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La industria se mira al espejo para digitalizarse


ARC Advisory Forum nos invitó a aprender de las mejores prácticas en un contexto donde la normalización y estandarización es el eje central de cualquier tipo de desarrollo.

La industria se mira al espejo para digitalizarse

Con el objetivo de responder al cómo y con la ayuda de quién es posible "hacer realidad la Empresa Digital en una industria europea en transición" asistimos al mayor evento europeo de ARC Advisory Group durante dos días en la esplendida localización del Melià Sitges - Aiguadolç. La excelente organización de ARC y la destacada asistencia internacional tanto en número como en calidad profesional animaba a compartir durante las sesiones conjuntas, debates y también conversaciones de café con líderes de diversas industrias, áreas de negocio y de tecnologías innovadoras.

En las sesiones de trabajo conducidas por el equipo humano de consultores expertos de ARC Advisory Group, pese a tener un número elevado de ponentes para el tiempo disponible, permitieron debates interesantes al disponer de un mix de empresas usuarias (clientes sectoriales), empresas proveedoras, organizaciones de la industria (normalización, etc.). Cabe destacar la importante presencia de miembros de organizaciones de estandarización y normalización en distintos ámbitos de la industria: CLPA (CC-Link Partner Association), ODVA (EtherNet/IP), OPC Foundation en comunicaciones, MESA en aplicaciones empresariales, The Open Group y Namur en automatización de procesos y LSEC en seguridad.

En lo que se refiere a sectores industriales representados en las distintas sesiones, el Forum contó con presencia de usuarios finales el ámbito Químico –Bayer, Dow Chemical, Lilly–, alimentación y bebidas –Nestlè, JTI–, petróleo y gas –ExxonMObil, Statoil–, equipamientos industriales –Grenzeback, Kaeser Kompressoren–, ingeniería y energía y servicios, entre otros. Del lado de los proveedores vimos a firmas del ámbito de la automatización –Rockwell Automation, IPCOS, Onrom Electronics, Schneider Electric, Siemens, Analog Devices– y software –SAP, IBM, Intel, Kaspersky Lab, Inmation Software, Wind River Systems–.

La escasa presencia de empresas y profesionales de la industria local a nivel nacional da que pensar en relación al papel discreto que nuestras firmas asumen en las organizaciones y foros de estandarización, sin duda un hecho que nos resta competitividad y poder de decisión en esta transición a la Empresa Digital e Industria 4.0.

Open Process Automation: Visión y camino hacia delante

Entre las numerosas sesiones celebradas, destaco algunas que me parecen especialmente interesante en relación al desafío al que se enfrentan muchas compañías productivas: desde dónde abordar la evolución digital. Es el reto del que entregó detalles Bert de Wilde de ExxonMobil Engineering Europe.

Tal y como detalló durante su intervención, la compañía debe reemplazar un porcentaje significativo de sus sistemas de control regulados en refinados y productos químicos durante los próximos diez a quince años. Basándose en un programa de investigación iniciado en 2010, ExxonMobil ha propuesto una solución que implica una arquitectura de automatización de procesos basada en estándares, abierta, segura e interoperable. Esta solución aprovecha las transformaciones tecnológicas y de modelos de negocio que otras industrias han experimentado, en particular la aviónica y las telecomunicaciones.
El alcance funcional del programa es destacable: se cubren las funciones en los niveles 1 y 2 ISA del control distribuido DCS y de los autómatas PLC, excepto los autómatas específicos de seguridad. Además se cubre el nivel 3 de MES/MOM.


Figura 1.

En este escenario, actualmente ExxonMobil avanza en dos ámbitos paralelos para alcanzar su visión, prototipo y estandarización, interesante punto de vista para las compañías que han de recorrer caminos similares:

  • Prototipo. La primera es una actividad con Lockheed Martin para construir un prototipo del sistema abierto, seguro e interoperable de automatización de procesos. El prototipo de integración utilizará el estándar de FACE Consortium para la interoperabilidad.
  • Estandarización. La segunda es una actividad con The Open Group para construir una colaboración de estándares basados en el consenso entre las empresas de usuarios finales, proveedores e integradores de sistemas que se requiere para desarrollar y mantener una arquitectura basada en estándares.

Figura 2. Arquitectura del Sistema Prototipo: construido con un prototipo de prueba de concepto utilizando el procesamiento del sistema embebido común del mercado (como Raspberry PI).

The Open Group y el Open Process Automation Forum

Parte de la sesión estuvo centrada en el trabajo del Open Process Automation Forum (OPAF). En Septiembre de 2016, The Open Group lanzó OPAF, cuya misión es definir una arquitectura de control de procesos basada en estándares, abierta, segura e interoperable capaz de asegurar varios aspectos:

- Permite el acceso a capacidades de vanguardia
- Preserva el software de aplicación del propietario del activo; reduce significativamente el coste de reemplazo futuro
- Permite la integración de los mejores componentes de la clase
- Emplea un modelo de seguridad intrínseco y adaptativo
- Promueve la innovación y la creación de valor
- Se aplica tanto a las instalaciones de existentes (‘brownfield’) como las nuevas (‘greenfield’).
- Es un sistema comercialmente disponible

Se trata de un esfuerzo gestionado por The Open Group, un grupo de desarrollo de estándares de la industria que se centra principalmente en los estándares para software empresarial. The Open Group aporta al trabajo una metodología de desarrollo de estándares colaborativos.

Su modelo para este programa es el estándar FACE, un estándar de interoperabilidad para sistemas de aviónica, que The Open Group también desarrolló y que en la actualidad gestiona. Actualmente, once empresas usuarias finales se han unido al Open Process Automation Forum. De hecho, ExxonMobil promueve una participación más amplia en torno a este grupo, y tal y como explicaron, se encuentra reclutando miembros adicionales de Open Process Automation entre otras empresas usuarios final.

Figura 3. Organización de The Open Group.

El trabajo de OPAF debe ser pensado como desarrollo de una arquitectura de referencia detallada en lugar de desarrollo de estándares. La filosofía de funcionamiento del Grupo Abierto es hacer esto en lugar de crear nuevos estándares. Los participantes del foro Open Process Automation Forum están generalmente de acuerdo con este enfoque para la estandarización de la automatización de procesos.
Según comprobamos, los referentes externos que pueden tener un mayor impacto en la arquitectura de The Open Group son en estos momentos:

- El modelo RAMI de la Industria 4.0
- La arquitectura abierta NOA de NAMUR ,
- El OPC UA de OPC Foundation (reciente nuevo miembro de The Open Group desde 23/8/2017),
- Las redes de comunicaciones sensibles al tiempo TSN ,
- Virtualitzación y Network Function Virtualization (NFV).

IoT Industrial en fábricas: B&R y Nestlè

Thomas Rienessl, Jefe de Desarrollo de Negocios B&R, dio detalles de una aplicación en el clásico ‘brownfield’ de la industria alimentaria. De entrada comentó con la audiencia que la integración es muy difícil en los sistemas legado de las instalaciones existentes (‘brownfield’). Por ello, destaco la importancia de la información para obtener KPI relevantes y fiables que faciliten la toma de decisiones para la mejora continua. “Orange Box no es un producto, es un concepto de plataforma de sistema operativo industrial. Se basa en la tecnología MAPP de B&R desarrollada por un grupo de ingeniería y sin ser ‘open source’ está abierta a integradores”, detalló. La plataforma de APPs para la fabricación permite desde registrar los paros y calcular el OEE, hasta coordinar las líneas de envasado con PackML y comunicaciones OPC UA.

Ralf Hagen, director de Ingeniería de Automatización y MES en Nestlé Alemania cuenta las motivaciones de su caso de uso. Se evaluó que la maquinaria instalada en el año 2000 tendría todavía algunos años de vida útil, al menos hasta el 2020. En este contexto, cualquier equipo que se instale próximamente, en 1 o 2 años, aún no estará bajo los aspectos de la Industria Inteligente, sin embargo, tiene que ser gestionado para los próximos 20 años.
En este sentido, Hagen comentó que su producción demandará una supervisión mediante un entorno en tiempo real rápido y eficiente para la identificación automatizada de anomalías, sin dejar de lado las demandas más básicas de la industria alimentaria para las líneas de fabricación. Así, se identificó que los requerimientos del sistema para todas las fábricas sería:

- Fácil puesta en servicio sólo mediante el ajuste de parámetros.
- Sin intervenciones o cambios de programa en la maquinaria y software del sistema.
- Actualizaciones como la tecnología App Store.
- Operación y visualización web. Visor de interfaz web de HMI/SCADA.
- Nuevas funciones I4.0 descargables
- Acceso a procedimientos de configuración para compensar la falta de especialistas del ‘brownfield’ disponibles en el futuro.
- Un sistema fácil como la tecnología de apps.
- Fuentes de datos: Fuera del PLC (Cálculos), E/S existentes y E/S adicionales.
- Acceso al FEAT-MES de Nestlè
- Conectividad desde la propia tienda de Apps mediante la estandarización de las señales de la planta.

El proyecto se ha implementado en 5 sitios de Nestlè Alemania y se extenderá a otras plantas hasta 2021. La plataforma reside en un ‘cloud’ propio centralizado y gestionado en un centro de datos de una planta. El retorno de la inversión del proyecto se justifica en la fase de prototipo por el propio OEE y por una menor inversión inicial. En la implementación se ha comprobado coste y riesgo más bajo comparado con otras soluciones gracias a la estandarización.

David Badia Sendra, es socio en INLEAN Engineering, y miembro del Grupo de Trabajo IoT y Sistemas Embedded del COEIC