Sergio Hernández Braña (ISA Spain): El uso de la norma ISA-S95 para hacer realidad el sueño de la planta virtual

El concepto de la planta virtual representa la cúspide de la visión para la fábrica del futuro. Va más allá de una mera simulación de procesos; abarca la generación de datos de fabricación que, cuando se aprovechan de manera efectiva, se traducen en ventajas significativas para el negocio. En este contexto, los datos destacan como el principal activo para los fabricantes de todo el mundo, gracias a su potencial para desatar capacidades transformadoras.

La planta virtual, en sus diversas complejidades, da origen a diferentes realidades, cada una contribuyendo a la mejora de los procesos de fabricación:

• Simulación de Procesos: Hoy en día, avanzados programas de modelado de procesos y técnicas de inteligencia artificial permiten la simulación de diversos procesos de fabricación dentro de una planta.
• Simulación de Automatización: Los Sistemas de Control Distribuido ahora proporcionan tecnología sofisticada para simular las operaciones de los activos de la planta, incluyendo válvulas, motores de bombas y otros componentes. Esta capacidad de simulación mejora la calidad de las pruebas, reduce las pruebas de aceptación en el sitio (SAT) y minimiza las interrupciones durante la puesta en marcha de la automatización.
• Simulación de Operaciones de Fabricación: Los Sistemas de Ejecución de Manufactura desempeñan un papel fundamental en la automatización de las operaciones de la planta en producción, mantenimiento, calidad y gestión de inventario.

Una vez que se genera esta diversidad de datos, la extracción de valor potencial es casi ilimitada. Al igual que unos pocos bloques de LEGO pueden dar lugar a muchos millones de posibilidades, una gran cantidad de datos abre la puerta para crear igualmente millones de soluciones que generan valor.

Sin embargo, los datos por sí solos no desbloquean este valor. El papel de la inteligencia artificial es crucial en la historia de generación de valor, pero se requiere datos organizados y estructurados como requisito previo. La inferencia se vuelve complicada al tratar con datos no agrupados. En términos simples, los datos no estructurados aprovechan solo una fracción del verdadero poder de la inteligencia artificial. La óptima combinación de datos solo es posible a través de la estructuración y propiedad de los datos, enfatizando la importancia de las normas ISA 95.

Para concretar esta discusión, consideremos un caso significativo en la industria de procesos: la optimización de recetas para una calidad consistente. Una planta virtual completa, que incorpora simulación de procesos, simulaciones de activos, simulación de automatización y simulación de operaciones, puede proporcionar información sobre las condiciones, parámetros y acciones que conducen a la calidad y eficiencia deseadas. Sin embargo, el desafío radica en que las recetas de procesos no estandarizadas introducen variabilidad y obstaculizan la optimización de recetas. Los datos correctos, de la calidad adecuada, deben fluir sin problemas hacia los motores de inteligencia artificial para una toma de decisiones efectiva.
 

En medio del ajetreo en torno a los modelos de datos, uno de los buzzwords más utilizados es el espacio de nombres unificado, o por su signlas en inglés UNS (Unified Nanemspace). Sin embargo, al mirar más profundamente, las bases de la ISA siguen siendo el soporte de cualquier enfoque tecnológico. Se trata del modelo de definición operativa (identificando los activos necesarios para fabricar un producto) y la definición de trabajo (proporcionando instrucciones operativas). Una vez que el modelo de datos está claro y se han identificado todos los datos relevantes para habilitar el valor, se desbloquea el ingrediente secreto: la integración.

Por otro lado, la integración entre sistemas, abarcando sistemas de negocio, de automatización y de operaciones, es un término que a menudo se da por sentado, pero constituye más del 70% del esfuerzo necesario para lograr un modelo de datos. Conceptos como la propiedad de datos, los modelos y los estándares de intercambio de datos son igualmente vitales para realizar el sueño de una verdadera planta virtual, la máxima expresión de la realización de valor.

• Las normas ISA 95, ya sea la parte 2, 5 o 6, desempeñan un papel fundamental en esta integración centrándose en:
• Estructuras de objetos y atributos para integrar los procesos de la planta con el negocio.
• Transacciones desde el negocio hacia la fabricación y Modelo de servicios de mensajería para patrones de comunicación de publicación/suscripción y solicitud/respuesta.

Uno podría preguntarse si esto es necesario para la realización de una planta virtual. Para encontrar valor a través de una planta virtual. ¿Es necesario tener en cuenta estos modelos? ¿Por qué debo preocuparme por tales modelos? La respuesta es simple y directa, sí. Los fabricantes multinacionales buscan hoy en día la estandarización y, lo que es más importante, la escalabilidad. La clave es la escalabilidad manteniendo la eficiencia, lo que conlleva que cualquier solución de valor agregado puede y debe llevarse a cada planta de fabricación. Por lo tanto, siguiendo el mantra de la industria farmacéutica de ‘right first time’, la integración es uno elemento clave del éxito para alcanzar la escalabilidad, y los costos de implementación no deben subestimarse. 

La creación de un modelo de datos completo con prácticas de comunicación adecuadas es crucial para habilitar, a nivel global, el valor de la planta virtual.

El sueño de la planta virtual de desbloquear una multitud de casos de negocio de valor agregado es posible. Sin embargo, los esfuerzos en la preparación de un modelo de datos adecuado y buenas prácticas de integración siguen siendo fundamentales para extraer todo su valor previsto.

Sergio Hernández Braña 

Miembro del Grupo Industria Conectada 4.0 de ISA España

Director Execution Systems en AG Solution Group

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Este artículo aparece publicado en el nº 552/53 de Automática e Instrumentación págs. 14 y 15.