Análisis de Rittal: Impulso de la digitalización en la industria del acero con nuevos centros de datos

La digitalización significa que las empresas necesitan potentes sistemas de TI en sus diversas sedes, por ejemplo, para apoyar la automatización de los procesos de fabricación. En este contexto, thyssenkrupp Steel inició un proceso para modernizar y estandarizar su TI relacionada con la producción.

El fabricante de acero thyssenkrupp Steel utiliza containers TI preconfigurados para construir de manera rápida y segura una infraestructura Edge en sus plantas de producción. La producción de más de 2.000 productos de acero ya está fuertemente marcada por la digitalización: ya sea para el desarrollo de nuevos materiales, para la producción de productos adaptados a los requisitos del cliente a corto plazo o para la optimización de los procesos logísticos, la generación de datos, su análisis en tiempo real y la puesta a disposición de los clientes se han convertido en factores indispensables para la competitividad en la industria del acero. “La digitalización se está convirtiendo en un factor de éxito cada vez más importante para nosotros”, afirma Michael Kranz, Director TI de thyssenkrupp Steel. “Se trata de digitalizar procesos reales en la cadena de creación de valor”.

Este productor de acero produce varios cientos de productos en unas plantas de producción altamente automatizadas. Aquí, varios sensores y robots controlan un gran número de procesos, por lo que se necesitan sistemas TI potentes en las inmediaciones de las plantas de producción. La baja latencia y la rápida disponibilidad de los datos son, por lo tanto, unos requisitos clave para los sistemas Edge. Al mismo tiempo, las infraestructuras TI deben protegerse contra un acceso no autorizado y los entornos de producción hostiles: en estos casos, los containers TI con una clase de protección alta ofrecen la seguridad necesaria. “Estos containers conforman la nueva columna vertebral de nuestra TI de producción”, afirma Stefan Willing, director de soluciones y aplicaciones de IIoT en thyssenkrupp Steel.

Listo para usar en seis semanas

Fueron necesarios doce meses de preparativos antes de que se pusiera en marcha el primer container en la planta de Duisburg-Süd. Se instalaron un par de containers porque los datos de producción se guardan en un gemelo idéntico con un suministro autosuficiente. El coste del desarrollo ha valido la pena, ya que después de todo el tiempo necesario para la primera instalación, ahora solo se necesitan seis semanas desde la recepción del pedido hasta que se puede poner en marcha un nuevo container.

El Edge también es relevante para otras industrias

Pero en muchos otros escenarios, los Edge Data Centers también ayudan a procesar los datos generados localmente en tiempo real. Los datos pueden proceder del sensor de un sistema de control de la máquina o ser datos de seguimiento de vehículos en una flota. El uso de redes móviles y el control inteligente del tráfico en ciudades inteligentes también son ejemplos de la gran relevancia de los datos en tiempo real en un mundo digital. Cuando se utilizan sistemas Edge, la conexión al cloud es muy importante, ya que las capacidades de TI solo están disponibles en los centros de datos posteriores para realizar también análisis de datos con capacidades de cálculo muy elevado, como los necesarios para el aprendizaje automático y el mantenimiento predictivo. Posteriormente, los resultados de estas evaluaciones vuelven al Edge Data Center y allí pueden iniciar la optimización de una línea de producción.

Cómo comenzar con el Edge Computing

Las empresas suelen utilizar containers TI preconfigurados para construir infraestructuras Edge. La ventaja es que los containers son muy resistentes debido a su construcción de acero y ofrecen un alto nivel de seguridad física, así como una carcasa resistente a la intemperie. Además, se puede instalar un container de manera muy flexible en las instalaciones de la empresa, ya sea en el terreno exterior o dentro de un almacén o sala de producción. Los componentes preconfigurados permiten un montaje y desmontaje rápidos mediante módulos estándar.

Si no se necesita un container con la longitud estándar de 40 pies (aprox. 12 metros), también se puede usar una versión más corta con una longitud de 20 pies (6 metros). Para una ampliación puntual de Edge con sistemas más pequeños, hay disponibles racks TI en el mercado con una carcasa estable y que también ofrecen la máxima seguridad. Equipado con la tecnología de refrigeración adecuada, un rack TI puede funcionar con una potencia de hasta 35 kW; estos valores se logran, por ejemplo, con un rack TI totalmente equipado con servidores blade. También hay disponibles soluciones Edge para aplicaciones más pequeñas, por ejemplo, que funcionan como distribuidores de pasillo o de planta. La principal función de estas soluciones es consolidar datos, procesar directamente flujos de datos más pequeños y enviar resultados a Cloud Data Centers superiores.

Durante la planificación, las empresas deben tener en cuenta que una infraestructura Edge distribuida solo tendrá un funcionamiento eficiente si dispone de un alto nivel de automatización. También se requiere una monitorización detallada para controlar las operaciones en curso y optimizar el consumo de energía. En cuanto a la seguridad, las soluciones Edge ofrecen generalmente una amplia gama de características.

Funciones de seguridad para Edge Computing

Las soluciones Edge requieren unas clases de protección superiores, sobre todo en entornos de producción hostiles, para proteger del polvo, la humedad y las vibraciones la sensible electrónica de la TI. Para ello, se instala una celda de seguridad alrededor del servidor o los racks de TI. Si bien la clase de protección IP 22 (IP = protección internacional) es suficiente en entornos de oficinas, las instalaciones de la industria 4.0 requieren clases de protección hasta IP 55, ya que protegen los sistemas TI contra chorros de agua, polvo y accesos no autorizados. También se necesita una protección contra incendios. La detección temprana de los incendios y un sistema automatizado de extinción activa evitan la propagación del incendio, lo que significa que una empresa no tiene que detener toda la producción ni evacuar la fábrica solo porque una fuente de alimentación empiece a arder.

La clase de protección que finalmente se necesite para la protección física queda determinada por factores como la ubicación o la fiabilidad requerida. También es importante supervisar las puertas de las carcasas y los racks, así como los laterales de los racks. Las empuñaduras electrónicas de las puertas también facilitan la evaluación de cuándo y qué empleados tuvieron acceso al sistema Edge. En el caso de un mantenimiento remoto o emergencias, puede ser necesario apagar completamente el sistema y, para ello, interrumpir también el suministro eléctrico. Para ello, se requieren unidades de distribución de energía PDU (Power Distribution Units) conmutables.

La estandarización vale la pena

Una receta para el éxito de la construcción rápida de infraestructuras Edge son los sistemas TI modulares y preconfigurados. Los módulos estandarizados para la climatización, la alimentación eléctrica y los UPS ayudan a adaptar la solución Edge en función del rendimiento de TI y los requisitos de seguridad necesarios. Además, dicho sistema se puede ampliar rápidamente mediante módulos y, por lo tanto, apoya la estrategia de digitalización de las empresas.