Cómo hacer Internet industrial de las cosas
Si se adopta la tecnología de la Industria 4.0, una nueva línea de producción de procesamiento y fabricación puede lograr hasta 25 cambios de productos, al tiempo que aumenta la producción en un 10 % y reduce el inventario en un 30. %. La aplicación de la arquitectura Industria 4.0 permite a los fabricantes obtener un mayor retorno de la inversión en el proceso productivo.
La Industria 4.0 es una revolución industrial que pretende integrar el mundo virtual de las tecnologías de la información (TI), el mundo físico de las máquinas e Internet. Para ello es fundamental la integración de todas las áreas industriales con funciones de TI. Estas tecnologías aumentan la flexibilidad y la velocidad, permitiendo una mayor personalización de los productos, una producción más eficiente y escalable, y una mayor variabilidad en el control de la producción. Las comunicaciones de máquina a máquina y la inteligencia artificial avanzada aumentan la automatización de procesos y aportan más datos de autocontrol y en tiempo real. Una plataforma web abierta aumentará la competitividad de las empresas manufactureras.
1. Información distribuida
La inteligencia distribuida aquí mencionada se refiere a agregar tanta información como sea posible a las máquinas y equipos de la red de tecnología de control y transmisión inteligente, o a ejes de transmisión individuales. Múltiples funciones de inteligencia y control, en lugar de tener una unidad central de procesamiento (CPU) que maneje todas las acciones.
Tener datos de proceso a nivel de máquina y decidir qué hacer con ellos refleja la creencia de que las máquinas pueden hacer algo con los datos de proceso a través del dispositivo y mejorar el flujo del proceso por sí mismas, como ajustar la producción y ser utilizar la energía de manera más eficiente, en lugar de depender de la “nube” para manejar todas estas tareas.
Las máquinas en red pueden comunicarse con redes de mayor nivel de línea de producción, de fábrica y de empresa para permitir ajustes en tiempo real a eventos o productos específicos. Los servomotores con engranajes integrados y sistemas de accionamiento sin armario colocan los componentes de accionamiento y la secuencia lógica de los movimientos en ejes separados.
Contacto rápido
Los sistemas que permiten que los datos fluyan libremente por toda la arquitectura empresarial a menudo requieren inversiones y mejoras continuas. Los grandes flujos de datos y de información generados en las fábricas de la Industria 4.0 pueden abrumar las redes de las empresas. ¿Cómo se puede mejorar la funcionalidad del hardware y el software en los sistemas de automatización para que este proceso de diseño sea más simple, requiera menos tiempo y sea más abierto? A medida que se creó e implementó, las vías de comunicación se volvieron más fluidas. A la hora de decidir qué características del bus de campo se deben utilizar, debemos considerar, por ejemplo, si la plataforma de producción admite OPC.
UA (de Fundación OPC). Es importante eliminar las barreras de los diferentes sistemas de proveedores y adoptar un enfoque más abierto hacia las plataformas de comunicación y control.
3. Estándares y sistemas abiertos
La clave es pensar en la apertura del sistema, si admite protocolos de comunicación y estándares de software emergentes, y cómo los componentes independientes abiertos pueden hacer que la industria. 4.0 una realidad.
Los estándares abiertos permiten una integración más flexible de soluciones basadas en software y la portabilidad de nuevas tecnologías en arquitecturas de automatización existentes. El software de control e ingeniería abierto también crea un puente entre la automatización y los programas de software de TI. El núcleo del controlador abierto permite la creación de aplicaciones de automatización utilizando lenguajes de TI comunes de alto nivel, como Java y C++.
El funcionamiento de la máquina debe permitir una conexión sencilla con un teléfono inteligente o una tableta. Gracias a la conexión entre el controlador y el software de modelo 3D, el software puede acelerar el diseño y la puesta en marcha de los sistemas de automatización. El controlador de movimiento puede enviar instrucciones y recibir comentarios del modelo, lo que permite optimizar la funcionalidad de la máquina mediante el control de movimiento durante la fase de diseño mecánico. Esto también permite probar y programar la máquina antes de su puesta en servicio. Las máquinas virtuales se pueden utilizar para probar y mejorar diseños antes de pedir las piezas y ensamblar las máquinas.
4. Integración de datos en tiempo real
En las fábricas de la Industria 4.0, los datos de rendimiento de las máquinas y de las fábricas en tiempo real se pueden utilizar para cambiar el modelo de gestión de los sistemas de automatización y los procesos de producción. Las plataformas habilitadas para la Industria 4.0 eliminan la necesidad de capturar y analizar datos valiosos sobre productividad, tiempo de inactividad de las máquinas o consumo de energía, integrando los datos en informes periódicos de gestión de fábrica. Esto proporcionará a los fabricantes y a las máquinas información detallada para realizar cambios rápidos en los procesos y la producción, permitiendo una visión de los productos que satisfacen las necesidades específicas de los clientes.
5. Adaptabilidad
La iniciativa del mundo real puede hacer que la producción sea más coherente y esté impulsada por la demanda. La tecnología ayuda a que la línea de producción cobre vida. El objetivo es adaptar las estaciones de trabajo y los módulos a las necesidades individuales del cliente o del producto.
En una fábrica que fabrica válvulas hidráulicas, una nueva línea de montaje adaptativo utiliza chips de identificación por radiofrecuencia en cada pieza de trabajo que se va a mecanizar. Nueve estaciones inteligentes en la línea de producción identificarán cómo se ensambla el producto final y qué configuraciones de herramientas y pasos operativos son necesarios. Cada pieza de trabajo relevante tiene una etiqueta Bluetooth, que transmite automáticamente la información a la estación de montaje. La información del paso de ensamblaje se mostrará según los diferentes productos y los diferentes niveles técnicos de las piezas procesadas relacionadas. La línea de producción puede producir un lote de válvulas hidráulicas del mismo tamaño o 25 modelos de productos diferentes sin intervención manual. No se requiere tiempo de configuración ni exceso de inventario. Esto resultó en un aumento del 10% en la producción de la línea de producción y una reducción del 30% en el inventario.
En segundo lugar, dejar que la Industria 4.0 y el IIoT funcionen en fábricas inteligentes.
Daymon, experto en productos TwinCAT de Beckhoff Automation, afirmó que la Industria 4.0 y el Internet industrial de las cosas (IIoT) se pueden utilizar en equipos (desde proporcionar mejores conexiones entre sensores hasta sistemas de control a gran escala), datos y análisis.
Thompson cree que sí. Los sensores y sistemas requieren conectividad de red para disfrutar de datos y análisis que ayuden a tomar decisiones más informadas.
El Internet de las Cosas incluye principalmente cuatro elementos básicos: dispositivos físicos, conexiones bidireccionales con dispositivos, datos y análisis. Los dispositivos pueden ser cualquier cosa, desde sensores hasta sistemas de control a gran escala. Los sensores y sistemas deben estar conectados a una red más grande para poder disfrutar de los datos producidos por el sensor o sistema. El análisis de estos datos producirá información procesable, con el resultado de que las personas podrán tomar decisiones informadas.
En la aplicación práctica de IIoT,
Las empresas recopilan y transmiten datos conectando dispositivos o activos a la nube o a instalaciones de tecnología de la información (TI) locales. Luego, al analizar los datos recopilados, se puede descubrir más información potencial sobre el equipo o los activos para evitar problemas antes de que ocurran.
Por ejemplo
Los sensores que monitorean la temperatura de funcionamiento de los componentes mecánicos pueden rastrear cualquier anomalía o desviación del resultado final. Esto permite a las empresas abordar de manera proactiva el comportamiento indeseable, permitiendo el mantenimiento predictivo antes de que se intensifiquen las fallas del sistema que podrían crear peligros dañinos que de otro modo podrían conducir a cierres de plantas y pérdida de ingresos de producción. Esta información ayuda con el diseño de nuevos productos, mejora el rendimiento y la eficiencia del sistema y maximiza las ganancias.
La Industria 4.0 flexibiliza la fabricación.
En un proceso de fabricación, o incluso en toda la cadena de suministro, la conectividad se utiliza para promover más nuevos descubrimientos y optimización del sistema. Este es uno de los conceptos centrales de la Industria 4.0, también conocida como la cuarta ola. revolución industrial.
Acatech, miembro del grupo de trabajo Industria 4.0 y académico de la Academia Nacional de Ciencias e Ingeniería de Alemania, define la invención y el uso generalizado de la máquina de vapor en el siglo XVIII como la primera revolución industrial. La segunda revolución fue el uso de cintas transportadoras en las líneas de montaje a principios del siglo XX. La tercera revolución fue el desarrollo de la microelectrónica, las PC y los controladores lógicos programables (PLC) a mediados del siglo XX. La cuarta revolución consiste en conectar ordenadores y máquinas personales a Internet e implementar sistemas ciberfísicos (CPS).
La Industria 4.0 requiere la informatización de la fabricación tradicional. El uso de los conceptos de IoT y sistemas ciberfísicos ayudará a lograr el objetivo de una "fábrica inteligente", que permitirá una flexibilidad sin precedentes en la fabricación y eficiencias de producción ajustadas muy altas. En la manufactura, una característica sorprendente es que las áreas clave de preocupación se han expandido desde los productos mismos hasta los procesos que producen esos productos.
Los fabricantes necesitan líneas de producción flexibles para adaptarse a las necesidades cambiantes de los clientes. La operación flexible de la máquina puede producir múltiples tipos de productos, y se pueden obtener mayores ganancias de producción ajustando el tamaño de los lotes, lo que permite que la misma línea de producción ejecute productos mixtos más complejos para satisfacer las necesidades cambiantes de los clientes.