El Futuro de la Convergencia TI/TO, Clave en la Industria 4.0

Resumen Ejecutivo
Internet of Things (IoT) y la transformación del negocio digital han creado oportunidades para los fabricantes industriales, pero estas oportunidades conllevan riesgos. Para mitigar el riesgo potencial, se requieren niveles de cooperación sin precedentes entre TI y los grupos que monitorean o controlan dispositivos físicos y procesos en la organización. Los beneficios de llevar la TI (tecnología de la información) y TO (tecnologías operativas) juntas son simplemente demasiados como para ignorarlos. Aunque puede ser una transición lenta, el cambio es inevitable. Es por eso que las empresas más visionarias no solo están tratando de sobrevivir a los cambios; están trabajando para ser los que lo lideran, obteniendo una ventaja competitiva, mejorando la eficiencia operativa y maximizando la rentabilidad. En este artículo, exploramos cómo los CIO y los COO se pueden adaptar para administrar las operaciones que una vez estuvieron gobernadas por departamentos separados.

 

Los últimos 200 años serán recordados como la Era de las Máquinas
El rápido crecimiento de la producción industrial mundial ha impulsado los avances en tecnología. Los sistemas industriales, que se rigen por las aplicaciones de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA, por sus siglas en inglés), ahora generan volúmen, velocidad y eficiencia de producción en aumento y sin precedentes.

La arquitectura de los sistemas SCADA incorpora una gama de componentes diseñados y tecnologías individuales. Estos incluyen sensores personalizados, interruptores automáticos, mecanismos periféricos tales como unidades de telemetría remota (RTUS, por sus siglas en inglés), controladores lógicos programables (PLC), dispositivos de monitoreo y computadoras maestras. Con las masas de información en tiempo real que provienen de la planta, muchas más variables se pueden calcular y derivar por el sistema PLC o el sistema SCADA. Muchas de estas variables que ya están disponibles en el nivel de control podrían ser útiles para mejorar las capacidades del sistema ERP.

Para el año 2019, el 35% de los fabricantes mundiales con iniciativas de manufactura inteligente integrarán los sistemas de TI y TO para lograr ventajas en eficiencia y tiempo de respuesta.

En conjunto, esta tecnología operativa (TO) sistematiza y controla la maquinaria, equipamiento, activos de fabricación, líneas de producción, así como los procesos de fábricas y plantas modernas.

.… Pero la fábrica del futuro puede no ser una fábrica
La industria 4.0 representa otra ola revolucionaria de cambio. El contexto es el poder y la escala de la tecnología de la información (TI), la cual, desde la llegada de la informatización, se ha desarrollado a lo largo de un camino paralelo, a menudo completamente separado, de las tecnologías operativas.

La Ley de Moore, que lleva el nombre del creador del chip de computadora y el fundador de Intel, expresa que el poder de procesamiento se duplica cada 18 meses. Esta noción se ha mantenido durante más de 50 años, encapsulando el ímpetu del cambio tecnológico y sus efectos sobre la industria, economía global y sociedad. La ley de Moore ha permeado realmente Ia TI , de manera que los límites entre el mundo físico y el virtual se mantienen muy difusos. Los aparatos de inteligencia están en todas partes, incluyendo los espacios operativos, como en la planta de producción.

A medida que las manifestaciones de digitalización conforman constantemente un nuevo panorama tecnológico, existe una migración inexorable hacia la convergencia de la tecnología de la información y la operación (TI-TO). De hecho, se predice que para el año 2019, el 35% de los fabricantes mundiales con iniciativas de manufactura inteligente integrarán los sistemas de TI y TO para lograr ventajas en eficiencia y tiempo de respuesta. Esta interconexión de datos e información entre el hombre y la máquina, está forjando las direcciones cambiantes de la Industria 4.0.

Ansiedad de separación
Hasta hace poco, las funciones de TO y de TI se manejaban en diferentes velocidades. TO a menudo es intrincadamente especializado y se encuentra dentro de sistemas patentados a través de múltiples proveedores. En muchas organizaciones, TO se ha reutilizado, ya que los requisitos de producción han aumentado o cambiado. Se espera que los componentes TO funcionen de forma continua, remota y, a menudo, en entornos extremos que requieren una gran resistencia y fiabilidad a largo plazo. De manera rutinaria, TO que respalda a las grandes fábricas podría tener 20 o más años de antigüedad y estar próximo a la obsolescencia. Esta combinación de factores ha inhibido la estandarización y la escalabilidad, haciendo que TO sea menos funcional a través de las industrias, o incluso en instalaciones separadas dentro de la misma empresa.

El ochenta por ciento de los profesionales de la cadena de suministros creen que en cinco años las redes de valor digital serán ubicuos.

Por el contrario, las raíces de TI están integradas en una filosofía de descubrimiento compartido. Las innovaciones de TI tienen como objetivo liberar información, ampliar el conocimiento y empoderar a los usuarios. Esto ha resultado en una alineación más cercana de los protocolos y diseños de programación, incluso entre compañías competidoras y proveedores de servicios. TI existe para facilitar; su papel en los entornos corporativos es como una herramienta de gestión que está estructurada de manera precisa.

¿Cómo luce la convergencia TO-TI, y cuál es su promesa?
El Internet (IoT) ha crecido en los últimos 5 a 10 años. Según el portal de inteligencia empresarial Statista, a fines de 2017 había más de 20 mil millones de dispositivos conectados. Y para 2020, la base instalada proyectada superará los 30 mil millones, mientras que las interfaces entre máquinas ascenderán a más de tres mil millones.

En este extraordinario nivel de conectividad, la industria puede crecer aún más, irónicamente, a través de dispositivos inteligentes cada vez más pequeños. Cualquier cadena de suministros global compleja ahora depende de la automatización de procesos y la comunicación digital. Los datos proliferan, de los obtenidos por RTUS, a los escáneres que monitorean los lotes en la línea de producción, a la información de los consumidores extraída a través de los medios sociales. El ochenta por ciento de los profesionales de la cadena de suministros creen que en cinco años las redes de valor digital serán ubicuos.

Las tecnologías disruptivas e inteligentes, como la computación en la nube, análisis predictivo de datos, la robótica, los drones, los dispositivos portátiles y la impresión en 3D, están ganando terreno rápidamente. Estas innovaciones digitales están generando nuevos modos de negocios y modelos, que incorporan de manera transparente conectividad en tiempo real, técnicas mejoradas de predicción y pronóstico, y una mayor agilidad en la cadena de suministros. Vincular TO con TI es una entrada al siguiente nivel de desempeño empresarial.

Beneficios inmediatos de la convergencia

  • Automatización al siguiente nivel

    Las máquinas más inteligentes pueden lograr más, con absoluta precisión. En mayor medida, la fuerza de trabajo ahora puede dirigirse a tareas más rentables y productivas y los costos de mano de obra pueden reducirse. Por ejemplo, los vehículos sin conductor y los drones, junto con la capacidad de rastreo inteligente de sensores, ya están alterando la logística, especialmente para la navegación de última milla a través de áreas urbanas densas.

  • Siguiente nivel de productividad

    La tecnología de Internet puede impulsar la colaboración del personal, ya sea para capacitación, acciones de mantenimiento o para apoyar operaciones en tiempo real que impliquen instrucciones altamente técnicas. Boeing utilizó la aplicación de Realidad Aumentada (AR), Google Glass, para evaluar la productividad y precisión en un conjunto de cableado complejo, reportando un 25% de ahorro de tiempo. La tasa de fallas del proyecto también se redujo a la mitad.

  • Mejor acceso y control en operaciones dispersas

    Las comunicaciones inalámbricas y los dispositivos móviles permiten la entrega rápida de datos y el intercambio de información. Las organizaciones ahora no solo pueden acceder instantáneamente a sus operaciones más remotas u oficinas de campo, sino que la visibilidad sin obstáculos y completa permite acciones en tiempo rea Por ejemplo, las empresas de servicios públicos ahora pueden usar tableros que informan datos de consumo en tiempo real, distribuidos a través de múltiples canales de monitoreo, tales como consumo suburbano o de la industria o su uso por área. El sistema también puede usar algoritmos predictivos para advertir sobre sobrecargas, desequilibrios o interrupciones, y automatizar los ajustes necesarios en la red.

  • Conocimientos más profundos

    La integración abre una ventana para modelar mejoras en áreas definidas del negocio. Utilizando herramientas analíticas, los datos acumulados y en vivo se pueden cambiar de modelo para mejorar. Las sinergias de OT-TI pueden generar flujos de producción mejorados, o sembrar oportunidades de colaboración con los clientes, así como proporcionar datos de investigación de los consumidores para una I + D, de forma rápida. Las claves son priorizar los ámbitos de la aplicación y comprender cómo reducir los datos hacia problemas que proporcionan información de mejora del negocio. Saber en qué áreas enfocarse requiere una estrategia y planificación ( ver las siguientes secciones ‘Superando desafíos’ y ‘Acciones clave para una convergencia efectiva’ ).

Antes de Industria 4.0, había poca necesidad de un léxico común entre un técnico de ingeniería y un programador de red. Pero esto ahora se ha vuelto escencial.

Una fusión TO-TI será un imperativo para las cadenas de suministros de próxima generación, ya que permitirá la sincronización de datos e información dentro de I + D, comercialización, manufactura y distribución. Las organizaciones con tecnologías inteligentes e integradas de manufactura obtienen una agilidad integral y una competitividad mejorada.

Superando desafíos
Pero, dependiendo de la industria, la transformación a TO-TI podría ser complicada. El desarrollo lateral y no simbiótico de TO y TI significa que las empresas se enfrentan a desafíos para migrar completamente hacia un sistema TO-TI fusionado.

  • Colapsando silos organizacionales
    En general, a pesar de algunas sinergias existentes, OT e IT se encuentran en departamentos separados, a menudo en duplicación. La fusión requerirá un enfoque estructurado que incluya, entre otros pasos, una evaluación de la madurez operativa, la priorización de iniciativas digitales y el establecimiento de un modelo de proceso operativo digital. Los fabricantes deben aprender de experiencias pasadas que involucren implementación de tecnología y evitar tomar un enfoque basado en silos. ( Consulte la sección a continuación ‘Administre de manera inteligente la transición a tecnológica centralizada’ ).
  • Integración de habilidades de los empleados — dirigida al futuro
    El personal de TI y el equipo de TO aportan diferentes conjuntos de habilidades y motivaciones principales. Los empleados de TO tienen antecedentes de ingeniería o manufactura, y una practicidad de mentalidad lateral para mantener la maquinaria en funcionamiento. A los profesionales de TI les apasionan las innovaciones de software, el poder y proceso de programación, no tanto cómo se pueden aplicar en la fábrica. Antes de Industria 4.0, había poca necesidad de un léxico común entre un técnico de ingeniería y un programador de red. Pero esto ahora se ha vuelto escencial. Desde ambas áreas independientes de conocimiento, las empresas del siglo XXI necesitan un departamento TO-TI híbrido compuesto por:
    Convergencia TI/TO
  • Bloqueo de la interoperabilidad técnica
    Muchas empresas pueden reportar historias de aplicaciones básicas de TI que provocan accidentes en maquinaria o sistemas operativos. Los sistemas de TO adolecen de deficiencias de interoperabilidad; el hardware de operaciones a menudo se vincula de manera subóptima con numerosos componentes creados para funciones singulares y aisladas. Los diseñadores de sistemas Industrial IoT (IIoT) deben esforzarse por lograr una mayor interoperabilidad, tanto dentro de la tecnología de operaciones heredadas como en su adopción de TI.

Los datos son el nuevo petroleo. Es valioso, pero si no es refinado, realmente no se puede utilizar.

–Clive Humby,
Presidente y co-fundador de una
compañía científica con sede en el
Reino Unido

 

Cómo liderar y aprovechar la ventaja
Para aprovechar verdaderamente el IIoT se requiere de una imaginación audaz. ¿Qué significa usar dispositivos inteligentes, interfaces, equipamiento y maquinaria de nueva generación? ¿Cómo se vería si todos estuvieran integrados y conectados dentro de una planta de producción de nueva generación? Si estas plantas inteligentes estuvieran interconectadas dentro de una red de comunicaciones organizacional revitalizada, a su vez también conectada a proveedores, clientes y consumidores, ¿esta cadena de valor siempre presente representaría la próxima generación de la industria?

Esta es la visión y la promesa de Industria 4.0, de la cual la cohesión TO-TI forma una parte crucial. Los datos y la información se deben sinergizar y difundir en toda la empresa, de modo que se puedan aplicar nuevas capacidades analíticas para generar conocimientos, mejorar la visibilidad y extrapolar la productividad. Si los datos provienen de máquinas industriales como medidores de líneas de producción, equipos de tuberías, monitores de bombas o terminales remotos (RTU), o de supercomputadoras, se alimentará la propuesta de valor de IIoT.

Acciones clave para una convergencia efectiva

  1. Rediseñar la arquitectura empresarial.
    La alineación TO-TI forma parte de la visión Industria 4.0 de una organización y debe abarcar un plan para las redes de valor digital de próxima generación. El departamento de arquitectura empresarial (AE) puede jugar un papel central en la reducción de la complejidad asociada con las transformaciones digitales. La mayoría de las empresas tienen un grupo de AE dedicado integrado en la organización de TI más grande. Este grupo generalmente supervisa toda la arquitectura de los sistemas, incluidos los procesos comerciales y la infraestructura de TI. Ayuda a establecer reglas y procesos en torno al uso de la tecnología para garantizar la coherencia entre las unidades de negocio y las funciones.
  2. Reevaluar la planificación del riesgo empresarial.
    Como principio general, las cadenas de valor de Industria 4.0 requieren una ciberseguridad mejorada, ya que muchos activos de TO, que antes no estaban conectados, ahora son más vulnerables. Pero la planificación de convergencia también debe incorporar actitudes divergentes de TO-TI a una escala de problemas potenciales. Las fallas de TI, como la falta de disponibilidad del servidor o la pérdida de datos, generalmente se pueden rectificar rápidamente; la reputación corporativa puede sufrir temporalmente, pero los riesgos monetarios y del proceso comercial son bajos. Pero TO es el sistema arterial que rodea el corazón de la empresa, administrando una infraestructura casi insustituible. Cuando se producen paros de producción, existe un efecto inevitable e inmediato en el resultado. Además, en algunas industrias, eventos más atípicos, tienen un drástico potencial de causar daños por miles de millones de dólares y poner en peligro vidas.
  3. Administre de manera inteligente la transición a tecnología centralizada.
    Más allá de la renovación técnica, la cultura organizacional necesitará transformación. Los empleados necesitarán liderazgo para una visión renovada y común sobre TO-TI. Esta transformación es esencial para romper verdaderamente las barreras y eliminar silos de información y sistemas aislados. Sólo entonces puede una organización lograr alinear la tecnología con sus objetivos de negocio y ser más receptiva y eficiente.
  4. Planifique la inversión en tecnología con cuidado.
    Es posible que deba priorizarse por etapas, pero se debe incluir un hardware inteligente para configurar la fábrica del futuro, tecnología de sistemas para colaborar entre socios de red, capacidades de ecosistemas virtuales y análisis avanzados, como las aplicaciones de inteligencia artificial (IA).
  5. Inclinarse hacia la sencillez.
    La complejidad y el volumen de información y datos no deben abrumar la implementación de la estrategia. La convergencia TO-TI debe mantenerse enfocada en su objetivo: optimizar el sistema industrial en el corazón de la empresa y sincronizarlo dentro de una empresa preparada para el futuro en Industria 4.0.

A la vuelta de la esquina
El próximo cuarto de siglo reformará, una vez más, las conexiones entre las personas y las máquinas. Estamos en la cúspide de la nueva generación de supercomputadoras. Nuestra comprensión del futuro ámbito de la IA puede ser confusa, aparte de saber que profundizará la capacidad de las cadenas de valor para adaptarse, de manera predictiva y autónoma, en respuesta a múltiples sensores. Incluso las compañías que se especializan en tecnología IoT y servicios enfocados en el futuro expresan asombro ante el creciente ritmo de cambio. “No creo que nadie pueda decir con certeza que cuenta con un plan para 15 años más de la Ley de Moore”, dice Greg Yeric, Director de Future Silicon Technologies en ARM Research.

Sin embargo, lo que está claro es que dentro de los negocios y la industria, la tecnología operacional y de la información se rige cada vez más por IoT, abriendo camino para que los sistemas físicos y cibernéticos, como maquinaria de manufactura, centros de datos, sistemas de software para tiendas, electrodomésticos, puedan compartir información.

El desafío es determinar cómo aprovechar el poder de la tecnología digital para adaptarse y competir. Combinar los modelos de tecnología dentro de una nueva alineación hará la diferencia entre hacer frente a la interrupción o aprovechar la oportunidad inherente de Industria 4.0.

 

 

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