El internet de las cosas (IoT): pilar de la industria 4.0

¿Qué es el IIoT?

En la actualidad, hay 4.600 millones de personas conectadas a Internet en el planeta, pero no están solas: se calcula que hay 30.000 millones de dispositivos conectados a la red que interactúan sin intervención humana, conformando la denominada Internet de las Cosas (IoT). A menudo, se presenta esta tecnología con ejemplos como un frigorífico que hace un pedido al supermercado cuando se termina la leche. Sin embargo, la mayor parte de sus aplicaciones se encuentran en la industria y es que el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) será pieza clave en la Cuarta Revolución Industrial.

¿Cómo funciona el IoT?

El término IoT hace referencia a todos los sistemas de dispositivos físicos que reciben y transfieren datos a través de redes inalámbricas con intervención humana mínima. Esto es posible gracias a la integración de dispositivos informáticos en todo tipo de objetos. Por ejemplo, un termostato inteligente (es decir, que utiliza el IoT) recibe datos de la ubicación de su automóvil inteligente mientras conduce para ajustar la temperatura de su casa antes de que llegue. Todo esto se logra sin su intervención e incluso ofrece un mejor resultado que si lo hiciera de forma manual. Un sistema de IoT tradicional, como el hogar inteligente descrito anteriormente, funciona enviando, recibiendo y analizando datos de forma permanente en un ciclo de retroalimentación. Según el tipo de tecnología de IoT, las personas o los sistemas de inteligencia artificial y aprendizaje automático (IA/ML) pueden analizar estos datos casi de inmediato o durante un cierto tiempo. Piensa en el ejemplo del hogar inteligente. Para predecir el momento ideal en el cual controlar el termostato antes de que llegues a casa, el sistema de IoT puede conectarse a la API de Google Maps. De esta forma, obtener información actual sobre el tráfico en el área. Además, puede utilizar los datos a largo plazo que recopila el automóvil para conocer sus hábitos de conducción. Por otra parte, las empresas de servicios públicos tienen la posibilidad de analizar los datos de IoT de los clientes con termostatos inteligentes para optimizar el sistema a gran escala.

El Internet de las Cosas aplicado a la industria 4.0

El concepto de Internet de las Cosas, o como se le conoce por sus siglas, IoT, abarca el conjunto de tecnologías y servicios que facilitan la interconexión, transacción de información, interacción y acción de elementos finales (dispositivos y cosas) de tal manera que puedan ser direccionados e identificados unívocamente. De un modo más simple, el IoT se define como la interconexión digital de objetos cotidianos a través de internet. En todas las soluciones IoT podemos identificar claramente tres componentes básicos:

• La propia infraestructura de IoT
• Una plataforma de recopilación y procesado de información (típicamente basada en el uso de Big Data)
• Una lógica para la toma de decisiones (cada vez más, basada en aplicaciones de Inteligencia artificial).

El Internet de las Cosas (IoT) se constituye como el principal impulsor de la industria 4.0, actuando como el gran elemento habilitador de tecnologías como el Big Data y la IA, las cuales solo se justifican con proveedores de grandes masas de datos. Pero, a su vez, conectándose con ellas y otras, tales como la ciberseguridad y los sistemas ciber físicos como la principal razón de ser del propio IoT. A nivel industrial, el Industrial Internet Consortium ha definido un sistema IoT industrial (IIoT) como las máquinas, computadores, IoT y personas que permiten el desarrollo de operaciones industriales inteligentes utilizando analíticas de datos avanzadas para la transformación de los resultados de un negocio. Se trata de un sistema que conecta e integra una combinación de componentes de control (sensores y actuadores) que actúan de forma coordinada en el mundo físico, con otros sistemas, procesos de negocio y analíticas de una empresa.

Ejemplos de casos de uso del IoT

Podemos encontrar ejemplos de sistemas IIoT en casi cualquier subsector industrial, incluyendo la aeronáutica, agricultura, automoción, energía, transporte o las propias fábricas. En esta sección nos centraremos en aquellos subsectores más relacionados con la fabricación.

Mantenimiento predictivo

La conexión de elementos y sensores a otros elementos, máquinas o sistemas de información permitirán estimar la situación actual de la maquinaria. Por ejemplo, para su aplicación en los gemelos digitales, detectar signos de alarma, transmitir alertas y activar los correspondientes procesos de reparación. Las tecnologías de IIoT permiten transformar el mantenimiento en una práctica automática y preventiva, que permite prever fallos a medio plazo. Así, el mantenimiento predictivo se define como la aplicación de algoritmos analíticos predictivos a los datos obtenidos en tiempo real para identificar de forma proactiva potenciales fallos antes de que aparezcan y realizar recomendaciones para solucionar dichos fallos. Esta anticipación permitirá reducir los costes sobre las medidas preventivas tradicionales, ya que las acciones se realizan en el momento preciso.

Control de la producción

La sensorización inteligente del propio proceso de producción facilita la adquisición y el análisis de grandes volúmenes de datos de fabricación necesarios para supervisar diferentes elementos de la cadena de producción. Gracias a las tecnologías de IIoT, estos datos pueden transmitirse al sistema de control automática que garantiza el control centralizado de todos los procesos y maquinaria. La monitorización de la condición y el estatus de las máquinas sobre la base de KPIs permitirán evaluar su rendimiento y productividad.

Seguridad de los trabajadores

Una de las principales ventajas de las tecnologías IIoT es su capacidad de prevención de situaciones peligrosas en los puestos de trabajo. Se pueden detectar entornos con condiciones de presión peligrosas, humedad intensa, ruido excesivo, altas temperaturas o presencia de sustancias peligrosas, de modo que pueda informarse inmediatamente a los trabajadores para evitar posibles riesgos laborales. Igualmente, cada vez es más frecuente el uso de wearables capaces de medir cualquier dato relevante como parte del vestuario de los trabajadores. Estos dispositivos juegan un papel fundamental en la prevención de riesgos laborales, monitorizando la salud y las actividades de cada trabajador.

Gestión logística

Las tecnologías IIoT permiten una gestión basada en datos de la cadena logística. Tecnologías como el RFID o los sensores de posicionamiento permiten el seguimiento de los productos desde su fabricación hasta el almacén. En cualquier punto y momento, los fabricantes pueden utilizar estos sensores para seguir los productos desde su fabricación al almacén y acceder a datos que permitan el control de stocks, los tiempos de entrega y la predicción de demanda. A su vez, estos datos también permitirán mejorar la cadena de valor, ya que todos los agentes del ecosistema dispondrán de datos sobre el producto para lograr una mayor transparencia.

Eficiencia energética

Las tecnologías de IIoT permiten analizar y gestionar el uso energético de los procesos y máquinas para identificar puntos potenciales de reducción del consumo. La detección de picos o valles en el uso energético también puede indicar la existencia de anomalías que necesitan inspección.