CORE
El nucleo central de Industria 4.Open, esta basado en FIWARE y en el modelo de datos inteligente (smart data model) como prototipo de datos para el uso de todo el ecosistema.
En la zona OT, se usa ROS2 y micro-ROS, con DDS como sistema de comunicaciones.
Todo orquestado desde la premisa de todo el Software Libre para todos, todo el tiempo.
- API de cliente optimizada para microcontroladores que admite todos los conceptos principales de ROS
- Perfecta integración con ROS 2
- Middleware extremadamente limitado en recursos pero flexible
- Compatibilidad con múltiples RTOS con sistema de compilación genérico
- Licencia permisiva.
- Comunidad y ecosistema muy activos.
- Mantenibilidad e interoperabilidad a largo plazo
Plataforma FIWARE
Conformada por componentes de código abierto que se pueden ensamblar junto con otros componentes de terceros para acelerar el desarrollo de soluciones inteligentes. Estos componentes de plataforma proporcionan APIs (interfaces de programación de aplicaciones) cuyas especificaciones son públicas y libres de royalties. Además, tienen disponible públicamente una implementación de referencia de código abierto para que los proveedores de FIWARE puedan salir rápidamente al mercado, con propuestas de bajo costo.
Broker de contexto ORION
El principal y único componente obligatorio de cualquier plataforma o solución "Powered by FIWARE" es el Broker de Contexto (su implementación de referencia es llamada Orion Context Broker), que aporta una función fundamental en cualquier solución inteligente: la necesidad de administrar la información de contexto, lo que permite realizar actualizaciones y acceder al contexto. El Context Broker está rodeado por una suite de componentes de plataforma adicionales, que permiten suministrar datos de contexto de diversas fuentes (Internet de las Cosas, robots y sistemas de terceros) y brindan soporte para el procesamiento, análisis y visualización de datos, así como para control de acceso a datos, publicación o monetización. Además, ofrece una serie de herramientas que facilitan la implementación y configuración de FIWARE o componentes de terceros y su integración con el Broker de Contexto.
Servicio de distribucion de datos.
DDS es el estándar probado de conectividad de datos para la industria.
El Servicio de distribución de datos de OMG (DDS™) es un protocolo de middleware y un estándar API para la conectividad centrada en datos de Object Management Group® (OMG®). Integra los componentes de un sistema, proporcionando conectividad de datos de baja latencia, confiabilidad extrema y una arquitectura escalable que necesitan las aplicaciones comerciales y de misión crítica de Internet de las cosas (IoT).
En un sistema distribuido, el middleware es la capa de software que se encuentra entre el sistema operativo y las aplicaciones. Permite que los diversos componentes de un sistema se comuniquen y compartan datos más fácilmente. Simplifica el desarrollo de sistemas distribuidos al permitir que los desarrolladores de software se centren en el propósito específico de sus aplicaciones en lugar de la mecánica de pasar información entre aplicaciones y sistemas.
Robot Operating System 2
El sistema operativo de robot (ROS) es un conjunto de bibliotecas de software y herramientas que lo ayudan a crear aplicaciones de robot. Desde controladores hasta algoritmos de última generación y potentes herramientas de desarrollo, ROS tiene lo que se necesita para desarrollar nuestro proyecto de robótica. Y todo es de código abierto.
ROS2 para microcontroladores.
Micro-ROS ofrece siete características clave que lo hacen ideal para usar en un proyecto robótico basado en microcontroladores:
Industria Inteligente (Gestión)
En la capa de gestión de la Industria Inteligente, procesamos la información obtenida de las capas de más bajo nivel y aplica inteligencia para poder dar uso a esta información. Se considera que tres tipos de aplicaciones de gestión son especialmente relevantes para la industria: las soluciones de negocio, las de inteligencia y control y las plataformas colaborativas. Las soluciones de negocio, a su vez, se clasifican en cuatro grupos: supply chain, comerciales, financieras y de recursos humanos
Las aplicaciones financieras (que se encuentran más en la capa IT), por ejemplo, facilitan la actividad comercial de la empresa mediante la digitalización de los pedidos y las facturas; los servicios de pago asociados a las transacciones; y la optimización de los flujos de caja con la gestión del crédito comercial en formato digital. Estas aplicaciones permiten además la recopilación y el análisis de información valiosa para un mayor conocimiento de las empresas y su acceso online a productos de financiación, en especial para las pymes.
Estas soluciones de negocio pueden convertirse en inter empresa a condición de usar plataformas colaborativas que permitan la interacción entre varias compañías. Las plataformas tecnológicas de colaboración conectan un ecosistema (empresas, clientes, centros educativos y de investigación, instituciones públicas,…) y todas sus posibles interacciones: B2B (business to business), B2C (business to consumer), C2C (consumer to consumer), U2B (university to business), etc.
Industria 4.Open cuenta con un amplio abanico de software libre que mostraremos a continuación para impulsar la capa de gestión.
- Integración de datos: El MA permite la integración de datos en tiempo real procedentes de diversas fuentes, como sensores, dispositivos móviles, redes sociales, entre otras, lo que permite tener una visión global y en tiempo real de lo que está ocurriendo en un determinado lugar.
- Análisis de datos: El MA en Fiware ofrece herramientas para analizar y procesar los datos geoespaciales de manera eficiente. Esto permite identificar patrones y tendencias, predecir comportamientos y tomar decisiones basadas en datos.
- Visualización de datos: El MA ofrece una amplia variedad de opciones para visualizar los datos geoespaciales, desde mapas simples hasta mapas interactivos y 3D.
- Servicios de geolocalización: El MA incluye servicios de geolocalización para permitir la búsqueda y navegación en mapas, así como para ofrecer información contextualizada.
- Interoperabilidad: MA es compatible con estándares abiertos y protocolos, lo que permite la interoperabilidad con otros sistemas y plataformas.
Procesador de Eventos Complejos
El procesamiento de eventos es un método para rastrear y analizar (procesar) flujos de información (datos) sobre cosas que suceden (eventos) y derivar una conclusión de ellos. El procesamiento de eventos complejos, o CEP, consta de un conjunto de conceptos y técnicas desarrollados a principios de la década de 1990 para procesar eventos en tiempo real y extraer información de los flujos de eventos a medida que llegan. El objetivo del procesamiento de eventos complejos es identificar eventos significativos (como oportunidades o amenazas) en situaciones en tiempo real y responder a ellos lo más rápido posible.
Estos eventos pueden estar ocurriendo en las distintas capas de una organización como oportunidades de ventas, pedidos o llamadas de servicio al cliente. O bien, pueden ser noticias, mensajes de texto, publicaciones en redes sociales, fuentes del mercado de valores, informes de tráfico, informes meteorológicos u otros tipos de datos. Un evento también puede definirse como un "cambio de estado", cuando una medición supera un umbral predefinido de tiempo, temperatura u otro valor.
Los analistas han sugerido que CEP brindará a las organizaciones una nueva forma de analizar patrones en tiempo real y ayudará al lado comercial a comunicarse mejor con los departamentos de servicios y TI. Desde entonces, CEP se ha convertido en una tecnología habilitadora en muchos sistemas que se utilizan para tomar medidas inmediatas en respuesta a flujos de eventos entrantes. Las aplicaciones ahora se encuentran en muchos sectores comerciales, incluidos los sistemas de negociación del mercado de valores, dispositivos móviles, operaciones de Internet, detección de fraudes, la industria incluida la del transporte y la recopilación de inteligencia gubernamental.
La gran cantidad de información disponible sobre eventos a veces se denomina nube de eventos.
Obtendra más información acerca del software para el procesamiento de eventos complejos.
Algoritmos de Big Data
La industria inteligente (tambien conocida como industria 4.0) es la fusión del mundo real con el mundo virtual. Esta revolución digital viene marcada por la tecnología que aprovecha el Big Data y la Inteligencia Artificial (IA) para nutrir los sistemas de aprendizaje automático. Los fabricantes en el mercado actual buscan lograr inteligencia comercial a través de la compilación, el análisis y el intercambio de datos en todos los dominios funcionales clave para lograr la excelencia en la producción.
Obtendra más información acerca del software acerca de los Algoritmos de Big Data.
Algoritmos de IA
Las fábricas inteligentes representan un salto cualitativo en materia de productividad, optimización y calidad en la producción industrial. Está revolución, que comúnmente conocemos como la Cuarta Revolución Industrial, está marcada por la tecnología en general y por la Inteligencia Artificial en particular.
De todas las tecnologías emergentes a tener en cuenta por su potencial impacto en las próximas décadas, sin duda la Inteligencia Artificial está llamada a ser la principal protagonista, hasta el punto de que numerosos Gobiernos y empresas están anunciando ambiciosos proyectos e inversiones para no quedarse atrás en la carrera por el dominio de esta disciplina, que está llamada a protagonizar la Transformación Digital de la mayoría de los sectores de actividad económica y más concretamente de los sectores productivos.
Industria 4.Open optimiza los algoritmos de inteligencia artificial agrupándolos en un conjunto continuo de paquetes de software libre
Gemelo Digital
Un gemelo digital es un modelo virtual diseñado para reflejar con precisión un objeto físico. El objeto en estudio (por ejemplo, una turbina eólica) está equipado con varios sensores relacionados con áreas vitales de funcionalidad. Estos sensores producen datos sobre diferentes aspectos del rendimiento del objeto físico, como la producción de energía, la temperatura, las condiciones climáticas y más. Luego, estos datos se transmiten a un sistema de procesamiento y se aplican a la copia digital.
Una vez que los datos han sido procesados, el modelo virtual se puede utilizar para ejecutar simulaciones, estudiar problemas de rendimiento y generar posibles mejoras. El objetivo es generar información valiosa que luego se puede aplicar de nuevo al objeto físico original.
Obtendra más información acerca del software de los Gemelos Digitales.
Inteligencia Empresarial o de Negocio
El término inteligencia empresarial se refiere al uso de datos en una empresa para facilitar la toma de decisiones. Abarca la comprensión del funcionamiento actual de la empresa, bien como la anticipación de acontecimientos futuros, con el objetivo de ofrecer conocimientos para respaldar las decisiones empresariales.
Las herramientas de inteligencia se basan en la utilización de un sistema de información de inteligencia que se forma con distintos datos extraídos de la producción, con información relacionada con la empresa o sus ámbitos, y con datos económicos.
Obtendra más información acerca del software aplicado en la Inteligencia Empresarial o de Negocio.
Mediante las herramientas y técnicas ETL (del inglés «Extract, transform & Load»), o ETC (equivalente en Castellano: «extracción, transformación y carga»), se extraen los datos de distintas fuentes, se depuran y preparan (homogeneización de los datos), para luego cargarlos en un almacén de datos.
La vida o el periodo de éxito de un software de inteligencia de negocios dependerá únicamente del éxito de su uso en beneficio de la empresa; si esta empresa es capaz de incrementar su nivel financiero-administrativo y sus decisiones mejoran la actuación de la empresa, el software de inteligencia de negocios seguirá presente mucho tiempo, en caso contrario será sustituido por otro que aporte mejores y más precisos resultados.
Los requisitos básicos que permiten organizar de forma óptima la Inteligencia empresarial parte por disponer de aquellos datos que reflejen debidamente "todos los procesos de la empresa" y, de preferencia, se encuentren reunidos en una misma base de datos, esto facilita el acceso y la monitorización. Disponer de herramientas tecnológicas para crear con autonomía todos los cuadros de mando y KPIs, y finalmente, el conocimiento sectorial para saber qué analizar de forma coherente y estratégica.
Finalmente, las herramientas de inteligencia analítica posibilitan el modelado de las representaciones basadas en consultas para crear un cuadro de mando integral que sirve de base para la presentación de informes.
Un ejemplo de software para BI perfectamente integrado en i4O es KnowAge
Monitorización KPIs
Cuando se desea prosperar en el dinámico mundo de la fabricación actual, la organización debe ser ágil, resistente y sostenible. Es por eso que muchos fabricantes están invirtiendo en soluciones inteligentes para transformar sus operaciones.
Los indicadores de las claves de rendimiento (KPI) son una parte esencial del seguimiento de la producción en la fabricación. Pero no son solo para evaluar el desempeño pasado: juegan un papel integral en la mejora continua de cualquier proceso. La forma en que una organización maneja la gestión de KPI tendrá un impacto significativo en la eficacia con la que conducen al progreso real.
Cualquiera puede recopilar datos. Determinar el contexto apropiado y traducirlo en resultados procesables es la parte difícil. El cambio hacia un uso más efectivo de los KPI no es solo una cuestión de recopilar más datos y comprometer más recursos para revisar esos datos. Es parte de un cambio organizacional más grande que cambia la gestión a un marco de producción más proactivo y basado en datos.
En nuestro ecosistema, contamos con programas para la gestión y monitoreo de KPIs, como pueden ser Grafana, KnowAge, WireCloud, etc.
Tablero de Operaciones
En los sistemas informáticos de empresa, un cuadro de mando es un tipo de interfaz gráfica de usuario que suele ofrecer vistas rápidas de los indicadores clave de rendimiento (KPI) relevantes para un objetivo o proceso empresarial concreto. En otros usos, "cuadro de mando" es otro nombre para "informe de progreso" o "informe" y se considera una forma de visualización de datos. Al ofrecer esta visión general, los empresarios pueden ahorrar tiempo y mejorar su toma de decisiones utilizando cuadros de mando.
El "cuadro de mando" suele ser accesible mediante un navegador web y suele estar vinculado a fuentes de datos que se actualizan periódicamente.
Entre los cuadros de mando más conocidos figura Grafana, utilizado en más de un 50% de los sitios web, utilizados para inteligencia industrial; mostrando por ejemplo, datos iiot, funcionamiento de maquinaria, el porcentaje de utilización de recursos y las fuentes de tráfico, etc. Normalmente se usa en conjunción de otros paquetes también libres como WireCloud, KnowAge, etc.
El término cuadro de mandos (dashboard) tiene su origen en el salpicadero de los automóviles, donde los conductores controlan las principales funciones de un vistazo a través del panel de instrumentos.
Mapeo Avanzado
Conjunto de herramientas y servicios que permiten crear, visualizar, gestionar y analizar datos geoespaciales en tiempo real. El MA se utiliza en diversos sectores, como la logística interior y exterior, el transporte, la agricultura, la energía y la industria manufacturera.
Entre las características más destacadas del MA se encuentran:
En resumen, El mapeo avanzado es una herramienta poderosa y flexible para la gestión y análisis de datos geoespaciales en tiempo real, que se pueden aplicar en diferentes sectores y proyectos.
Obtendra más información acerca del software aplicado en el Mapeo Avanzado.
Habilitadores de Servicios
En esta zona es donde se produce un intercambio de información armonizado e interacción estandarizada entre diferentes partes que definen el punto de partida en contextos de fabricación inteligente. A partir de aquí, el objetivo es aportar valor al contexto de fabricación optimizando aspectos de la toma de decisiones y/o la forma en que se materializa un determinado proceso de fabricación. Los habilitadores de servicios son extensiones opcionales de la plataforma digital que facilitan y aceleran el desarrollo de aplicaciones o servicios para generar este valor agregado.
Los habilitadores de servicios interactúan directamente con el broker de contexto y administran su información para brindar servicios avanzados como almacenamiento de datos, procesamiento en tiempo real, análisis de datos históricos, visualización de datos y seguridad de datos, entre otros. De esta forma, el desarrollo de una aplicación/servicio de fabricación inteligente no se construye desde cero, sino que los esfuerzos se centran en el diseño e implementación de la lógica y capacidades/servicios específicos en los que una implementación a medida merece la pena.
- Una interfaz intuitiva para visualizar conjuntos de datos y crear cuadros de mando interactivos.
- Una amplia gama de hermosas visualizaciones para mostrar sus datos.
- Generador de visualizaciones sin código para extraer y presentar conjuntos de datos.
- Un IDE SQL de primera clase para preparar los datos para la visualización, que incluye un completo navegador de metadatos.
- Una capa semántica ligera que permite a los analistas de datos definir rápidamente dimensiones y métricas personalizadas.
- Compatibilidad inmediata con la mayoría de las bases de datos SQL.
- Consultas y almacenamiento en caché asíncrono en memoria sin fisuras.
- Un modelo de seguridad extensible que permite configurar reglas muy complejas sobre quién puede acceder a qué características del producto y conjuntos de datos.
- Integración con los principales sistemas de autenticación (base de datos, OpenID, LDAP, OAuth, REMOTE_USER, etc.).
- Posibilidad de añadir complementos de visualización personalizados.
- Una API para la personalización programática.
- Una arquitectura nativa en la nube diseñada desde cero para escalar.
- Como desarrollador, WireCloud permite utilizar tecnologías web de vanguardia para desarrollar fácilmente componentes web mashables, concretamente widgets y operadores, y conectarlos a servicios backend (por ejemplo, soporte para pub/sub, "conectores" a una serie de FIWARE GE, etc.) y fuentes de datos (por ejemplo, API de datos). Una vez creados, WireCloud fomenta su compartibilidad y reutilización por parte de los usuarios finales.
- Como usuario final, WireCloud permite desarrollar cuadros de mando de aplicaciones sin necesidad de conocimientos de programación (por ejemplo, infomediarios, expertos en dominios, etc.). Estos cuadros de mando se crean visualmente mezclando widgets y operadores, es decir, integrando datos heterogéneos, lógica de aplicación y componentes web de interfaz de usuario para crear aplicaciones "instantáneas" de valor añadido.
Software para el procesamiento de volumenes importantes de datos.
En este apartado encontramos un conjunto de programas con licencia de software libre que bien unitariamente o unidos de alguna forma entre ellos, preparan los datos provenientes de la capa OT y de la capa IT para el procesamiento que se necesita para elevarlos a la capa de Industria Inteligente.
Entorno de trabajo para software, bajo licencia libre, para programar aplicaciones distribuidas que manejen grandes volúmenes de datos (big data). Permite a las aplicaciones trabajar con miles de nodos en red y petabytes de datos. Hadoop se inspiró en los documentos de Google sobre MapReduce y Google File System (GFS).
Marco de procesamiento por lotes y de flujo unificado de código abierto desarrollado por Apache Software Foundation. El núcleo de Apache Flink es un motor de flujo de datos de transmisión distribuida escrito en Java y Scala. Flink ejecuta programas de flujo de datos arbitrarios de manera paralela a los datos y canalizada (por lo tanto, paralela a la tarea). El sistema de tiempo de ejecución canalizado de Flink permite la ejecución del programa de procesamiento masivo/por lotes y de flujo. Además, el tiempo de ejecución de Flink admite la ejecución de algoritmos iterativos de forma nativa.
Flink proporciona un motor de transmisión de alto rendimiento y baja latencia, así como soporte para el procesamiento de tiempo de eventos y la gestión de estado. Las aplicaciones de Flink son tolerantes a fallas en caso de falla de la máquina y admiten la semántica exactamente una vez. Los programas se pueden escribir en Java, Scala, Python y SQL y se compilan y optimizan automáticamente en programas de flujo de datos que se ejecutan en un entorno de nube o clúster.
Flink no proporciona su propio sistema de almacenamiento de datos, pero proporciona conectores de fuente y sumidero de datos a sistemas como Apache Doris, Amazon Kinesis, Apache Kafka, HDFS, Apache Cassandra y ElasticSearch.
Motor de análisis unificado para el procesamiento de datos a gran escala. Proporciona API de alto nivel en Java, Scala, Python y R, y un motor optimizado que admite gráficos de ejecución general. También es compatible con un amplio conjunto de herramientas de alto nivel, como Spark SQL para SQL y procesamiento de datos estructurados, pandas API en Spark para cargas de trabajo de pandas, MLlib para aprendizaje automático, GraphX para procesamiento de gráficos y transmisión estructurada para computación incremental y procesamiento de secuencias.
Y otros más...
Eclipse
Aunque Eclipse cuenta con programas de software libre para casi todos los apartados que componen la industria inteligente utilizaremos solo los que se encuentran en la parte del tratamiento de los datos curados.
Manejo de eventos y análisis de datos.
Manejo de Eventos:
Eclipse Hono proporciona interfaces de servicio remoto para conectar una gran cantidad de dispositivos IoT a un back-end e interactuar con ellos de manera uniforme, independientemente del protocolo de comunicación del dispositivo. Hono proporciona una ingesta escalable y segura de datos de sensores y transforma los datos en eventos coherentes que se pueden integrar en los sistemas de TI de la empresa.
Eclipse Kapua proporciona una plataforma de IoT modular para administrar e integrar datos y eventos de IoT. Kapua permite una integración de TI más sencilla a través de un servicio de enrutamiento de mensajes y una API REST. Esto proporciona un conjunto consistente de API para permitir la integración de OT y TI.
Eclipse Vert.x proporciona un marco de procesamiento de eventos que maneja grandes cantidades de eventos simultáneos, lo cual es típico de los sistemas IoT. Vert.x se basa en la máquina virtual de Java, pero admite muchos lenguajes, como JavaScript, Groovy, Ruby, Ceylon, Scala y Java.
Manejo de Datos:
Eclipse Kapua proporciona un microservicio para almacenar y administrar los datos de las aplicaciones de Industry 4.0. Kapua proporciona una API consistente que permite un fácil análisis de datos en todas las aplicaciones y la integración en el sistema de TI empresarial existente. El almacén de datos predeterminado para Kapua es ElasticSearch, pero se pueden usar otros almacenes de datos NoSQL y SQL.
Gemelo Digital:
Eclipse Ditto es un marco para crear y administrar gemelos digitales. Ditto expone una API unificada basada en recursos que se puede usar para interactuar con dispositivos, abstrayéndose de la complejidad de los diferentes tipos de dispositivos y cómo están conectados. Ayuda a estructurar los dispositivos en sus distintos aspectos de funcionalidad y, opcionalmente, puede aplicar tipos de datos y validación de datos basados en un metamodelo de dispositivo formal, basado en Eclipse Vorto.
Eclipse Kura proporciona API abiertas en REST y Java, y una capa de comunicación basada en MQTT, que se puede aprovechar para interactuar con dispositivos y activos de campo. Los controladores Kura proporcionan una capa de abstracción de hardware que reduce la complejidad de la interacción del dispositivo y simplifica la comunicación con los dispositivos conectados a la puerta de enlace. Las API MQTT y REST que Kura expone para cada dispositivo conectado a una puerta de enlace permiten realizar operaciones remotas, de lectura y escritura bajo demanda, y proporcionan una interfaz de gemelo digital para esos dispositivos.
Apache Superset
Apache Superset es una moderna aplicación web de inteligencia de negocio preparada para la industria inteligente. Es rápida, ligera, intuitiva y está repleta de opciones que facilitan a usuarios de todo tipo la exploración y visualización de sus datos, desde sencillos gráficos circulares hasta gráficos geoespaciales deck.gl muy detallados.
Superset proporciona:
Knowage
La suite de análisis e inteligencia comercial de código abierto más completa, satisface los requisitos tradicionales, así como los dominios informativos innovadores y desafiantes. Se basa en un modelo de código abierto, combinando perfectamente la innovación proveniente de las comunidades con la experiencia y las prácticas de las soluciones de nivel empresarial.
KNOWAGE le permite combinar datos tradicionales y fuentes de big data en información valiosa y significativa. Un completo conjunto de funciones, como la exploración de datos, la preparación de datos, el autoservicio de datos, la elaboración de informes ad hoc, el mash-up, la incrustación de minería de datos/texto y la visualización avanzada de datos, prestan especial atención a las fuentes de “big data” y/o ”datos en la nube” y a la analítica aumentada.
Grafana
Software libre basado en licencia de Apache 2.0, que permite la visualización y el formato de datos métricos. Permite crear cuadros de mando y gráficos a partir de múltiples fuentes, incluidas bases de datos de series de tiempo como Graphite, InfluxDB y OpenTSDB. Originalmente comenzó como un componente de Kibana y que luego le fue realizado una bifurcación.
Grafana es multiplataforma sin ninguna dependencia pudiéndose implementar también con Docker. Está escrito en lenguaje Go y tiene un API HTTP completo.
Además de administrar cuadros de mando clásicos (adiciones, eliminaciones, favoritos), Grafana puede compartir un cuadro de mando mediante la creación de un enlace o una instantánea estática del mismo.
Todos los paneles de control y las fuentes de datos están vinculados a una organización, y los usuarios de la aplicación están vinculados a organizaciones a través de roles.
Grafana evita que los usuarios sobrescriban accidentalmente un panel de control. Existe una protección similar cuando se crea un nuevo panel de control cuyo nombre ya existe.
La herramienta ofrece la posibilidad de configurar alertas y mucho mas.
WireCloud
Plataforma web de mashups que permite a los usuarios finales, sin conocimientos de programación, crear fácilmente cuadros de mando completos a partir de widgets, operadores y otros mashups preexistentes. Los desarrolladores (e incluso otros usuarios finales en el caso de los mashups preconstruidos) han puesto previamente a disposición de los usuarios estos bloques de construcción en un catálogo compartido.
WireCloud ofrece dos perspectivas de uso diferentes en función de si eres desarrollador o usuario final:
Servidor para Mapas de Planta (De Producción).
Componente de los Mapas Digitales Avanzados (ADM, por sus siglas en inglés) en Fiware que permite la visualización en tiempo real de la información sobre la producción en una planta industrial, lo que facilita la toma de decisiones basadas en datos.
El “Servidor para mapas de planta” se utiliza para crear un mapa interactivo que muestra el estado actual de la producción en una planta industrial. Este mapa puede incluir información sobre el estado de las máquinas, la disponibilidad de materiales, la ubicación de los trabajadores y otros datos relevantes para la producción.
Utiliza tecnologías de comunicación en tiempo real para obtener información de sensores y otros dispositivos de la planta industrial y presentarla en el mapa interactivo. Además, permite a los usuarios definir reglas de negocio y alertas para detectar situaciones anormales en la producción y tomar medidas inmediatas para corregirlas.
Podemos asegurar que es una herramienta poderosa y útil para la visualización en tiempo real de la información sobre la producción en una planta industrial, que facilita la toma de decisiones basadas en datos y mejora la eficiencia y la productividad de la planta.
Zona Habilitada para las Tecnologías de la Información
Capa enfocada a la integración y gestión de los procesos de producción y la gestión de la fábrica en tiempo real, mediante el uso de diferentes tecnologías como sistemas de gestión de datos, redes de comunicaciones, aplicaciones de software y sistemas de seguridad. Incluye software de gestión comercial y de la producción.
Gestión Integral de la Empresa
Normalmente compuestos por paquetes del tipo ERP (Planificación de recursos empresariales), CRM (Gestión de la relación con el cliente) y algunos de menor importancia.
Un ERP por sus siglas en inglés, es un software que sirve como apoyo para organizar toda la información clave de todos los departamentos que forman parte de una empresa. Sus funciones específicas atienden a la perfección áreas como contabilidad, recursos humanos, finanzas, producción, inventarios, ventas, entre otras. Su principal utilidad es facilitar la comunicación entre las áreas y equipos para una mejor toma de decisiones.
Por otro lado el CRM por sus siglas en inglés (Customer Relationship Management), sirve para mejorar las relaciones comerciales de una empresa con sus clientes. Esta estrategia se utiliza para gestionar las interacciones con los consumidores y leads; construye lazos entre cliente y empresa para aumentar las ventas, mejorar el servicio y la experiencia, e incrementar la rentabilidad.
Visto desde puntos separados, un CRM como estrategia es la forma en que se gestiona la relación con los clientes; como proceso, fomenta y administra esa relación; y como tecnología, se utiliza para registrar, informar y analizar las interacciones que los usuarios tienen con la empresa.
Gestión de la Demanda
En este apartado se encuentran todos los sistemas que se encargan de consumir recursos, normalmente dispuestos en el almacén, ya sean físicos como lógicos. Aquí podemos encontrar, por ejemplo, todo el software existente en las tiendas físicas, ya sean propias o de terceros que se encargan de demandar recursos al sistema principal, normalmente en la nube. Por otro lado, también contamos con las tiendas virtuales que la empresa pueda tener e incluso de terceros a través de por ejemplo dropshipping. Un ‘demandador’ de recursos en alza son las redes sociales que se están posicionando últimamente por encima de las tiendas virtuales.
Producción y Almacén
Podemos encontrar aquí a toda el software de tipo MES (Manufacturing Execution System en inglés) que es un software enfocado al Control de la Producción, que monitoriza y documenta la gestión de la planta que tiene el propósito último de un Sistema Mes es aumentar la Eficiencia de la Planta de Producción (OEE por sus siglas en inglés) y programas del tipo SCM (por sus siglas en ingles Supply Chain Management) que consiste en la gestión estratégica de todos los procesos y recursos dentro de una cadena de suministro, planificando, controlando y optimizando las operaciones de suministro, fabricación y distribución de bienes y servicios.
Hole Selector IT Level (serie Entropic).
Programa para el control de sistemas OT que manipulan cajas en formato unitario en almacenes difusos. Integrado en la zona intermedia de los programas IT de la logistica de la empresa (ERP, EMS, CRM, etc) y del hardware encargado de la operación del almacenamiento, esta preparado para trabajar con multiples bases de datos (MySQL, SQLite, SQL Server, Postgre SQL, MONGO DB, etc), en un sistema operativo Linux, utiliza comunicaciones totalmente integradas en el entorno i4O, usando modelo de datos inteligentes (smart data models) para comunicarse con el entorno.
Logística Interior y Exterior.
En este apartado se encuentran todos aquellos programas que se encargan de determinar donde se encuentra cada producto (físico o virtual) y como moverlo hacia su ubicación final (almacén, cliente, etc). Algunos autores, incluyen en este apartado a los programas de control de la cadena de suministro aunque nosotros preferimos que los SCM se encuentren en la
Wardrobe Selector IT Level (serie Entropic).
Desde el control de pedidos de tienda, de otros almacenes, o de franquiciados y de parametros internos de la gestion inteligente de la empresa, EWS gestiona tanto las entradas como las salidas de prendas colgadas para el reparto. Utiliza algoritmos de IA y de ML para un almacenamiento eficiente con controles de eficiencia energeticos asi como para un reparto equitativo usando pesos configurables para las redes neuronales internas. Desarrollado para un sistema operativo basado en software libre, como es Linux, tiene soporte para la gran mayoria de bases de datos del mercado como puede ser MySQL, SQLite, SQL Server, Postgre SQL, MONGO DB, estamos adaptando el programa para las nuevas bases de datos orientadas a grafos como Neo4j.
Como quiera que es totalmente compatible con i4O, puede adaptarse a cualquier hardware en la parte OT que se adapte a los estandares generales i4O.
Capa de las Tecnologías de la Operación
En el contexto de la Industria 4.0, las tecnologías operativas (OT, por sus siglas en inglés) se refieren a los sistemas informáticos y de control utilizados en la automatización y monitoreo de procesos industriales y de fabricación. Estos sistemas incluyen dispositivos físicos como sensores, actuadores y controladores de lógica programable (PLC), así como software y redes de comunicaciones utilizados para monitorear y controlar procesos industriales.
La integración de tecnologías operativas con tecnologías de información (TI) es un aspecto clave de la Industria 4.Open, ya que permite la creación de sistemas de producción más eficientes y flexibles. La conectividad de los sistemas OT a través de redes de Internet de las cosas (IoT) y la nube permite la recopilación de grandes cantidades de datos en tiempo real, lo que a su vez permite una mayor eficiencia operativa y una mejor toma de decisiones basadas en datos.
Edge Computing
La primera capa que por debajo de la capa OT, es la de computación en la frontera o Edge Computing. Esta capa es necesaria por que la operación no se puede permitir la latencia de datos existente en las capas superiores (del orden de segundos). De esta forma, toda la capa OT mantiene gracias a la EC una latencia de mili-segundos cuando no menos.
Esta capa se distribuye de forma difusa, ya que puede estar situada en un servidor ad hoc o bien en los mismos dispositivos (como por ejemplo, las cámaras de visión artificial, que ya incorporan el software de gestión y control de imágenes del tipo de openCV).
Capa de Adaptación del Formato de Datos
Como quiera que el sistema de datos estándar para nuestro sistema ‘Industria 4.Open’ es el ‘modelo de datos inteligente’ utilizado de facto por FIWARE y como normalmente los protocolos y datos en esta capa de operación son industriales del tipo ROS2, microROS, OPC UA, etc. tenemos que tener una capa en la que se asienten los intercambiadores de protocolo (o de datos). Es por eso por lo que hemos incluido esta capa para acomodar los programas bidireccionales que intercambian protocolos industrias a SDM (Smart Data Model) y viceversa.
Kurento Media Server
Kurento es un servidor de medios WebRTC y un conjunto de API de cliente que simplifican el desarrollo de aplicaciones de video avanzadas para plataformas WWW y de teléfonos inteligentes. Las características de Kurento Media Server incluyen comunicaciones grupales, transcodificación, grabación, mezcla, transmisión y enrutamiento de flujos audiovisuales.
Como característica diferencial, Kurento Media Server también proporciona capacidades avanzadas de procesamiento de medios que involucran visión por computadora, indexación de video, realidad aumentada y análisis de voz. La arquitectura modular de Kurento simplifica la integración de algoritmos de procesamiento de medios de terceros (es decir, reconocimiento de voz, análisis de sentimientos, reconocimiento facial, etc.), que los desarrolladores de aplicaciones pueden utilizar de forma transparente como el resto de las funciones integradas de Kurento.
Solución avanzada de datos inteligentes
IDAS ofrece una amplia gama de Agentes de IoT que facilita la interfaz con dispositivos que utilizan los protocolos de IoT más utilizados (LWM2M sobre CoaP, JSON o UltraLight sobre HTTP / MQTT u OPC-UA, etc. ), así como un esqueleto para desarrollar un Agente IoT propio.
Sintetizador de Sistema de Sistemas
SOSS que ahora se denomina ‘Integration Service’ es una herramienta que permite la intercomunicación de un número arbitrario de protocolos que hablan diferentes idiomas.
Si contamos con varios sistemas complejos y se necesita combinarlos para crear un sistema más grande e incluso más complejo, el Servicio de integración puede actuar como una herramienta intermedia de paso de mensajes que, al hablar un lenguaje común, centraliza y media la integración.
La comunicación entre los diferentes protocolos es posible gracias a los complementos específicos del sistema o System Handles. Estos proporcionan la conversión necesaria entre los protocolos de destino y el lenguaje de representación común hablado por el Servicio de integración, en función de una implementación de la especificación xTypes. Una vez que un sistema se comunica con el núcleo, se introduce en el universo del Servicio de integración y puede comunicarse directamente con cualquier otro sistema que ya exista en este universo.
Sistema Operativo ROS2 en OT
La parte mas baja del la capa OT del ecosistema ‘Industria 4.Open’ esta presidida por el sistema operativo de robot
Dentro de esta subcapa encontramos:
Cámaras de Visión
Últimamente es mas habitual encontrar cámaras de visión por computador en las industrias. Entre otros muchos usos, se pueden utilizar para hacer streaming hacia las capas IT con realidad aumentada, para controlar el funcionamiento de las maquinas, para controlar el movimiento de las plataformas híbridas, para monitorizar los caminos mas concurridos y hacer mas eficiente la producción, etc.
Por otro lado cada vez se instalan mas cámaras de visión a bordo de los dispositivos móviles (Flota) para hacer un Mapeo Inteligente de la planta de producción , para control de obstáculos, etc.
En la plataforma utilizamos Kurento para controlar los sistemas de video.
IIOT
IIoT (Industrial Internet of Things) es una tecnología clave en la Industria 4.0, que se refiere a la conexión de dispositivos y sistemas industriales a través de internet, lo que permite la recopilación y análisis de datos en tiempo real para mejorar la eficiencia y la productividad en la industria.
La IIoT se basa en la implementación de sensores y dispositivos conectados a internet en máquinas y procesos industriales, lo que permite la recopilación y análisis de grandes cantidades de datos en tiempo real. Los datos recopilados se pueden utilizar para optimizar procesos, predecir fallos de equipos y mejorar la eficiencia y la calidad de la producción.
Además, la IIoT permite la conexión de sistemas OT y TI, lo que permite la creación de sistemas de producción inteligentes y conectados. Por ejemplo, la integración de sensores en una cadena de producción puede permitir la monitorización en tiempo real del estado de los equipos y la predicción de fallos, lo que permite la planificación de mantenimiento preventivo y la reducción de costos de producción.
La IIoT también permite la creación de nuevos modelos de negocio, como el "servicio como un producto", en el que los fabricantes pueden ofrecer servicios basados en datos y análisis de IIoT en lugar de simplemente vender productos. Por ejemplo, un fabricante de maquinaria puede ofrecer servicios de mantenimiento predictivo basados en datos recopilados de sensores en sus equipos.
La IIOT cuenta con sus propios protocolos de datos (MQTT, microDDS, etc.) y cada vez mas se usa microROS que es el sistema operativo ROS2 para microcontroladores.
Fabricación Aditiva
Tecnología que permite la producción de piezas y componentes tridimensionales a partir de un modelo digital. En el contexto de la Industria 4.0, la fabricación aditiva se considera una tecnología clave, ya que permite la producción personalizada y en serie de componentes de alta calidad con rapidez y a menor costo.
La fabricación aditiva va a pasar a ser un factor tractor en lo que a mantenimiento preventivo, predictivo y proactivo se refiere, permitiendo fabricar justo a tiempo las piezas que el ecosistema pueda determinar que están desgastadas y por tanto prontas a romper.
Este es un factor para que la industria empiece a reclamar que las maquinas que componen la cadena de producción estén digitalizadas completamente para controlar piezas, diseños, etc. para su fabricación en caso de que fuera necesario.
Obtendra más información acerca del software para la Fabricación Aditiva.
Islas Colaborativas de Soldadura Robotizada
En el contexto de la Industria 4.Open, las islas colaborativas de soldadura robotizada serán un elemento clave para la automatización de procesos de soldadura. Estas islas incluyen tanto robots industriales como robots colaborativos, que trabajan en colaboración con los trabajadores humanos para mejorar la eficiencia y la calidad de la producción.
Los robots industriales son capaces de realizar soldaduras de alta precisión y velocidad en serie y en paralelo, lo que mejora significativamente la velocidad de producción y reduce el tiempo de ciclo. Por otro lado, los robots colaborativos son diseñados para trabajar en estrecha colaboración con los trabajadores humanos, lo que permite una mayor flexibilidad y seguridad en el proceso de producción.
La integración de robots colaborativos en las islas de soldadura robotizada permite a los trabajadores participar en tareas que requieren una mayor habilidad manual o toma de decisiones, mientras que los robots pueden encargarse de tareas de soldadura que requieren alta precisión y repetibilidad. Esto puede aumentar la calidad del producto final y reducir el tiempo de retoque, lo que a su vez reduce los costos de producción.
Por supuesto la comunicación, gestión y control entre ambos entornos se hace utilizando ROS2 que posibilita la comunicación fluida con las capas superiores alcanzando tanto las capas IT como las capas de gestión inteligente usando FIWARE.
Islas Colaborativas de Paletizado
Normalmente el final de la linea de fabricación previa al almacenamiento coincide con una el paletizado de los productos. Aunque por norma general se utilizan robots antropomorfos, dada la versatilidad y la facilidad de uso de los robots colaborativos, cada vez se están usando mas para islas de paletizado dinámicas, móviles y de baja intensidad. Esto es debido a que cada vez mas, las lineas de producción son mas flexibles en cuanto a los productos a fabricar tendiendo a multiplicar el numero de salida de productos, bajando por norma general el numero de productos por unidad de tiempo que se deben de paletizar por linea.
Así, han surgido nuevas oportunidades para que robots antropomorfos y cobots colaboren entre si para mejorar la flexibilidad y eficiencia de estas islas de paletizado.
Al estar inmersos en el ecosistema ‘Industria 4.Open’ tenemos una posibilidad de comunicación con el ecosistema increíble, usando sobre todo ROS2.
Nuestra plataforma NEUPAL ya cuenta con los requisitos necesarios para trabajar con el ecosistema ‘industria 4.Open’ y esta activa para los robots colaborativos mas importantes del mercado con múltiples garras y posibilidad para columna elevadora.
Neupal
Definido como una plataforma colaborativa de paletizado colaborativo, esta diseñado para poder ser utilizado en la mayoría de plataformas de paletizado tanto móviles como fijas con posibilidad de configurar la mayoría de garras estándares existentes del mercado, y dispositivos, sobre todo aquellos con tecnología ROS2, microROS o mas concretamente DDS y FIWARE.
Robots Colaborativos
Los robots colaborativos están teniendo un impacto significativo en la Industria 4.0. A diferencia de los robots industriales tradicionales, que suelen ser grandes y pesados y necesitan estar separados de los humanos para evitar accidentes, los COBOT están diseñados para trabajar junto a humanos de manera segura y eficiente.
Los COBOT son robots que pueden interactuar de forma segura y colaborativa con los humanos en un mismo espacio de trabajo, lo que permite una mayor flexibilidad y adaptabilidad en la producción. Estos robots están diseñados para trabajar en tareas repetitivas y monótonas, liberando a los trabajadores de estas tareas y permitiéndoles centrarse en trabajos más complejos y creativos. Además, los COBOT pueden trabajar de forma autónoma o ser controlados directamente por los operarios, según sea necesario.
La tecnología COBOT también ofrece una mayor seguridad en el lugar de trabajo. Estos robots están diseñados con sensores y sistemas de detección que permiten detectar la presencia de personas y objetos en su entorno y ajustar su comportamiento en consecuencia. Esto minimiza el riesgo de accidentes y lesiones, lo que se traduce en un ambiente de trabajo más seguro y productivo.
Dentro de nuestro ecosistema (i4O), tenemos el software de paletizado neupal que trabaja con robots colaborativos y que se adapta a las distintas necesidades de las lineas de producción muy eficientemente.
Almacenes Automáticos
En el ecosistema i4O ideado para la industria inteligente y sobre todo para la industria de fabricación y transformación, los almacenes automáticos son una pieza importante.
Al tratarlos como una unidad independiente, necesitan de protocolos estándar de comunicaciones para gestionar los comandos de almacenamiento y extracción de productos y al estar en i4O se deben diseñar con ROS2.
Como quiera que cada unidad intermedia del almacén (por ejemplo el transelevador) puede estar gestionada por microcontroladores es habitual encontrarnos que están programados con microROS que es 100% compatible con ROS2.
Hole Selector OT level (serie Entropic).
El paquete “HS OT” es un conjunto de programas a nivel de operación que garantiza que la gestión de almacenes que van desde la micro paquetería (Almacenes de Joyería, Farmacia, Perfumerías, etc) hasta la macro paquetería (pales, transelevadores, etc) sea inteligente, eficiente y segura (a nivel de integridad tanto de los datos como de los recursos).
HS OT utiliza algoritmos de aprendizaje automático para maximizar la optimización tanto del espacio como del componente energético del almacenamiento.
El paquete consta entre otros del ecosistema de automatización desarrollado para una gran variedad de autómatas, variadores, protocolos industriales, etc., de la zona smartsys que se encarga de toda la logística IA y de la parte de smartcomms que dota al sistema de protocolos de i4O haciendo que todas las comunicaciones confluyan en ROS2 para permitir un entorno colaborativo con otros dispositivos ROS (AMR, AGV, Drones, etc.) y FIWARE.
Wardrobe Selector OT level (serie Entropic)
Conjunto ampliado de programas a nivel de operación para el control, almacenaje, distribución y logística de ‘prenda colgada’.
Con un sistema algorítmico propio, WS OT distribuye eficientemente la carga de trabajo entre los distintos depósitos que es capaz de gestionar usando almacenes intermedios tanto para el almacenaje como para el trasiego de prendas.
Plenamente integrado en el ecosistema i4O permite la interacción con todos los sistemas de la capa OT como de IT y por supuesto de la parte superior de “Smart Industrial Gest”.
AMR
Los AGV (vehículos guiados automáticamente), AMR (robots móviles autónomos) y muchos otros (incluyendo a los drones) son tecnologías fundamentales en la automatización de la logística y el transporte de materiales en la Industria 4.0. La utilización de ROS2 (Robot Operating System 2) puede mejorar significativamente la eficiencia y la flexibilidad de estos sistemas de transporte autónomos.
La utilización de ROS2 en vehículos de transporte interior permite una mayor integración y comunicación entre los distintos componentes del sistema, incluyendo sensores, actuadores, sistemas de control y dispositivos de interfaz. A la vez, permite la creación de sistemas más flexibles y personalizados, adaptados a las necesidades específicas de la industria. Esto permite una mayor eficiencia en la gestión de la cadena de suministro, reduciendo los tiempos de espera y aumentando la velocidad de entrega de los materiales. Además, permite la implementación de algoritmos de control más avanzados, lo que aumenta la precisión y fiabilidad en la realización de tareas específicas, como la carga y descarga de materiales. También permite una mayor facilidad en la integración de sistemas de visión y detección de objetos, lo que aumenta la seguridad en el transporte y la logística.
Obtendra más información acerca del software aplicado en los AMR.
Flota Vehículos Autónomos Colaborativos
Normalmente en la industria inteligente se desea que haya mas de un dispositivos/vehículos/robots móviles autónomos. No basta con la programación interna del vehículo para controlar toda la flota por que podríamos encontrarnos con bucles que no podrían resolver, por ejemplo, que dos vehículos se traten entre ellos como obstáculos e intenten eliminar el obstáculo moviéndose ambos en la misma dirección.
Debido a esto y muchas otras situaciones, es necesario que como mínimo los vehículos puedan comunicarse entre ellos. Otra solución es contar con un paquete de gestión de la movilidad de la flota montado en un sistema central.
Como quiera que es obligatorio en el ecosistema i4O que los dispositivos tengan la posibilitad de comunicarse a través de protocolos estándares de los usados en i4O (y que por norma general sera ROS2), la posibilidad de contar con una flota de vehículos autónomos es posible.
Plataforma
Cuando unimos un vehículo robotizado, con un robot colaborativo obtenemos una plataforma híbrida móvil.
Todos los dispositivos deben de contar con comunicaciones estandarizadas para el ecosistema i4O. Con esta premisa, es posible utilizar plataformas híbridas por ejemplo para paletizar.
Neupal cuenta con la posibilidad de usarse en plataformas que cuenten incluso con elevadores para incrementar la altura del paletizado.
Por otro lado, si necesitamos mas posibilidades de movilidad podemos utilizar el programa Tracker que puede coexistir con Neupal y con flotas de vehiculos.
Obtendra más información acerca del software que se aplica en las Plataformas Híbridas Móviles.
Software para la Gestión de Movilidad de Plataformas/Vehículos
Programa genérico desarrollado en ROS2 plataformas móviles autónomas, ya sean guiadas o robotizadas cumple con los requisitos y funcionalidades esenciales para poder controlar y supervisar el movimiento y el comportamiento del móvil en su entorno.
En primer lugar, TRACKER esta diseñado para comunicarse con el hardware y los sensores del robot a través de nodos ROS2, lo que permite la lectura de los datos de los sensores (como cámaras, láseres, sistemas de geoposicionamiento, lidar, etc.) y el control de los actuadores (motores, luces, plataforma, etc.). También incluye nodos específicos para la planificación y la navegación, que permiten al robot moverse de forma autónoma en el entorno.
Además, el programa incorpora algoritmos de control de movimiento, como el control de velocidad y la planificación de trayectorias, que permiten al robot moverse de forma suave y precisa. También implementa algoritmos de detección y evitación de obstáculos, para evitar colisiones y garantizar la seguridad del robot y de las personas en su entorno, ademas, también cuenta con la posibilidad de comunicación con otros robots móviles a través de ROS2 para el control de la flota.
Otras funcionalidades importantes que incluye TRACKER son la monitorización y el diagnóstico del estado del robot, permitiendo detectar errores o problemas de funcionamiento en tiempo real y realizar el mantenimiento y la reparación de manera rápida y eficiente.