La guía de cinco pasos para implantar la tecnología de captura de datos

Las ventajas que ofrece un proceso de fabricación basado en datos incluyen: visibilidad del rendimiento de las máquinas, ciclos de producción optimizados, mejora de la colaboración, conocimiento del negocio y aumento de los ingresos. Para aprovechar estas ventajas, la captura de datos y el proceso analítico deben desarrollarse e integrarse con éxito.

Tecnologías de captura de datos y sus aplicaciones

La captura de datos en los talleres de Greenfield comienza con la implantación de las tecnologías adecuadas. Es importante señalar que en estas instalaciones se utilizan equipos y activos más modernos para ejecutar las operaciones en el taller. Así, las máquinas, como las de control numérico por ordenador (CNC), vienen equipadas con componentes de E/S digitales y sensores que facilitan la captura de datos de las mismas.

La facilidad para capturar datos significa que se pueden acoplar a las máquinas soluciones "plug and play", como dispositivos de interfaz hombre-máquina, dispositivos inteligentes o tablets, y sensores. En este caso, estos dispositivos sirven de interfaz entre las personas y los equipos del taller, lo que permite leer directamente los datos de las máquinas e introducir información en los equipos.

El equipo de taller medio produce grandes conjuntos de datos por cada hora que funciona. Esto significa que se necesita un sistema de almacenamiento centralizado para guardar estos grandes conjuntos de datos diariamente. Para muchos fabricantes, la nube informática ofrece la opción más asequible y segura para centralizar los datos, mientras que para otros, las soluciones de almacenamiento in situ son la mejor opción debido al control que proporcionan. Si se opta por una solución en la nube, los equipos se conectarán a routers que servirán de medio para enviar o recibir datos de la nube. En el caso de las soluciones de almacenamiento in situ, también se pueden utilizar routers o conectar directamente los equipos a los centros de almacenamiento físicos.

Con estos equipos, los datos pueden ser leídos, transferidos y almacenados. Esto deja fuera el análisis de datos, que requiere aplicaciones específicas para agregar los datos capturados. En la mayoría de los casos, las plataformas informáticas industriales en la nube proporcionan unas pocas aplicaciones para organizar los datos, mientras que las plataformas de IIoT específicas de la industria proporcionan un conjunto diverso de herramientas para desarrollar aplicaciones desde cero.  Estos conjuntos de herramientas pueden utilizarse para desarrollar aplicaciones dedicadas a calcular la OEE, gestionar las alertas o analizar otros datos de las máquinas.

Las plataformas IIoT también sirven como soluciones de apoyo para las instalaciones en las que la computación de borde está integrada en el proceso operativo. Estas plataformas pueden comunicarse con las tecnologías de captura de datos, como edge computing o los sensores, enviándoles información procesable. Por último, en el caso de las grandes plantas en las que es necesario transmitir datos al taller con operarios repartidos por las instalaciones, se pueden utilizar dispositivos de comunicación conectados a televisores de pantalla grande para compartir programas de producción actualizados y otra información importante de las máquinas.

La necesidad de comunicación en tiempo real a través de sistemas ciberfísicos interconectados significa que debe establecerse un estándar de comunicación. Aquí es donde entra en juego OPC UA sobre TSN. Con OPC UA, los fabricantes pueden estandarizar el proceso de comunicación entre los dispositivos de borde, los equipos heredados y las plataformas de datos centralizadas. Las redes 5G también proporcionan soporte para las redes de edge computing dentro de las instalaciones de Greenfield.

Los cinco pasos para implantar la tecnología de captura de datos en las instalaciones de nueva creación

La implantación de la tecnología de captura de datos indicada comienza con el diseño de una hoja de ruta que guíe todo el proceso. He aquí los 5 pasos para la implantación:

1. Determinar los datos a capturar
Diversos equipos y procesos producen datos dentro de los talleres de fabricación. Para implantar procesos de fabricación basados en datos, los responsables de la toma de decisiones deben decidir primero qué máquinas o procesos deben optimizarse, así como los objetivos del proyecto de captura de datos. Si el objetivo es mejorar la utilización de las máquinas, lo que se necesita es una hoja de ruta para su optimización. Si el objetivo es automatizar la manipulación de materiales, habrá que elaborar una hoja de ruta para el sistema de manipulación de materiales.

2. Elección de la tecnología de captura de datos
La elección de la tecnología determina la eficacia del proceso. En este caso, se espera que la tecnología de captura de datos elegida sea compatible con los equipos de la planta. En el caso de la mayoría de las instalaciones Greenfield, la elección de tecnologías compatibles con los equipos modernos no es una propuesta difícil. También hay que tener en cuenta el protocolo y la tecnología de comunicación de estas tecnologías ciberfísicas. En las instalaciones Greenfield, las redes 5G proporcionan soporte para las comunicaciones casi en tiempo real, mientras que OPC UA sobre TSN proporciona una base para unificar la conectividad a través de las tecnologías de captura de datos utilizadas. 

3. Elección de una solución infórmatica en la nube industrial
Si tiene la intención de optar por la opción más asequible de suscribirse a una solución informática en la nube industrial, es importante elegir la opción correcta. Las consideraciones a la hora de elegir deben girar en torno a la escalabilidad de la solución en la nube, su compatibilidad con el software de gestión empresarial existente y las herramientas que ofrece para gestionar los datos.

4. Asignar tareas a manos capaces
Los datos capturados deben ser procesados y analizados adecuadamente para obtener la visión de los procesos de fabricación que proporcionan. Para ello, se necesitan aplicaciones y personas con la capacidad de dar sentido a los datos recogidos y ponerlos a trabajar. Aunque la mayoría de las plataformas y aplicaciones en la nube vienen con interfaces de usuario intuitivas, se necesita un analista de datos experimentado para extraer el significado de los grandes conjuntos de datos que producen las instalaciones.

5. Crear KPIs que permitan determinar si la hoja de ruta funciona
Una vez realizada la implantación de la tecnología de captura de datos, el último paso es comprobar continuamente si la hoja de ruta está ayudando a alcanzar los objetivos fijados. Para ello, se necesitan índices clave de rendimiento (KPI). Puede tratarse de mediciones de OEE, de la calidad y cantidad de la producción o de las horas que sus máquinas funcionan de forma productiva. Estos índices de rendimiento pueden utilizarse para desarrollar estrategias de mantenimiento predictivo o para optimizar ciclos de producción específicos.

Las ventajas de un proceso de fabricación basado en datos
Las ventajas de integrar las tecnologías de captura de datos en las instalaciones de Greenfield abarcan tanto las operaciones de la organización como las del taller. A nivel organizativo, la capacidad de hacer un seguimiento de todos los procesos en las instalaciones proporciona a las partes interesadas datos históricos precisos para la toma de decisiones. 
Un ejemplo es el desarrollo de estrategias para gestionar el aumento de la demanda de los clientes durante determinadas temporadas. Los datos recogidos de las máquinas pueden ayudar a la dirección a determinar si la compra o el alquiler de nuevas máquinas para hacer frente a los aumentos de la demanda es la opción a tomar. A nivel de taller, los datos capturados pueden utilizarse para optimizar los programas de producción y garantizar que los ciclos se ejecuten de forma eficiente y que ninguna máquina se infrautilice.

 
Conclusión
El desarrollo de una hoja de ruta para la tecnología de captura de datos hace posible una implementación exitosa. Una hoja de ruta garantiza que se actúe con rapidez y eficacia dentro del presupuesto especificado. En muchos casos, los fabricantes que compran todos los objetos nuevos y brillantes del mercado acaban gastando por encima de sus presupuestos y con herramientas de captura de datos digitales no funcionales. Por este motivo, aproximadamente el 70% de las iniciativas de captura de datos fracasan.
Para reducir las posibilidades de fracaso, puede seguir los pasos que se describen aquí para desarrollar e implementar una hoja de ruta de tecnología de captura de datos y obtener los beneficios de un proceso de fabricación impulsado por los datos.