Business Experiments in Cyber Physical Production Systems

El proyecto europeo BEinCPPS (Business Experiments in Cyber Physical Production Systems), con una duración de tres años, tiene como objetivo integrar y experimentar una plataforma integral máquina-factoría-servicios en la nube, basada en CPS (ciber physical sytems) y FI (Future Internet).

El proyecto se orienta en primer lugar a su aplicación en cinco regiones seleccionadas (Lombardia en Italia, Euskadi en España, Baden WUERTEMBERG en Alemania, Norte de Portugal, y Rhone-Alpes en Francia), para ser aplicada después ampliamente en todas las regiones europeas, mediante la participación de centros de competencia local y las PYME de fabricación.

Uno de los pilares básicos sobre los que se asienta el concepto de Industria 4.0 es la digitalización de planta, entendiendo como tal la obtención de grandes cantidades de datos de proceso y contexto y su intercambio estándar e inteligente. Gracias a esta digitalización, los sistemas de gestión y supervisión disponen de mayor información para tomar sus decisiones, analizar el rendimiento de los procesos, proponer mejoras en las planificaciones o incluso predecir el desgaste de maquinaria y herramientas. La tecnología que habilita esta digitalización de la industria se denomina “sistemas ciber-fisicos” (CPS por sus siglas en inglés), elementos que surgen como convergencia de las tecnologías operacionales del mundo industrial, así como de las últimas tecnologías de la electrónica, la informática y las comunicaciones. De esta forma, la industria aprovecha los grandes avances que se han producido en los últimos años en campos como la computación distribuida o el internet de las cosas, y que permiten aprovechar e integrarse transparentemente con otras tecnologías que añadan valor a sus procesos como Cloud o analítica Big Data.

ITI participa en el proyecto BEinCPPS para desarrollar y evaluar la viabilidad de las últimas tecnologías inalámbricas de bajo consumo en entornos industriales, mediante el desarrollo de un nuevo componente denominado m-CPS (mobile CPS).

ITI participa para desarrollar y evaluar la viabilidad de las últimas tecnologías inalámbricas de bajo consumo en entornos industriales, mediante el desarrollo de un nuevo componente denominado m-CPS (mobile CPS). Las tecnologías inalámbricas juegan un papel fundamental en el contexto de Industria 4.0, ya que la ausencia de cable permite reconfiguraciones dinámicas de planta, reducir costes de instalación de infraestructuras, y simplificar su gestión y mantenimiento. Además, los m-CPS permiten llegar a puntos donde no existe infraestructura eléctrica y de comunicaciones y no interesa instalarla, se pueden utilizar con un mínimo coste en tareas de auditoría o mediciones puntuales, y resultan una solución ideal para elementos móviles (robots, vehículos, smart tools, etc). Las comunicaciones inalámbricas de bajo consumo tienen mucho que aportar a la industria del futuro, pero la tecnología actual aún es limitante, poco fiable e inadecuada para las aplicaciones más críticas. El primer prototipo desarrollado por ITI incorpora una nueva tecnología de acceso al medio inalámbrico, diseñada para reducir significativamente los problemas asociados a la fiabilidad, interferencias y efectos multicamino, y que además aumenta las garantías de entrega en tiempo de los mensajes intercambiados.

Durante la seguna anualidad del proyecto, el sistema ha sido probado con éxito en Maier (País Vasco), uno de los principales fabricantes de piezas por inyección de plastico, en su planta para el sector automoción. Maier está integrando una nueva tecnología de producción de alta eficiencia denominada “Zero-defect manufacturing”, que requiere de un alto nivel de monitorización de procesos, comunicación en tiempo real y análisis inteligente. En el piloto de 2016, el componente m-CPS del ITI ha demostrando un alto rendimiento en la monitorización de temperatura y parámetros de contorno del proceso, que permiten calibrar el sistema en tiempo real y aumentar la tasa de éxito del sistema de control de calidad.

Objetivos

El objetivo final de esta acción para la innovación es mejorar drásticamente la adopción de CPPSs toda Europa a través de la creación y el desarrollo de los ecosistemas regionales innovadores basados en CPS, compuestos por centros de competencia, las empresas de fabricación y de PYME como soporte IT. El proyecto BEinCPPS deriva en tres pilares distintos:

–Un conjunto de plataformas de código abierto basadas en FI, contemplando una arquitectura de tres capas (máquina – fábrica – nube), integrando avances de I +D en los campos de Internet de las cosas, FI y CPS / Sistemas inteligentes. Estas plataformas serán capaces de interoperar bidireccionalmente con los datos relativos a la máquina, la fábrica y los servicios en la nube. Se incluyen tecnologías y plataformas como FIWARE y FITMAN, OpenIOT, OSMOSE, entre otras.

–Un ecosistema de experimentación orientada a la PYME paneuropea. En una primera fase del proyecto, los cinco pilotos regionales proporcionarán requisitos a los integradores de plataformas. En la fase final, una plataforma extendida se instanciará y se desplegará en diferentes PYMEs para experimentos adicionales.

–Una colección de métodos y herramientas para la gestión de la innovación, donde metodologías para la transferencia de tecnología se enriquecerán con una certificación de CPPS, con programas de formación de jóvenes talentos y operarios experimentados, y con un método de 3 niveles (variables-indicadores-Objetivos) para los análisis de resultados y evaluación.