1. El origen del Internet Industrial de las Cosas

Al igual que su hermano mayor “Internet of Things” (IoT) el “Industrial Internet of Things” (IIoT) cubre un amplio abanico de casos, industrias y aplicaciones. Su puesta en escena comenzó enfocada en la búsqueda de la Excelencia Operacional y ha evolucionado hacia objetivos más ambiciosos y mucho más transversales. Toda esta “new wave” ha quedado enmarcada bajo el nuevo concepto de Transformación Digital de la Industria (IX)

No perdamos de vista que la industria, ya abrazó en su momento la Tercera Revolución Industrial (la de la automatización). En ella se dotó de un parque de sensores y autómatas conectados que, entre otras cosas, podían ofrecer información abundante y precisa de los procesos industriales. Con la eclosión de la Cuarta Revolución Industrial, el reto es transponer nuevas tecnologías del IoT a entornos industriales ya maduros en cuanto a la automatización de la producción. 

Los resultados son diversos, siendo los siguientes buenos ejemplos:

• Mayor número de sensores inteligentes, que complementan la información de planta. Sencillos, baratos y accesibles de forma directa, sin tener que pasar a través de un autómata industrial como ocurría tradicionalmente.
• Nuevos protocolos de comunicaciones para esta nueva sensórica, traídos de las aplicaciones IoT (MQTT, Lora, Sigfox, etc.).
• Nuevas plataformas software, habitualmente en la nube, que cambian el paradigma de sistemas 100% locales. Esto facilita la agregación y comparación de datos, un análisis horizontal de sistemas que antes estaban poco o totalmente aislados entre sí.
• Nuevas tecnologías para conectar con sistemas del ámbito IT, redes sociales, etc. Hasta ahora desvinculados de la realidad de una planta industrial.
• Análisis avanzado de la información (machine learning, deep learning, análisis prescriptivo, etc.).
• Soluciones mejoradas para la visualización de información, como la Realidad Aumentada. Tecnologías ya utilizadas en ámbitos como el diseño industrial, pero que tampoco habían tenido aplicación relevante en la gestión de procesos industriales.
• Implantación del concepto del Gemelo Digital, gracias a la capacidad de integrar y contextualizar datos de diferentes fuentes en un único modelo. Y, así, la posibilidad de plantear simulaciones para contrastarlos/validarlos.

Como decíamos inicialmente, el enfoque era profundizar en la Excelencia Operacional, siguiendo la línea ya planteada por los sistemas MES/MOM. No obstante, en poco tiempo quedó claro que esta nueva tecnología del IoT llevada a la industria podía ofrecer mucho más. La convergencia de dos ámbitos hasta entonces poco conectados como el “Operations Technology (OT)” y el “Information Technology” (IT)”, abre nuevas posibilidades que dejan pequeño ese enfoque tradicional ceñido a la Eficiencia Operacional. 

Con estas nuevas herramientas el reto es reformular la gestión de los procesos industriales. A la vez, abre la puerta a nuevos modelos de negocio en ámbitos como el servicio técnico postventa, gestión energética, mantenimiento, optimización de producción etc. Es en este punto cuando podemos hablar de la Transformación Industrial (IX) en toda su amplitud. Este reto de reformular todo no es sencillo. Las herramientas del IoT aplicadas a la industria han dejado que el límite ya no sea la tecnología, sino la imaginación y la creatividad de las personas.

2. Diferencias IIoT vs IoT

A pesar del baile de siglas y acrónimos, podemos decir que el IIoT es la versión industrial del amplio abanico de tecnologías y tendencias que conocemos por IoT.
El IoT lleva ya años transformando nuestras vidas y muchos sectores económicos como la administración digital, el marketing o las redes sociales. Muchas de estas tecnologías IoT y de digitalización han ido trasponiéndose a las industrias más maduras desde un punto de vista de automatización. Si Netflix nos propone contenidos según nuestros patrones de consumo, ¿Por qué no un algoritmo para analizar la evolución de una máquina y predecir el riesgo de que ésta falle? ¿Es la realidad aumentada de Pokémon Go útil para asistir a un empleado mediante vídeo-instrucciones de un experto en conexión remota? ¿Y que nuestro software de gestión de operaciones permita la interacción e intercambio de contenidos entre usuarios, tal y como hacemos en redes sociales?

El IIoT traspone conceptos IoT a la industria. Se trata de aplicaciones distintas, si bien las tecnologías de base son comunes. En muchos casos el IoT generalista ha «abierto brecha» consolidándolas y favoreciendo la maduración necesaria para poder ser trasladadas a la industria (en general más conservadora a la hora de aplicar nuevas tecnologías).

3. Ejemplos de aplicación del IIoT

Un ámbito que ha cambiado notablemente es el de los la gestión de servicio técnico en campo. Si nos fijamos en las empresas de servicios (limpieza, mantenimiento, vigilancia, etc.) una plataforma IIoT puede ser de enorme ayuda, ahorrando costes y optimizando el servicio, lo que garantiza renovaciones y ampliaciones en sus contratos. Es lo que consigue ServiceMax.

Para empezar el caso puede comenzar con una recogida automática de datos a través de sensores de presencia, niveles de combustible, detectores de partículas y llevarlos a una nube desde donde estén accesibles a los gestores del servicio. La captación de datos de campo de forma segura y continuada es clave para conocer mejor nuestra realidad, establecer mejores métricas y detectar ineficiencias o aspectos clave de nuestro negocio. Operations Hub o Webalo nos permitirían acceder a toda esta serie de información.

Una vez recogida esta información, puede aplicarse un motor de análisis predictivo avanzado para estimar posibilidades de un incidente, o evaluar la necesidad real de una acción preventiva. Esto evita realizar tareas periódicas por el mero hecho de que “ya toca”. La decisión de intervenir se toma en base a datos fundamentados, lo que permite ahorrar costes y tomar decisiones más inteligentes. En este caso aplicaríamos la solución ThingWorx.

Una vez determinada la necesidad de intervenir, la notificación se puede enviar automáticamente al dispositivo móvil del técnico más cercano, o mejor calificado para esa acción en particular. Esta notificación, puede acompañarse de valiosa información complementaria, como por ejemplo datos relativos a la instalación a visitar, o información de tipo contractual que puede haberse consultado desde la propia plataforma IIoT contra el sistema ERP corporativo. La información puede estar en el teléfono del técnico, o bien proyectarse en forma de experiencias de realidad aumentada, que permitan referenciar los datos a puntos reales de una instalación, guiando así paso a paso en caso de acciones complejas. Todo ello encaminado a maximizar las posibilidades de éxito en la intervención, reduciendo así costes. 

Finalmente, en caso de que la intervención requiera de algún trámite administrativo, el propio técnico de campo puede notificarlo desde su propio dispositivo portátil, sin tener que generar registros en papel que posteriormente han de ser introducidos en el sistema ERP de la compañía. Todo esto agiliza los trámites recortando tiempos de facturación y eliminando posibilidades de errores.

4. Los sistemas SCADA

¿Qué papel queda para tecnologías tradicionales como los sistemas SCADA en este contexto de transformación digital de la industria? Comencemos por recuperar el concepto de SCADA y su ubicación en el ecosistema de sistemas software industriales.

SCADA es el acrónimo inglés de “Supervisión, Control y Adquisición de Datos”. Se trata de sistemas software industriales, capaces de comunicar en tiempo real con los sensores y actuadores de un proceso, para facilitar el control automático de éste. En esta entrada de nuestro blog, definimos Qué es un SCADA y cómo funciona.  

Los sistemas SCADA han sido, desde prácticamente los años 70 del siglo XX, una pieza clave en las arquitecturas de gestión automatizada de la producción, tal y como se representa habitualmente en la figura siguiente:

Modelo CIM o de Purdue para los Sistemas Automatizados de Gestión de la Producción.

Los sistemas SCADA se ubican en la parte alta del Nivel 2 de este esquema, junto con los PLCs que se suelen ubicar en la parte inferior de este mismo Nivel 2. Si bien se trata de un modelo tradicionalmente muy jerarquizado, la irrupción del IIoT tiende a reescribir este modelo de una forma mucho más horizontal (pero manteniendo la mayor parte de conceptos y funcionalidades).

Los sistemas SCADA nacieron por tanto muy de la mano de los autómatas programables o PLCs. Han sido la herramienta tradicional de los operarios para interactuar en su día a día con estos dispositivos y gestionar la información que éstos pueden brindarles. En un contexto de Transformación Industrial (IX) como el actual, la eclosión de nuevas tecnologías hardware/software ha puesto en entredicho el paradigma tradicional del CIM. Ahora bien, como veremos más adelante, el rol de los sistemas sigue plenamente vigente como un elemento clave LOCAL en cualquier arquitectura de la llamada Industria 4.0.

5. ¿IIoT o SCADA?

En el ámbito industrial todavía existe cierto desconcierto a la hora de diferenciar entre un sistema IIoT y una plataforma SCADA. La siguiente tabla pretende arrojar algo de luz comparando características de estos dos tipos de sistemas.

Hay que tener en cuenta que no todas las soluciones SCADA e IIoT están dotadas de las mismas características, si bien este esquema intenta generalizar una descripción común en base al software industrial que ofrece Opertek.

6. El futuro del IIoT

El IIoT abre un abanico de posibilidades enorme para aquellas organizaciones que busquen algo más que mejorar la eficiencia. En el entorno actual, en el que todos trabajamos con redes sociales y compramos por internet, el sector industrial (generalmente conservador) va venciendo reticencias a aplicar estas nuevas tecnologías para transformarse. 

El desafío sin embargo es doble. Por un lado, desde un punto de vista de re-imaginar y buscar nuevas oportunidades de negocio. Por el otro, hay que tener en cuenta los requerimientos a nivel de ciberseguridad, de cara a presente y a futuro.

En este entorno de cambio, las soluciones SCADA mantienen un rol fundamental como pieza clave LOCAL en cualquier arquitectura del tipo industria 4.0. Ofrecen una comunicación ágil y robusta con los autómatas; así como un primer procesado básico de la información de campo. Sin datos ni conectividad, no puede haber IIoT, y aquí es donde el SCADA es clave. 

El IIoT por su parte se sitúa como punto de conexión entre una capa de automatización (en la que englobaríamos al SCADA) y un entorno de sistemas IT diverso y muy interconectado. En organizaciones menos evolucionadas, el IIoT es suficientemente flexible como para cubrir pequeños huecos que no estén resolviendo soluciones MES/MOM, GMAO/ASM o SCADA tradicionales, y que no justifiquen una inversión en un sistema específico para ello. 

Por tanto, el IIoT es una plataforma de innovación que relanza el tradicional modelo CIM o de Purdue de software industrial, muy estratificado (también referido por la ISA-95). Permite poner en valor los sistemas ya existentes en planta, dándoles un enfoque 360º con nuevas perspectivas de logística, cadena de suministros, medio ambiente, etc. cuando éstos tradicionalmente estaban enfocados 100% en producción. 

Gracias al IIoT podemos plantear conceptos nuevos como el de trabajador conectado, en contraposición al de proceso conectado, que nos ofrecían las soluciones tradicionales MES/MOM o SCADA. 

En definitiva, el IIoT es la pieza clave para la convergencia entre el IT y el OT, y el punto de partida para la transformación industrial o Industria 4.0. En Opertek apostamos firmemente por la Digitalización Industrial y por eso hemos elegido la respresentación de soluciones Top como son ThingWorx, Operations Hub, Servicemax o Webalo.