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La aplicación del Edge Computing en la Industria 4.0

Publicado el 13 January, 2022

Cuando en 2016 hablamos de Industria 4.0 hicimos referencia a la aplicación de tecnologías como Internet of Things, Big Data, Cloud Computing, Realidad Virtual y Aumentada, Impresión 3D, Inteligencia Artificial y Robótica, en la industria, pero no hablamos entonces del concepto de Edge Computing y hoy vamos a aprovechar para realizar una actualización al respecto.

Para ello nos vamos a apoyar en los contenidos que ha realizado la empresa Barbara IoT, que ha desarrollado una plataforma de software de Edge Computing Industrial enfocada en la ciberseguridad, que permite crear, desplegar y ejecutar algoritmos de Inteligencia Artificial en miles de nodos edge distribuidos. Además la empresa está realizando el barómetro del Edge Computing en España, que una vez publicado puede resultar un documento muy interesante para conocer el estado del arte de esta tecnología en nuestro país.

El auge del Edge Computing en el IoT Industrial

El Edge Computing en el marco del IoT Industrial hace referencia al conjunto de sensores y actuadores que interactúan con el mundo físico, como los gateways, concentradores y otros nodos IoT que se comunican localmente con los primeros. De esta forma el edge es la contraposición a el cloud, ya que mientras que el cloud representa un conjunto de servicios y sistemas que están remotos y alejados de la toma de datos, el edge es el plano local y el conjunto de elementos más cercanos a la captura de información y de interacción con nuestra realidad física.

De esta forma cuando hablamos de Edge Computing nos referimos al conjunto de técnicas orientadas al tratamiento, análisis y explotación de los datos que se capturan a través de los diferentes elementos que forman parte del propio edge. Además la ejecución de algoritmos y la toma automatizada de decisiones se realiza en los propios dispositivos, sin necesidad de enviar toda la información a la nube y se traslada toda la potencia de computación de la nube al edge, pasando de un modelo de explotación de datos central a uno descentralizado.

Gracias a esta tecnología se logra un importante ahorro en ancho de banda y se evitan problemas de latencia, al explotar los datos (o parte de ellos) cerca de la fuente, lo que permite que la toma de decisiones mucho más rápida. Todo esto además suele redundar en un ahorro de costes al usar menos recursos en la nube y el pago a los proveedores correspondientes se reduce considerablemente.

Y para conocer mejor en qué consiste la actividad de Barbara IoT en relación con el Edge Computing hemos realizado la siguiente entrevista a su CEO David Puron.

¿Cómo surge la idea de crear Barbara IoT y cómo ha sido su desarrollo hasta el momento?

El 20 de septiembre de 2016, Internet sufrió el ataque de DDoS (denegación de servicio distribuida) más grande de su historia. Para ello, se había utilizado un malware llamado Mirai, que estaba especialmente diseñado para controlar remotamente dispositivos IoT. El equipo fundador de Barbara acabábamos de completar la venta de nuestra anterior compañía, y nos dimos cuenta de que contábamos con un equipo experto en ciberseguridad y dispositivos conectados que tenía la experiencia y conocimientos para crear un producto que, en el futuro, evitase este tipo de problemas. Así ideamos la creación del primer sistema operativo seguro para dispositivos IoT: Barbara OS.

Nuestros clientes nos iban pidiendo cada vez más sofisticación en Barbara OS, y a día de hoy es la piedra angular de una plataforma que no sólo permite securizar los dispositivos, sino que además permite controlarlos y ejecutar remotamente aplicaciones complejas y distribuidas en ellos. El propio mercado nos ha llevado así hacia el Edge Computing, antes siquiera de que los analistas lo identificaran como una tendencia.

Tras unos primeros años de fuerte inversión en producto apoyada por financiación propia, pública y de venture capital, estamos muy contentos porque desde 2020 hemos entrado en fase de crecimiento, con un producto validado por el mercado, y con un aumento exponencial de clientes e ingresos.

¿Por qué habéis decidido especializaros en el desarrollo del Edge Computing en la industria?

Nosotros trabajamos bajo la hipótesis de que la adopción del Cloud Computing se encuentra con ciertas barreras en empresas industriales que tienen activos muy críticos y muy distribuidos. Siempre suelo poner el mismo ejemplo, conectar al cloud los sensores de acceso de una oficina puede ser un proyecto viable. Sin embargo, si hablamos de conectar sensores y actuadores de los más de 90.000 centros de transformación eléctrica que opera Iberdrola en todo el territorio nacional, aparecen grandes retos tales como la escalabilidad, la latencia, o la ciberseguridad, que hasta la aparición del Edge Computing no tenían solución sencilla.

Es por tanto, que estos sectores industriales con activos críticos y muy distribuidos, tienen la necesidad, la urgencia, y la capacidad de beneficiarse de una tecnología como la que ofrecemos en Barbara IoT. El sector eléctrico de las Smart Grids es uno, pero otros sectores como el el tratamiento y distribución de agua, oil & gas, transporte ferroviario, gestión de infraestructura pública y privada o logística industrial, están empezando a desplegar Edge Computing a escala para reducir costes y optimizar la operación y mantenimiento de activos.

¿Podrías contarnos algún caso de éxito de aplicación de vuestra tecnología en una fábrica?

Tenemos multitud de casos, pero uno que es especialmente ilustrativo es el de una gran cadena de logística con la que llevamos trabajando desde 2017. Estaban buscando optimizar y automatizar el sistema de guiado de sus toros mecánicos por almacenes integrándose con un ERP en la nube. Durante la integración, surgieron los problemas de latencias, cobertura y escalabilidad que causaron el fracaso de hasta tres soluciones.

Cuando llegaron a Barbara IoT, estaban a punto de dar el proyecto por perdido, pero en una semana desplegamos nuestra tecnología de Edge Computing con un algoritmo de guiado automático en 10 vehículos del almacén, y el rendimiento y fiabilidad fue tal, que menos de un año la solución se desplegó todos los almacenes distribuidos a nivel internacional. Con esta solución, nuestro cliente ha conseguido reducir sus pérdidas por retrasos y errores humanos en su proceso logístico en hasta un 30% de manera global.

Otro caso interesante vino de la mano de Grupo Cuerva, distribuidora eléctrica líder en el Sur de España, y que se encuentra en pleno proceso de aceleración empresarial desde 2019. Cuerva necesitaba disponer de los datos en tiempo real (<1 minuto) de los equipos que operan su red de media y baja tensión, para poder generar alarmas instantáneas sobre la calidad del suministro eléctrico. Actualmente, con tecnologías centralizadas tipo SCADA, el acceso a estos datos es limitado y las alarmas sufrían retrasos de hasta 15 minutos. Con el uso del Edge Computing industrial de Barbara, la captura y proceso de datos se obtienen en tiempo real incluso por debajo de los objetivos iniciales del proyecto, ya que se pueden obtener datos de calidad con refresco de 30 segundos. Esto permite a Grupo Cuerva dar un mejor servicio y limitar las pérdidas ante fallas de mejor manera que aquellos competidores que no disponen de un sistema similar.

¿Cuáles son los retos más importantes a los que se enfrenta la industria en materia de digitalización?

Existen retos comunes a todas las industrias como la falta de partidas presupuestarias, o la falta de claridad sobre los retornos de inversión o los nuevos modelos de negocio. Pero sin duda los mayores retos que nosotros vemos en la digitalización de la industria giran alrededor del factor humano.

Por un lado, la falta de profesionales cualificados. Hace poco Eurostat publicó una estadística de empleo, en la que el número de empresas que buscaban perfiles técnicos de IT había pasado de 19% en 2019 a 72% en 2020. Esta tendencia es creciente, y a día de hoy, la oferta de profesionales capacitados para acometer proyectos complejos de digitalización es muchísimo menor que la demanda. Esto todavía se ve más agravado por la proliferación del trabajo totalmente remoto que ha impulsado la pandemia. Ahora, las empresas que queremos contratar, competimos con empresas en otros territorios como USA, que pueden ofrecer salarios y beneficios mucho más altos por su contexto económico. Todo ello es una tormenta perfecta para que, como decía el informe de Eurostat, más de la mitad de las vacantes para puestos relacionados con IT estén a día de hoy sin cubrir.

También existe el reto de los conflictos culturales que aparecen cuando las empresas comienzan a digitalizar sus activos y procesos. Esto, que ocurre principalmente en empresas industriales, crea recelos en los departamentos productivos acostumbrados a una manera de trabajar, que ven riesgos en su estabilidad laboral o capacidad de operación. Se habla en algunos casos de la lucha entre IT (tecnologías de la información) y OT (tecnologías de la operación), cuando en realidad son dos mundos condenados a integrarse y entenderse. Pero esto sólo puede ocurrir cuando existe un liderazgo corporativo con una visión de digitalización muy clara y capaz de transmitir y coordinar las diferentes culturas y organizaciones.

¿Cómo ves el futuro de la industria en relación con tendencias como la impresión digital y otras tecnologías que fomentan la descentralización?

Yo pienso que la descentralización es una tendencia necesaria para la sostenibilidad del futuro. Como decía nuestro director de producto hace poco en otra entrevista, el mundo tiende hacia una descentralización en la toma de decisiones, lo vemos en muchas innovaciones tecnológicas y en conceptos como Blockchain, Crowdsourcing o Crowdfunding. Mientras tanto, la industria ha cambiado menos en los últimos años. Uno de los problemas de la Industria es que está basada en tecnologías que tienen 40 años y, sobre todo, en paradigmas que tienen más de 100 años. No hay duda de que esta era, está llegando a su fin, y al igual que el resto del mundo la industria poco a poco irá descentralizándose, para ser mucho más eficiente en aspectos como el consumo energético, la resiliencia ante problemas y la ciberseguridad.

En este sentido, el Edge Computing, o más concretamente la inteligencia artificial en el extremo, IA en el Edge, es una pieza clave para conseguir esta descentralización. Esta capacidad de distribuir la inteligencia artificial entre miles de dispositivos localizados mucho más “cerca del dato”, presenta unos beneficios claros frente a las grandes estructuras cloud complejas de mantener, escalar y proteger. Gartner prevé que en 2025 más de la mitad de los datos generados por corporaciones se tratarán en el extremo y no en la nube..

En Barbara IoT creemos que aquellas industrias que no sigan la tendencia de la descentralización y distribución, tienen un alto riesgo de desaparecer por falta de competitividad.

Por tanto, nuestra misión es usar el Edge Computing para permitir llevar la inteligencia artificial a plantas descentralizadas y crear máquinas cognitivas, capaces de pensar y actuar en tiempo real de forma autónoma y segura. Todo esto, para evolucionar hacia una industria mucho más competitiva, pero a la vez más sostenible y humana.

El trabajo de Sngular en IoT Industrial

En el IoT Industrial Team de Sngular también llevan años trabajando para llevar la tecnología IoT al ámbito de la industria, donde ofrecen soluciones llave en mano, diseñando nuevos entornos y, a la vez, adaptándose a las tecnologías preexistentes en el cliente, garantizando su control del dato y la continuidad del negocio sin dependencias de terceros. Parea ello unen sensores, actuadores y gateways mediante los protocolos adecuados, a través de la plataforma software más eficiente y construyen soluciones extremo a extremo uniendo todas las piezas del puzzle.

Así explican desde el IoT Industrial Team de Sngular cómo se está produciendo la transformación tecnológica de la industria manufacturera gracias a las tecnologías exponenciales: en la industria manufacturera se manifiesta claramente la convergencia de dos grandes tendencias, como ocurre también, por ejemplo, en la industria de la energía y del transporte. Por un lado, está la necesidad de realizar una transformación digital para adaptarse mejor a las necesidades de los clientes, las circunstancias del mercado y la alta competencia, y por otro, la necesidad de volverse sostenible. Ambas tendencias de transformación se complementan: la digitalización nos ayuda a ser más eficientes, lo cual ayuda a ser más sostenible, y la sostenibilidad nos marca las pautas para seguir mejorando, no solo a nivel de eficiencia, sino también a la hora de conocer las problemáticas de nuestro entorno y cómo podemos colaborar para resolverlas.

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