de automatización, dando lugar a lo que se conoce como el internet industrial de las cosas (IIoT, por sus siglas en inglés).
La Industria 4.0 representa la evolución más reciente de la automatización industrial y está transformando todos los sectores, en un contexto en el que se aceleran tanto el ritmo del cambio como la magnitud de los avances tecnológicos. En los próximos años, los ingenieros de las distintas industrias encontrarán nuevas formas de aprovechar las posibilidades que ofrece la conexión de máquinas y procesos con herramientas de procesamiento y análisis de datos cada vez más potentes.
Las máquinas son parte integral de cualquier industria de fabricación o procesamiento y, gracias al IIoT, pueden transmitir en tiempo real datos sobre su rendimiento y facilitar la asistencia técnica remota cuando sea necesaria.
PROCECO ha incorporado el IIoT a sus equipos de tratamiento de aguas residuales Éco-Smart®, que utilizan la recompresión mecánica de vapor para separar el agua de las aguas residuales diluidas que contienen aceite, sólidos disueltos y metales. Para conocer las ventajas de PROCECO Éco-Smart®, visite nuestro sitio web.
Componentes del IIoT
Las redes del IIoT se dividen en cuatro niveles —monitoreo, red, servicio y aplicación—, cada uno de los cuales utiliza componentes específicos para realizar sus funciones. El nivel de monitoreo incluye etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID), dispositivos Bluetooth de bajo consumo (BLE) y sensores que supervisan el estado físico y las condiciones de operación de los equipos. En la Éco-Smart®, múltiples sensores permiten monitorear la temperatura, el caudal y la presión de operación.
El controlador lógico programable (PLC, por sus siglas en inglés) recopila esta información, genera los datos y los envía al nivel de red a través de una pasarela de comunicación. La elección de los protocolos de comunicación depende de diversos factores; entre las opciones de conectividad más comunes se encuentran Wi-Fi, las redes celulares 4G y 5G y las conexiones Ethernet locales por cable, mientras que las redes basadas en la nube forman parte de la arquitectura de conexión.
Los niveles de servicio y aplicación incluyen, entre otros componentes, software de gestión de bases de datos y servicios basados en interfaces de programación de aplicaciones (API), que permiten a distintas herramientas y aplicaciones acceder a los datos recopilados para analizarlos y generar informes.
Beneficios del IIoT en la fabricación
Monitoreo remoto mediante un panel de control
Una de las principales ventajas de IIoT es la posibilidad de consultar el estado de los equipos desde cualquier lugar y en cualquier momento. Los datos de los sensores pueden mostrarse fácilmente en un panel de control que representa digitalmente el equipo físico y destaca los principales parámetros de operación y estado. La interfaz PROCECO Connect®, utilizada en Éco-Smart®, permite a los usuarios autenticados consultar fácilmente el estado del equipo desde una computadora o un dispositivo móvil.
Mantenimiento predictivo y reducción de los costos de mantenimiento
Tradicionalmente, los planes de mantenimiento se basaban en las recomendaciones del fabricante y en la experiencia del equipo de mantenimiento, mientras que las inspecciones periódicas permitían detectar indicios de fallas, como un rodamiento ruidoso o una disminución de la producción. A partir de estos indicios, el equipo planificaba medidas correctivas para intervenir antes de que una avería obligara a actuar de emergencia.
Con IIoT, el análisis de los datos recopilados permite monitorear en tiempo real las condiciones de operación de las máquinas y detectar problemas de forma temprana, lo que ofrece mayor flexibilidad para programar las intervenciones de mantenimiento y reducir los costosos tiempos de inactividad.
Por ejemplo, PROCECO Éco-Smart® utiliza IIoT para emitir notificaciones cuando se acerca el momento de realizar tareas de mantenimiento, lo que permite al equipo responsable programarlas en un momento conveniente y evitar interrupciones durante las horas de producción. Algunas operaciones, como las pruebas de fugas y los ciclos de limpieza in situ (CIP, por sus siglas en inglés), también pueden iniciarse de forma remota.
Mayor productividad, calidad y rendimiento
Con IIoT, el estado de los equipos se monitorea continuamente y pueden realizarse ajustes en tiempo real para optimizar la producción.
La inteligencia artificial (IA) puede utilizarse para aplicar medidas correctivas a partir del análisis de datos, mantener el equipo funcionando a su capacidad óptima y ayudar a diagnosticar fallas. Por ejemplo, podría detectar una disminución de la producción de Éco-Smart® e iniciar un ciclo de limpieza in situ durante una parada de producción; si esto no resolviera el problema, el sistema podría guiar al equipo de mantenimiento en la realización de pruebas para corregirlo.
Monitoreo del consumo de recursos
Las empresas pueden utilizar el IIoT para monitorear el consumo de recursos como el agua, la solución de limpieza y la energía, y generar informes que les permitan evaluar sus necesidades. Con esta información, el equipo responsable de los procesos puede comprender mejor su funcionamiento y rendimiento, y evitar la falta de recursos o las paradas de producción.
Desafíos de la adopción del IIoT
Retorno de la inversión
Cuantificar el retorno de la inversión (ROI, por sus siglas en inglés) de las iniciativas IIoT puede resultar complejo: una encuesta realizada en 2019 por Harvard Business Review Analytics indicó que solo el 10 % de los participantes podía medir con precisión el ROI de sus iniciativas IoT. Esta dificultad no implica que la inversión no genere un retorno, sino que sus resultados pueden ser difíciles de cuantificar.
Al evaluar el ROI de un proyecto IIoT, deben considerarse diversos factores, ya que, aunque las etiquetas RFID, los dispositivos BLE y los sensores no son costosos, la implementación de redes y medidas de ciberseguridad puede representar una inversión considerable.
Por ello, al iniciar un proyecto IIoT, es importante identificar los problemas que deben resolverse y evaluar si es necesario conectar todos los sensores o registrar todas las operaciones de la máquina.
Seguridad de los datos
Todos los niveles de IIoT pueden estar expuestos a distintas amenazas de ciberseguridad, desde ataques locales contra etiquetas RFID, dispositivos BLE y sensores hasta ciberataques que comprometan la integridad de la red o desvíen su tráfico. Estos ataques pueden permitir la falsificación, eliminación o el robo de datos, por lo que cualquier acceso malicioso a la red pone en riesgo la información corporativa.
La ciberseguridad debe considerarse desde las primeras etapas de desarrollo de la estrategia IIoT, evaluando cuidadosamente la necesidad de recurrir a profesionales especializados. Un plan proactivo de ciberseguridad suele representar una inversión pequeña en comparación con el costo de reparar los daños causados por una vulneración de seguridad.
Conclusión
El internet industrial de las cosas tiene un futuro prometedor, ya que la integración de dispositivos conectados en las máquinas permite a las empresas comprender rápidamente sus operaciones, mejorar las actuales y desarrollar otras más eficaces. A la luz de estos beneficios previstos, cabe esperar que el IIoT siga teniendo un impacto importante en la eficiencia de la producción.
