Nuevos Requerimientos I4.0

La cuarta revolución industrial incluye nuevos requerimientos además de los contemplados con anterioridad, y que en muchos casos no son más que una extensión de los requerimientos evaluados hasta el momento. Se puede pensar, que una empresa con una alto grado de integración y estandarización está muy próxima a estar bajo el paradigma de I 4.0.

La Industria 4.0 es la mezcla de muchos factores ya presentes en la industria 3.0, como son la automatización, la integración de procesos, las comunicaciones, pero todos vistos como el resultado de la digitalización del conocimiento. La digitalización del conocimiento incluye los modelos de procesos y recursos, los mecanismos de toma de decisiones.

La digitalización de la información incluye la información sobre el estado de los procesos y recursos, la cual es realizada mediante sensores ubicados en el punto donde se genera la información física y es llevada hasta los centros de toma de decisiones donde los sistemas que mantienen el conocimiento la procesan para generar un conocimiento sobre el estado del proceso y los recursos.

La transmisión de información es posible por la conectividad en la empresa.

Finlamente, el humano está presente en los lazos de toma de decisiones, y en la ejecución de tareas especializadas. El acceso del humano a la información y al conocimiento es conseguido mediante interfaces que apoyan en la transferencia de información y en los porcesos de toma de decisiones y ejecución de areas especializadas.

Los activos de la empresa necesitan ser monitoreados de manera clara para conocer su estado y el avance de los procesos que se ejecutan sobre dichos activos. La estandarización de la medición y el transporte de la información hasta los sitios de su uso es fundamental.

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Los procesos de producción están formados por los sistemas de gestión de la producción y los procesos de transformación de la materia y/o ensamblaje de partes. Los procesos presentan una integración vertical, donde las órdenes de producción se realizan mediante un conjunto de actividades en recursos que deben ser coordinados para lograr alcanzar un objetivo. Esas tareas pueden ser totalmente automatizadas, medianamente automatizadas o totalmente manuales, pero deben suministrar información que permita su gestión, coordinación.

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Las empresas manufactureras necesitan generar Pronósticos respecto a demanda de productos, comportamiento de los procesos, y comportamiento de los productos. Estos pronósticos se basan en el manejo de los datos históricos de equipos, ventas, órdenes de producción, onsumo de energía, materias primas, etc. Sistemas de Información son capaces de transformar esos datos en la información necesaria encontrando patrones que permiten establecer el comportamiento escondido en procesos para encontrar los mejores parámetros, comportamiento de equipos antes de fallos, respuesta del mercado de acuerdo a múltiples factores.

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El Gemelo Digital es una copia de un recurso o un proceso de piso de planta, lo que permite tener la información en tiempo real de lo que está sucediendo en la planta, determinar su comportamiento, mediante simulaciones para obtener mejores resultados en la producción.

EL gemelo digital tiene varios niveles, que van desde la implantación mas simple, que es el almacenamiento de manera estructurada de la la información de piso de planta, el segundo nivel corresponde a tener una visualización completa del objeto físico o proceso, el tercer nivel asociado a realidad aumentada que permite tener en la planta información suplementaria derivada de simulaciones del proceso o diagnósitocos mas precisos de los equipos.

Los gemelos digitales se apoyan en el IoT para adquirir la información en tiempo real y en la analítica de datos para generar nueva información o afinar los valores y parámetros de simulación.

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La descripción de los modelos de producto se basan en la utilización de un conjunto de servicios que son prestados por las diferentes unidades de producción. Las unidades producción proveen servicios, cada unidad conoce sus servicios, los cuales son invocados de una forma estándar.

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El humano en el enfoque Industria 4.0 juega un rol en las distintas fases del proceso, y exige mejores interfaces, pero a su vez el human toma funciones que exigen mayor formación. El operador maneja mucho más información, y algunas decisiones implican el uso de sistemas de apoyo en tiempo real como son los simuladores (gemelos digtales), manejo de tableros de comando, interacción con los equipos a través de la realidad aumentada.

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Se debe tener una arquitectura de hardware y software que cubra los aspectos de cubrimiento de todas las funciones, estándares de: modelado, interconexión e integración.

En Europa se ha propuesto la Aquitectura de Referencia RAMI 4.0, pero cualquier arquitectura que cumpla con los requerimientos anteriores podría ser utilizada.

Los puntos en los que hay que enfocarse son:

• El eje de ciclo de vida del producto, que contempla la cadena de valor que es una proyección del modelo del producto sobre la infraestructura de producción. Estándares IEC 62890
• El eje asociado a los modelos jerárquicos de la organización de producción y que se basan en los modelos ISA-88 e ISA-95 y los esquemas de integración usando la tecnología en el piso para medir los equipos, materiales, procesos de producción.
• El eje vertical asociado al nivel de funciones de la organización y el flujo de información y decisiones que permite mantener integrada la empresa usando las tecnologías y estructura de producción para los modelos de producto y cadenas de valor.

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