Arquitectura Integrada de Información de la Planta

Por Equipo editorial de InTech México
ISA InTech México,
Edición Enero – Marzo 2008.

La automatización es una herramienta poderosa para la manufactura, pero como cualquier herramienta, debemos saber utilizarla bien. El propósito principal para automatizar una planta es contribuir a que los productos fabricados lleguen más pronto al mercado a un costo de propiedad más bajo, con mejor optimización de activos y una administración de riesgos más completa. Para obtener todos estos beneficios se requiere un control sofisticado, redes de comunicación industrial, visualización e información en tiempo real.

Todo lo anterior permitirá que la planta tenga una arquitectura de información integrada que abarque todas las necesidades del control discreto, control de movimientos, control de proceso y seguridad. Una arquitectura integrada también considera las necesidades de información de la planta y del negocio como un todo. Los líderes de la industria entienden que el intercambio de información en tiempo real entre las funciones de manufactura y el resto de la empresa es clave para tomar decisiones de negocios, agilizar la producción, incrementar la productividad, bajar los costos y satisfacer mejor las disposiciones gubernamentales.

Una integración tersa entre los sistemas de control de manufactura y los sistemas de información de la planta es el enfoque más efectivo y confiable para capturar datos de producción precisos. Los fundamentos de una buena integración implican poner todos los datos de la planta en un formato que esté disponible para la gente que toma decisiones y para los sistemas que los utilizan para completar procesos.

El aspecto más sorprendente de la integración es que el primer paso para implantarla no tiene nada que ver con el hardware o software más avanzado. Por el contrario, el primer paso tiene que ver estrictamente con la gente. Un proyecto de integración de información exitosa primero requiere que se identifiquen los requerimientos de información que demanda el personal de la planta que tiene a su cargo las labores productivas. Los requerimientos se definen mediante la vieja fórmula de interacción y planeación. Hay cuatro elementos fundamentales que nos ayudan a establecer estos requerimientos. Estos se presentan en el esquema que sigue.

Una vez que se discutieron y analizaron estos parámetros, los documentos resultantes serán los fundamentos para todo lo que se haga de aquí en adelante. Los diseñadores los utilizarán para dibujar los diagramas y especificar el equipo. También contribuyen a crear metas fácilmente identificables y pruebas. Los gerentes de la planta utilizarán estos documentos para el seguimiento de productos en la línea de producción, para la administración de los cambios y el establecimiento de precios; pero sobre todo, los documentos ayudarán a que se unifiquen las expectativas de la planta y la administración para que no se presenten sorpresas en el futuro.

A pesar de la falta de enfoque en el producto en esta primera fase, más adelante habrá la oportunidad de alinear estos requerimientos con la tecnología moderna disponible el mercado. Antes de que esto suceda, se necesita definir las metas del proceso de integración, para lo cual se elabora un mapa de ruta. De la misma manera que el documento de requerimientos, el mapa de ruta establece objetivos y una línea que comprende el proceso de integración.

Por ejemplo, si el presupuesto demanda que las actualizaciones en la planta se distribuyan en un periodo de tres años, entonces se necesita establecer la prioridad en la que se llevarán a cabo. El mapa de ruta técnico también necesita cubrir la instalación, prueba y evaluación ¿Se requiere probar el nuevo prototipo en un área no riesgosa de la planta? ¿Cuándo se migrará el sistema a la totalidad de la planta?.

Finalmente, con todas estas preguntas contestadas, el siguiente paso es convertir los objetivos en una planta funcional y comenzar a evaluar la mejor tecnología que satisfaga las necesidades que se identificaron en los documentos previamente elaborados.

En general se consideran dos niveles para la integración de la planta: horizontal y vertical. La integración horizontal se aplica primariamente en el piso de manufactura de la planta. Tiene como propósito la comunicación entre los diferentes dispositivos instalados en la planta para que la información fluya sin obstáculos y la operación de cada componente de la línea de producción opere sincronizadamente.

Si la comunicación horizontal en la planta es deficiente, entonces, en el caso de que una estación o celda sufra un percance y suspenda su operación, podría no generarse una señal de alerta a la estación de producción anterior, y el proceso no detendría, por lo que eventualmente el material se acumularía en la entrada de la estación.

La integración vertical permite que la información fluya desde el más humilde sensor montado en la planta hasta el sistema de información corporativo. Para este tipo de integración se depende mucho de redes de comunicación industrial, tales como Ethernet y una serie de servicios que se conoce como Arquitectura Orientada a Servicios (SOA por sus siglas en inglés). La principal meta de la integración vertical es mejorar la eficiencia mediante la recolección de información de la planta y hacer los ajustes necesarios para optimizar el desempeño y la utilidad. Con una integración vertical ideal, los directivos de la planta pueden sentarse ante una PC y verificar el estado de la producción de cualquier línea para asegurarse de que están al pico de productividad.

Pueden responder a preguntas como: ¿Qué área de la planta experimenta tiempos muertos? ¿Cuál línea de producción tiene la salida más alta? ¿Qué materia prima tiene que ser ordenada? Inclusive, tomar decisiones de productividad dentro de la planta: “Necesitamos hacer ajustes a las líneas B y C para que sean tan eficientes como la A”.

Aunque todos los elementos del proceso de integración son críticos, el documento de requerimientos y el mapa de ruta de tecnología son los más difíciles de entender. Cada planta tiene procesos únicos y necesidades particulares. Por esto, es imposible agrupar, clasificar y estereotipar ninguna aplicación o planta. El consejo más sabio es acercarse a compañías que tienen experiencia en estos procesos para que colaboren como socios en la implantación y optimización de la arquitectura de información integral de la planta.

Hoy día, muchas compañías utilizan diferentes sistemas de control y automatización. Este enfoque implica dificultades y una integración de sistemas costosa. No obstante, hay compañías en el mercado de automatización que ofrecen soluciones para construir una integración de planta total. Una de ellas es Rockwell Automation, que con su solución Factory Talk ofrece satisfacer las necesidades de información de la planta, como las que demandan las interfaces Humano-Máquina (HMI por sus siglas en inglés), Adquisición de Datos y Control Supervisorio (SCADA por sus siglas en inglés), Sistemas de Ejecución de Manufactura (MES por sus siglas en ingles), Administración de Activos, Conectividad de los Sistemas de Control, Integración de Sistemas en Planta y Empresa, Modelaje y Simulación, entre otras muchas necesidades.

REFERENCIA

  • Arquitectura Integrada – Rockwell Automation magazine, Publication IA-BR004A-EN-P – January 2007
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