HyperFactory: Arquitecturas, herramientas y servicios para la creación de factorías hiperconectadas

El proyecto HyperFactory propone una arquitectura de digitalización en entorno industrial que permita trabajar en los distintos segmentos de lo que se ha venido a llamar “computing continuum”, i.e., Edge-Fog-Cloud, y que facilite la compartición de información de planta entre distintos actores y la gestión de recursos de comunicaciones mediante el uso de redes industriales definidas por software. Igualmente, se trabajará en el diseño de herramientas que actúen como habilitadores de una operativa mejor, más eficiente y segura cubriendo aspectos que vayan desde la recolección del dato al despliegue de servicios en el mencionado computing continuum.

De esta forma, el proyecto HyperFactory se convierte en un facilitador tecnológico para la transición desde esa Industria 3.0 a la nueva Industria 4.0. HyperFactory ha de ser un habilitador para las nuevas tecnologías y un catalizador de este cambio. Es más, su alcance no se limita a las empresas de corte industrial de la Comunidad Valenciana, sino que puede englobar también a posibles proveedores y clientes, buscando la mejora de toda la cadena de valor. Todo ello, actuando a su vez como habilitador y catalizador.

El proyecto se encuentra actualmente en la segunda anualidad. Durante el primer año se han alcanzado los siguientes resultados: a nivel de infraestructura y servicios se ha diseñado una arquitectura 3 niveles Cloud-Fog-Edge/IoT, se ha habilitado la federación de entidades, se han realizado procesos de mejora de la monitorización de los elementos desplegados, y se han desarrollado herramientas para la creación de flujos de datos inter-empresa. A nivel de conectividad y redes se ha realizado un estudio de tecnologías y soluciones para gestión flexible de redes heterogéneas en entornos industriales, se ha desarrollado una solución centralizada de gestión de infraestructura, se han investigado y diseñado tecnología para solicitud y provisionamiento de network slices, y se ha empezado la integración de los varios componentes y las pruebas de laboratorio.

Objetivos

El objetivo general de HyperFactory es la investigación de tecnologías y desarrollo de una prueba de concepto para una solución que aplique el ‘computing continuum’ en la Industria. Esta solución contará con una arquitectura flexible y dinámica basada en la interacción de capas IoT, edge, fog y cloud, que permitirá: (i) incrementar la eficiencia y capacidad de adquisición, gestión y procesado de datos de la planta digitalizada; (ii) su explotación para obtener nuevas herramientas para la mejora de procesos productivos y de negocio; y (iii) el soporte potencialmente compartido a los distintos actores involucrados, e.g., empresas, fabricantes de maquinaria, etc.

Este objetivo puede agruparse claramente en torno a dos ejes: los respectivos a la infraestructura que da soporte a los servicios en cualquiera de los segmentos del computing continuum; y aquellos relacionados con los propios servicios en sí. Un tercer eje, no técnico pero fundamental, será el trabajo de comunicación, concienciación e interacción con empresas que puedan hacer uso de esta tecnología. El objetivo de este eje es múltiple. Por una parte, ejercer una labor de transferencia efectiva. Por otra, el obtener requisitos técnicos y funcionales y, a su vez, conseguir una o más empresas que estén dispuestas a colaborar en el diseño y ejecución de un experimento con servicios reales en un entorno controlado durante la segunda anualidad.

Podemos, pues, hacer la siguiente distribución de objetivos :

Objetivos específicos

1: Diseño de una arquitectura, e implementación asociada, que dé soporte a esta solución.
2: Experimentación y prototipado de un sistema centralizado para gestión de infraestructuras de comunicaciones de rango industrial definidas por software.
3: Experimentación y prototipado para gestión de tráfico mediante network slicing basado en solicitudes dinámicas de servicio por los clientes (descriptor de tráfico y QoS).
4: Integración de mecanismos para mejorar la seguridad y eficiencia de protocolos habituales (e.g., MQTT) en las comunicaciones en un entorno industrial.
5: Diseño y desarrollo de un sistema que permita la estimación de parámetros de calidad y rendimiento en los distintos segmentos del computing continuum para facilitar la toma de decisiones en cuanto al despliegue de servicios.
6: Diseño e implementación de herramientas que faciliten
- la federación, orquestación y visión de recursos en el computing continuum,
- el flujo de datos a lo largo de los distintos segmentos del computing continuum.
7: Realizar una labor intensa de comunicación con empresas potencialmente interesadas de cara a, no solo diseñar una solución útil para ellas, sino también lograr su implicación de cara a la segunda anualidad.