Soluciones Industrial Edge para la Ingestión de Datos de Producción

Ahora más que nunca, cuando la escasez de materiales, los problemas de la cadena de suministro y las carencias en capacitación tecnológica dominan el mundo industrial, los fabricantes necesitan utilizar el poder de los datos para mejorar las operaciones y alcanzar sus objetivos de producción.

Aunque los datos son la clave para lograr estas mejoras, es un reto trasladar con éxito la información de múltiples fuentes a un lugar específico para que pueda ser procesada y analizada.

Un proceso sólido de ingestión de datos le ayuda a conectar eficazmente una amplia variedad de estructuras de datos a donde deben estar, asegurándose de que estén armonizados, en el formato correcto y tengan el mismo nivel de calidad.

Ingestión de datos para calcular la OEE

La OEE (eficiencia global de los equipos) es un KPI (indicador clave de rendimiento) muy utilizado en los entornos de fabricación. Mide lo bien que funciona una planta.

Por ejemplo: una puntuación de OEE del 50% significa que sus operaciones están funcionando a la mitad de su rendimiento óptimo teórico. Una puntuación de OEE del 100% significa que tiene una producción perfecta, es decir, todas las piezas fabricadas son de buena calidad, se fabrican con la mayor rapidez posible y no hay tiempos de inactividad. Para la manufactura discreta, la media de OEE es del 60%, y esta cifra indica que hay margen de mejora sustancial.

"Una mejora del 10% en la OEE puede suponer una mejora del 50% en el ROA (retorno de los activos), y las iniciativas de OEE suelen ser 10 veces más rentables que la compra de equipos adicionales" - Robert C. Hansen, Overall Equipment Effectiveness

Las 3 variables que se necesitan para determinar la OEE

El reto de determinar la OEE se reduce a la recopilación de los datos correctos de fuentes de datos dispares, y ahí es donde entra en juego la ingestión de datos. Ayuda a que los datos críticos de las fuentes de datos IT y OT lleguen a los lugares correctos.

•  Las fuentes de datos OT provienen de la tecnología operativa de la planta, fuera del ámbito IT tradicional. Algunos ejemplos de fuentes de datos OT pueden ser los PLC (controladores lógicos programables) y los BAS (sistemas de automatización de edificios) y los sensores industriales.
• Las fuentes de datos IT suelen ser aplicaciones locales o en la nube que contienen información relacionada con las operaciones. Algunos ejemplos de fuentes de datos IT pueden ser un MES (sistema de ejecución de fabricación), un QMS (sistema de gestión de la calidad), un sistema ERP (planificación de recursos empresariales) y un GMAO (sistema de gestión de mantenimiento informatizado).

Los datos de las fuentes de datos IT y OT se utilizan para calcular los tres factores que componen la OEE. Veamos cada uno de ellos.

1. Disponibilidad de la planta 

¿Está su planta en funcionamiento? A eso se refiere la "disponibilidad". La disponibilidad representa el tiempo de producción, es decir, el tiempo en que una planta o un equipo puede funcionar según lo previsto. Tiene en cuenta la pérdida de disponibilidad (cualquier evento que detenga la producción planificada durante el tiempo suficiente como para que merezca la pena seguir el motivo del tiempo de inactividad). 

Los datos que necesita para calcular la disponibilidad de la planta incluyen:

2. Rendimiento de la planta

El rendimiento representa la capacidad de un proceso de fabricación para funcionar a la máxima velocidad posible. Tiene en cuenta la pérdida de rendimiento, que incluye cualquier factor que haga que la producción funcione a una velocidad inferior a la máxima posible.

Los datos que se necesitan para calcular el rendimiento de la planta incluyen: 

3. Calidad

La calidad representa las piezas fabricadas que cumplen los estándares de calidad. Es similar al rendimiento de la primera pasada (cuántas piezas pasan por el proceso de fabricación sin requerir retrabajo).

Los datos que se necesitan para calcular la calidad incluyen:

Una vez que tenga estos tres valores -disponibilidad, rendimiento y calidad- podrá determinar su OEE utilizando esta fórmula:

Ingestión de datos en 3 pasos para calcular la OEE y otros KPI

Todos conocemos el dicho "si no puedes medirlo, no puedes mejorarlo", que hizo famoso Lord Kelvin. Dado que la ingestión de datos es necesaria antes de poder medir, una revisión moderna de la cita podría ser: "si no puedes ingerir datos de forma segura y fiable, no puedes medirlos, y si no puedes medirlos, no puedes mejorarlos".

Por suerte, los procesos de ingesta de datos actuales son mucho más accesibles y escalables que en la época de Lord Kelvin. Seguir este proceso de tres pasos le ayudará a trasladar con éxito la información desde múltiples fuentes a uno o varios destinos para que pueda ser procesada y analizada:

Paso 1 - Conectar sus fuentes de datos

Para conectar sus datos, necesita una infraestructura que soporte la digitalización de los procesos y conecte varias fuentes de datos a la red a través de componentes como cables (cobre y fibra), antenas wireless y otros equipos de red (switches, routers, gateways edge, etc.).

Paso 2 - Recoger los datos

Una vez que los datos están conectados, hay que ser capaz de recogerlos. Este proceso implica la ingesta y transformación de datos de varios protocolos y la manipulación de las cargas útiles dentro de los protocolos para que puedan cotejarse con otras fuentes de datos. 

Este cuadro representa ejemplos de diferentes protocolos y cargas útiles que intervienen en los datos IT y OT.

 Paso 3 - Cotejar los datos

Cotejar sus datos significa combinar las fuentes de datos IT y OT para que se ajusten al formato requerido por las aplicaciones que consumirán la información.

Las plataformas de IoT como Azure IoT o AWS IoT, las herramientas de análisis como Oden Technologies y las aplicaciones SCADA modernas como la plataforma Ignition de Inductive Automation pueden utilizarse para visualizar los datos de OEE.

Aunque cada plataforma es compatible con los protocolos REST y MQTT, cada una de ellas requiere que los datos tengan una estructura de carga útil ligeramente diferente. Los datos ingeridos necesitan ser cotejados en el formato esperado antes de que puedan ser consumidos por estas aplicaciones. Para ello se utilizan a menudo herramientas como Node-RED en el límite (edge) de las redes industriales.

Una vez que estos datos brutos se han cotejado en un formato útil, pueden ser consumidos por cualquier aplicación posterior que se utilice para visualizar el OEE y otros indicadores necesarios para la toma de decisiones por parte de los cargos ejecutivos de las empresas.

Cómo le ayuda Belden con la ingestión de datos

Nuestro equipo de expertos del Customer Innovation Center (CIC) le mostrará cómo las soluciones edge industrial de Belden soportan la ingestión de datos para que usted pueda calcular la OEE y tomar medidas para mejorar los procesos de la planta.

Nuestras soluciones industriales le ayudan a llevar a cabo el proceso de ingestión de datos en tres pasos. Conecte sus datos con una amplia variedad de cableado, equipos de red y convertidores de protocolos. A continuación, recopile y coteje sus datos con las pasarelas edge industriales que admiten la conversión de protocolos en diversos contenedores, la transformación de la carga útil y las aplicaciones para cotejar los datos.

A finales de este año, Belden lanzará una serie de robustas pasarelas edge industrial y nuevas capacidades de orquestación para proporcionar a sus operaciones industriales una funcionalidad de computación edge segura, flexible y escalable.

CREDITS:

Este artículo está traducido / adaptado desde el original de Jeremy Friedmar (Sr. Product Manager) y Matt Wopata (Technical Edge PM), ya publicado en el blog oficial Belden. Ellos me han ayudado a redactar este artículo y son contactos de referencia para responder a cualquier pregunta sobre la ingestión de datos. Si quiere ampliar información, envíeme un email a la dirección Alex.Blanquer@belden.com.