Redes sensibles al tiempo: cinco formas en que las normas del IEEE harán avanzar la Industria 4.0

En todo el mundo, me encuentro con clientes que están invirtiendo cientos de miles, incluso millones, para hacer realidad la promesa de la Industria 4.0. Este nuevo paradigma de conectividad ubicua está inspirando a los fabricantes, desde los mayores fabricantes de equipos de automatización hasta las empresas emergentes. Ven el potencial de hacer que sus empresas sean más productivas, más eficientes, más adaptables y más rentables para el resultado final y, en última instancia, para sus empleados, partes interesadas y clientes.

La Industria 4.0 promete niveles de flexibilidad sin precedentes que se traducen en una producción ágil al permitir a los fabricantes adaptarse a las necesidades estacionales o cambiantes de los clientes, por ejemplo. Podremos mejorar el tiempo de funcionamiento (lo que ayuda a controlar los gastos generales y de mantenimiento), reducir el tiempo y la implicación de los recursos, y fomentar la confianza de las empresas y los clientes. Estos son sólo algunos ejemplos de los resultados que pueden cambiar la industria y que podemos esperar de la Cuarta Revolución Industrial.

Estas enormes oportunidades se ven acentuadas por la necesidad de adquirir, comunicar y analizar datos. Los datos, y sobre todo los conocimientos extraídos de esos datos, son la moneda con la que se pueden conseguir todas estas mejoras. Sin embargo, en la mayoría de las fábricas actuales, los datos viven en silos donde están aislados e inaccesibles, y por tanto no se puede actuar sobre ellos. Durante años, los fabricantes han intentado resolver este problema, pero el trabajo en silos ha obstaculizado estos proyectos.

Entra en la Red Sensible al Tiempo (TSN), un conjunto de normas Ethernet del IEEE que son fundamentales para conseguir los numerosos y potentes resultados de la Industria 4.0. Con TSN, todos los datos de la fábrica -desde la planta hasta los servidores, pasando por la oficina principal y todos los lugares intermedios- pueden coexistir y comunicarse. Dado que la TSN es el primer paso para romper los silos de datos existentes que obstaculizan las comunicaciones industriales, puede permitir el acceso ubicuo a datos valiosos y procesables. La TSN es el punto de partida para ayudar a las organizaciones industriales a hacer realidad la promesa de la Industria 4.0 de cinco maneras clave, todas ellas basadas en hacer más accesibles los datos.

  • Crea un lenguaje común. Al crear una comprensión uniforme de la sincronización temporal y un procesamiento uniforme de todos los paquetes de datos e información, el RTS permite que los datos hablen un lenguaje común. Aunque los problemas de interoperabilidad de los equipos siempre existirán, los fabricantes podrán obtener más valor de sus datos, que ahora pueden coexistir en la misma ruta Ethernet.
  • Permite la escalabilidad y la agilidad. El TSN puede ayudar a Ethernet a gestionar una serie de velocidades de transmisión para los envíos de datos, de modo que haya suficiente ancho de banda para el flujo de datos en todos los niveles de prioridad. En definitiva, los fabricantes pueden añadir o reducir la capacidad más fácilmente y adaptarse a los cambios de prioridades y necesidades de los clientes.
  • Admite una automatización más fiable. El TSN soporta los datos deterministas en tiempo real que son fundamentales para la exactitud y la precisión. Si la sincronización de un punto de datos (por ejemplo, una señal) se retrasa o se desplaza de alguna manera, una máquina puede no responder correctamente y causar impactos posteriores que disminuyan la productividad y supongan una pérdida de ingresos. Piensa, por ejemplo, en la precisión necesaria para que un robot trabaje junto a un ser humano; si los movimientos del robot se desvían incluso en una fracción de pulgada, la seguridad del trabajador puede verse comprometida. TSN facilita aplicaciones de comunicación instantánea como ésta y muchas otras para mejorar la seguridad y la calidad.
  • Ayuda a salvar la distancia entre los especialistas en tecnología de la información (TI) y en tecnología de las operaciones (TO). Al proporcionar un conjunto común de herramientas, TSN apoya los objetivos, a menudo separados y competitivos, de los equipos de TI y de operaciones. Proporciona un marco común, un lenguaje compartido, que promueve la colaboración. Además, vemos que muchos especialistas en IoT se acercan a la edad de jubilación, lo que significa que se llevarán su experiencia histórica de los autobuses de campo actuales. El TSN tiene el potencial de resolver estas futuras carencias de competencias, proporcionando un marco común que permita a los especialistas en TI dar soporte a la Ethernet Industrial. Esto ahorra recursos y aumenta la productividad.
  • Permite a las empresas asignar su gasto en I+D a otros lugares. Como la TSN resuelve las limitaciones de ancho de banda, las empresas ya no necesitan construir nuevas asignaciones de ancho de banda cuando intentan ampliar o añadir nueva capacidad. Hemos visto cómo las empresas invierten decenas de millones en infraestructuras que se vuelven obsoletas o ineficaces apenas una década después. El TSN reduce drásticamente la necesidad de reconstruir y, por tanto, crea una oportunidad para invertir en tecnologías que apoyen una mayor automatización. Libera capital para reinvertirlo en la formación de los empleados en la gestión y el funcionamiento de sistemas robóticos complejos, por ejemplo.
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Figura 1. Las redes sensibles al tiempo resuelven los cuatro requisitos principales: temporización, conformación del tráfico, sincronización y latencia limitada.

Figura 2: Requisitos de las redes sensibles al tiempo.

Analog Devices ofrece una amplia cartera de soluciones Ethernet TSN que permiten la revolución de la Industria 4.0.

Para más información sobre ADI Chronous y cómo acelera la transición a las redes Ethernet industriales reales, ve a analog.com/chronous.

Conclusión

No hay duda de que las normas TSN son una parte crucial y fundamental de la promesa de la Industria 4.0 y de las muchas aplicaciones que transformará: introducirán la próxima generación de tecnologías que revolucionarán la forma de trabajar y operar de los fabricantes. Sin embargo, es sólo una pieza de un ecosistema mayor que estamos construyendo para dar vida a la cuarta revolución industrial. Esto requiere software, middleware, componentes de silicio avanzados, inventores e ingenieros brillantes, técnicos y operadores dedicados, educación y tiempo. Pero mis colegas de Analog Devices y de toda la industria creen en el increíble potencial de estas tecnologías emergentes y, al igual que nuestros clientes y socios, se sienten inspirados por esta oportunidad casi infinita.

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