Requisitos clave para la industria 4.0

Requisitos clave para la industria 4.0

Publicado hace 4 meses

Hay muchos enfoques para los proyectos de transformación digital relacionados con la Industria 4.0. Según McKinsey, por ejemplo, se aplican tres principios clave: centrarse en los impulsores de valor clave, empoderar a las personas y renovar la infraestructura con el objetivo de una plataforma tecnológica integrada.

La renovación de la infraestructura debe centrarse en la creación de valor a nivel local antes de escalar a nivel mundial. Después de todo, según el estudio de McKinsey “Industria 4.0: captura de valor a escala en la fabricación discreta”, muchos casos de uso ofrecen su valor a través de la infraestructura in situ. 

La razón es que se suelen utilizar máquinas, equipos, controladores y sensores de diferentes edades, así como de diferentes fabricantes, informa otro estudio de McKinsey, “Industrial IoT”. Como resultado, se necesitan soluciones especializadas y deben agruparse cuidadosamente. El estudio continúa diciendo que nada funciona en el espacio digital sin conectividad.

Conectando el brownfield
Debido a que la gran mayoría de las fábricas en todo el mundo operan con máquinas más antiguas o incluso completamente heredadas, las denominadas brownfield, una pregunta central es: ¿Cómo se conecta digitalmente las máquinas más antiguas, nuevas y existentes? En las encuestas, la mayoría de las empresas afirman que tendrían que reemplazar alrededor del 30 por ciento de sus equipos existentes como parte de la transformación digital. Para las grandes empresas manufactureras en particular, esto significaría cancelar miles de millones en inversiones en maquinaria y equipo. Eso estaría al borde de la locura empresarial.

Estratégicamente, es importante proteger las inversiones que ya se han realizado y permitir las innovaciones necesarias. Por lo tanto, se debe encontrar una solución adecuada que sea lo más fácil de implementar posible para el primer paso decisivo del viaje digital. Solo con una conectividad integral de brownfield, incluso para máquinas entregadas mucho antes de la era digital, pueden seguir las otras etapas del viaje digital: Visibilidad, transparencia, previsibilidad y adaptabilidad, según lo define la Academia Alemana de Ciencia e Ingeniería (Acatech).

La conectividad debe considerarse e integrarse desde el principio en una arquitectura holística de TI / OT para el flujo de datos. Forcam y SAP ofrecen una arquitectura tan holística en DMC (Digital Manufacturing Cloud). Con Forcam Force Edge, las plantas industriales abandonadas se pueden conectar y mapear de manera integral en los niveles 0 a 2 en el modelo SAP Industry 4.0. La solución Edge proporciona seguridad contra fallas mientras transfiere todos los datos relevantes a sistemas posteriores como DMC o SAP ME / MII, donde los datos de la máquina recopilados y normalizados se pueden integrar sin problemas en todos los procesos posteriores relevantes. Mani Pirouz, Director Global de Innovación de Socios en SAP, explica: "Forcam Force Edge permite a los clientes conectar su brownfield a las soluciones de SAP e integrarse con los procesos de SAP, lo que les permite aprovechar al máximo los gemelos digitales".

Gemelo digital
La fábrica del futuro opera con un modelo de datos en tiempo real preciso y unificado en producción y planificación. Para un gemelo digital de producción de este tipo, la conectividad es la base. El gemelo digital de producción se crea cuando los datos del taller se condensan en información, es decir, las señales de la máquina recopiladas se estandarizan en un lenguaje digital uniforme y se asignan semánticamente. Los macrodatos deben convertirse en datos inteligentes. Solo entonces todos los sistemas de TI en el taller y en la planta baja pueden funcionar con una única fuente de verdad. La solución Force Edge también se encarga de esta estandarización y asignación semántica. A cada señal se le da el significado correcto.

Una excursión al piso de la tienda muestra: La heterogeneidad de los parques de máquinas en las empresas manufactureras de todas las industrias es grande. Sin embargo, se pueden distinguir tres enfoques básicos de la conectividad digital. Primero, las máquinas simples y / o antiguas no tienen un controlador con capacidad de red. Su conexión a Internet se logra al tocar señales y estados directamente desde la máquina usando un convertidor, una caja de E / S. Las señales comunes son: máquina encendida o apagada, producción o parada, cantidad y falla. En segundo lugar, las máquinas más nuevas tienen control habilitado por red. En ellos, las señales se leen del controlador a través de complementos. Estos complementos están disponibles en Force Egde para los tipos de control más comunes. En tercer lugar, tanto las máquinas modernas como los centros de mecanizado completos funcionan con protocolos de comunicación como OPC, MTConnect o MQTT. Estos sistemas generalmente generan un paquete de datos estandarizado que es adecuado para su procesamiento posterior sin tener que realizar una conversión de señal directa desde el sistema de control. El desafío radica en las estructuras de datos heterogéneas de los paquetes de datos y los diferentes tipos de máquinas.

Infraestructuras perimetrales y en la nube
De vuelta al nivel estratégico: las empresas necesitan una solución para la era de IIoT que permita las innovaciones deseadas y proteja las inversiones. Necesitan arquitecturas de TI flexibles e integradoras que permitan la transformación en el mundo global de las cadenas de suministro y servicios digitales. Tecnológicamente, este requisito solo se puede mapear digitalmente a través de soluciones híbridas que consisten en infraestructuras de borde y nube.

Esto se aplica en particular a las redes de fabricación que operan a nivel internacional, así como en tiempo real, y tienen capacidad para múltiples clientes. Por lo tanto, las infraestructuras híbridas en la nube y en el borde son el futuro de la industria. Forcam y SAP ofrecen una solución en la nube y en el borde tan flexible para la conectividad y la colaboración en el piso de la tienda en sistemas posteriores.

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