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Automatización en la industria 4.0
Las aplicaciones basadas en datos ofrecen nuevas posibilidades para el progreso social

La futura evolución y mejora del nivel de vida global, inimaginable sin automatización

Ronald Heinze, redactor jefe en Open Automation, VDE Verlag09/03/2016

De Internet de las Cosas a Internet de los Servicios. Beckhoff dispone de soluciones que realzan la creciente convergencia de Internet, IT y tecnologías de automatización, representando una importante condición previa para proyectos de Internet de las Cosas e Industria 4.0. Ronald Heinze, habla con Hans Beckhoff, director general de la empresa, sobre estas cuestiones y cómo afectan a la industria y a la sociedad.

La automatización comparte lugar con la producción automática, control de procesos en generación de energía y con el suministro de agua y muchas más infraestructuras importantes para la civilización. “La automatización afecta a muchas áreas de la vida humana”, explica Hans Beckhoff, director general de Beckhoff Automation. “El aumento del bienestar social está estrechamente relacionado con el progreso de la productividad”. Por lo tanto resulta aún más importante evaluar las consecuencias de la tecnología, tanto en el sentido positivo, como negativo. “Justamente por el hecho de fomentar el desarrollo, la automatización requiere un consideración autocrítica”, resalta el empresario.

Como ejemplo de la práctica cotidiana nombra al fabricante de cocinas más grande del mundo, Nobilia, que utiliza tecnología de Beckhoff. El número de horas de producción por cocina se redujo significativamente, a pesar de que ya hace años que fabrican lotes unitarios mediante la integración de conceptos de Industria 4.0. Sin embargo, el aumento de la productividad es tan sólo un aspecto de la automatización. Muchos productos sólo se pueden fabricar aplicando avanzada tecnología electrónica de control, debido, por ejemplo, a sus dimensiones muy pequeñas o muy grandes, o debido a requisitos de precisión y calidad especiales.

Gracias a la gama totalmente integrada de productos basados en la tecnología de control basada en PC, la empresa Beckhoff se beneficia muy por encima del promedio de esta evolución. La empresa de la región del este de Westfalia ha alcanzado una cifra de volumen de negocios de más de 600 millones de euros, lo que significa un notable desarrollo después del exitoso año dejado atrás. “La región asiática contribuye en gran medida al crecimiento”, explica el empresario. “Pero también el sur de Europa y Norteamérica presentan un buen desarrollo”.

Teniendo en cuenta la estabilidad actual en la entrada de pedidos, Hans Beckhoff espera que el crecimiento positivo continúe en 2016. A pesar de la volatilidad de la situación económica mundial, la empresa continuará realizando inversiones. En general, se muestra muy optimista en relación a la tecnología de automatización. Incluso si el mercado tiene un bajón por la crisis, la tendencia positiva general se volverá a imponer rápidamente. “El crecimiento se volverá a imponer y tendrá que hacerlo”, expresa de forma optimista Hans Beckhoff. Para que la empresa esté preparada para futuras tasas de crecimiento, la superficie operativa del emplazamiento en Verl se incrementará en más de 27.000 m2 en 2016. De esta forma habrá más superficie a disposición para el almacenamiento y la producción. “Desde el punto de vista de la producción, esta ampliación nos permitirá estar preparados para dos años más de crecimiento”, asegura el director.

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“La automatización siempre ha proporcionado un progreso para la productividad, con Industria 4.0 esto incluso se podría acelerar”. Foto: Beckhoff Automation.

Aplicaciones basadas en datos para un mayor progreso

Las aplicaciones basadas en datos ofrecen nuevas posibilidades para el progreso social. En el sector B2C, esto puede incluso significar cambios en las costumbres de vida. “Puede haber transformaciones en ramas profesionales enteras”, dice Hans Beckhoff. “La nube de datos lo hace posible”. Surgen muchas aplicaciones nuevas. En este contexto, pone un ejemplo fuera del campo de la automatización: el diagnóstico basado en la nube en el campo de la medicina.

También en el área de producción se observa un desarrollo significativo. “La automatización siempre ha proporcionado un progreso de la productividad”, añade. “Con Industria 4.0, esto incluso se podría acelerar”. El tamaño de lote 1 se está imponiendo en muchos sectores, tanto en la producción en masa, como también en instalaciones de fabricación más pequeñas y descentralizadas. “El control basado en PC se ha establecido como una plataforma ideal para los dos modelos de producción”, dice convencido Hans Beckhoff. La utilización de sistemas inter-conectados seguirá aumentando y en el área de producción, se espera la creación de nuevos modelos de negocio que permitirán mejores accesos de los datos adicionales de producción.

Las tendencias de fabricación actuales, como el tamaño de lote 1 y la impresión 3D, así como nuevos modelos comerciales para Industrie 4.0, requieren una automatización basada en datos intensivos. La pregunta que surge aquí es: ¿cómo se manejará ese amplio volumen de datos? En la feria especializada SPS IPC Drives, Beckhoff presentó la tecnología TwinCAT Analytics. “Esta nueva tecnología permite que el software de control TwinCAT 3 almacene todos los datos de proceso con ciclos sincronizados y los registre en un modelo de datos unificado. Una tecnología de Industria 4.0 útil para todos los sectores”. Los datos se pueden almacenar de forma local, en el servidor o en la nube. “Se crea una transcripción completa de la imagen de proceso y de los datos de producción”, dice entusiasmado Hans Beckhoff. “Al igual que con un registrador de vuelo, todos los datos se registran y sirven de base para muchas funciones analíticas”.

En caso de servicio se pueden realizan análisis fácilmente. Para realizar optimizaciones se pueden analizar, por ejemplo, los tiempos de ciclo o el consumo de energía de cada módulo individual. Para un diagnóstico predictivo, se puede utilizar por ejemplo, el tiempo de conexión de motores de bombas o el número de ciclos de conmutación de electroválvulas. “Los contadores de horas de servicio ponen a disposición información importante para el Condition Monitoring”, afirma el físico. “En relación a TwinCAT Analytics se presentan nuevas funcionalidades en TwinCAT Scope, en primera instancia para el análisis de tiempo de ciclo”.

Con la transcripción de una máquina se pueden, por ejemplo, analizar los fallos por la noche, sin tener que llevar a cabo nuevas mediciones. “El registro de los datos de producción con los correspondientes datos de contexto son completamente suficientes para el análisis”, asegura. Se almacenan los mensajes de error y se pueden rastrear las fluctuaciones de proceso. En relación al tamaño de lote 1, TwinCAT Analytics permite una documentación completa para una pieza individual. TwinCAT Analytics también permite comprimir los datos registrados cíclicamente.

“Después de analizar la respuesta de nuestros clientes, abriremos nuestras memorias de datos para implementar nuevos modelos comerciales para otros fabricantes de software”, continúa Hans Beckhoff. Como medio de transporte hacia arriba resulta conveniente OPC UA. Los datos se pueden transferir fácilmente y en pocos pasos a la nube. “Un CMS en línea se puede realizar como parte de TwinCAT Analytics como un servicio de nube”.

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Hans Beckhoff durante su entrevista con Open Automation. Foto: Beckhoff Automation.

Los controles y servicios se comunican directamente entre sí

El segundo punto destacado de Beckhoff también trata de la puesta a disposición de datos para Internet de las Cosas e Industria 4.0. “Con “TwinCAT IoT Communication” presentamos una biblioteca de software fácil de utilizar para aplicaciones de Internet de las Cosas”, informa Hans Beckhoff. La biblioteca soporta protocolos convencionales para las comunicaciones con la nube, tales como, AMQP o MQTT para notificaciones push a dispositivos inteligentes. “Con estos protocolos estándar, cualquier controlador puede comunicarse con los servicios basados en la nube”, añade Hans Beckhoff. Un servicio puede ser, por ejemplo, enviar mensajes de alarma y de estado a relojes inteligentes. El software se puede configurar fácil y rápidamente. Junto a un PC embebido como controlador IoT, TwinCAT IoT permite una conexión perfecta entre Internet de las Cosas e Internet de los Servicios.

Ambos productos son nuevos ejemplos de la convergencia de la tecnología de la información y la tecnología de automatización. “Nuestro objetivo de convergencia comenzó en 1985 con el control basado en PC”, constata. “Y esto prosiguió consecuentemente hasta TwinCAT 3, con la integración de Visual Studio® y con los productos presentados este año en la SPS IPC Drives para la utilización de los datos de producción para Internet de las Cosas e Industria 4.0”. En Beckhoff, muchas de las nuevas ideas de productos son consecuencia de un seguimiento tecnológico de las tendencias de IT, a veces incluso teniendo en cuenta artículos de consumo como Google Glass. “A fin de cuentas, Google ha anunciado incluso una versión industrial de las gafas de datos”, añade.

Primero fue Internet. Y luego llegaron las buenas ideas sobre qué se podía hacer con la red. Hans Beckhoff aún espera muchas buenas ideas de la ‘minería’ de datos, sobre cómo sacar provecho de los datos de producción recopilados. Los datos correspondientes son suministrados por los controladores de las máquinas.

Según Hans Beckhoff, a pesar de esta creciente convergencia, aún queda suficiente valor añadido para los proveedores de tecnología de automatización, ya que poseen los conocimientos sobre las tecnologías básicas requeridas. Entre ellas se encuentran: el control de las señales de sensores y actuadores, la fabricación de CPUs inteligentes con formas compactas y adaptadas para la industria, la creación de software para el control de los movimientos, la tecnología de medición y mucho más.

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“Nuestro objetivo de convergencia comenzó en 1985 con el control basado en PC. Y esto prosiguió consecuentemente hasta TwinCAT 3, con la integración de Visual Studio y con los productos presentados este año en la SPS IPC Drives para la utilización de los datos de producción para Internet de las Cosas e Industrie 4.0”. Foto: Beckhoff Automation.

Potentes interfaces gráficas de usuario basadas en la web

Una condición importante para una producción altamente flexible es una visualización de procesos de alto rendimiento, para que los usuarios puedan saber en cualquier momento y en cualquier lugar cómo está funcionando su producción. Para ahorrar esfuerzos de ingeniería con múltiples entradas de datos, hoy por hoy, el control y la visualización “van de la mano”.

Con TwinCAT HMI, Beckhoff presenta un sistema HMI propio basado puramente en tecnología web con HTML5 y JavaScript: otro ejemplo de la creciente convergencia a la IT. “Nuestro TwinCAT HMI dispone de una estructura base de alto rendimiento con tecnologías de última generación, es completamente modular y se puede configurar fácil y rápidamente”, resalta Hans Beckhoff. “El sistema es independiente de la plataforma, y tiene capacidades de multi-cliente, multi-servidor y multi-entorno de ejecución”. Todo dispositivo con un navegador web integrado puede acceder a un sistema HMI que presenta, en muchos sentidos, un alto rendimiento. “Con el marco de aplicaciones se puede reproducir fácilmente la lógica de la máquina”, añade. “Además, se cuenta automáticamente con un sistema de gestión de código fuente”.

Los usuarios pueden componer páginas de forma intuitiva siguiendo la idea de “lo que ves es lo que obtienes” (WYSIWYG). Esto significa que un documento se muestra durante la edición en la pantalla tal y como se ve en cualquier otro dispositivo. También es posible conectar una cámara. Los especialistas en software pueden programar incluso en lenguajes de alto nivel e integrarlo en TwinCAT HMI. La conectividad fluida queda garantizada mediante conexiones a través de muchos protocoles convencionales, específicos del sector o la industria, como por ejemplo, OPC UA, TwinCAT ADS o BACnet. TwinCAT HMI se convertirá en una de las líneas más importantes de Beckhoff.

Numerosos nuevos productos en la SPS IPC Drives

En la SPS IPC Drives Beckhoff presentó además numerosos nuevos productos, que amplían aún más la ya extensa oferta de productos para la automatización. Una placa base para una nueva clase compacta de PCs industriales. La nueva placa será la pieza central de PCs industriales y Monitores de 7 pulgadas. En el apartado de Motion, se muestra la nueva herramienta de ingeniería “Motion Designer” como demostración de tecnología en la que ahora también se incluye una parte del proceso de diseño mecánico. “Con nuestro nuevo Motion Designer se simplifica considerablemente el diseño del sistema para la tecnología motion”, añade Hans Beckhoff.

“Para el sistema de transporte lineal XTS mostramos un sistema cinemático cuádruple, con el que se pueden realizar movimientos de tres ejes en un espacio cartesiano”, continúa el propietario de la empresa. Integrado en TwinCAT NC con código G se pueden realizar movimientos tridimensionales. Como ejemplo menciona el robot de manipulación “volador” tridimensional, que presenta muchas ventajas en comparación, por ejemplo, con aplicaciones estacionarias de pick & place.

“El progreso de la productividad está garantizado”, concluye Hans Beckhoff.

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Beckhoff Automation, S.A.

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