El futuro de la automatización industrial está muy abierto. ¿Qué nos detiene?
Imagine un futuro en el que las organizaciones industriales prosperen adaptándose con agilidad a las condiciones del mercado 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 plataforma abierta y no patentada que ofrece un control holístico basado en la gestión en tiempo real de los objetivos de negocio.
Las operaciones y los procesos fundamentales están integrados en un sistema de control, automatización y negocios fluido que organiza las cadenas de suministro, los sistemas comerciales, las operaciones, la producción, la logística y el servicio al cliente. Las tecnologías innovadoras de automatización industrial crean mejoras radicales en las operaciones. El resultado es una entrega más rápida, menores costos y, en última instancia, tiempos de ciclo más rápidos para entregar 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 muy bajo costo y plataformas informáticas 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 entre recursos de software en la nube, en el borde e integrada en controladores y dispositivos de campo.
Los avances en tecnologías y el desarrollo de estándares abiertos también se están combinando para permitir a los fabricantes modernizarse sin tener que incurrir en altos costos de reemplazo de sistemas centrales o interrumpir las operaciones en curso.
Sin embargo, muchos fabricantes no pueden acumular tales beneficios debido al apego y la dependencia de legados de sistemas de automatización patentados.
Desde sistemas de automatización propietarios heredados hasta una plataforma abierta de conectar y producir
Dado que la mayoría de los principales proveedores de sistemas de automatización ofrecen hoy sistemas propietarios a los usuarios finales, sus clientes están “atrapados” en tecnologías específicas. Para muchos de estos usuarios finales, la migración a un proveedor de PLC/DCS diferente es un gran desafío desde la perspectiva del retorno de la inversión.
Sin embargo, los enfoques patentados limitan el acceso a la innovación, aumentan el costo total de propiedad y restringen la capacidad de las empresas manufactureras para adoptar tipos de avances del mundo de las TI. A largo plazo, las plantas inhiben su capacidad de evolucionar con rapidez y de establecer rápidamente ventajas en el 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 deberían centrarse en una arquitectura común de código abierto. Esto seguiría el modelo de Internet y de informática empresarial impulsado por estándares abiertos. La automatización industrial es en realidad un caso de uso de la informática que no ha madurado lo suficiente como para adoptar estos conceptos. Mire el sitio web del World Wide Web Consortium (W3C) para tener una idea del alcance de los estándares en la industria informática. Los sistemas de automatización industrial deberían ser únicamente una plataforma abierta interoperable de múltiples proveedores para implementar nuevos modelos de fabricación y producción.
«Algunas empresas de fabricación y producción están intentando forzar una transformación evolutiva realizando cambios incrementales, manteniendo los procesos existentes y preservando los activos existentes», dice Lydon. “La atención se centra en aprovechar la nueva tecnología para realizar mejoras que generen ahorros de costos y mejoras operativas. Estos ajustes incrementales no conducen a cambios profundos en los procesos ni en el modelo de negocio”.
Según Lydon, los procesos transformadores de fabricación y producción, junto con cambios en el modelo de negocio y habilitados por cambios tecnológicos, acelerarán la posición competitiva y darán como resultado un retorno de la inversión significativo.
Lydon aboga por tomar todas las medidas necesarias para permitir un control holístico de la automatización, basado en objetivos de gestión empresarial en tiempo real con arquitecturas abiertas de múltiples proveedores. “Para lograr un verdadero ‘plug’ and play’, necesitamos un único perfil estándar de la industria para agregar dispositivos a los sistemas de automatización independientemente del protocolo nativo. Esta es una realidad en la industria informática actual, donde agregar dispositivos como impresoras, escáneres, cámaras y unidades externas se ha convertido en una “obviedad”. ¿Por qué no podemos hacer lo mismo con los sistemas de automatización?
Los estándares son esenciales
En este nuevo entorno, Lydon señala que los estándares son extremadamente importantes para la interoperabilidad de múltiples proveedores y las interfaces perfectas desde la cadena de suministro, pasando por la fabricación y la producción, hasta el cliente. El estándar de programación más amplio para la automatización y el control industrial en la actualidad es IEC 61131-3. Debido a la estructura de tareas de una implementación IEC 61131 completa, se puede lograr una lógica cíclica, de estado y basada en eventos. La organización PLCopen ha realizado mejoras significativas en IEC 61131, incluido OPC UA para comunicaciones empresariales, llamadas a procedimientos remotos y modelos de comunicación de datos estandarizados de controlador a controlador. Otro desarrollo es el estándar internacional IEC 61499 que se basa en funciones IEC 61131 que define un modelo genérico para sistemas de control distribuido. IEC 61499 presenta un modelo controlado por eventos construido alrededor de bloques funcionales.
El gran elefante en la sala, independientemente del estándar de programación, incluidos IEC 61131 e IEC 61499, es el hecho de que los proveedores tradicionales nunca han adoptado por completo implementaciones abiertas con portabilidad de código y funciones.
El proyecto de código abierto 4diac de la Fundación Eclipse que fomenta un mayor desarrollo de IEC 61499 puede ser un paso en la dirección correcta si lo adoptan los proveedores de automatización tradicionales.
Adopción de la norma IEC 61499
Schneider cree que la respuesta a la pregunta del Sr. Lydon puede estar en la adopción de la norma IEC 61499, que se desarrolló originalmente a finales de los años 90 y principios de los 2000. Debido a las limitaciones tecnológicas de la época, el estándar no se implementó ampliamente. Pero ahora, dada la evolución de la tecnología, el estándar IEC 61499 resuelve el problema de garantizar la portabilidad, la configurabilidad y la interoperabilidad entre proveedores y, al mismo tiempo, la independencia del software y el hardware. Además, al acomodar y combinar mecanismos basados en escaneos y basados en eventos, el estándar facilita que los sistemas de automatización adopten las mejores prácticas provenientes del mundo de TI y interactúen fácilmente con los sistemas empresariales. Además, se está desarrollando la capacidad de reutilizar sistemas heredados a través de un contenedor compatible con IEC 61499.
Organizaciones como el Foro Abierto de Automatización de Procesos (OPAF) y la Asociación de Usuarios de Tecnología de Automatización en Industrias de Procesos (NAMUR) son grupos de usuarios finales que abogan por cambios en el paradigma existente de los sistemas de automatización patentados. Con el estándar IEC 61499 y el interés de proveedores clave de automatización como Schneider Electric por adoptar plataformas de sistemas de automatización abiertos, muchos de los ingredientes están listos para ayudar a remodelar el horizonte de los sistemas de automatización industrial.
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