27/11/2024Monitoreo de activos impulsado por IA con el kit de inicio de gemelo digital

Experiencia combinada de Bosch Digital Twin Industries y Pepperl+Fuchs
La eficiencia y la productividad se encuentran entre los parámetros más importantes en el funcionamiento de una planta; en particular, se debe evitar el tiempo de inactividad no planificado a toda costa. Con la ayuda de los gemelos digitales, es decir, las representaciones virtuales de una planta y de todos sus componentes y sistemas, ambos pueden aumentar significativamente la producción. El monitoreo constante de la planta, la comparación de activos físicos con representaciones digitales y el análisis de datos específicos permiten realizar previsiones del estado de la planta. Esto, a su vez, se puede utilizar para ofrecer mantenimiento predictivo, determinar la vida útil restante (RUL, del inglés “Remaining Useful Life”) y derivar los requisitos de mantenimiento u otras medidas. Las ventajas de los gemelos digitales son evidentes. Sin embargo, su implementación sigue siendo un desafío para muchas empresas. Especialmente en plantas grandes, como las de las industrias de procesos, la farmacéutica o la de energía, los operadores deben monitorear una cantidad particularmente grande de máquinas con un impacto crítico en el proceso y los ingresos de la organización. Por lo tanto, el primer paso suele ser el más difícil.
Bosch Digital Twin Industries y Pepperl+Fuchs ofrecen el “kit de inicio de gemelo digital” para dar los primeros pasos e identificar y resolver rápidamente posibles problemas de mantenimiento, todo de forma sencilla. Este proporciona a los operadores de plantas una solución completa de hardware y software que se puede utilizar de inmediato en la práctica, tanto en plantas completamente nuevas como en instalaciones de reacondicionamiento. “La gran ventaja del kit de inicio es que los clientes reciben una solución de inicio automático que pueden usar inmediatamente”, explica Hans-Günter Busch, gerente de Tecnología del área de Desarrollo de Nuevos Negocios en Pepperl+Fuchs. “La configuración se puede ampliar de manera flexible y adaptarse a las necesidades individuales de los clientes, por lo que es fácil de escalar. Esto permite a los operadores de plantas maximizar el potencial de sus máquinas y unidades de producción”.

Simbiosis de hardware y software preconfigurados y aprovisionados automáticamente
El kit de inicio gemelo digital consta de varios componentes. El hardware incluye potentes sensores de vibración de 12 kHz, un maestro IO-Link ICE2/3 y la PC integrada BTC22 de Pepperl+Fuchs. En conjunto, permiten la comunicación desde el nivel de campo directamente hasta una instancia de nube de Bosch que ejecuta diversas aplicaciones en la nube, como aplicaciones de análisis de gemelos digitales, IA y AA, y un historial de datos. Además del sensor de vibración que actualmente viene de serie para detectar vibraciones en las piezas de la máquina, también se pueden utilizar otros sensores de la cartera de Pepperl+Fuchs, según sea necesario, incluidas las variantes diseñadas especialmente para áreas peligrosas. El maestro IO-Link recopila los datos del sensor desde el campo a través de IO-Link y los transfiere inicialmente hasta el cliente ligero industrial en caja BTC22 que funciona como una puerta de enlace de borde. El BTC es particularmente poderoso y está diseñado para operar ininterrumpidamente en entornos industriales. Con el software “Intelligence Core” de Bosch preinstalado, es capaz de procesar los datos del sensor desde el campo y, luego, reenviarlos hasta la nube en conjunto.
El análisis real y la derivación de las medidas se llevan a cabo en tiempo real en la plataforma de gemelos digitales de Bosch. Esta se basa en plataformas de nube establecidas, como AWS o MS-Azure, y evalúa los datos transferidos mediante algoritmos de aprendizaje automático y modelos de IA. “Nuestros algoritmos pueden utilizar los gemelos digitales de las máquinas para predecir anomalías y posibles fallas”, explica Matthias Wieland, gerente del área de Socios Globales de Bosch Digital Twin Industries. “Podemos predecir y visualizar problemas mecánicos en modelos 3D detallados. Esto permite a nuestros clientes tomar medidas preventivas y garantizar el funcionamiento constante de sus instalaciones de producción”. Este mantenimiento predictivo reduce significativamente la probabilidad de sufrir tiempo de inactividad inesperado. Al mismo tiempo, aporta un alto grado de transparencia y evita el reemplazo prematuro de las piezas de las máquinas, lo que, a su vez, aumenta la rentabilidad.

Beneficios que se aprecian de inmediato
El kit de inicio de gemelo digital es particularmente rápido y fácil de poner en funcionamiento. Los sensores y el maestro IO-Link se instalan en el componente del sistema que se va a monitorear, y el BTC se conecta a la red. Después del encendido, comienza automáticamente un proceso de inicialización en el que el sistema se configura por sí mismo. A esto le sigue una breve fase de aprendizaje. Una vez que se completa, los datos del proceso y del dispositivo se transfieren inmediatamente a la plataforma de Bosch.
Una vez en funcionamiento, los usuarios pueden ver en tiempo real el estado de funcionamiento, el consumo de energía y la condición general de sus sistemas en su tablero desde cualquier parte del mundo. Dado que la plataforma de Bosch está alojada en la nube, la información se puede consultar en cualquier momento y desde cualquier lugar, ya sea que esté trabajando desde casa o en la oficina, en una computadora de escritorio o en un teléfono inteligente. Además, las personas responsables reciben notificaciones de situaciones críticas por correo electrónico, mensajes de texto o cualquier otro canal de comunicación preferido, para que puedan intervenir directamente o iniciar las medidas necesarias.

El panel proporciona una descripción general en tiempo real de todos los datos. ©Bosch Digital Twin Industries
Desde el sensor hasta la nube
Las empresas asociadas combinan su experiencia en tecnología de sensores, procesamiento de datos e IA en el kit de inicio de gemelo digital, lo que proporciona a los clientes una solución completa. “Desde la captura de los datos necesarios del sensor y su transmisión y procesamiento, hasta el análisis basado en IA y las recomendaciones resultantes para tomar medidas, hemos considerado cada paso en el kit de inicio. Hemos integrado estrechamente la experiencia en IA y software de Bosch en la plataforma de comunicación IO-Link de Pepperl+Fuchs. Si es necesario, nuestra empresa asociada Syntax también puede integrar los datos directamente en el sistema ERP de nuestros clientes”, resume Brad Beale, director global de Soluciones de IIoT. “Esto permite a los operadores centrarse en su propio negocio principal, al tiempo que aumenta significativamente la eficiencia de la planta, lo que garantiza el tiempo de funcionamiento y la disponibilidad con poco esfuerzo”.
Aspectos destacados del kit de inicio de gemelo digital
- Alta productividad y eficiencia: solución de inicio automático lista para usar que permite un análisis compatible con IA en tiempo real
- Proyecciones de mantenimiento precisas que garantizan un ahorro significativo de recursos y costos
- Transparencia máxima debido a una amplia gama de simulaciones de situaciones y detección temprana de anomalías, incluidas las medidas recomendadas
- Fácil de escalar: solución completa que se puede ampliar y extender según sea necesario
- Accesible desde cualquier lugar: plataforma en la nube que acceder desde cualquier ubicación
- Opcional: integración en el sistema ERP a través de Syntax