Excelente estrategia de Industria 4.0
Paul Horn GmbH de Tubinga impulsa continuamente el desarrollo y la digitalización de toda su cadena de valor. Para acelerar la digitalización en el entorno de producción, Horn ha desarrollado una solución estándar escalable para conectar los sistemas existentes y los nuevos. Gracias a la interconexión optimizada de los sistemas, los clientes de Horn se benefician en muchos ámbitos, incluido un rendimiento de entrega aún mejor.
En 2018, Horn puso en marcha un proyecto para digitalizar y conectar en red los sistemas existentes (retrofit). Los objetivos incluyen la introducción de una arquitectura orientada a servicios (SOA) en la producción y la normalización de los datos en términos de shell de administración de activos. El concepto desarrollado debe servir también de base para la conexión de futuros sistemas. En el estudio preliminar del proyecto, rápidamente se hizo evidente que toda la arquitectura informática de la producción debe tenerse en cuenta para una digitalización sostenible. El concepto de las denominadas cápsulas de producción describe tanto el enfoque metódico para sustituir la pirámide de automatización como una arquitectura genérica de Industria 4.0 compuesta por infraestructura (hardware, redes, ubicaciones), aplicaciones, interfaces, tecnologías y procesos.
La cápsula de producción es una unidad funcional de componentes necesaria para cumplir un propósito específico. Por ejemplo, una cápsula de producción en el campo del rectificado consta de al menos una máquina CNC y se complementa con automatización, un ordenador para edge computing o más si es necesario. El concepto no limita deliberadamente el alcance de una cápsula, lo que significa que puede aplicarse de forma genérica. Abarca desde sensores inteligentes individuales hasta áreas de producción completas.
Además de la demarcación lógica, el concepto de Industria 4.0 también aborda la encapsulación de los datos resultantes. Esto implica principalmente la ocultación selectiva de información frente a accesos no autorizados y la definición de interfaces estándar (modelo de caja negra). Las personas ajenas a la empresa no pueden comunicarse con los componentes individuales de una cápsula. Sólo ven los datos y funciones que proporciona deliberadamente. Junto con un modelo semántico de datos, esto crea la base para la estandarización y la orientación al servicio de la producción. Con el uso de OPC UA, se dispone de un estándar apropiado para realizar el concepto teniendo en cuenta la seguridad informática.
Técnicamente, la encapsulación ya tiene lugar a nivel de red mediante el uso de enrutadores físicos o virtuales con cortafuegos locales. El interlocutor central de comunicación de una cápsula accesible desde el exterior se denomina integrador. La tarea de un integrador es apoyar la conexión de los componentes, por ejemplo traduciendo protocolos propietarios a OPC UA y armonizando y agregando los datos. La comunicación (M2M) de los demás componentes dentro de una cápsula no se ve afectada. El integrador también proporciona servicios locales para el preprocesamiento de los datos recogidos o para la visualización web.
Horn ya ha equipado la mayoría de su maquinaria con cápsulas de producción. La flexibilidad y escalabilidad del concepto permiten conectar rápidamente una gran variedad de sistemas. El fabricante de herramientas de precisión tiene unas 600 máquinas y sistemas en producción en todo el mundo. También hay dispositivos de otros ámbitos, como los sistemas de gestión de edificios. El valor añadido es evidente en los diversos retos a los que se enfrentan las distintas unidades de negocio. Se reducen los costes de administración de TI, ya que se automatiza el mantenimiento remoto y el operador del sistema puede activarlo mediante un interruptor de llave. La seguridad informática aumenta al aislar los sistemas en el lado de la red: una sola máquina defectuosa no afecta al resto de la producción. La ingeniería mecánica y el mantenimiento internos se benefician de un almacenamiento gestionable y de la disponibilidad a largo plazo del hardware instalado y estandarizado. Los datos registrados pueden registrarse y evaluarse automáticamente gracias a la normalización y la descripción semántica. Los datos de potencia y de la máquina, como la velocidad del husillo o las temperaturas, se registran de forma centralizada a través del integrador y se ponen a disposición de forma estandarizada a través de OPC UA. La solución permite la visualización basada en los modelos de datos. Esto permite, por ejemplo, una visión general del estado de todas las máquinas de una línea de producción. André Hoettgen, arquitecto de Industria 4.0 en HORN: "La conexión en red de los sistemas permite optimizar los procesos existentes y replantear las futuras tecnologías de producción. La inteligencia colectiva mejora el rendimiento de las entregas y allana el camino para herramientas aún más versátiles."
