Autor: Ismael Minchala
El internet industrial de las cosas (IIoT, por sus siglas en inglés) se refiere principalmente a una revolución en la forma en la que la automatización industrial, a la fecha, es concebida. La estructura actual de un sistema de automatización, típicamente, se basa en la arquitectura de manufactura integrada por computador (CIM, por sus siglas en inglés). Esta arquitectura se divide en 5 niveles: 1) campo; 2) proceso; 3) supervisión; 4) sistemas de ejecución de manufactura (MES, por sus siglas en inglés); y, 5) planeación de recursos empresariales (ERP, por sus siglas en inglés). La Figura 1a muestra el concepto de un sistema CIM. La interconexión de las tres primeras capas del modelo CIM involucra el uso de redes industriales y de campo, por ejemplo, PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, MODBUS, etc.
Figura 1: (a) Arquictura CIM. (b) Ejemplo de arquitectura CIM truncada a tres niveles.
Es una práctica común en sistemas de automatización el uso de los tres primeros niveles de la arquitectura CIM (Figura 1b) debido, en muchas ocasiones, a costos de implementación elevados de una arquitectura completa. En cualquier caso, la forma en la que actualmente se automatizan procesos de manufactura involucra la planeación de islas de automatización, en donde cada arquitectura CIM (completa o truncada) corresponde a la automatización de un proceso. El IIoT, por otro lado, propone una arquitectura flexible que basa su operación en tecnologías emergentes de conectividad y la virtualización de servicios. En este contexto, por ejemplo, una arquitectura truncada de tres niveles, podría con relativa facilidad virtualizar las capas 4 y 5 de la arquitectura CIM (MES y ERP), a la vez que la interconexión entre islas de automatización se torna una cuestión de selección adecuada de tecnologías de conectividad a internet, que entre otras cosas garanticen: seguridad, resiliencia y bajo consumo energético. La Figura 2 muestra el concepto de interconexión de islas de automatización a través de tecnologías de internet.
Figura 2: Concepto de IIoT.
Esta propuesta tecnológica, como visión amplia, promueve alta conectividad, gran potencialidad en el manejo de grandes volúmenes de datos de producción y toma de decisiones inteligentes a través de la interacción de objetos digitales que representan símiles físicos (sensores y actuadores) en diversas localizaciones geográficas. Es importante, por tanto, además de la conectividad al internet de un proceso, otras áreas de desarrollo, entre las que se destacan la inteligencia artificial, big data y tecnologías de virtualización.
En conclusión, la cuarta revolución industrial (como también se le llama al IIoT) promete el desarrollo de tecnologías habilitantes que permitan consolidar la cultura de ‘expectativa embebida’, en la que se espera encontrar el control del mundo, en este caso los sistemas de automatización industrial, en la palma de la mano a través de una aplicación móvil.
Sobre autor:
Biografía
Luis Ismael Minchala recibió el grado de Ingeniero Electrónico en el 2006 por parte de la Universidad Politécnica Salesiana; sus grados de máster y doctor los recibió por parte del Tecnológico de Monterrey, México, en el 2011 y 2014, respectivamente. Entre el verano de 2012 y 2013 fue académico visitante en la Universidad de Concordia en Montreal, Canadá. Desde el año 2015 el Dr. Minchala es profesor/investigador en el Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad de Cuenca. Entre el 2017 y el 2018, se desempeñó como investigador PostDoc del Tecnológico de Monterrey. Ha participado como autor y co-autor en más de 40 publicaciones indizadas, incluyendo artículos de conferencia, revista, capítulos de libro y un libro.