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Por: Antoni Rovira,  Arquitecturas Integradas de Rockwell Automation Iberia

La dispersión de contenidos que genera la industria digital necesita ser gestionada de manera avanzada para permitir su evolución y mantenimiento y, a la vez, conseguir los requisitos de seguridad en entornos productivos.

 

Las estrategias de “Empresa Conectada” o “Industria 4.0” están aumentando exponencialmente la cantidad de datos utilizados en la fabricación, permitiendo importantes incrementos de productividad y valor de las empresas.

Hace pocos años, en una sala de control de fábrica nos encontrábamos unos pocos sistemas que permitían manejar y visualizar sus procesos. La mayoría estaban basados en hardware y software propietarios (por ejemplo: sistemas de control distribuido, sistemas de cámaras de visualización, aplicaciones de gestión de activos, etc.). Pero, de un tiempo a esta parte, los sistemas han evolucionado y, hoy en la misma sala de control, vemos un enorme despliegue de aplicaciones que facilitan la mejora de la calidad y productividad.

Por tanto, no es raro encontrarnos en estancias con más de una decena de equipos, cuyo soporte y mantenimiento es muchas veces un verdadero quebradero de cabeza. Y además, con la aplicación progresiva de políticas de seguridad, acceder a la información en estos lugares no siempre es sencilla, y obliga a pasar por procedimientos que en muchos casos van en contra de la productividad.

Afortunadamente, el hardware y software ha evolucionado de plataformas propietarias a entornos cada vez más estándares, habitualmente basados en tecnología PC. Y podemos encontrar métodos para manejar estos ambientes complejos, de manera que nos garanticen una mejora continua, un adecuado mantenimiento, y consideren desde el inicio el acceso seguro a los datos.

La evolución de los PCs y otros dispositivos

La implantación de ordenadores en líneas de fabricación es cada vez más extensa. Hoy podemos encontrar PCs: como módulos dentro de chasis de controladores de automatización, en formato box-PC dentro de un armario, como panel HMI en cualquier máquina, como terminal cliente-servidor en una sala de control, etc. Todas estas opciones nos dan una gran potencialidad, pero no es sencillo mantener todo este abanico de procesadores.

¿Qué ocurre cuando uno de estos PCs deja de funcionar y tiene que ser substituido? Tendremos que encontrar un equipo hardware equivalente, instalar el sistema operativo correspondiente, después cargar el software adecuado, y finalmente realizar su puesta a punto. Con la rápida evolución de las plataformas de hardware de PC, y los ciclos de vida mucho más largos de las aplicaciones industriales, es bastante habitual tener dificultades en el momento de cambiar un PC, y conseguir otro que tenga acceso al mismo sistema operativo y a los mismos drivers que tenía el anterior. En muchos casos estos cambios se demoran muchas horas o días, con el consiguiente perjuicio productivo.

Los PCs han evolucionado notablemente para hacer frente a estas nuevas necesidades. Hoy podemos clasificar estos equipos en tres grandes categorías:

• PC Thick Client. Este es el dispositivo convencional, que dispone de toda la infraestructura para trabajar de forma independiente o como cliente de un servidor de aplicaciones. Consta de memoria y disco duro mecánico o de estado sólido. Dispone de BIOS, sistema operativo y las diversas aplicaciones de software.

• PC Thin Client. Incluye memoria y disco duro mecánico o de estado sólido más pequeño. Dispone de BIOS y Sistema Operativo (en muchos casos Windows embedded o Linux). En este caso las aplicaciones de software ya no residen en local, sino que las va a buscar a un servidor externo.

• PC Zero Client. En este equipo desaparece parte de la memoria y el disco duro mecánico o de estado sólido. Sólo permite la configuración de la BIOS. Tanto el sistema operativo como las aplicaciones residen en servidores externos. Es un dispositivo de bajo coste y prestaciones ajustadas, permitiendo un bajo mantenimiento y reemplazo muy rápido.

Además, también es muy frecuente trabajar con PCs portátiles para labores de mantenimiento y control de algunos sistemas, al igual que es muy común encontrarnos con otros dispositivos hardware para acceder a la información como: pantallas HMI básicas, teléfonos inteligentes, tabletas y otros terminales móviles.

En definitiva, el acceso a la información queda muy disperso bajo todas estas electrónicas, cuya correcta gestión no resulta evidente. Esta necesidad, cuya complejidad es creciente, ha generado soluciones de software que permiten estructurar esta amalgama de aplicaciones, tecnologías y accesos.

Plataformas de gestión de la información

Existen soluciones especializadas que facilitan la coordinación y acceso a la información, considerando los diversos usuarios y soportes técnicos que utilizan. Veamos cómo se estructuran.
En primer lugar debemos considerar las aplicaciones que generan datos como: Software HMI, MES, Aplicaciones de mantenimiento, LIMS, ERPs, páginas web, cámaras de visualización, paneles de campo, etc. Este es el origen de la información, que habitualmente se encontrará a nivel de servidores y bien protegido. La plataforma que gestione los contenidos deberá mapear todas estas aplicaciones y permitir su acceso considerando:

• Dispositivos de acceso. Aquí podemos contemplar las diversas tecnologías que hemos mencionado anteriormente: PCs Thick Client – Thin Client – Zero Client, pantallas de campo, teléfonos inteligentes, tabletas y otros terminales móviles.

• Usuarios. Debemos definir los diversos roles de las personas de fábrica, de modo que permita dirigir la información adecuada a cada persona en cada instante.

• Ubicaciones. Además, en muchos casos es indispensable considerar la ubicación de los usuarios a la hora de acceder a los datos. Por ejemplo: No es lo mismo realizar el ajuste de una máquina cuando estamos delante de ella, que cuando estamos en las oficinas de mantenimiento. Seguramente en el primer caso permitiremos el acceso completo, mientras que no deberíamos dejar actuar al usuario si está alejado como en el segundo supuesto.

Las aplicaciones de contenidos más avanzadas correlacionan usuarios con ubicaciones y hardware de acceso, de forma que delimitan el posicionamiento de cada usuario antes de proporcionarle la información. Los controles típicos para determinar la identidad del usuario puede ser: usuario-contraseña, tarjeta RFID, identificación biométrica o similar. Mientras que la identificación de localización espacial puede conseguirse mediante lectura de códigos QR, Buetooth, acceso Wifi, posicionado GPS o mediante combinaciones de las mismas.

Visualización avanzada

El uso de estas plataformas de gestión de contenidos nos brinda otras opciones avanzadas que mejoran las prestaciones de los sistemas actuales. Una de las más utilizadas es la estandarización de todo el hardware de planta; donde antes había varias estaciones PC hoy se pueden substituir por un único PC Zero client, que es capaz de alimentar múltiples monitores de alta resolución y albergar numerosas aplicaciones.

Las salas de control se están simplificando enormemente en infraestructura; y hoy con un único PC, un teclado y un ratón se pueden manejar diversas aplicaciones simultáneamente. Ya no es extraño ver monitores LCD de 60 a 80 pulgadas, con multi-ventanas de aplicaciones que son observadas a la vez. Cuando el operador necesita acceder a uno de los softwares no tiene más que seleccionarlo y podrá interactuar de forma nativa, y si quiere podrá incluso ampliarlo a pantalla completa, para poder trabajar con gráficos en muy alta resolución.

Con esta nueva aproximación hay un cambio claro de paradigma, que desliga la potencia del hardware necesario para soportar un determinado software. Ahora mismo es posible visualizar aplicaciones de muy alta exigencia de cálculo o comunicaciones (por ejemplo: un software de diseño 3D), en una plataforma de hardware muy simple (por ejemplo: un teléfono inteligente o tableta). Como la ejecución en todos los casos se realiza sobre el servidor, los clientes se convierten en meros terminales de visualización.

Este novedoso enfoque permite posibilidades, que eran impensables hace muy poco tiempo. Por ejemplo, en la actualidad, cuando hay una incidencia en un proceso, y un operario de mantenimiento se acerca a un terminal productivo, con sólo identificarse puede tener acceso a los softwares de ingeniería y desarrollo de ese sistema, sin necesidad de configurar nada. Y una vez ha acabado sus ajustes, al devolver el terminal al operador, se reconfigura de nuevo inmediatamente con las aplicaciones productivas de fabricación.

En algunos casos, donde el entorno lo exige, este tipo de soluciones también interaccionan con soportes de visualización avanzados como gafas holográficas (Por ejemplo: Hololens de Microsoff). Esto hace posible que podamos integrar soluciones de realidad aumentada conviviendo con el resto de las aplicaciones, y dar opciones mejoradas a los diversos usuarios de fábrica.
Es importante destacar que estos softwares pueden gestionar cualquier tipo de contenido (SCADA, Sistemas MES, hojas de cálculo, PDFs, ERPs, …), y que pueden visualizarse directamente en gafas holográficas o tabletas, en su propio formato nativo, sin tener que desarrollar aplicaciones a medida para poder presentarse en estos diferentes soportes. Por tanto, la flexibilidad para incorporar aplicaciones, formas de acceso y usuarios es máxima.

Ejemplo de gestor de contenidos: Thinmanager

ThinManager es un software de Rockwell Automation diseñado para orquestar todo tipo de contenidos dentro de aplicaciones industriales. Dispone de múltiples características avanzadas como:

• Productividad incrementada. Wizards de configuración, soporte a máquinas virtuales, VNC, agrupamiento de servidores y terminales, PXE boot, soporte a pantallas táctiles, reports HTML y CSV, variables de usuario.

• Visualización ampliada. Hasta 5 monitores por cliente, réplica de terminales (shadow), teclado virtual, hasta 16 pantallas virtuales por monitor, soporte monitores 4K, hasta 25 sesiones por monitor, reescalado de imágenes.

• Seguridad extendida. Acceso por usuario, seguridad para cámaras IP/USB, TFTP, sincronización con el “Active Directory”, seguridad biométrica, email autenticado.

• Movilidad inteligente. Control de acceso según ubicación del usuario (“Relevance”), soporte a dispositivos Windows 10, iOS y Android, mensajería SMS, definición de localizaciones.

Numerosas compañías multinacionales como: 3M, Abbott, Bayer, Bridgestone, Coca Cola, Dupont, Honda, IBM, Lilly, Merck, Nestlé, P&G, Unilever, Volkswagen, etc. ya aplican estas técnicas dentro de sus factorías, y están estandarizando este tipo de soluciones.

Conclusiones

La información generada en fábrica está creciendo exponencialmente y cuando se aprovecha adecuadamente es posible aumentar la productividad y el valor de la empresa. Para conseguirlo es recomendable estructurar y gestionar la obtención, comunicación y explotación segura de estos datos. Con las plataformas de gestión de contenidos se consiguen estas y otras capacidades de visualización avanzadas.

Los principales beneficios que podemos obtener al aplicar gestores avanzados de contenidos son:

• Mejora en las capacidades de visualización y control. Mediante el uso de multipantallas de alta resolución, de fácil manejo y prestaciones elevadas.

• Reducción de los tiempos y costes de parada. Con el uso de PC Zero-Client es posible reinstalar un PC averiado en pocos minutos. Además la reconfiguración de los contenidos depende del rol del usuario, permitiendo ajustes especializados y limitados en el tiempo.

• Facilidad de acceso a la información. Haciendo posible visualizar cualquier contenido sobre cualquier plataforma, independientemente de la potencia de hardware requerida.

• Seguridad de acceso reforzada. Mediante el control de acceso por rol-persona y ubicación, incluyendo la combinatoria de diversos mecanismos de localización como: Wifi, Bluetooth, GPS, etc.

En definitiva, la gestión de contenidos nos abre un amplio abanico de opciones, y todas ellas redundan en la optimización de los sistemas productivos.

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