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El nuevo paradigma Industria 4.0: Interoperabilidad de maquinaria,
objetos, procesos, datos y personas
JORNADAS TÉCNICAS OFICIALES EXPOSOLIDOS 2017
15 de Febrero de 2017
Walter Moncho Pascual ([email protected])
Dpto Tecnologías de la Información y las Comunicaciones
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Dpto. Tecnologías de Información y Comunicaciones
Seguridad Alimentaria
Consumidor Digital Y Salud
Industria 4.0: Fabricación Avanzada y Cadena de Valor
Soporte a la Innovación e Inteligencia Competitiva
Salud
Biotecnología
Bienes de EquipoTIC Cosmética
FarmaciaPackaging
Restauración
Retail
Sectores
Alimentación
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> ¿Cómo puede resultar útil la industria 4.0 para mi empresa?
¿Puedo diferenciarme de la competencia?
¿Cómo puedo innovar en mi empresa?
¿Cómo puedo conseguir dar más valor a mis equipo o maquinaria?
INDUSTRIA 4.0
Big Data
IoT
RV & RAInteroperabilidad
Cloud
Smart Systems
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La fábrica 4.0
Tecnologías para la trazabilidad, eficiencia e interoperabilidad de máquinas y procesos
Potenciales casos prácticos de aplicación
Referencias
Proyectos destacados
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La fábrica 4.0
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La fábrica digital es
Un cambio de paradigma basado en dotar a los procesos y centros de fabricación de un mayor grado de inteligencia, la denominada "Smart Factory“, mediante el empleo de tecnologías TIC
> Qué es la fábrica 4.0
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> El papel de las máquinas en la industria 4.0
Hoy en día una máquina no solo se limita a producir,lo ha de hacer de una manera inteligente y energéticamente eficiente, además tiene que ser capaz de aportar información del proceso a varios rangos/capas de la pirámide de mandos de planta
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> La información es el motor
• Información precisa al operario a la hora de cambiar de referencia o reportar incidencias
• Información sobre mantenimientos preventivos (horas de funcionamiento, consumos fuera de rango, avisos por avería). Máquinas que sean capaces de anticiparse a la avería, avisando antes del fallo
• Información al responsable de producción de como están los procesos actuales y cuales van a ser los siguientes
• Información instantánea al departamento de compras de materias primas consumidas
• Información a la sección de expediciones de que un lote va a estar listo en una determinada hora
• Información a los CEO del entorno global
• Información anticipada a los proveedores de MP, incluso servicios de mantenimiento
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Tecnologías relevantes para la trazabilidad, eficiencia e interoperabilidad de máquinas y procesos
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> Cloud computing
La nube es una plataforma compartida de recursos computacionales tales como servidores, almacenamiento y aplicaciones, que pueden ser utilizados a medida que se van necesitando y cuyo acceso será posible desde cualquier dispositivo móvil o fijo con acceso a Internet.
La industria puede aprovecharse de esta infraestructura en cualquiera de sus ámbitos y procesos.
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> Big Data
Comprende el análisis, administración y manipulación de una gran cantidad de datos de manera inteligente a través de modelos de descripción, predicción y optimización con el objetivo de tomar decisiones mejores y más efectivas.
El potencial de Big Data es poder combinar los datos tradicionales (estructurados) con otras formas de datos (no estructurados)
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> Internet of Things
IoT se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet de forma que puedan comunicarse.
Ejemplos: contadores de luz/agua, cámaras de foto, libros, paneles informativos, máquinas, teléfono ...
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> Realidad Virtual
Las soluciones digitales y la conectividad a través de realidad aumentada (RA) y realidad virtual (RV), permiten mejorar la eficiencia, productividad, calidad y seguridad en los procesos de ingeniería, mantenimiento y operación en plantas industriales.
Los sistemas basados en la realidad aumentada permitirán proporcionar a los trabajadores información en tiempo real para mejorar la toma de decisiones e incrementar la seguridad
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> Cyber Physical Systems (CPS)
Los sistemas embebidos son el resultado de dotar a los componentes/objetos físicos de capacidades de computación y de comunicación para convertirlos en objetos inteligentes que son capaces de sentir y controlar el mundo físico, entendiéndolo y aprendiendo de las interacciones que se producen, de forma que evolucionan hacia la creación de entornos inteligentes , ecosistemas distribuidos y autónomos.
Ej: Google car, termostato inteligente, Smartphone
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> El entorno de la fábrica 4.0
“Resiliencia”
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> El futuro es ya una realidad
Food Industry 4.0: https://youtu.be/uoT9-Aqqc8s
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Casos prácticos de aplicación
¿Cómo puede resultar útil la industria 4.0 para mi empresa?
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> Cloud Computing
Comunicación entre la máquina y "la nube". Para poder gestionar y monitorizar el funcionamiento de las máquinas desde "la nube".
A nivel de proceso por ejemplo, es posible que el producto indique a una determinada máquina cómo tiene que configurarse en función de su identidad.
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> Cloud Computing
Interoperabilidad entre los distintos agentes de la cadena de valor.
Interacción entre distintos centros productivos, logísticos, etc.
Comunicación con proveedores, por ejemplo para la gestión de fichas técnicas, homologaciones, etc.
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> Trazabilidad y seguridad alimentaria en Cloud
Tecnologías para la identificación de lotes en granel y simulación del flujo de mezcla: tags RFID
Trazabilidad no sólo de flujo de materiales,también de residuos, de consumo energético
Trazabilidad y seguridad alimentaria en Cloud
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> Big data y data analysis
Analizar de forma automática la información que puede ofrecer la máquina sobre el producto inspeccionado; información dimensional, masa, textura, posición, contaminantes, ratios de producción.
Análisis de datos capaz de extraer conocimiento acerca de los patrones de uso con el fin de detectar tendencias de uso, cuya información sería utilizada para optimizar el proceso y evolucionar los productos.
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Análisis de datos para extraer conocimiento de operación que permita:• Anticiparse a las necesidades de mantenimiento de sus clientes.• Mejorar la eficiencia del servicio minimizando el impacto de las acciones de mantenimiento.• Permitirá un potencial ahorro de costes para empresa de fabricación y su cliente.
> Big data y data analysis
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> Big data y data analysis
Desarrollo de sistema de ayuda a la toma de decisiones
¿Donde fabrico cada pedido o lote?¿Cuánto me cuesta producirlo?¿Soy capaz de hacerlo en el plazo que marca el cliente?¿Qué recursos debo utilizar?¿Es viable?¿Qué hacer si se produce un evento inesperado?
Por ejemplo: avería, fallo de un proveedor, etc.
Estas y otras preguntas pueden surgir a la hora de tomar decisiones para la fabricación.
Desarrollo de Cuadros de mando (Dashboard) - Digitalización de procesos- Configuración de indicadores de interés- Personalización dependiendo usuario
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> Big data y data analysis
Sistema de monitorización de factores externos influyentes
Por ejemplo:
- Capacidad de adelantarse a riesgos del mercado
- Noticias de interés e información influyente
- Conocimiento de evolución de precios
- Conocimiento de evolución de materias primas
- Innovación centrada en el consumidor digital
- Vigilancia tecnológica e inteligencia competitiva
- Vigilancia de alertas de seguridad alimentaria
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Plataforma de vigilancia tecnológicae inteligencia competitiva
Innovación centrada en el consumidor digital
Sistema de vigilancia de alertas de seguridad alimentaria
Sistema cloud de trazabilidad para empresas alimentarias
ainia CloudTrace
> Sistemas y servicios
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Permitir a los operarios poder obtener información de las máquinas mediante dispositivos tecnológicos.
Soporte al operario en tareas y aprendizaje.
Gestión y soporte a la gestión de material y pedidos.
Mayor interacción entre el trabajador y la máquina.
> Realidad Virtual y realidad aumentada
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> CPS & IoT
Mejorar la interacción entre las máquinas y los operarios mediante la instalación de códigos identificativos y dispositivos móviles.
Capacidad de conexión de las máquinas a Internet para compartir y adquirir información.
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> Smart workers, Smart places y Smart apps
Los operarios pueden ahorrar tiempos y costes a la hora de configurar las máquinas del proceso industrial en función de las referencias.
Por ejemplo carga de recetas en una mezcladora de producto (Tª, tiempo, cantidades) del sector de cosmética y cuidado personal.
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Solución:• Análisis de la situación actual.• Definición del escenario deseado.• Identificación y análisis de procesos claves.• Identificación y evaluación de alternativas tecnológicas.• Análisis de inversiones requeridas.• Definición de un plan operativo de acción.
¿Como se si…• …estoy utilizando la tecnología más adecuada?• …estoy utilizando tecnología novedosa y estándar?• …tengo el control de toda la información de mi industria?
¿Podría…• …automatizar procesos que ahora son manuales?• …programar tareas repetitivas para que sean automáticas?• …mejorar los procesos actuales?
> Estudio de estado actual Industria 4.0
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> En resumen
• Monitorización y configuración remota de las máquinas, ahorrando tiempo y mejorando la eficiencia.• Comunicación entre los distintos agentes de la cadena de valor.• Autoconfiguración de la máquina según producto o proceso.• Análisis y explotación de la información (DashBoard).• Mejorar la producción tras la identificación de patrones sistemáticos de uso.• Sistemas de ayuda a la toma de decisiones (DSS).• Mejorar del aprendizaje e interacción entre operario y maquinaria.• Sistema de monitorización y vigilancia de factores externos.• Mantenimiento predictivo, mejorando el tiempo de inactividad.• Interacción entre las máquinas y los operarios. • Producir una mayor automatización, control y eficiencia de los procesos productivos (digitalización).
¿Cómo puede resultar útil la industria 4.0 para mi empresa?
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Referencias
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Caso de estudio: Soluciones digitales para la personalización de productos. Custom Drinks
Seguridad alimentaria - Procesos digitales en empresas agroalimentarias: Caso de estudio Azucarera
https://youtu.be/SQMBdMBErkk
https://youtu.be/kdBNFJ2quyA
Congreso Dif3: Factorías del futuro
https://youtu.be/cpuCPdD1pp0
Proyecto Open New Food
https://youtu.be/1inscG2_El0
Innovación abierta: La nueva era de la innovación
https://youtu.be/mITrV5Qerkc
> Testimonios y casos de estudio
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ASSET: Tecnología digital para facilitar la toma de decisiones de compra del consumidor
Industria 4.0, ¿cómo asegurar el posicionamiento competitivo futuro?
http://bit.ly/1M5aZfL
La experiencia de compra y las App en la distribución: Los resultados del proyecto Smartexfood
http://bit.ly/1QhjFHK
http://bit.ly/1GJAcR8
> Testimonios y casos de estudio
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Proyectos destacados
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•FLEXINET –Intelligent Systems Configuration Services for Flexible Dynamic Global Production Networks.(FoF.NMP.2013-9 grant agreement no 608627) Este proyecto tiene como objetivo la creación de un sistema integrado para la gestión acelerada de oportunidades de negocio para productos y/o servicios con una perspectiva de negocio y producción global y con capacidades para la creación de escenarios “what-if”. La plataforma de servicios, diseñada para empresas innovadoras de alimentación que operan en entornos globales y con redes de producción internacionales, se orienta a mejorar el potencial de mercado, reducir el “time-to-market” y la gestión de costes y riesgos asociados. El sistema facilitará la fabricación personalizada de productos. En el proyecto ainia participó junto a la empresa Custom Drinks (Grupo Estrella Galicia) http://www.flexinet-fof.eu/
•EDEN - End user driven DEmo for cbrNe. (SEC-2012.1.5-1 grant agreement no 313077) Este proyecto estádedicado a proporcionar e integrar sistemas para mejorar la resilencia frente a ataques CBRNe (sistemas “fooddefense”). Ainia es responsable de la identificación de requisitos, modelado de procesos y desarrollo y captación de herramientas software y hardware preexistentes así como de coordinar la realización de una demo piloto de dichas herramientas en España. AB Azucarera Iberia, S.L. colabora con ainia en el proyecto EDEN para la realización de esta demo y la definición de requisitos. https://www.eden-security-fp7.eu/
•SmartExFood: Plataforma para la mejora de la experiencia de compra de alimentos en superficies comerciales basada en semántica y razonamiento automático– En este proyecto, ainia participa junto a la cadena de supermercados Alimerka y otras organizaciones desarrollando un sistema personalizado de recomendación saludable de compra en el punto de venta a través de dispositivos móviles. En el proyecto se desarrollaron también un sistema de gestión de información de producto alimenticio (fichas técnicas, alérgenes, etc.) para la integración de información con proveedores y su traslado al consumidor, un buscador inteligente de producto alimenticio y se integró un sistema de búsqueda de opiniones de consumidores en redes sociales desarrollado por ainia.
•Mercasa: Servicios para el desarrollo de una plataforma “Cloud Computing” para el proyecto de integración vertical y horizontal de la trazabilidad en el comercio mayorista de pescados y mariscos. Exp: 10/14 DEC. Proyecto desarrollado por ainia para Mercasa, en el que se ha desarrollado una plataforma de trazabilidad enCloud basada en estándares, específica para el sector pesquero.
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•ESISA – Soluciones de Interoperabilidad para el sector agroalimentario – El proyecto eSISA tiene como principal objetivo la generación de una solución tecnológica integral y estandarizada, a través de la creación de un conjunto de componentes, aplicaciones y servicios Web, para la interoperabilidad y cooperación empresarial de la cadena alimentaria en materia de gestión de la calidad y la seguridad alimentaria. En este proyecto ainia ha trabajado junto a la empresa La Española Alimentaria Alcoyana S.A.
•The European VI FP Integrated Project FP6-2005-FOOD-036300 “TRACEBACK, Integrated System for a ReliableTraceability of food supply chains”. En este proyecto el departamento TIC de aina ha participado en la creación de un modelo de información de referencia para la gestión de la seguridad alimentaria, en el desarrollo de un Framework para la construcción de sistemas de trazabilidad de cadena distribuidos y en el diseño y pilotaje del sistema desarrollado en toda una cadena alimentaria junto a la cadena de supermercados Consum S. Coop. V. y otras empresas agroalimentarias.
•ASSET – Instant Gratification For Collective Awareness and Sustainable Consumerism – Research and InnovationActions ICT-10-2015. El proyecto ASSET proporciona la plataforma ASSET que es un sistema de clasificación de productos para los consumidores en el supermercado. Para los intereses personales de todo el mundo la plataforma clasifica el espectro de productos en el supermercado y proporciona una clasificación personalizada de los productos. Para cada compra individual el consumidor podrá sopesar los intereses personales frente a su presupuesto.
•Open New Food -Open Innovation for New food Product Development in the European Food industries 2013-1-ES1-LEO05-67282-AN. es un proyecto LEONARDO de Transferencia de Innovación cuyo objetivo es incrementar las competencias y habilidades de los directivos del sector agroalimentarios sobre “Collaborative Food ProductDevelopment” y “Open Innovation” con el fin de integrar al máximo posible las cadenas de valor en la industria agroalimentaria. Ainia ha contribuido al desarrollo del programa formativo, ha puesto en marcha la plataforma de e-learning y a llevado a acabo el plan de formación desarrollado con un grupo de más de 20 empresasalimentarias españolas. www.opennewfood.eu
