Tecnología para los negocios - Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 20 – Plataformas

Caminar con éxito hacia la Industria 4.0: Capítulo 20 – Plataformas

Denominamos Plataforma a un servicio software que tiene como propósito general trabajar con diversas tipologías de datos de una organización para procesarlos, analizarlos y obtener información que aporte valor.

A priori, mediante la definición del párrafo anterior, las Plataformas pueden parecer muy similares a los sistemas MES vistos en el capítulo anterior, pero existen diferencias importantes entre estos servicios que debemos conocer:

Las Plataformas no están tan centradas en la parte de operaciones como sí en la interconexión con nuestros productos cuando éstos disponen de inteligencia y comunicación (productos IoT).

Eliminan en la medida de lo posible desarrollos individuales y a medida para cada empresa facilitando herramientas de integración válidas para multitud de clientes que sean fáciles de usar. En ellas se prima el concepto DIY (Do It Yourself) o házlo tú mismo.

Están concebidas para su funcionamiento en la Nube, por tanto las Plataformas permiten importar y exportar los datos de/a todos los integrantes de nuestra cadena de suministro incluyendo a proveedores y clientes.

Las Plataformas son un servicio que ha transformado ya muchos sectores y serán muchos más los que transforme de aquí en adelante. Empresas como Netflix en audiovisual o Airbnb en el inmobiliario, son algunos ejemplos de crecimiento exponencial de organizaciones gracias, en gran medida, a que funcionan sobre plataformas que integran sus productos y servicios con clientes y proveedores. Cualquier usuario de cualquier parte del mundo usando cualquier dispositivo puede hacer uso de las mismas de un modo muy sencillo a través de un APP.

El denominador común de todas las Plataformas es que siguen un modelo de pago por uso y su coste se mide por parámetros como; el número de conexiones realizadas, cantidad de datos almacenados, dispositivos conectados, etc. Por tanto es importante “sacar números” antes de contratar los servicios de una Plataforma u otra.

Algunas de las plataformas mas conocidas

Una vez realizada la suscripción a una determinada Plataforma, todos los usuarios o clientes, tienen acceso a unas herramientas de gestión globales que les permiten interactuar únicamente con los datos propios. A través de estas herramientas podemos dar de alta nuevos usuarios, proporcionar permisos de acceso, lectura o modificación, establecer reglas, programar, etc.

Al igual que ocurre con los sistemas MES, la integración de los procesos de nuestra organización en una Plataforma no es una tarea sencilla pues además de los procesos internos involucra también los acontecidos a lo largo de toda nuestra cadena de suministro. No obstante, una vez los datos de clientes, proveedores, productos, máquinas, sensores, etc. pueden ser convenientemente publicados y recibidos por los suscriptores los beneficios que obtenemos son enormes.

Los expertos afirman que el crecimiento de una organización cuando dispone de una plataforma de gestión global del negocio es exponencial gracias a las siguientes ventajas:

  • Disponemos de Ubicuidad en los datos. El dato puede está accesible y a él pueden suscribirse los que lo necesiten.
  • Están pensadas para el desarrollo rápido de aplicaciones orientadas al negocio sin escribir apenas código fuente.
  • Las inversiones a realizar en su puesta en marcha y formación son mínimas.
  • Disponen de configuraciones visuales de modelos de datos virtuales y su integración.
  • Utilizan modelos Drag&Drop (arrastrar y soltar) para confeccionar la reglas lógicas y convierten en formularios directamente los datos capturados de los procesos.
  • Disponen de herramientas declarativas para configurar la lógica del negocio a través de modelos de flujos de trabajo, tablas de decisión y reglas lógicas.
  • Componentes Drag&Drop para el diseño de ”dashboards” que aceleran la generación de interfaces de usuario y su personalización.
  • Disponen de herramientas que facilitan el desarrollo de APPs para el móvil.
  • Pueden abstraerse del mundo real y usar nuevos recursos sobre la misma estructura.
  • Podemos simular comportamientos antes de proceder a la implantación de un determinado proceso.
  • Permiten interacciones entre todos los agentes de nuestra cadena de suministro.

Partes y funcionamiento de una Plataforma

Las Plataformas están constituidas por tres módulos principales:

Es el responsable de establecer las reglas a usar para poder comunicarnos desde nuestras infraestructuras a la Plataforma. Los datos “formateados” siguiendo estas reglas  viajarán desde nuestros dispositivos conectados a Internet al servidor de la misma donde serán tratados.

Los datos publicados en la Plataforma deben procesarse para extraer información y muchas veces almacenarse para su posterior uso.

Las bases de datos, dependiendo del volumen y la velocidad a la que se generen los datos pueden alcanzar dimensiones gigantescas y tratar toda esa información requiere de potentes sistemas computacionales (Big Data).

Este módulo realiza estas tareas de forma eficiente y se adapta a la cantidad y velocidad requeridas en la comunicación.

Este módulo permite visualizar en dashboards personalizados los datos una vez tratados.

Desde cualquier dispositivo conectado (Tablet, Smartphone, ordenador, etc.) los usuarios de nuestra organización visualizarán simultáneamente la información que necesiten (gráficos, alertas, KPI´s, etc.) para tomar  decisiones.

Características comunes en una plataforma IoT

Aunque inicialmente fueron concebidas para trabajar en la nube, algunas Plataformas permiten la instalación (sobre todo de los módulos de captura, procesamiento y almacenamiento) en nuestros servidores locales cuando las necesidades de manipulación de datos son muy elevadas o la velocidad es un factor crítico.

En esos casos, debe existir un motor de cálculo local (perfectamente podría consistir en un sistema MES) que realice los más costosos y simplifique los datos antes de ser enviados para ser presentados o almacenados.

Por eso, no debemos pensar que los tres módulos descritos anteriormente son los únicos a los que tenemos acceso. Normalmente, las Plataformas suelen disponer de un amplio abanico de servicios que abarcan prácticamente todas las necesidades que podamos tener sobre el tratamiento de datos.

Entre ellos destacan los servicios de Inteligencia Artificial y en especial el aprendizaje máquina (Machine Learning). Los servicios de Machine Learning, son muy usados en mantenimiento predictivo pues son capaces de “entrenarse” gracias a los datos históricos de los procesos y en base a ellos predecir, por ejemplo, cuándo debemos realizar un cambio en una determinada máquina.

En la figura siguiente, exponemos un esquema general de trabajo de una Plataforma que integra protocolos IT, OT (máquinas y PLCs) e IoT.

Esquema de trabajo de una plataforma IoT
Esquema de trabajo de una plataforma IoT

Como podemos observar, en este caso, los datos capturados en los sensores, PLCs y máquinas son enviados a través de distintas topologías de red a un Gateway o puerta de enlace. Este Gateway entiende distintos protocolos y es capaz de interpretar los datos capturados, almacenarlos mientras están pendientes de ser enviados, formatearlos en un lenguaje común y por último, una vez formateados,  transmitirlos a su vez al servidor de datos donde serán publicados.

Este servidor (Backend), a través de unas reglas predefinidas, combinará los mismos para presentar la información en intuitivos Dashboards (FrontEnd) a los suscriptores. Las nuevas plataformas están abiertas a cualquier nuevo modo de hacer uso de esos datos siempre y cuando este se realice de manera ordenada.

Ejemplo de Dashboard de una Plataforma
Ejemplo de Dashboard de una Plataforma

El acceso a los datos de la Plataforma y su visualización normalmente puede realizarse mediante el seguimiento de unas sencillas “reglas” que serán accesibles a través de los distintos lenguajes de programación que soportan entre los que habitualmente encontramos JavaScript y sus derivados.

El resultado podría ser algo similar a la figura siguiente. Mapas, usuarios, delegaciones de todo el mundo que publican sus datos en tiempo real y son mostrados en una misma pantalla de información a los suscriptores para la toma de decisiones global.

¿Cómo elegir la plataforma adecuada?

Existen infinidad de tipos de Plataformas con diferencias muy sutiles entre ellas por lo que puede ser muy complicado elegir la opción más acorde a nuestras necesidades.

Distintos tipos de Plataformas
Distintos tipos de Plataformas

La figura anterior muestra Plataformas del mercado que están especializadas en distintos servicios. Unas básicamente  se encargan de proporcionarnos la infraestructura que necesitemos en la nube mientras que en otras sin embargo, podemos subcontratar todo tipo de servicios, incluso el desarrollo de las aplicaciones que correrán sobre ellas.

En cualquier caso debemos tener en cuenta que la elección de la Plataforma o Plataformas más convenientes para nuestra organización es una decisión estratégica. Necesitamos conocer qué servicios tendremos disponibles y cuáles no, sus costes y las posibilidades de crecimiento, de integración y programación que tendremos.

En este sentido algunas de las funcionalidades más importantes a tener en cuenta a la hora de elegir una Plataforma en la que apoyar nuestro negocio son:

  • Si permite el control de los dispositivos remotos,
  • Si dispone de actualización remota del firmware de los mismos,
  • Sus posibilidades de integración,
  • Los lenguajes de programación que soporta (SDK, API),
  • El tipo de seguridad en las transacciones; Encriptación TLS, SSL , claves RSA, Tokens,
  • Los protocolos soportados; MQTT, AMQP, DDS,
  • Si dispone de análisis de datos en tiempo real,
  • Las posibles formas en las que podemos presentar los datos (Dashboards),
  • Las Bases de Datos a las que se puede conectar; SQL, MongoDB, Cassandra, Hadoop, etc.,
  • Si su código es abierto de modo que podamos utilizarlo y modificarlo gratuitamente,
  • Si dispone de un ecosistema de desarrolladores nutrido,
  • Si dispone de servicios de desarrollo o partners expertos para la generación de aplicaciones sobre la misma,
  • Si tiene disponibles servicios de analítica de datos basados en IA como Machine Learning, etc.

Al igual que ocurre con otras tecnologías descritas a lo largo de esta guía, las Plataformas aplicadas a la Industria constituyen una interesante opción para desbancar las obsoletas herramientas de desarrollo que comercializan muchos fabricantes de autómatas a un precio muy elevado.

Por eso, compañías como General Electric, Siemens o  Bosch,  viendo el peligro que corren en caso de no modernizar sus herramientas, han invertido miles de millones de dólares en los últimos años comprando empresas punteras en desarrollo de plataformas para modernizar convenientemente su oferta.

A fecha de hoy, la competencia por liderar el sector de plataformas orientadas a la industria entre empresas procedentes del mundo IT y otras del mundo OT es brutal pero sea cual sea el resultado de esta confrontación nuestras organizaciones saldrán beneficiadas tanto en la mejora del precio como en las prestaciones.

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