Las ventajas de las plataformas operativas abiertas

El mundo industrial está experimentando una transformación radical. Los importantes avances en Machine Learning, en realidad aumentada, en analíticas en tiempo real y en IIoT son muy prometedores para que el sector industrial pueda enfrentarse a las actuales demandas de agilidad y digitalización.

Los analistas de la industria calculan que las nuevas tecnologías y técnicas de producción más flexibles podrían aumentar la productividad de las fábricas en un 30%. Sin embargo, también se ha demostrado que el 60% de las empresas no logran llevar los proyectos de IIoT más allá de la fase piloto, principalmente por la naturaleza cerrada y propietaria de los sistemas de automatización que gestionan sus operaciones y producción.

Aunque las tecnologías de la información (IT) han adoptado plataformas abiertas y están evolucionando rápidamente, no puede decirse lo mismo de las tecnologías industriales (OT). Nos encontramos con plataformas de automatización cerradas y propietarias que restringen la adopción de las mejores tecnologías, lo que supone un reto a la hora de integrar componentes de terceros, y que además presentan un alto coste de actualización y mantenimiento. La industria ha sufrido una falta de adaptabilidad, de modularización y de interoperabilidad, lo que está frenando la innovación. El mundo de las IT ha visto las ventajas de las plataformas operativas abiertas y ahora debe ser el turno de la industria.

Para avanzar en sostenibilidad, innovación y agilidad, debemos adoptar un software portable e interoperable. Hacerlo requiere reimaginar nuestros sistemas y procesos actuales, y también colaborar a una nueva escala. En este sentido, la creación de UniversalAutomation.org ha supuesto un hito para el sector industrial, ya que impulsa el desarrollo de un ecosistema de software abierto y ‘plug-and-produce’, que pueda funcionar con cualquier hardware. Por primera vez, los proveedores de software de IT y OT, los usuarios finales, los OEM y todos los stakeholders implicados comparten una capa de software común en toda su tecnología de automatización, independientemente de la marca. El objetivo es crear un ecosistema similar al de las tiendas de aplicaciones IT para la automatización industrial.

Automatización universal

La automatización universal al basarse en la norma IEC61499 integra componentes de software de automatización ‘plug-and-produce’ que resuelven problemas específicos de forma probada y validada. La adopción de esta capa de automatización estandarizada, común a todos los proveedores, ofrece oportunidades ilimitadas de crecimiento y modernización de toda la industria.

Al desacoplar el software y el hardware, compartir una misma implementación de runtime con la norma IEC 61499 y fusionar los mundos de la tecnología de la información (IT) y la tecnología operativa (OT), se libera todo el potencial de la Industria 4.0.

Al ampliar las capacidades de los sistemas tradicionales existentes basados en la norma IEC61131 y permitir un modelo similar al de las tiendas de aplicaciones para los componentes de software de automatización, los progresos en el IIoT se harán realidad. A medida que sus ventajas sean visibles, otros proveedores adoptarán la automatización universal, y los usuarios finales pronto empezarán a exigirlo a sus proveedores para su ecosistema de automatización.

Como fabricante, proveedor de servicios y soluciones industriales, y una de las empresas más sostenibles del mundo, Schneider Electric se ha sumado a UniversalAutomation.org, con la misión de que las industrias sean ecoeficientes, ágiles y resistentes a través de la automatización industrial abierta. Con EcoStruxure Automation Expert, la primera solución de software de automatización universal, Schneider Electric redibuja las fronteras de la industria.

EcoStruxure Automation Expert

Schneider Electric implementa su visión de la automatización universal en la plataforma EcoStruxure Automation Expert. Al ser el primer software universal basado en el estándar IEC61499, este abre una nueva era para la automatización industrial abierta, interoperable y centrada en el software.

EcoStruxure Automation Expert permite que las aplicaciones de automatización se creen utilizando componentes de software centrados en los activos, de uso probado y portables independientemente de la infraestructura de hardware. Permite distribuir aplicaciones a cualquier arquitectura de hardware – altamente distribuida, centralizada o ambas – con una mínima o nula necesidad de programación. Y da soporte a las mejores prácticas de software para simplificar la creación de aplicaciones de automatización que interoperan con los sistemas IT.

Aprovechando el enfoque orientado a objetos de la norma IEC61499, los componentes de software conocidos como Composite Automation Types (CAT) se utilizan para modelar activos combinando funciones de control en tiempo real con otras, como la interfaz hombre-máquina (HMI). Este enfoque centrado en los activos ofrece mejoras sin precedentes en cuando a costes y rendimiento y ahorra tiempo de ingeniería. En comparación con los sistemas de automatización actuales, EcoStruxure Automation Expert ha demostrado que puede reducir los tiempos para realizar tareas de automatización tradicionales de 2 a 7 veces.

La compatibilidad de EcoStruxure Automation Expert con las tecnologías de la información (IT), permite mejorar la eficiencia de los activos y de la mano de obra, utilizando tecnologías avanzadas como el mantenimiento predictivo y el gemelo digital, entre otras. El sistema también reduce el coste total de la propiedad al incorporar sistemas heredados con un enfoque wrap-and-reuse.

EcoStruxure Automation Expert también permite aprovechar la convergencia IT/OT, ampliando el alcance de la monitorización y, en última instancia, reduciendo los tiempos de inactividad no planificados con una resolución de problemas más fácil y rápida.

Por primera vez, los expertos en los dominios de IT y OT pueden ver exactamente el mismo sistema ciberfísico, pero desde sus distintos puntos de vista. Esto es así porque el sistema de producción desde el punto de vista OT, se ha mapeado en un conjunto de recursos IT estandarizados. Una vez se ha conseguido esto, las distintas tecnologías pueden colaborar a un nivel totalmente nuevo y superior, y las herramientas y softwares avanzados de IT pueden aprovecharse eficazmente en todos los puntos del proceso de fabricación.

La principal ventaja de esta mayor convergencia IT/OT es reducir los tiempos de inactividad no planificados, que le cuestan ahora unos 100.000 millones de dólares anuales a la industria, según la consultoría ARC. Actualmente, la responsabilidad de supervisar y diagnosticar los sistemas de automatización de la producción recae por completo en el personal de OT. En el futuro, el trabajo podrá compartirse. Los expertos en IT proporcionarán, supervisarán y gestionarán los recursos del sistema (informática, redes, almacenamiento, etc.), mientras que los expertos en producción gestionarán y optimizarán las operaciones de producción reales.

Estudios recientes demuestran que la combinación de EcoStruxure Automation Expert y los softwares industriales de AVEVA reduce los esfuerzos de ingeniería en más del 50%. Además con EcoStruxure Automation Expert, la identificación de la causa raíz del fallo y la resolución de problemas es cuatro veces más rápida y con un 45% menos de productos defectuosos, el rendimiento se incrementa en un 5,3%.

El caso de éxito de GEA

GEA es uno de los mayores proveedores de tecnología para el procesado de alimentos, en diferentes sectores industriales. La empresa se centra en ofrecer tecnologías, componentes y soluciones sostenibles para procesos de producción en diversos mercados de usuarios finales, en los que el tiempo de comercialización y la agilidad son esenciales.

GEA utiliza la herramienta de software EcoStruxure Automation Expert de Schneider Electric para automatizar su GMP Pathfinder. La empresa se beneficia así de una ingeniería simplificada y más flexible y con plazos de comercialización más cortos, aumentando su agilidad. “Unir la IT y la OT es nuestra visión, y EcoStruxure Automation Expert nos está ayudando a cumplir lo que prometemos a nuestros clientes", ha asegurado Matthias Wiemann, Head of Automation & Controls and Software BU Separators, GEA. "Trabajar juntos en estos proyectos con Schneider Electric y EcoStruxure Automation Expert nos proporciona un tiempo de comercialización más rápido y la flexibilidad que necesitan las industrias críticas como la de alimentos y bebidas y la farmacéutica”.

Esta implementación ha dado como resultado un menor esfuerzo de ingeniería, ya que las estructuras del programa modeladas con software pueden probarse virtualmente para comprobar su funcionalidad.

El diseño de la maquinaria se ha mejorado y es más eficiente, igual que la monitorización y el mantenimiento: toda la máquina está disponible en un Gemelo Digital. Esto significa que los usuarios tienen una visibilidad completa de la infraestructura, pudiendo realizar un mantenimiento predictivo e intervenir rápidamente en caso de problemas.

Con EcoStruxure Automation Expert, GEA puede añadir a su módulo Pathfinder un archivo MTP generado automáticamente. Esto permite a los sistemas de control leerlo como un ‘driver’ y minimizar el esfuerzo de integración.

Conclusión 

Para aprovechar plenamente el potencial de las industrias de nueva generación, debemos adoptar una nueva mentalidad. Trabajar con estándares comunes y abiertos es vital para garantizar la interoperabilidad de múltiples proveedores y unas interfaces integradas desde la cadena de suministro, pasando por la fabricación y la producción, hasta llegar al cliente final. Ha llegado el momento de que todos los proveedores adopten las implementaciones abiertas con portabilidad de código y funciones para estar más conectados. Es el comienzo de una nueva era para la industria.

David Saltiveri, HMI & Industry Ecostruxure Offer Manager

Marcos Ferreras, Machine Control Offer Manager

Schneider Electric

Este artículo aparece publicado en el nº 543 de Automática e Instrumentación págs. 52 a 54.