nube

La nube en la industria 4.0

¿Qué es y cómo funciona la nube?

La nube es solo una metáfora de internet, ya que nuestros datos “flotan” en esa plataforma y puedes tener acceso a ellos desde otros dispositivos o darle acceso a otras personas a esa plataforma. Para entender cómo funciona la nube, tienes que olvidarte del disco duro. Cuando almacenas datos o ejecutas programas desde el disco duro, estás usando almacenamiento local donde todo lo que se necesita está físicamente cerca tuyo, de manera que puedes acceder a tus datos rápida y fácilmente

¿Cuáles son las ventajas de la nube?

Una de las ventajas que nos ofrece la nube es que no hay necesidad de jugar con la configuración para asegurarse de que el trabajo se guarde, o de designar una carpeta en tu ordenador para almacenar el contenido guardado. Por ejemplo, cuando se utiliza google drive, nosotros al estar escribiendo un párrafo este utiliza un autoguardado cada vez que se modifica algo por más pequeño que sea.

¿Qué es el cloud computing?

Esta tecnología nos permite acceder a archivos y software a través de internet. Así pues, con el cloud computing no es necesario tener gran infraestructura para guardar grandes cantidades de información o instalar programas en una computadora, porque es posible acceder a través de la nube a ellos.

En la industria 4.0 tendrá un papel fundamental, pues podrá utilizarse de dos formas:

  • 1. Plataforma como servicio (PaaS): Aquí, los desarrolladores de software y aplicaciones podrán crear herramientas para que los usuarios quienes podrán utilizar estas plantillas para que sean ellos mismos quienes adapten el software de acuerdo a sus necesidades.
  • 2. Software como servicio: (SaaS): estará contenido dentro del PaaS, en donde los usuarios simplemente se conectarán a aplicaciones en la nube a través de internet y las podrán usar. La diferencia radica en que en el SaaS el usuario no podrá adaptar el software a sus necesidades, si no que ya estará precargado. Un claro ejemplo de esto es Office 365 o la suite de herramientas de google: docs, sheets and presentations.

Como resultado anterior, en las fábricas 4.0 habrá diferentes tipos de nubes:

  • Nube de sensores: para recopilar los datos de todos los dispositivos que se conectan entre sí y hablan a través de internet.
  • Nubes de control: Para mantener los datos de forma segura y definir qué dispositivos tienen más permisos para acceder a más datos. Así también, para mantener al día los accesos que los usuarios humanos pueden hacer.
  • Nubes de análisis: Aplicando la ciencia de datos para encontrar formas de prevenir errores y aumentar la eficiencia.

¿Qué es MindSphere?

Es el sistema operativo abierto del internet de las cosas (IoT), basado en la nube de Siemens. Es capaz de conectar todos tus equipos y sistemas, extraer sus datos y convertirlos en información valiosa para el desarrollo de tu empresa o negocio. Los beneficios que nos puede otorgar esta tecnología son bastantes, ya que nos ayuda a desarrollar soluciones industriales más rápidamente como tener obtener también la opción de conectarse en todo tipo de entornos y posee una gran potencia para el análisis inteligente de los datos obtenidos en turno.

Aplicaciones de la nube MindSphere:

FC Bayern Greenkeeper

En Alemania, en el famoso equipo del Bayern de Munich sus jardineros cuentan con la ayuda de una aplicación desarrollada con MindSphere, el sistema operativo de IoT abierto de Siemens, para llevar a cabo sus funciones diarias. Esta aplicación se llama “FC Bayern Greenkeeper” la cual proporciona ayuda gracias a los datos recopilados por los sensores colocados en el mismo campo, la aplicación evalúa en tiempo real los datos los analiza y los “convierte” en recomendaciones. Por ejemplo, puede sugerir que se riegue más una zona del campo, que se caliente más o que se añada tierra y de qué tipo.

Los sensores conectados a la app miden cada minuto la luz y el viento, la temperatura y la humedad, los niveles de sal y clorofila de las hierbas. Los datos meteorológicos y las previsiones también se introducen en el sistema y, de esta manera el greenkeeper vigila el césped a través de un Smartphone recibiendo recomendaciones para llevar a cabo acciones específicas.

CNC PIPM

Esta app, establece una conexión con cualquier máquina CNC para visualizar su información, desarrollar posibles técnicas de mantenimiento predictivo y crear decisiones que mejoren el rendimiento de las máquinas. El objetivo de esta aplicación es recoger y analizar información en tiempo real de cualquier máquina CNC para crear mejoras. Esto da como resultado mejores técnicas para el mantenimiento predictivo y ayuda a reducir costos de mantenimiento. Como resultado, la calidad del producto es constante, y el mantenimiento proactivo. Con la ayuda de CNC PIPM, los ingenieros de planta pueden optimizar e incrementar la vida útil de cada herramienta. En resumen, se podrá visualizar y rastrear los datos básicos de los procesos de mecanizado CNC. Al igual se va a mejorar la precisión de los programas de mantenimiento, el personal y las piezas. Además se podrán reducir los costos, mejorando el rendimiento de producción y se obtendrán mejores resultados.

banner2

La genialidad del Internet de las Cosas (IoT)

Imagina que una administradora de una finca revisa en su tableta todas las mañanas los niveles de microclimas y las condiciones de humedad y nutrientes en el suelo, con el fin de conocer el momento óptimo para sembrar, regar, fertilizar o cosechar los cultivos; pero que en realidad ella lo revisa más por curiosidad que por otra cosa, pues la red de sensores que tiene transmite datos continuamente a un sistema en la nube cuyo resultado genera instrucciones para el sistema de riego; entonces ella no tiene mayor cosa que hacer si cambia el clima.

Supongamos que los pacientes de hoy en día cuentan con una pulsera que está continuamente midiendo su ritmo cardiaco, la concentración de oxígeno en la sangre, entre otros signos importantes para monitorear su salud, y que esta información se transmite de manera continua al centro médico para que le den un mejor seguimiento.  Al mismo tiempo que a una pulsera así se le pueda dar un uso común porque te indica cuanto ejercicio hiciste hoy, como están tus niveles de azúcar y triglicéridos en la sangre e incluso dar la hora y la fecha, cumpliendo también con la función de un reloj.

Ahora imagina cosas más cotidianas, como ir manejando y buscando donde estacionarnos y que el teléfono o el mismo carro nos muestra un mapa que se actualiza en tiempo real con los espacios disponibles de estacionamiento tanto en las calles como en los parqueos públicos.

 Para simplificar, imagina tu casa, y piensa en todas las cosas que hay en ella como televisores, cortinas, relojes, abanicos, licuadoras, lavadora, refrigerador, etc. y que, en este escenario, el refrigerador te avise cuando algún producto está por caducar, o acabarse. Pensando más allá, la conexión de todos estos dispositivos electrónicos, como que el despertador toque por la mañana, y envíe un mensaje para que la cafetera comience a preparar el café y notificar a las cortinas que deben abrirse lentamente. ¿Parece demasiado futurista?, a lo mejor aquí en México, pero se dan todos los días en otras partes del mundo gracias al conjunto de tecnologías conocidos como el internet de las cosas y big data.

El internet de las cosas o IoT (Internet of Things) por sus siglas en inglés, se refiere al universo de pequeños dispositivos con uno o más sensores que transmiten las mediciones de esos sensores típicamente a través de la red inalámbrica celular a algún sistema en la nube donde esos datos se almacenan y se procesan con algún fin. Theodore Hope.

Hoy en día, existe una infinidad de aplicaciones de IoT, que inicialmente fueron utilizadas en las industrias con la conexión entre máquinas, conocidas como M2M (machine to machine, ‘máquina a máquina’), evolucionando así con el tiempo, dando el gran salto hacia ese entorno de subsistemas interconectados comúnmente llamada la nube; que es lo que marca la diferencia entre el uso de internet tradicional, al internet de las cosas, pues cuando hablamos de dispositivos que se conectan a internet es fácil asumir que nos referimos a una computadora, una tableta, un celular, una televisión, una videoconsola y podemos seguir con aparatos electrónicos que se pueden conectar, pero internet de las cosas nos habla de objetos cotidianos, de una silla, de una mesa, un foco, unos tenis, de un cepillo de dientes, es decir, objetos del día a día susceptibles de ser conectados a la red para enviar o recibir información. El IoT va mucho más allá, entendiendo que TODO esté conectado, y que todo aparato, electrónico o no se vuelvan inteligentes, siendo capaz de tener una dirección IP que lo identifique y de esta manera conectarse a Internet de diferentes formas.

Se pueden encontrar en muchas industrias actualmente, incluyendo la agricultura de precisión, gestión de edificios, salud, energía y transporte. Hay numerosas opciones de conectividad para los ingenieros electrónicos y los desarrolladores de aplicaciones que trabajan en productos y sistemas para internet de las cosas.

Los proyectos de casas inteligentes lo que se conoce como domótica, son apenas algunas de las aplicaciones que la Internet de las Cosas puede tener, que mediante la conexión de sensores de condiciones ambientales se puede controlar y optimizar, el consumo eléctrico, detección de fuego,  y humo; subir y bajar las persianas, monitorizar nuestro domicilio cuando no estamos, incluso existe una iniciativa mayor que está surgiendo por estos días que son las Ciudades Inteligentes, estas son ciudades equipadas con redes integradas para garantizar el funcionamiento de una ciudad en general.

En medicina van incorporados en dispositivos médicos que están sobre y dentro de los pacientes por ejemplo marcapasos cardíacos que transmiten datos y reciben instrucciones por bluetooth.

En transporte, camiones, automóviles, trenes y aviones existen todo tipo de sensores midiendo todo tipo de información. Por ejemplo, los automóviles inteligentes tienen sensores incorporados en los sistemas de suspensión y dirección que detectan automáticamente cuando el vehículo se mete en un hueco o tiene que esquivar un obstáculo en la carretera, si agregamos a estos los gps  de alta resolución y transmitimos estos datos a la nube podríamos tener un mapa actualizado en tiempo real que le sirve a todo el mundo para saber dónde están los huecos y los obstáculos en todas las calles, ayudando también con esta información a saber en donde se necesita dar y suministrar mantenimiento, lo mismo con la vía férrea que tiene 100 años de existir en muchas partes del mundo.

En la industria, las turbinas hidroeléctricas llevan muchos años de operación y se les está retroinstalando y retroadaptando dispositivos IoT para tener un mejor control a cerca de su funcionamiento. También hay equipos industriales como turbinas que están repletos de dispositivos IoT enviando condiciones acerca de su operación y también de sus fallas y el análisis de estos datos en la nube, en Big data puede generar modelos predictivos de fallas y de esta manera revoluciona el concepto de mantenimiento preventivo. También el Internet de las cosas juega un papel muy importante en apoyar la democracia, por ejemplo, en transparencia y rendición de cuentas, porque supongamos que en México cada activo que el estado compra se le incorporara uno de esos dispositivos para que se pudiera saber en cualquier momento dónde está, qué está haciendo y en qué condiciones está ese activo, eso nos traería un nivel de transparencia y eficiencia inaudito en nuestro país, ¿si las empresas industriales hacen la trazabilidad de una pieza industrial porque no hacer la trazabilidad de otras cosas?, además de que ayudaría para conocer en donde y ah que hora hay cierto tipo de crímenes, donde se tira basura, etc.

Es como si el planeta se estuviera vistiendo de una piel de decenas de millones de sensores que transmiten datos a cada rato a través de las redes existentes con el término Big data, que se refiere generalmente a volúmenes importantes de información cuyas necesidades de almacenamiento y procesamiento no pueden ser atendidas por las tecnologías tradicionales que usamos en sistemas de información, siendo esto uno de los problemas a los que se enfrentan, pues  Cisco Systems, una empresa global dedicada a la fabricación, venta, mantenimiento y consultoría de equipos de telecomunicaciones estima que entre los próximos cinco años la cantidad de datos en total que se perciba en la red se va a medir en cientos de zettabytes por año, es decir, cientos de miles de millones de terabytes por año, estos números son casi difíciles de comprender pero por ahí va la procesión, esto por supuesto va a retar y va a poner enorme presión sobre las redes de transmisión sobre todo inalámbricas y también de conectividad hacia cientos de datos y en el caso de México,  conectividad hacia otros países en el mundo, está de más decir que una oferta no adecuada de este tipo de servicios va a limitar seriamente la adopción de estas tecnologías.

Además de esto, es importante mencionar que cualquier tecnología tiene el potencial para ser usado con fines malévolos, de tal forma, enfocando la seguridad física y de bienes en la vida de cualquier persona, ya sea sobre su persona, sobre su negocio, hogar;  con el abuso en vigilancia, control de personas, uso de datos personales, que tienen que ser necesariamente abordados por la sociedad aumentando la seguridad en viviendas, vehículos, y bienes personales o simplemente sobre las personas. En fin, podemos decir que el Internet de las Cosas traerá consigo cada vez más beneficios, y con ello mejorando nuestra calidad de vida, ya que se puede aprovechar para crear todo tipo de soluciones y atender todo tipo de necesidades, pues gracias a estas tecnologías que tendremos a nuestro alcance podemos crear soluciones para todo tipo de problemas,  ya sea de salud, automotriz, industrial,  de funcionamiento de ciudades,  en la composición y la ejecución de música incluso en ayudar a preservar patrimonios de la humanidad , es decir, un sinfín de cosas que puedas imaginar en la que esta herramienta puede ayudar y facilitar las tareas; el limite está en la creatividad de cada quien. Pero que como toda tecnología esta tiene su lago oscuro, como lo puede ser el mal uso y manipulación de la información.