Descifrando el IoT industrial: cómo los sensores y la conectividad impulsan la eficiencia

El IoT industrial no es solo una palabra de moda; en plena Cuarta Revolución Industrial, donde la conectividad y la innovación basada en datos reinan, el IIoT cobra protagonismo. Implica aprovechar sensores, dispositivos y máquinas conectados a internet para optimizar los procesos operativos de las empresas industriales.

Grand View Research pronostica una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) potencial del 23.2 % para el mercado de la IoT industrial entre 2023 y 2030, con un tamaño proyectado que superará los 1,693.30 mil millones de dólares para 2030. Este sólido pronóstico explica por qué la adopción de la IIoT experimentó un crecimiento récord en 2023, a pesar de una economía turbulenta. La mayoría de las transformaciones de la Industria 4.0 ahora involucran fábricas inteligentes con equipos conectados y análisis de datos integrados. Esta guía le pondrá al día sobre el estado actual de la IIoT, sus aplicaciones en el mundo real, los beneficios para las empresas y todo lo demás. ¡Comencemos!

¿Qué es el IoT industrial o IIoT?

En pocas palabras, el IIoT introduce una conectividad similar a la de internet en las máquinas de las plantas de producción, los vehículos en las estaciones de transporte y la tecnología en otras plantas industriales para impulsar la eficiencia basada en datos. El principio fundamental que posibilita la conectividad del IoT industrial es que lo que se puede medir y monitorizar se puede optimizar. El IIoT integra sensores y conectividad, y los aplica directamente a activos industriales como maquinaria, vehículos de flota y herramientas de los empleados.

Imagine un mundo donde las máquinas puedan comunicarse fluidamente y los grandes volúmenes de datos de las máquinas puedan convertirse en información empresarial informada sobre la calidad de la producción, el estado de los equipos, la visibilidad de la cadena de suministro y más. En esencia, el IoT industrial elimina los puntos ciegos y facilita el acceso a los datos del mundo físico para una automatización industrial más inteligente.

¿Cómo funciona el IoT industrial?

Un ecosistema IIoT se basa en sensores, conectividad, procesamiento de datos y análisis que trabajan en conjunto en tres niveles:

Capa perimetral : Consiste en equipos mecánicos equipados con sensores de IoT industrial, además de hardware como pasarelas de IoT que agregan y procesan flujos de datos de activos industriales antes de su transmisión a través de redes corporativas o nubes públicas.

Capa de plataforma : Infraestructura informática centralizada para recibir, almacenar y analizar grandes volúmenes de datos procedentes de instalaciones industriales. Los servidores locales o las plataformas IoT alojadas en la nube ofrecen capacidades para gestionar dispositivos conectados, además de herramientas para desarrollar aplicaciones personalizadas. Permiten, asimismo, la integración segura de datos con sistemas empresariales heredados, como los ERP.

Capa de aplicación : Se refiere al software IIoT específico para cada caso de uso, que presenta los datos de IoT capturados mediante paneles y visualizaciones. Los operadores de línea y los gerentes de instalaciones utilizan estas aplicaciones para realizar un seguimiento de la eficacia general de los equipos, los movimientos de la cadena de suministro u otras prioridades comerciales.

Dentro de una arquitectura general de IoT industrial, encontrará sistemas de comunicación de soporte comunes como LPWAN (redes de área amplia de baja potencia; piense en NB-IoT o LoRaWAN) o WiFi, que ofrecen una cobertura inalámbrica ampliada en grandes espacios físicos que contienen maquinaria pesada.

Tecnologías clave en la arquitectura IIoT

A medida que las implementaciones del IIoT se vuelven más variadas y complejas, la combinación de tecnologías que las habilitan también continúa evolucionando. Estos son algunos de los componentes esenciales que encontrará en una pila tecnológica moderna del IIoT:

• de alturaLos sensores conectados a activos industriales, como motores, compresores y líneas de producción, alimentan los módulos de conectividad IoT con datos en tiempo real. Estos incluyen temperatura, presión, humedad, vibración, voltaje, etc., que capturan lecturas de telemetría de diferentes equipos con frecuencia y fiabilidad.
• Protocolos de conectividadInfraestructura de TI para una comunicación fluida entre sensores, puertas de enlace y capas de plataforma/aplicación a través de estándares como Wi-Fi, 5G, Bluetooth LE (Low Energy), etc. Las tecnologías LPWAN cubren los requisitos de largo alcance y bajo consumo de energía de algunas implementaciones.
• Infraestructura de computación y nube:Aprovechar IaaS de Azure, AWS o modelos híbridos para escalar rápidamente las capacidades de almacenamiento, procesamiento y análisis alojadas.
• Análisis e inteligencia artificialExtracción de información mediante modelos estadísticos, aprendizaje automático e inteligencia artificial para guiar el análisis predictivo de fallas, la programación dinámica, la gestión de campañas específicas, etc.

En conjunto, estas tecnologías de información centrales forman los elementos básicos para la habilitación completa de IoT en fábricas inteligentes, productos conectados y cadenas de suministro automatizadas.

¿Qué puede hacer el IIoT? Principales casos de uso y aplicaciones

En la manufactura, el transporte, los servicios públicos y otros sectores industriales, las aplicaciones del IoT industrial están mejorando la seguridad, aumentando la eficiencia e incluso creando nuevas fuentes de ingresos. Estos son algunos de los casos de uso más valiosos:

Mantenimiento predictivo

La alerta temprana de fallos de equipos basada en telemetría del IoT permite ahorrar millones anualmente al evitar tiempos de inactividad. Piense en bombas inteligentes en refinerías o máquinas CNC en red en plantas de fabricación.

Seguimiento de activos

Conocer la ubicación y el estado en tiempo real de los equipos de capital, los vehículos de la flota y la carga conduce a una mayor utilización y mejoras en los procesos.

Seguimiento de la cadena de suministro

La logística conectada mejora la visibilidad del recorrido de la carga y el uso de los activos al tiempo que minimiza el desperdicio, el robo, etc.

Seguridad laboral

Los wearables para el personal industrial ayudan a hacer cumplir las políticas de seguridad de los trabajadores al monitorear los riesgos ambientales o la falta de capacitación adecuada en las operaciones de los equipos a través de plataformas integradas.

Gestión de la Energía

Para las empresas de servicios públicos y las instalaciones de alto consumo energético, como las refinerías, el IIoT permite monitorear los patrones de uso para reducir el desperdicio y mejorar la sostenibilidad.

Automatización y robótica

Los conocimientos adquiridos a partir de los datos del IIoT ayudan a optimizar las cadenas de suministro, la logística del almacén y la producción en el taller a través de máquinas inteligentes programadas utilizando esa inteligencia.

La mayoría de las soluciones de IoT industrial se centraron en mejorar la eficacia de los activos de alto valor, mientras que algunas impulsaron la eficiencia operativa en las cadenas de suministro. Los beneficios que se describen a continuación subrayan la lógica puramente comercial que subyace a la rápida adopción del IIoT por parte de las empresas líderes.

Beneficios de adoptar la monitorización del IoT industrial

Si bien las estadísticas exactas varían según las fuentes, los primeros usuarios de IIoT en industrias como la fabricación, la logística y los servicios públicos parecen beneficiarse en algunas áreas clave:

Mayor tiempo de actividad: Algunas fuentes estiman que incluso una mejora del 1-2 % en la disponibilidad de los activos gracias a las alertas predictivas puede ahorrar millones anualmente a los operadores de la industria pesada al reducir las fallas y el tiempo de inactividad. Los beneficios se acumulan en todas las inversiones en maquinaria pesada en minería, petróleo y gas, aviación y servicios públicos monitoreadas por programas de IIoT.

Mayor eficiencia: Según datos preliminares, la visibilidad operativa detallada permite obtener ahorros potenciales en costos laborales de hasta un dígito porcentual en algunos casos. Es probable que las mejoras en la productividad derivadas de la automatización de los informes manuales también contribuyan a la eficiencia.

Mayor flexibilidad: La adaptación dinámica a las fluctuaciones mediante datos de IIoT ayuda a las empresas a gestionar mejor la incertidumbre. Esta tecnología parece estar preparada para ayudar con la previsión de la demanda y los ajustes de capacidad.

Mayor seguridad: Las primeras aplicaciones del IIoT para la seguridad de los trabajadores, como la detección de gases y la monitorización de trabajadores solitarios, se muestran prometedoras para reducir las tasas de incidentes en el lugar de trabajo, según estimaciones de organismos del sector.

Está claro que para las empresas industriales, conectar inversiones existentes en activos mecánicos simplemente tiene sentido comercial dadas las diversas vías para extraer valor de los flujos de datos resultantes.

Industria 4.0 vs IIoT vs IoT: ¿qué?'¿Cuál es la diferencia?

Considerando la creciente popularidad de las soluciones conectadas, es frecuente encontrar varios términos tecnológicos que se usan indistintamente. Sin embargo, existen algunas distinciones claras entre IoT, IIoT e Industria 4.0 que conviene destacar:

IoT se refiere en términos generales a una gran cantidad de esfuerzos centrados en el consumidor, como dispositivos portátiles, electrodomésticos inteligentes, vehículos conectados, etc., que aprovechan sensores integrados más conectividad a Internet.

IIoT se ocupa de adaptar tecnologías de información similares específicamente para desbloquear eficiencias y optimizar la confiabilidad del proceso en torno a los activos industriales pesados mencionados anteriormente (pensemos en equipos de perforación en yacimientos petrolíferos o en la maquinaria de un taller de una fábrica).

La Industria 4.0 representa la transformación digital continua para el sector manufacturero, pero impulsada por componentes fundamentales del IIoT, como sensores de equipos y análisis de datos de la línea de producción.

Entonces en resumen:

IoT es el paraguas de las megatendencias

IIoT enfoca los componentes de IoT en casos de uso industriales como el mantenimiento predictivo

La Industria 4.0 se centra en la evolución del subsector manufacturero a través de fábricas inteligentes habilitadas por IIoT y procesos conectados.

Desafíos en la implementación del IIoT

Por muy prometedor que suene el IIoT, su adopción a gran escala aún enfrenta obstáculos tecnológicos y organizativos como:

• A los equipos de Tecnología Operativa (TO) les resulta difícil mantener la compatibilidad de equipos heredados complejos con las actualizaciones del IoT o detectar falsas alertas en las lecturas de los sensores. La estrecha colaboración entre departamentos es vital.
• La preocupación por los riesgos internos, los estándares de autenticación deficientes o los flujos de datos sin cifrar obstaculizan las migraciones a la nube, cruciales para la consolidación analítica mediante la participación del departamento de TI empresarial. Los requisitos regulatorios también complican la gestión de datos del IIoT.
• Ciertos sectores verticales especializados, como los equipos farmacéuticos, están rezagados en la definición universal de estándares de hardware y comunicación del IIoT. La falta de un marco integrado incrementa la complejidad y los costos.
• La falta de experiencia interna en ciencia de datos o de capacidades tecnológicas integrales ralentiza el progreso o aumenta la dependencia de la consultoría. Resolver la falta de habilidades sigue siendo un desafío constante.

Cómo MOKO ayuda con la adopción del IoT industrial

Muchas empresas tienen dificultades para pasar de las pruebas de concepto de IIoT a la implementación a gran escala debido a ciertas barreras tecnológicas y de otro tipo. Aquí es donde entra en juego un fabricante experimentado de dispositivos IoT industriales como MOKO.

Con más de 200 productos IoT, incluyendo diversos dispositivos Bluetooth IIoT para la gestión de activos , MOKO ofrece un enfoque de implementación ágil centrado en sus casos de uso, no solo en la habilitación de dispositivos. Nuestros ingenieros certificados implementan instrumentación de sensores y hardware de comunicaciones totalmente adaptados para descubrir el potencial de productividad o el ahorro de costes específicos de sus aplicaciones. Facilitamos la digitalización de sus activos y operaciones.

Introducción a las soluciones de IoT industrial

Si bien los beneficios de la adopción de IIoT hablan por sí solos, una planificación cuidadosa y una ejecución disciplinada son vitales en las etapas iniciales cuando se sientan las bases tecnológicas dentro de los entornos industriales existentes.

A continuación se muestran los pasos recomendados a seguir:

1. Identificar los puntos débiles:Mapear los desafíos operativos actuales, como tiempos de inactividad recurrentes, cuellos de botella en el suministro, etc., que afectan el presupuesto para delinear claramente qué inversión en IIoT busca mejorar.
2. Cuantificar el impacto potencial:Construir proyecciones en torno a posibles ganancias de eficiencia o ahorros de costos al abordar los puntos críticos prioritarios a través de casos de uso de IIoT discutidos.
3. Empieza poco a poco y crece bienLimite el alcance inicial a equipos o flujos de trabajo de alto impacto, en lugar de a la instrumentación compleja de todo el sitio, para facilitar las pruebas piloto antes de la expansión empresarial. Considere primero las pruebas en la nube.
4. Tecnología de monitorización FitConfirme que las lecturas de los sensores reflejen con precisión el estado del equipo o las condiciones de funcionamiento. Asimismo, verifique que los flujos de datos se agreguen de forma fiable en las plataformas para alimentar análisis y aplicaciones.
5. Impulsar la adopción mediante resultados tempranos:Mostrar logros operativos rápidos desarrolla la confianza de las partes interesadas para asegurar las inversiones sostenidas necesarias para descubrir el potencial completo y a largo plazo del IIoT.

Al navegar los cambios necesarios para conectar la infraestructura física heredada con las plataformas digitales modernas, los socios experimentados en hardware de IoT industrial como MOKO ayudan a los operadores de soluciones industriales a acelerar el tiempo para obtener valor.

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