Una de las tendencias más grandes actualmente es el movimiento hacia un ecosistema de las cosas conectadas. Dispositivos, electrodomésticos inteligentes como televisores o parlantes y sensores, este Internet de las cosas –o IoT, como se conoce en inglés– ha penetrado fuertemente muchos aspectos de nuestra vida diaria.
Este movimiento, obviamente, también ha llegado al sector industrial, en en que sus aplicaciones encuentran uno de sus roles más importantes. Este apartado, llamado Industrial IoT, toca sectores importantes como el energético, las cadenas de producción e incluso el agrícola.
Cuando hablamos de IoT Industrial, es decir, Internet Industrial de las Cosas (IIoT), nos referimos, en un sentido general, a la evolución de los sistemas de control distribuido, o Distributed Control Systems, DCS, una construcción que se basa en datos y controladores distribuidos a lo largo de todas partes. las islas de producción para que el bloqueo temporal de una de ellas no pueda afectar la capacidad de control del sistema en su conjunto.
En Colombia, en donde sectores como el petrolero y el agrícola siguen siendo dos de los que generan más exportaciones, la aplicación de estándares de Industrial IoT puede significar no solamente un incremento de producción sino también aumento de la flexibilidad y capacidad de respuesta a nuevos panoramas.
¿Qué es Industrial IoT?
Pero entonces, ¿qué es específicamente Industrial IoT? En palabras sencillas, simplemente se refiere a la aplicación de conceptos de IoT en sectores industriales. Estas aplicaciones tienen por lo general un fuerte énfasis en conectividad entre máquinas (conocido como M2M), Big Data y Machine Learning. Industrial IoT es por lo general acortado como IIoT.
Industrial IoT (IIoT) es el nombre de un contenedor, en cuyo interior se encuentran sensores y dispositivos conectados entre sí y simultáneamente a una red, además de estar conectados a aplicaciones industriales específicas. Una interconexión que permite y facilita la recopilación, el intercambio y el análisis de datos.
Javier Barella, vicepresidente de OSIsoft para Latinoamérica, comentó en una entrevista con Impacto TIC: “Industrial IoT se basa en generar una conexión entre todos los activos y equipos que forman parte de un sistema de producción, de manera tal de establecerlos en una red para que funcionen de forma orgánica”. OSIsoft es una empresa de software enfocada a la creación de soluciones de IoT para el sector industrial.
Uno de los puntos más interesantes es que, aunque IIoT incluye nuevos equipos y maquinas industriales de última generación, una buena implementación también consiste en conectar equipos que ya existen dentro de la planta. Según Barella, el reto está en conectar muchos sensores, muchos aparatos y muchos equipos para poder operar mejor u operar en condiciones diferentes.
Este tipo de implementaciones, entonces, están basadas en la captura y transmisión constantes de estos datos. Acá es importante resaltar que estos datos no tienen que ir necesariamente hacia un terminal para monitoreo humano, sino que también pueden ser transmitidos entre máquinas.
¿Cuál es el objetivo principal del IIoT?: Datos, datos y más datos
El uso del IIoT permite mejorar la eficiencia y la productividad, con el objetivo de reducir los costes y reducir los problemas que pueden derivarse del tiempo de inactividad de las máquinas o de la falta de equilibrio entre el suministro y la producción. La optimización de la producción y sus ciclos no es la única prerrogativa principal del IIoT, ya que también se dedica a la capacidad de realizar análisis predictivos y procesar datos en tiempo real, lo que redunda en la seguridad física de las personas y de las infraestructuras empresariales y de datos.
Todo ello permite a las empresas ser más competitivas y no quedarse al margen de los mercados en los que operan. El IIoT, al cruzar por un momento la filosofía económica, ayuda a demostrar que el futuro ya no es una mera continuación de la línea recta que lo conecta con el pasado, sino que hay un punto de ruptura en el que la evolución cambia por completo los paradigmas.
Una vez se tiene esa transmisión de datos, el obstáculo principal se convierte entonces en saber cómo utilizarlos. Estos sensores y máquinas en la línea de producción están recogiendo información constantemente, lo que hace que su monitoreo y la lectura sean tareas mucho más complicadas de lo que parece.
“Los datos pueden venir de cualquier fuente, de cualquier fuente de datos. El mayor problema que se tenía para amalgamar esos datos, organizarlos, es que no son comprensibles cuando vienen de muchos sistemas. Necesitas una estructura de datos que te permita organizarlos y que te diga qué son”, explica el ejecutivo de OSIsoft.
Este es el momento en el que la buena implementación de software juega un rol importante. Esto debido a que un buen software no solamente facilita el monitoreo de las aplicaciones, sino que además permite que las compañías puedan tomar decisiones basadas en la comprensión de estos datos. Mientras que la conectividad y la captura de datos son importantes para el Industrial IoT, estos no son la meta principal, sino simplemente la base para construir resultados más grandes.
Uno de estos resultados es, por ejemplo, los sistemas de mantenimiento inteligentes. Estos sistemas permiten reducir el tiempo muerto e incrementar la productividad. Según la firma Accenture, esto puede reducir el 12 % de mantenimiento programado, reducir costos de mantenimiento en 30 % y eliminar hasta un 70 % de fallas en los sistemas.
Acá, Javier Barella recalca: “La mayoría de nuestros clientes lo que consiguen es ser más eficientes. Ser más eficientes implica dos fenómenos: o consigo producir más y mejor o consigo disminuir los costos asociados a producción”.
IIoT: Un negocio que crece
Este aumento de producción resultado de IIoT tiene consecuencias gigantescas para la economía nacional y global. Como decíamos, algunas de las industrias que más utilizan IIoT son la agrícola, la automotriz y la petrolera y de gas. La industria que más mueve el comercio mundial y en Colombia –la petrolera– está implementando IIoT desde hace varios años.
La canadiense Frontera Energy (anteriormente Pacific Rubiales) incorpora IIoT de OSIsoft en sus operaciones en la región desde 2014. De la misma forma, la colombiana Ecopetrol utiliza estos sistemas en sus plantas de refinación para estudiar los cambios en sus procesos. Por otro lado, compañías como Celsia e ISA están en el proceso de implementación de IIoT.
Con todo esto, la industria de IIoT tiene proyectado llegar a un valor de mercado de 110.000 millones de dólares para 2025, con un valor creado en las industrias que impacta que puede llegar hasta a los 15 billones (millones de millones) a nivel global en 2030. En muchos sentidos, el IIoT es un vector de eficiencia para las industrias 4.0, aplicando conceptos nuevos a algunas de las industrias más grandes a nivel nacional y global.
En el contexto de la pandemia, la necesidad por seguir operando, ya sea de manera remota o con sistemas más eficientes, se ha convertido en la meta más importante para muchas compañías. Para Barella, la clave del crecimiento en América Latina está en la evolución de los procesos que nos afecta a todos, y ahora más que nunca se vuelve imperativo la necesidad de la flexibilidad y el mejoramiento de los procesos industriales que tienen resultados reales en la economía nacional y global.
IoT industrial: campos de aplicación
El IIoT incluye una serie de tecnologías y metodologías transversales que encajan bien en diferentes contextos, aquí mencionamos algunas de ellas:
- Producción: Este es el sector en el que el IIoT está más extendido porque es capaz de permitir que todas las máquinas trabajen en conjunto, monitorear y predecir problemas y, por lo tanto, reducir las interrupciones en los procesos de producción.
- Cadena de suministro: Estrechamente vinculada a la producción, esta es otra opción inducida por el IIoT. Los sensores aplicados a las máquinas permiten gestionar el inventario y por tanto ordenar los materiales para producción antes de que se agoten. Esto permite inmovilizar menos capital y alivia la carga de los colaboradores responsables del reabastecimiento.
- Marketing y retail: Saber en todo momento qué productos se encuentran entre los más vendidos y cuáles necesitan un impulso (normalmente una rebaja de precio). Además de las promociones inteligentes, IIoT puede ayudar a organizar los productos en tiendas y escaparates, haciendo que lo que buscan esté más fácilmente disponible para los clientes.
- Gestión de edificios: Los sensores tienden a hacer más eficiente el uso de la energía, por ejemplo iluminando y calentando sólo los ambientes donde hay personas. Asimismo, pueden predecir fallas y mal funcionamiento e incluso monitorear el acceso a las propiedades, con el fin de aumentar la seguridad física.
A estos sectores podemos añadir el sanitario, que sin embargo merece un estudio aparte por ser un tema de considerable profundidad e importancia.
Cómo el IoT industrial está cambiando la industria manufacturera
Un tema complejo que presenta el Informe de Internet Industrial de las Cosas 2023, es que existen tres áreas principales en las cuales esta aplicación incide en la industria manufacturera:
- Rendimiento operativo mejorado.
- Mayor flexibilidad.
- Gestión de cumplimiento y seguridad.
Mejorar el rendimiento operativo
El IIoT ofrece herramientas útiles para informar en tiempo real del estado de los indicadores clave de rendimiento de las unidades de producción, entre los cuales los más relevantes se refieren al estado de la maquinaria, el coste de los materiales y la calidad de los productos. Esto se traduce en una mejora de la capacidad de producción, una reducción de riesgos y costes generales.
Uno de los aspectos que se enmarca dentro de este espectro es el del mantenimiento predictivo que, a partir del análisis de los datos recogidos por los sensores, consigue establecer de antemano qué partes de la maquinaria requieren mantenimiento o sustitución.
Mayor flexibilidad
Los mercados tienden a cambiar, en algunos casos incluso de repente. La industria debe poder adaptarse con la mayor agilidad posible para no quedarse fuera. Esto exige reprogramar las plantas de producción, si no reconvertirlas completamente, y esto afecta, en las fases iniciales, a la cadena de suministro y a los métodos de control de costes, todos ingredientes que garantizan la competitividad.
Cumplimiento y seguridad
Cada producto está sujeto a regulaciones nacionales y supranacionales que garantizan su cumplimiento y esto, para la industria, representa un proceso burocrático de duración variable y costos igualmente variables. La posibilidad de integrar datos y requisitos regulatorios en los ciclos de producción, luego digitalizarlos y convertirlos en activos corporativos, permite a la industria adaptarse más rápidamente.
Sin embargo, en lo que respecta a la seguridad, los datos de toda la cadena de producción permiten planificar mejor el trabajo y explotar los sistemas de producción.
Las ventajas del IoT Industrial para la eficiencia de las empresas
Se trata de ventajas heredadas de la arquitectura IIoT que, por su naturaleza, es modular. Entrando por un momento en el ámbito de los tecnicismos, se trata de un nivel físico que normalmente se confía al uso de sensores, máquinas y sistemas ciberfísicos (CPS), es decir, la integración de sistemas para el control de un proceso físico que, a través de un complejo sistema de respuestas y comentarios, se adapta en tiempo real a cualquier condición de funcionamiento.
Además de la capa física, existe la capa de red y telecomunicaciones que se basa en redes canónicas (LAN y WAN), computación en la nube y otros protocolos y tecnologías de comunicación, incluido 5G, que devuelven los datos recopilados al nivel de servicio, lo que permite al usuario final tener una imagen completa, generalmente a través de una interfaz gráfica, del estado de cada aspecto de la producción, incluido el estado operativo de la maquinaria, la disponibilidad de materias primas y todos los recursos útiles para la producción (recursos incluido el hombre).
Cualquier dato anómalo se reporta siguiendo una lógica de escalamiento cuando los automatismos de configuración no han funcionado correctamente. Así, por ejemplo, incluso si los trabajadores de mantenimiento no han recibido una solicitud de intervención enviada por una máquina antes de que entre en estado de parada, los humanos aún pueden intervenir.
Todo ello conduce a un perfecto equilibrio entre las capacidades productivas y su continuidad. Este paradigma se adapta a cualquier área en la que IIoT encuentre aplicación.
El IoT industrial mejora la seguridad en el trabajo
Las formas son diferentes. Si pensamos en la robotización, es fácil subrayar que al delegar las tareas más pesadas y exigentes en brazos automáticos, son los humanos los que se benefician. Asimismo, la capacidad de mantener predictivamente el correcto funcionamiento de la maquinaria representa menores riesgos para las personas que trabajan en las cadenas de producción.
Hay que incluir también -y de aquí viene la relación entre el propio IoT y el IIoT- todos aquellos sensores que pueden llevar los trabajadores que ejercen profesiones exigentes o peligrosas por su naturaleza y que pueden comunicar datos sobre su estado de salud en tiempo real, alertando de ayuda. en caso de necesidad, también en este caso de forma predictiva, es decir, antes de que empeoren sus condiciones físicas.
El IIoT también puede ser responsable de controles continuos sobre el cumplimiento de las normas de seguridad, ya sean dictadas por estándares internacionales o regulaciones locales. Los datos recogidos sobre el estado de mantenimiento de la maquinaria y sobre el cumplimiento de las normas de seguridad normalmente están sujetos a un régimen de inmutabilidad -a menudo se almacenan fuera de la empresa que los genera- y esto actúa como un incentivo para toda empresa que hará todo lo posible. para evitar toparse con sanciones impuestas por los órganos de control.
IoT industrial y mantenimiento industrial
Incluso a costa de repetirnos, una de las ventajas del IIoT es el análisis predictivo, posible gracias a los datos generados que se recopilan y procesan en tiempo real mediante procesos de aprendizaje automático. El seguimiento continuo del estado de la maquinaria y en general de todos los activos de la empresa nos permite evitar averías, paradas pero también identificar aquellas anomalías que, en un contexto no digitalizado, sugerirían la necesidad de una reparación que, en realidad, puede no ser necesaria. ser necesario.
También en este caso, las ventajas que ofrece el IIoT en términos de mantenimiento se aplican a muchos otros ámbitos, incluida la logística (trenes, aviones, camiones,…) y el mantenimiento de las arterias viarias.
Por tanto, parece claro que el mantenimiento predictivo se basa en el análisis de datos que provienen de múltiples fuentes y que, para ser leídos e interpretados, deben ser de buena calidad.
Ciberseguridad e IoT industrial: cómo proteger las redes industriales
También en la ciberseguridad industrial es necesario trabajar de forma predictiva, donde TI debe combinar esfuerzos con las áreas de producción. Dado que el IIoT también se dedica a la continuidad operativa, se debe considerar que el tiempo necesario para resolver un fallo de seguridad tras una intrusión exitosa coincide con una parada de las operaciones.
No existe una solución que actúe como panacea, porque cada contexto industrial altamente digitalizado es diferente y, para complicar las cosas, interviene la diferencia cultural entre quienes se encargan de la seguridad y quienes se encargan de la producción. Dos unidades de negocio que tienen objetivos, necesidades y visiones diferentes.
Por eso, por regla general, optamos por una plataforma que une todas estas divergencias y proporciona un escudo que protege a toda la empresa. El mercado está densamente poblado de proveedores especializados y, entre los principales, hay que incluir a Cisco, Waterfall o IBM. Monitorear el tráfico de datos es esencial y no es un desafío fácil.
IoT industrial como herramienta para la creación de nuevos modelos de negocio
Se han desarrollado varios significados en torno a la definición de modelo de negocio. De acuerdo con Paul Timmers, profesor y miembro de la Comisión Europea, es: “una arquitectura del producto, servicio y flujo de información que incluye descripciones de los distintos actores empresariales y sus roles“. De nuevo según Timmers, un modelo de negocio no contribuye por sí solo a la realización de la misión de la empresa porque, en ausencia de una estrategia de marketing que pueda evaluar su viabilidad y sostenibilidad comercial y económico-financiera, una empresa no sabe cómo posicionarse. sí mismo en el mercado. Reducir un modelo de negocio a una política comercial y de precios es, por tanto, limitante, ciertamente también lo es, pero sobre todo es lo que está aguas abajo, hasta incorporar la arquitectura del producto o servicio.
A partir de esta aclaración, resulta, por tanto, más sencillo y oportuno enmarcar una realidad en la que los modelos de negocio derivados del IIoT permitan adaptarse con facilidad y flexibilidad a las necesidades del mercado. Podemos dividirlos en macrocategorías que incluyen la segmentación del mercado y las relaciones con los clientes y los canales para llegar a ellos.
Se imponen entonces conceptos vinculados al valor, considerando en este caso el valor añadido que ofrecen los bienes o servicios producidos por una empresa para determinados segmentos de clientes y las relaciones en su conjunto, incluidos los proveedores y los canales de venta.
No hay que olvidar que incluso la mayor facilidad con la que una empresa es capaz de calcular el coste industrial de lo que produce repercute en la competitividad de los precios a los que se ofrece en los mercados de referencia y, en el ámbito puramente económico-financiero. En cierto sentido, este también es un modelo de negocio.
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