IoT en la Industria
LA CONECTIVIDAD APLICADA A LA INDUSTRIA.
IoT significa la Internet Industrial de las Cosas o IoT Industrial que inicialmente se refería principalmente a un marco industrial en el que un gran número de dispositivos o máquinas se conectan y sincronizan mediante el uso de herramientas de software y tecnologías de tercera plataforma en un contexto de máquina a máquina y de Internet de las Cosas, posteriormente un contexto de Industria 4.0 o de Internet Industrial.
Hoy en día, la IIoT se utiliza principalmente en el ámbito de las aplicaciones de la Internet de las Cosas fuera del espacio de consumo y del mercado de la IoT empresarial, como término general para las aplicaciones y los casos de uso en varios sectores industriales. La Internet industrial de las cosas o IIoT se define como "máquinas, computadoras y personas que permiten operaciones industriales inteligentes utilizando análisis de datos avanzados para obtener resultados comerciales transformadores".
La comunicación de máquina a máquina y el IIoT En el contexto puro de máquina a máquina e Industria 4.0, la ventaja de los marcos y sistemas a los que se refiere el IIoT, es que pueden funcionar de manera semi-independiente o con una mínima intervención humana.
Esos sistemas serán cada vez más capaces de responder de manera inteligente e incluso de cambiar su curso de acción sobre la base de la información recibida a través de los bucles de retroalimentación establecidos en el marco.
Como se ha mencionado, una palabra clave en este caso es la comunicación de máquina a máquina (M2M), que es un elemento de la Internet de las cosas, pero que también se refiere a actividades específicas y a las etapas iniciales de la Internet industrial de las cosas.
La idea que subyace a la comunicación entre máquinas es reducir las intervenciones humanas en la medida de lo posible, de manera que se pueda alcanzar el máximo nivel de automatización. Si nos fijamos en el concepto de la Internet del Todo, esta dimensión M2M de la Internet Industrial de las Cosas ocurre dentro de la esfera de las cosas como se puede ver en la representación original de la Internet del Todo de Cisco.
En este sentido, el IIoT puede considerarse un movimiento hacia las "máquinas inteligentes", en el que los niveles de precisión de las operaciones que intervienen en los respectivos sistemas se elevan a un nivel que no puede lograrse mediante intervenciones humanas. Beneficios del IIoT en la fabricación y más allá. Uno de los mayores beneficios de la Internet industrial de las cosas tiene que ver con la reducción de los errores humanos y el trabajo manual, el aumento de la eficiencia general y la reducción de los costos, tanto en términos de tiempo como de dinero. Tampoco podemos olvidar los posibles fundamentos de la IIoT en el control de calidad y el mantenimiento. La Internet industrial de las cosas es parte de la Internet de las cosas. La Internet de las Cosas o IoT es rica en datos: grandes cantidades de datos son recolectados, agregados y compartidos de manera significativa. Una vez más, el objetivo es aumentar el nivel de automatización a nivel doméstico y comercial. En el Internet de las Cosas Industrial, los datos también son cruciales y esto causa un cambio en las tareas humanas en un contexto de Industria 4.0 donde la automatización lleva a una disminución de tipos específicos de trabajo pero al mismo tiempo requiere nuevas habilidades.
El objetivo de la Internet Industrial de las Cosas tampoco es sustituir totalmente el trabajo humano, sino mejorarlo y optimizarlo, por ejemplo, creando nuevas corrientes de ingresos y modelos empresariales con un gran papel para los datos (análisis). La configuración del bucle de comunicación inteligente entre máquinas permite prestar una atención oportuna a las cuestiones de mantenimiento. El nivel de seguridad de las operaciones también se ve impulsado por el alivio de los factores de riesgo.
La Internet industrial de las cosas lleva los beneficios de la Internet de las cosas en general a un nivel más alto y también a las industrias de alto riesgo, en las que el error humano podría dar lugar a riesgos masivos. El nivel de precisión que se puede lograr a través de la IoT es una de las mayores ventajas, que hace de esta disciplina uno de los regalos más bienvenidos de la IoT. No están muy lejos los tiempos en que las operaciones y procesos de las plantas de manufactura podrían funcionar casi independientemente. Además, la Internet Industrial de las Cosas se utiliza para muchos casos de uso que nos ayudan a reducir la exposición de la fuerza de trabajo humana, que siempre importará, a escenarios con altos riesgos industriales. En los próximos años, es probable que el IIoT obligue a unificar más los protocolos de los dispositivos y las arquitecturas que permitirán a las máquinas comunicarse sin problemas y, por lo tanto, mejorar la interoperabilidad.
La tecnología no solo ha cambiado nuestra manera de comunicarnos y relacionarnos. Cada día nos encontramos con más ejemplos de internet de las cosas en la vida cotidiana, así como observamos que está transformando la industria. La robótica, la Inteligencia Artificial y el Internet de las Cosas aplicados a la industria han puesto en marcha una transformación radical en las operaciones de los negocios que muchos ya han calificado como la Cuarta Revolución Industrial.
¿Qué es IoT en la industria?
El IoT en la industria, también conocido como IoT industrial, hace referencia al uso de sensores inteligentes y mecanismos de automatización que permiten mejorar la eficiencia de los procesos industriales en diferentes niveles. Consiste en conectar máquinas, dispositivos y sistemas empresariales mediante la arquitectura de red para que puedan comunicarse, recopilar información y analizar esos datos en tiempo real. Con la aplicación del IoT en la industria, las personas, las máquinas y los datos trabajan de manera sincronizada para ofrecer un valor añadido.
¿Cuál es la diferencia entre IoT e IIoT?
De forma general, el internet de las cosas (IoT) se refiere a aquellos dispositivos conectados a internet que están orientados a los consumidores. Aquí encontraríamos a todos los objetos inteligentes relacionados con la electrónica de consumo o la domótica. Por ejemplo, asistentes virtuales, dispositivos móviles inteligentes, automóviles autónomos y muchos más.
En cambio, el IoT industrial es una subcategoría del IoT que se refiere a infraestructuras, maquinaria o equipos más complejos, orientados al sector industrial.
El IoT está más encaminado a la aumentar la comodidad del consumidor medio o a simplificar tareas cotidianas. Por su parte, el IIoT se aplica en procedimientos industriales más complejos, y sus funciones están más enfocadas a mejorar la eficiencia y la productividad en los procesos de fabricación o mantenimiento.
Mientras el internet de las cosas, entendido de una forma genérica, está destinado a la vida cotidiana, el internet de las cosas industrial se usa en el ámbito industrial y empresarial. Por ello, los fallos o errores de funcionamiento pueden suponer riesgos mucho más elevados.
Principales usos del IoT industrial
¿Cuáles son las principales aplicaciones del IoT en la industria? ¿Qué tareas y procesos contribuye a mejorar? Lo vemos a continuación.
Mantenimiento predictivo y remoto
Gracias al uso de sistemas conectados es posible analizar los datos de forma remota. A su vez, los nuevos dispositivos equipados con inteligencia artificial permiten detectar posibles fallos de operativa antes de que estos repercutan en el comportamiento de la maquinaria. Esto permite anticiparse a los errores y evitar fallos que lastran la productividad.
Control de carga, bienes y transporte
En la actualidad existen dispositivos conectados que permiten saber en todo momento cuál es la ubicación o estado de una carga. Esto es especialmente útil para el transporte de mercancías. Por ejemplo, para saber si la carga viaja en las condiciones adecuadas de temperatura.
Logística inteligente
El IoT industrial ayuda a mejorar la logística y la gestión de almacenes. Por ejemplo, los inventarios controlados a través de sensores permiten solicitar nuevas existencias antes de que se agoten, o solicitar nuevos productos en función del stock, minimizando así las pérdidas por exceso de stock.
Medición inteligente y red inteligente
Los medidores inteligentes permiten enviar información en tiempo real sobre consumo energético a la compañía proveedora de energía. Otra de sus ventajas es la posibilidad de informar instantáneamente a la compañía proveedora si existe una pérdida de potencia o manipulación del servicio.
Edificios y ciudades inteligentes
El IoT industrial permite gestionar de forma mucho más eficiente edificios e instalaciones. Por ejemplo, funciones como el control de acceso a la climatización automática serán mucho más sencillas.
Lo mismo sucede con las ciudades inteligentes. Muchos ayuntamientos, sobre todo de ciudades importantes, están adoptando soluciones de IoT para mejorar los servicios de alcantarillado, optimizar el funcionamiento de semáforos, u ofrecer servicios de transporte más eficaces.
Agricultura inteligente
La industria agrícola es otra de las que más se puede beneficiar de la aplicación del internet de las cosas. Por ejemplo, muchos empresas del sector primario ya emplean sensores que permiten gestionar los sistemas de riego o fertilización, así como controlar en todo momento el estado de las cosechas. Tiene más información en nuestro artículo sobre IoT en agricultura.
Sistemas de seguridad industrial
Gracias al IoT industrial se pueden emplear sensores para recopilar información sobre el entorno de trabajo. Uno de los ámbitos en los que puede traer más ventajas es en la propia seguridad de los trabajadores. Por ejemplo, hay empresas que ya cuentan con equipos de protección individual que incorporan sensores capaces de supervisar las condiciones de trabajo de los operarios.
Optimización del consumo de energía
Los equipos inteligentes permiten optimizar el consumo energético, adaptándolo a las necesidades de cada momento. Por ejemplo, variar el suministro de energía en relación a los procesos que se estén realizando en cada momento. De esta forma se evita al gasto energético innecesario.
Calefacción industrial, ventilación y aire acondicionado
Con los sistemas equipados con IoT se acabó eso de controlar la temperatura o ventilación de forma manual. Los dispositivos conectados se encargarán en todo momento de mantener las instalaciones en las condiciones ambientales más adecuadas.
Monitorización de equipos de fabricación
El IoT industrial encuentra uno de sus principales ámbitos de aplicación en el control y supervisión de los procesos productivos. La maquinaria habilitada con este tipo de dispositivos es capaz de trabajar siempre a su máximo rendimiento, autosupervisarse y predecir posibles fallos de operativa. Todo esto repercute en una optimización de los procesos y la mejora de la productividad.
Monitoreo de ozono, gas y temperatura en ambientes industriales
Del mismo modo que se pueden supervisar y modificar condiciones ambientales como la humedad o la ventilación, también es posible enviar información de forma remota acerca de las emisiones producidas en una planta industrial, permitiendo mejorar los procesos y ajustarlos a los requisitos ambientales.
Salud
El internet de las cosas también puede tener muchas aplicaciones en las industrias médicas y farmacéuticas. El objetivo es mejorar la asistencia y cuidado de los pacientes así como realizar diagnósticos y tratamientos más efectivos.
Gestión del rendimiento de los activos
Gracias al uso de dispositivos de IoT industrial se puede monitorizar en todo momento el funcionamiento y rendimiento de los activos de la empresa. Por ejemplo, si lo aplicamos a un comercio minorista, sería la posibilidad de adaptar el escaparate a los productos que más éxito tienen en cada momento.
Tecnologías aplicadas al IoT industrial
En este punto vemos algunos de los avances tecnológicos que ha propiciado el IoT industrial.
Gemelos digitales
Los gemelos digitales son réplicas virtuales exactas de una entidad física o de un objeto inanimado. Es decir, es una copia virtual de procesos, mecanismos, personas, objetos, sistemas, estructuras o cualquier otro elemento.
Su principal ventaja es que permiten estudiar, analizar, comprender o predecir el funcionamiento de cualquier entidad a través de una copia digital, para luego aplicar los resultados del estudio al mundo real.
Dispositivos de registro electrónicos (ELD)
Otro de los dispositivos más utilizados que hacen uso del IIoT son los aparatos de registro electrónico o ELD. Estos dispositivos, aprobados por el Departamento de Transporte (DOT) se instalan en el motor del vehículo y se conectan con una centralita, de forma que se puede saber en todo momento las horas conducidas, trayectos realizados, rutas seguidas o puntos de control alcanzados. Todo esto ha permitido que las compañías de transporte realicen una gestión de flotas mucho más eficaz.
Inteligencia en el extremo
El IoT industrial también hace uso de la llamada inteligencia en el extremo. Estos sistemas analizan y supervisan la información en el mismo lugar en el que se generan los datos. Gracias a ello se reduce la latencia y se minimizan los costes y la posibilidad de fallos de operativa o que puedan suponer riesgos para la seguridad.
RFID o identificación por radiofrecuencia
La identificación por radiofrecuencia se lleva muchos años utilizando, pero gracias al internet de las cosas se ha mejorado mucho la conectividad y la transferencia de datos. Consisten en sistemas que incorporan una especie de lector similar a un código de barras, pero que en este caso utiliza ondas de radio. En la actualidad son muy empleadas en la industria, por ejemplo para supervisar la ubicación de las mercancías o controlar que no se sacan del recinto sin permiso.
Beneficios del IOT industrial
Los principales ventajas del IoT industrial son las siguientes:
Mejora la productividad y el rendimiento de la maquinaria.
Permite maximizar la eficiencia energética y el aprovechamiento de materiales y recursos
Aumenta la eficacia en las labores de logística o gestión de almacenes.
Facilita el mantenimiento predictivo de la maquinaria, disminuyendo los fallos operativos y los riesgos para la seguridad.
Genera nuevas oportunidades de negocio. Gracias a la recogida y análisis constante de datos se pueden detectar tendencias del mercado.
Minimiza los riesgos para la seguridad. Los aparatos conectados permiten supervisar en todo momento la condiciones de trabajo y los riesgos en el entorno laboral.
Proporciona ventajas competitivas respecto a la competencia que no ha apostado por este tipo de tecnología.
Promueve una imagen moderna de la empresa de cara a proveedores, clientes, socios o inversores.
Es aplicable a todo tipo de industrias y a diferentes áreas de la empresa: producción, logística, transporte, mantenimiento, seguridad, I+D, etc.
Retos a los que se enfrenta el internet de las cosas industriales
El IoT industrial tiene un enorme potencial. Sin embargo, no todo son ventajas. Esta tecnología también se enfrenta a una serie de retos:
Se requiere una inversión elevada. Está demostrado que es una tecnología rentable a medio plazo, pero hay empresas que no están dispuestas a realizar el desembolso que requiere adaptar toda su operativa. Aunque, tarde o temprano, lo tendrán que hacer.
Es necesario adaptarse a los cambios propiciados por esta tecnología. El IoT industrial supone una evolución en la forma de trabajar y la manera en que se llevan a cabo los procesos, por lo que es necesario renovarse para adaptarse a este nuevo paradigma laboral.
Por último, no existen unos estándares tecnológicos comunes ni una normativa clara respecto al uso del internet de las cosas. En ocasiones, se trata de sistemas cerrados cuyas opciones de conectividad se limitan a los dispositivos de la propia empresa. Pero, ¿y si existiera un estándar que permitiese conectar sistemas o dispositivos de cualquier ámbito?
Ventajas de la aplicación del IoT en la industria 4.0
Aumenta la eficiencia energética. Existen aplicaciones IoT en la industria que permiten medir en tiempo real el consumo de energía para detectar las ineficiencias y resolverlas, lo cual contribuye a desarrollar un negocio más sostenible con una huella de carbono menor.
Optimiza el mantenimiento de la maquinaria. En el sector industrial, no realizar correctamente el mantenimiento preventivo o no ser capaces de detectar un fallo en la maquinaria puede suponer pérdidas cuantiosas, pero el Internet de las Cosas permite optimizar el mantenimiento de los equipos reduciendo los periodos improductivos o las averías graves.
Mejora la seguridad industrial. Los sistemas IoT pueden monitorear todos los datos importantes relacionados con la seguridad informática y de los trabajadores generando alertas en tiempo real si detectan algún fallo, lo cual permite reducir los riesgos y accidentes laborales.
Facilita la implantación de modelos de producción just-in-time. Contar con más datos y mejorar la capacidad de procesamiento permite a las empresas gestionar mejor los pedidos y su capacidad de fabricación poniendo a punto métodos de producción just-in-time eficaces.
Reduce costes. La aplicación del IoT en la industria 4.0 permite automatizar las cadenas de producción, mejorar la eficiencia operativa y optimizar los modelos de trabajo, lo cual termina representando un ahorro de costes considerable.
Ejemplos de IoT en la industria actual
Un rastreador en camiones y autobuses que detecta fallos en el motor u otras averías en los vehículos para que puedan solucionarlo a tiempo y realicen el mantenimiento preventivo según lo previsto.
Empleo de robots, que se encargan de recoger los objetos de las estanterías del almacén para llevarlos a su destino siguiendo rutas óptimas, que pueden elegir en tiempo real gracias a algoritmos que potencian su sistema de Inteligencia Artificial.
Una red de transporte que usa el Internet de las Cosas para dar seguimiento a sus activos y optimizar el consumo de combustible y las rutas marítimas, algo particularmente útil en el caso de los contenedores refrigerados cuyo contenido podría estropearse si no se controla la temperatura y los tiempos de entrega.
Fabricantes del mundo de productos de acero, ha implementado dispositivos portátiles en cascos y muñequeras para dar seguimiento a sus empleados y detectar escenarios peligrosos antes de que provoquen lesiones. Esos dispositivos IoT también recopilan métricas de salud para que los supervisores den un descanso a los trabajadores cuando lo necesiten y alertan de la presencia de gases tóxicos.
