Hacia la Industria 4.0: la tecnología IP está transformando las fábricas

Hacia la Industria 4.0: la tecnología IP está transformando las fábricas

Hacia la Industria 4.0: la tecnología IP está transformando las fábricas. De la misma forma en que el mundo IP irrumpió en las oficinas, en los sistemas de seguridad y en incontables entornos, —provocando una impresionante evolución en los mismos—, ya llegó a las plantas de producción y están experimentando la transformación digital. Smart Factory e Industria 4.0 son los nuevos objetivos hacia los que apuntan las organizaciones en su evolución. Para conocer a fondo el proceso de transformación que están experimentando las fábricas en la actualidad, conversamos con Jaime Muñoz, Territory Account Manager de Panduit en Colombia.

IT/USERS: Señor Muñoz, ¿cómo está evolucionando la digitalización en el sector industrial?

J.M.: La transformación digital que está experimentando el sector industrial la podemos explicar haciendo una analogía con lo que ocurrió hace siete o más años en el área de seguridad. En ese entonces los sistemas de seguridad física usaban cámaras analógicas, perros guardianes y personal de vigilancia para cumplir su función. El encargado del área era experto en las estrategias de seguridad, sabía dónde ubicar las cámaras y a los vigilantes.

Cuando llegaron las cámaras IP —que ya no se conectaban por cable coaxial, sino que utilizaban una red Ethernet— los encargados, que obviamente no estaban especializados en redes, recurrieron al departamento de TI para implementar las nuevas soluciones digitales.

Pero no se trató de un simple cambio de equipos, sino que a partir de ese momento ocurrió una transformación que traería cambios significativos en las tareas de seguridad. Por ejemplo, con las nuevas cámaras se podía hacer analítica de video y comportamiento predictivo. Si una persona entraba a un banco y presentaba patrones sospechosos, el sistema podía enviar una alerta al responsable de seguridad.

Cuando un entorno se vuelve IP, empiezan a desencadenarse una serie de cambios provechosos y significativos. Hoy en día, estamos viviendo algo parecido en el área industrial. Cuando el gerente de producción necesita ampliar o reemplazar los equipos de la planta, se topa con que los nuevos modelos son IP y debe tocarle la puerta al departamento de TI, que son los expertos en redes, para efectuar la implementación. Dicha incursión en el entorno IP abre un panorama enorme de posibilidades dentro de la planta de producción.

IT/USERS: ¿Qué tipo de red debe instalarse en una planta?

J.M.: Hay dos conceptos que debemos mantener separados. Una cosa es la red corporativa y otra la red industrial. La primera es la red empresarial, la que cubre las oficinas y los puestos de trabajo. De esa red corporativa salen puntos que llegan a la planta. Estos puntos no son parte de la red industrial, sino parte de la red corporativa dentro de la planta.

Cuando hablamos de redes industrial nos referimos a la red que integra los equipos de la línea de producción. Al ser IP, hoy en día los motores, básculas, controladores, sensores, PLCs, entre otros, tienen conexiones hacia un tablero de control, al cual pueden llegar 20, 40 o muchas conexiones diferentes. Estas conexiones llegan hasta un micro data center, que es donde radica la inteligencia de la planta, es decir, dichos dispositivos confirmas una red Ethernet.

IT/USERS: ¿La red corporativa y la industrial son similares?

J.M.: Ambas son Ethernet, pero tienen características muy diferentes. En la red corporativa, por ejemplo, los ambientes son controlados, todo está dentro de un edificio, con aire acondicionado, perfectamente limpio. Se puede crear VLANs y separar la red de contabilidad de la de recursos humanos, por ejemplo. En la planta no es así. Los ambientes no son controlados, son ambientes difíciles porque hay humedad, agua, suciedad, polvo, vibración y campos magnéticos.

La planta de producción es un entorno muy fuerte, muy agreste. Las direcciones IP no pueden ser dinámicas, tienen que ser fijas, porque, a diferencia de la red corporativa, los equipos no pueden detenerse un segundo. La latencia en un equipo de planta debe ser cero porque puede implicar un paro en la línea de producción y eso puede costar muchos millones.

Los paquetes de datos que viajan en una red corporativa contienen correos electrónicos, videos, PDF, etc. Los paquetes en la planta tienen solo datos de control: encendido o apagado, está o no está, frío o caliente. Las VLAN están permitidas pero basadas en IP fijas, en una red industrial pueden generar demoras en las conexiones.

IT/USERS: ¿Qué características tiene una red para el entorno industrial?

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Jaime Muñoz, Territory Account Manager de Panduit Colombia.

J.M.: Al momento de evaluar una instalación industrial se deben evaluar cuatro variables, contemplando aspectos mecánicos, químicos, electromagnético y de entorno general. Se debe usar equipos especiales incluidos cables y patch cords que soporten condiciones duras como el calor, la vibración o la humedad. Los materiales de una red de oficina no soportan ese uso.

Para ilustrar este tema puedo mencionar el caso de un ingenio azucarero en Cali (Colombia), donde tienen una máquina que realiza movimientos en distintas direcciones, subiendo y bajando hasta dos metros de altura y tiene una conexión de red. Utilizaban cableado de oficina y cada 15 días debía ser reemplazado porque terminaba dañado por el movimiento. Con nuestra asesoría utilizaron cable industrial flexible y ahora trabaja sin problemas. Otra de las diferencias en cableado industrial es que además del conector RJ45, existe el M12, el cual se enrosca para que no se desconecte.

IT/USERS: ¿Cuál es concepto de Smart Factory?

J.M.: Cuando tenemos todos los dispositivos conectados vía IP empezamos a hablar de Internet de las Cosas (IoT) y cuando todo se integra en un sistema inteligente con el que se puede programar y gestionar la línea de producción estamos hablando de Smart Factory. Se puede recolectar todos los datos de los sensores y dispositivos y, a partir de los mismos, tomar decisiones. Pero, además, si se conectan esos datos con la red corporativa, se produce una convergencia a través de IP y con todo esto junto ya estamos hablando de Industria 4.0.

Por ejemplo, hoy en día la iluminación se puede controlar automáticamente, regulando la cantidad de luz, de acuerdo a la ocupación del lugar detectada por los sensores. Las lámparas actuales pueden inclusive detectar la dirección de un disparo, para casos de emergencias por tiroteos, pueden inyectar ruido blanco para controlar el eco, todo gracias que la lampara ahora es IP.

IT/USERS: ¿Es importante tener un buen ancho de banda en una red industrial?

J.M.: Al analizar el tamaño de los paquetes de datos que viajan dentro de una red industrial, vemos que son muy pequeños. Por eso está en consideración el empleo de un estándar llamado Single Pair Ethernet, el cual es básicamente Ethernet en un par, y mueve hasta 10Mbps, hasta 1Km y 14 Watts, lo cual para una aplicación industrial es suficiente. El micro data center sí va a tener que evolucionar en capacidad de procesamiento, porque va a empezar a recibir una gran cantidad de datos. Pero como esos datos son finalmente transmitidos a la red corporativa, ésta es la que tendrá mayores exigencias de ancho de banda.

IT/USERS ¿Siguen siendo aliados de Rockwell?

J.M.: Sí, trabajamos desde hace mucho tiempo el tema industrial de la mano con Rockwell y Cisco. Cisco desarrolla toda la infraestructura de seguridad y de switches industriales y Rockwell desarrolla todos los mecanismos de inteligencia de planta.

IT/USERS: ¿Las compañías van a tener que construir plantas o las existentes se pueden adaptar a los nuevos procesos?

J.M.: Para ampliar la capacidad de planta el gerente de producción puede requerir cambiar alguna máquina. Hoy, con toda seguridad, la máquina que le vendan será IP. Así que el cambio hacia Smart Factory puede darse gradualmente. Va a haber un período de convivencia entre los dos entornos: el antiguo y el IP. Pero cuando lleguen a renovar todo el equipamiento, será una planta basada en IP y podrá llegar a ser una Smart Factory.

También puede darse el caso donde se implemente todo desde cero. En Colombia hace poco se instaló la nueva planta de embotellado de cerveza Heineken. Toda la instalación se hizo bajo el concepto de Smart Factory. Todo es absolutamente nuevo.

En el proceso de modernización de las plantas un factor crucial es la estrecha coordinación entre el área de producción y el área de TI. En la implantación de tecnologías diversas en la organización, este diálogo entre la gente de TI y los departamentos involucrados siempre ha sido relevante.

Es importante que todos los involucrados tengan una amplia disposición a la transformación de la organización, de lo contrario se ralentizará el proceso. Como líderes del sector, buscamos ayudar a las empresas a ver los beneficios de contar con la infraestructura industrial idónea para que puedan modernizar sus instalaciones.

IT/USERS: ¿Ofrecen capacitación sobre Industria 4.0?

J.M.: Nuestros integradores y los que se especializan en industria pueden tomar un entrenamiento con nosotros, que dura una semana. Son tres cursos que duran toda la semana y se obtiene una certificación en procesos industriales.

Ahí conocen todo el portafolio, toda la metodología de diseño para industria, que se desarrolló en conjunto con Rockwell y con Cisco, así como buenas prácticas de implementación.

Para los clientes finales lo que hacemos son seminarios; es decir, tenemos reuniones de un día, donde les contamos todo acerca de esta tecnología. Al final del día el cliente final tiene conciencia de que su transformación digital en la planta, su ingreso a la Industria 4.0, implica necesariamente construir una infraestructura adecuada. Lo que hacemos es entrenarlo para que sepa cómo definir o cómo escoger esa infraestructura adecuada.

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