El futuro de la automatización industrial está abierto de par en par. ¿Qué nos detiene?
Imagine un futuro en el que las organizaciones industriales prosperen adaptándose con agilidad a cualquier condición de un mercado que está en constante cambio, tanto en el lado de la oferta como en el de la demanda. En este mundo, los nuevos modelos de negocio son posibles gracias a una placa abierta y no propietaria que ofrece un control holístico basado en la gestión en tiempo real de los objetivos comerciales. Las operaciones y procesos fundamentales se integran en un sistema empresarial, automatización y control continuo que orquesta las cadenas de suministro, los sistemas comerciales, la operación, la producción, la logística y el servicio al cliente. Las tecnologías innovadoras de automatización industrial crean cambios y mejoras significativas en las operaciones. El resultado es una entrega más rápida, un menor costo y, en última instancia, ciclos más rápidos de entrega de productos a los consumidores.
¿Qué nos impide liberar el verdadero poder de la digitalización y alcanzar este nuevo nivel de innovación, eficiencia sin precedentes y mayor agilidad? Las limitaciones son más históricas y psicológicas que técnicas.
Una explosión de sensores inteligentes de ultra bajo costo y plataformas abiertas ya simplifica la conectividad y el control del sistema, y podría permitir el uso del aprendizaje automático y la inteligencia artificial. De hecho, la inteligencia ahora se puede distribuir a través de recursos en la nube, en el egde, e integrada en controladores y dispositivos de campo.
Los avances en la tecnología y el desarrollo de estándares abiertos también se combinan para permitir a los fabricantes modernizarse sin depender de altos costos para reemplazar sistemas clave o interrumpir las operaciones en curso.
Aún así, muchos fabricantes no pueden acumular estos beneficios debido a un apego y dependencia de los sistemas de automatización patentados heredados.
Desde sistemas de automatización patentados heredados hasta plataformas abiertas
Dado que la mayoría de los principales proveedores de sistemas de automatización hoy en día ofrecen sistemas propietarios a los usuarios finales, sus clientes están atrapados con tecnologías específicas. Para muchos de estos usuarios finales, migrar a un proveedor diferente de PLC / DCS es un desafío importante desde la perspectiva del retorno de la inversión (ROI).
Sin embargo, los enfoques patentados limitan el acceso a la innovación, aumentan los costos totales de propiedad y restringen la capacidad de las empresas manufactureras para adoptar los avances en el mundo de TI. A largo plazo, las plantas reducen su capacidad de desarrollo ágil y establecen rápidamente las ventajas del mercado.
Pero ya no tiene por qué ser así. Según Bill Lydon, editor en jefe de Automation.com, las operaciones de fabricación o producción de próxima generación deben configurarse en torno a una arquitectura común, siguiendo el modelo de computación empresarial e Internet, impulsado por estándares de código abierto.
Pero la automatización industrial es en realidad un caso de computación que no ha madurado lo suficiente como para adoptar estos conceptos. El sitio web del World Wide Web Consortium (W3C) da una idea del alcance de los estándares en la industria de la computación. Los sistemas de automatización industrial deben ser solo una plataforma abierta e interoperable de múltiples proveedores para implementar nuevos modelos de producción y fabricación.
«Algunas empresas manufactureras están tratando de forzar una transformación evolutiva haciendo cambios incrementales, manteniendo los procesos existentes y preservando los activos», dice Lyndon. «El enfoque es aprovechar las nuevas tecnologías para refinamientos que generarán ahorros de costos y mejoras operativas. Estos cambios incrementales no conducen a cambios profundos en los procesos y modelos de negocio».
Según Lyndon, los procesos transformadores de fabricación y producción, integrados con los cambios en los modelos de negocio e impulsados por los intercambios tecnológicos, acelerarán el posicionamiento competitivo y darán como resultado un retorno de la inversión (ROI) más significativo.
Lyndon aboga por la adopción de todos los pasos necesarios para permitir el control holístico de la automatización, basado en objetivos de gestión empresarial en tiempo real con arquitecturas abiertas y de múltiples proveedores. «Para lograr un verdadero ‘plug and play’, necesitamos un perfil estándar único de la industria para agregar dispositivos de sistema de automatización independientes de su protocolo nativo. Esto ya es hoy, una realidad en la industria de la computación donde agregar dispositivos como impresoras, escáneres, cámaras y otros dispositivos externos se ha convertido en estándar. ¿Por qué no podemos hacer lo mismo con los sistemas de automatización?»
Las normas son esenciales para la automatización
En este nuevo entorno, Lyndon señala que los estándares son extremadamente importantes para la interoperabilidad de múltiples proveedores y las interfaces abiertas, comenzando en la cadena de suministro, a través de la fabricación y la producción, y finalmente para el cliente. El estándar de programación más completo para la automatización y el control industrial en la actualidad es IEC 61131-3. Debido a la estructura de tareas de una implementación completa de IEC 61131, se pueden lograr lógicas basadas en eventos, estados y ciclos.
Ha habido mejoras significativas en IEC 61131 por parte de la organización PLCopen, incluyendo OPC UA para comunicaciones empresariales, llamadas a procedimientos remotos y modelos estandarizados de comunicación de datos de controlador a controlador. Otro desarrollo es la norma internacional IEC 61499, basada en las funciones de IEC 61131, que define un modelo genérico para sistemas de control distribuido. IEC 61499 presenta modelos basados en eventos construidos alrededor de bloques funcionales.
El gran obstáculo, independientemente del estándar de programación, incluidos IEC 61131 e IEC 61499, es el hecho de que los fabricantes tradicionales nunca han adoptado completamente las implementaciones abiertas, con portabilidad de código y función.
El proyecto de código abierto Eclipse Foundation 4diac, que fomenta aún más el desarrollo de IEC 61499, podría ser un paso en la dirección correcta si es aceptado por los proveedores de automatización tradicionales.
Adopción de IEC 61499
Schneider Electric cree que la respuesta a la pregunta de Bill Lyndon puede estar en la adopción de la norma IEC 61499, que se desarrolló originalmente a finales de los 90 y principios de la década de 2000. Debido a las limitaciones de la tecnología en ese momento, el estándar no se implementó de manera integral. Pero ahora, considerando la evolución tecnológica, IEC 61499 resolverá el problema de garantizar la portabilidad, configurabilidad e interoperabilidad entre proveedores y, al mismo tiempo, software y hardware independientes. Además, al acomodar y combinar motores basados en eventos y basados en escaneo, el estándar facilita que los sistemas de automatización adopten las mejores prácticas del mundo de TI e interactúen fácilmente con los sistemas empresariales. Finalmente, vale la pena mencionar que la capacidad de reutilizar sistemas heredados a través de un paquete compatible con IEC 61499 está en desarrollo.
Organizaciones como el Open Process Automation Forum (OPAF) y la User Association of Automation Technology in Process Industries (NAMUR), son grupos de usuarios finales que abogan por cambios de paradigma en los sistemas de automatización patentados existentes. Con el estándar IEC 61499 y el interés de proveedores clave de automatización como Schneider Electric en adoptar plataformas de sistemas de automatización abiertos, muchos de los factores están preparados para remodelar el mundo de los sistemas de automatización industrial.
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