Convergencia de IT/OT en procesos de manufactura: beneficios, desafíos y ejemplos

La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura describe la fusión de la tecnología de la información (IT) y la tecnología operativa (OT). Mientras que estos departamentos han estado tradicionalmente aislados, la convergencia IT/OT integra las herramientas que las empresas utilizan para recopilar datos (IT) con las herramientas que utilizan para controlar los procesos (OT). Es un componente fundamental de la Industria 4.0 que ha mejorado la fabricación, la atención sanitaria, el transporte, el comercio minorista y muchos otros sectores al permitir que los dispositivos conectados y los datos en tiempo real automaticen e informen las operaciones.

El Internet de las Cosas (IoT) está en el centro de la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura. Los dispositivos conectados utilizan sensores para recoger datos en tiempo real de los equipos, como el consumo o la producción de recursos, la temperatura, la velocidad, la composición química, la humedad y los errores. A continuación, los dispositivos utilizan actuadores para controlar la maquinaria y desencadenar acciones basadas en los cambios de la información recogida. Dado que los datos recogidos tienen que almacenarse y distribuirse utilizando recursos de IT que afectan directamente a los procesos de OT, estos dos sectores distintos están convergiendo.

A medida que las empresas sigan aprovechando el IoT para mejorar, simplificar y automatizar más operaciones, la comprensión de los beneficios de la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura y los desafíos que presenta sólo serán más críticos.

A continuación, se destacan estos beneficios y desafíos, y se exploran algunos ejemplos del mundo real de cómo la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura se está desarrollando en varias industrias.

Diferencias clave entre IT y OT

Para apreciar los beneficios que la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura puede ofrecer a las organizaciones industriales, es importante entender qué son estas dos tecnologías y en qué se diferencian.

• ¿Qué es IT?: La IT puede definirse como la infraestructura y los procesos informáticos, de almacenamiento de datos y de redes que se utilizan para crear, procesar, almacenar, proteger e intercambiar todas las formas de datos electrónicos. Son los sistemas de procesamiento de datos que sirven como depósitos de la información de una organización, poniendo los datos a disposición de las aplicaciones empresariales y de los usuarios de esas aplicaciones. Mientras que los sistemas de IT son los repositorios y procesadores de datos, sus homólogos de OT son responsables de generar la información procesada por IT.
• ¿Qué es  OT?: Los sistemas OT supervisan los eventos, los procesos y los dispositivos físicos, y realizan ajustes en las operaciones empresariales e industriales. En los entornos de fabricación, los sistemas OT suelen incluir sistemas de mecanizado de control numérico computarizado (CNC) y sistemas de control industrial como el control de supervisión y la adquisición de datos.

Por tanto, en términos sencillos, la diferencia entre los sistemas de IT y OT es que la IT se centra en los datos y la comunicación, mientras que la OT se centra en los comportamientos y los resultados.

La conectividad es un rasgo inherente a los sistemas de IT, mientras que los sistemas de OT tienden a no ser conectables de forma nativa. La mayoría de los sistemas de control no están conectados en red, lo que dificulta que se comuniquen o compartan información. Incluso los equipos de control centralizados han utilizado tradicionalmente protocolos de comunicación cerrados o propietarios.

La fábrica conectada es alcanzable para fabricantes de todos los tamaños. La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura permite dar pasos más tangibles para tener una fábrica conectada.

Ventajas de la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura

Reunir la tecnología de la información y la tecnología de las operaciones permite a las organizaciones mejorar los procesos de diversas maneras. Estas son algunas de las principales motivaciones para encontrar oportunidades para la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura.

• Oportunidades de automatización

  Depender de operadores humanos crea cuellos de botella. Mientras que el personal de OT tiene la experiencia y los conocimientos necesarios para tomar decisiones matizadas sobre cómo gestionar los equipos y mantener los procesos funcionando sin problemas, la convergencia de IT/OT permite a los profesionales de OT predeterminar acciones basadas en condiciones específicas, desde programar el mantenimiento en función de una disminución del rendimiento hasta apagar la maquinaria debido a un entorno peligroso.

  Los sensores de IoT pueden transmitir información a una aplicación, que a su vez transmite instrucciones a un actuador basado en esa información, controlando automáticamente los equipos sin necesidad de un operador humano. Aunque los empleados de OT siguen supervisando y gestionando esta automatización, ya no tienen que supervisar manualmente cada proceso y reaccionar ante cada situación.

  La automatización puede reducir los daños y los costos asociados a los retrasos, permite a los departamentos de OT gestionar muchos más recursos a la vez y reduce drásticamente los costes asociados a los procesos rutinarios.

• Mejor visibilidad de las operaciones

  Cuando los empleados tienen que medir, observar y/o registrar físicamente la información antes de poder actuar sobre ella, puede tener consecuencias devastadoras. Si por ejemplo, se deja una válvula abierta y un empleado tarda horas en darse cuenta, podrían liberarse niveles letales de sustancias químicas en el aire, o las inundaciones podrían destruir equipos y causar daños estructurales.

  La visibilidad en tiempo real es crucial para que los técnicos de operaciones reaccionen rápidamente a los problemas. También permite a las organizaciones reaccionar a los problemas antes de que causen daños. Se establecen umbrales que indican que el equipo podría estar a punto de fallar, o que algo no está funcionando como es debido, y los técnicos pueden investigar y prevenir problemas mayores.

  Dado que la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura permite a las empresas recopilar datos constantemente, también crea oportunidades para reconocer patrones y construir un perfil de cómo son las operaciones normales en una instalación. Por ejemplo, a lo largo del mes, una fábrica tendrá ciertos días y horas en los que utiliza muchos más recursos, o en los que determinados equipos funcionan durante más tiempo. La comprensión de estos patrones de uso permite a los empleados de OT reconocer las anomalías más rápidamente.

  Combinando la visibilidad en tiempo real y una base de datos de información a lo largo del tiempo, la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura abre la puerta al mantenimiento predictivo, en el que los técnicos utilizan el rendimiento actual de los equipos para planificar y programar el mantenimiento, en lugar de programar el mantenimiento a intervalos fijos.  Conoce los primeros pasos para establecer un programa de mantenimiento predictivo exitoso.

• Reducción de costos

  La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura ayuda a las empresas a reducir sus costos de varias maneras. Mediante la automatización, las empresas pueden reducir el tiempo que los técnicos dedican a facilitar manualmente las operaciones. Esto también garantiza que la empresa pueda reaccionar a los problemas más rápidamente, antes de que desperdicien más recursos o causen más daños.

  Dado que la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura permite el mantenimiento predictivo, puede evitar que el tiempo de inactividad no planificado interrumpa las operaciones diarias. Cuando los equipos necesitan ser revisados, los técnicos de operaciones pueden programar y coordinar los trabajos de mantenimiento y asignar equipos y recursos de reserva según sea necesario, en lugar de reaccionar en el momento para apagar el fuego.

  Y aunque el mantenimiento preventivo también ayuda a reducir el tiempo de inactividad no programado, crea un problema diferente: el tiempo de inactividad innecesario y el desperdicio de recursos. Los programas de mantenimiento preventivo se basan en las horas de funcionamiento de un equipo o en el tiempo transcurrido desde la última vez que se realizó el mantenimiento, y no en el momento en que las piezas están desgastadas, los líquidos están bajos y la máquina no funciona al máximo rendimiento.

  Estos programas están diseñados para prevenir los problemas de mantenimiento, pero a veces esto significa que se gasta tiempo, dinero y piezas para resolver un problema que no existe. Aunque siempre hay formas de hacerle el máximo provecho a este mantenimiento con estos 7 pasos para crear un Checklist de mantenimiento preventivo eficaz.

  El mantenimiento predictivo utiliza información medible para detectar las primeras señales de advertencia de un problema, de modo que no se desechan piezas en perfecto estado ni se realiza el mantenimiento con más frecuencia de la necesaria.

  Entre la automatización de las operaciones y la habilitación del mantenimiento predictivo, la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura puede suponer un considerable ahorro de costos.

• Potencial para nuevos servicios o modelos de precios

  Dependiendo del negocio, la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura ofrece diferentes estructuras de precios y servicios basados en el uso de los equipos, en lugar de exigir a los clientes que compren los equipos directamente, lo que puede ser excesivo para las necesidades a corto plazo o un presupuesto limitado.

Descubre más beneficios de la convergencia IT OT en la fabricación inteligente de plantas industriales.

Retos de la convergencia IT/OT

Aunque la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura tiene un inmenso potencial para mejorar los procesos empresariales, puede haber importantes obstáculos para su aplicación. Se puede requerir la reestructuración de la relación entre IT y OT, la inversión en nuevas herramientas o la modernización de las antiguas. Veamos los principales obstáculos que impiden la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura.

• Procesos y conocimientos aislados

  Los técnicos de operaciones necesitan formación en los procesos de IT, y los técnicos de IT necesitan formación en los procesos de OT, para que cada departamento entienda cómo sus decisiones afectan al otro. Y aunque IT y OT no tienen por qué compartir el mismo espacio de trabajo y trabajar juntos en todo, la convergencia IT/OT crea un solapamiento lo suficientemente importante como para que tengan que consultarse mutuamente con más frecuencia.

  Por ejemplo, con la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura, la seguridad y la conectividad de IoT desempeñan un papel fundamental en la gestión y el control de las operaciones, pero son áreas de responsabilidad que corresponden a IT. Y dado que los equipos de operaciones están fijados con sensores de IoT que recogen y transmiten datos a través de una red, las decisiones de OT podrían tener graves implicaciones para el departamento de IT, y viceversa.

  La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura requiere un cambio de mentalidad y la fusión de estos procesos tradicionalmente aislados. Los profesionales de IT y OT tendrán que confiar y recurrir a la experiencia del otro para crear soluciones que apoyen las operaciones sin comprometer la seguridad.

• Seguridad del IoT

  Históricamente, los dispositivos IoT han sido notoriamente vulnerables a la piratería informática. Algunos transmiten datos sin cifrar, que pueden ser fácilmente interceptados y manipulados. Suelen tener muy poca potencia para incorporar funciones de seguridad más avanzadas. Pueden ser capturados para utilizarlos en redes de bots, que utilizan ataques DDoS para hacer caer redes masivas. Y su proximidad a datos y dispositivos valiosos puede convertirlos en un peligroso peldaño hacia objetivos mayores.

  Los departamentos de IT deben conocer a fondo cómo encaja cada dispositivo conectado en el ecosistema tecnológico de la empresa y las amenazas que supone para la red. En algunos casos, esto puede significar que los equipos de operaciones tendrán que comprometer algunas de las funcionalidades que desean para optar por una solución más segura, y siempre necesitarán que el departamento de IT participe en la selección de la tecnología convergente.

• Integración

  La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura funciona mejor cuando los dispositivos conectados de una instalación se integran con la pila tecnológica del equipo de operaciones. De lo contrario, los técnicos tienen que entrar y salir constantemente de múltiples portales y soluciones, y es probable que alguna información crítica se pierda. Se requiere que los datos necesarios aparezcan en los lugares a los que ya se dedican tiempo: ERP y otras herramientas que utilizan para gestionar y controlar las operaciones. Esto a menudo requiere que las empresas desarrollen manualmente las integraciones, pero muchas empresas de IoT proporcionan API y otras soluciones para ayudar a facilitar este proceso.

• Conectividad de IoT

  Cada dispositivo IoT está construido para funcionar con una solución de conectividad concreta, como celular, WiFi, Bluetooth, ethernet o LoRaWAN. Eso significa que también está limitado por las capacidades de esta tecnología subyacente. Algunas soluciones, como el WiFi, solo pueden proporcionar cobertura en un área muy limitada, y no penetran bien las paredes ni soportan muchas interferencias.

  Pero en un entorno industrial en el que la seguridad es vital, la principal preocupación es si la red ofrece un caudal de datos suficiente para facilitar las actualizaciones del firmware durante la vida útil del dispositivo.

  También es crucial que la red no se comparta con otros dispositivos. Incluso si los propios dispositivos IoT son seguros, otros dispositivos conectados a la red podrían convertirse en un punto de entrada para un hacker, comprometiendo potencialmente los dispositivos IoT también. Redes como la WiFi y la LoRaWAN pública pueden ser accesibles por terceros, lo que las hace especialmente vulnerables.

Ejemplos de convergencia de IT/OT en procesos de manufactura

La convergencia de IT/OT en procesos de manufactura se produce en cualquier empresa en la que los dispositivos IoT recogen y transmiten datos que los técnicos de operaciones utilizan para gestionar los equipos y los procesos. Pero el aspecto exacto de esa convergencia varía mucho de una instalación o empresa a otra. Depende completamente de la información que la empresa pueda recopilar y de cómo sean las operaciones diarias.

Comercio minorista

Los minoristas tienen que gestionar cantidades masivas de información que cambian constantemente. Y durante más de 20 años, el IoT ha desempeñado un valioso papel en las operaciones minoristas, lo que ha convertido a este sector en uno de los primeros en adoptar la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura.

Los dispositivos conectados transmiten datos sobre la disponibilidad de las existencias y las fechas de caducidad a lo largo de la cadena de suministro para que los equipos de operaciones puedan asegurarse de que cada tienda tiene el inventario que necesita. Los sensores del IoT también pueden supervisar los entornos en los que se almacenan los productos, alertando a los empleados cuando las temperaturas, los niveles de luz y la humedad son demasiado bajos o demasiado altos. Los dispositivos IoT pueden incluso ajustar automáticamente el entorno para adaptarlo al producto que se almacena allí. Esto elimina la posibilidad de errores humanos y ayuda a las tiendas a eliminar los residuos.

Fabricación

Las fábricas inteligentes dependen de los dispositivos IoT para supervisar y transmitir información sobre el entorno de fabricación, equipos y productos, lo que activa los actuadores o alerta a los técnicos de los problemas que necesitan atención. La industria manufacturera ha estado a la vanguardia de la convergencia entre las IT y la IoT, aprovechando la automatización para aumentar la eficiencia y la producción, reducir los costos y ampliar las operaciones.

Tal vez uno de los casos más interesantes de convergencia IT/OT en la fabricación sean los sistemas de fabricación reconfigurables y la fabricación bajo demanda, donde los procesos de fabricación se inician y adaptan en respuesta a los pedidos de productos. La fábrica cambia las operaciones en función de lo que hay que fabricar, o incluso de cómo ha cambiado un pedido de producto establecido. Es una gran evolución  en la fabricación que depende de esta fusión y sincronización entre los procesos y la infraestructura de IT y OT.

Construcción

Puede que una empresa de construcción no tenga un departamento formal de IT, pero depende de los sistemas de información para hacer un seguimiento de los activos y recopilar información sobre los trabajos, los equipos y el personal. Esta información se incorpora directamente a las operaciones diarias, ayudando a los responsables de la construcción a coordinar el trabajo en múltiples emplazamientos y a minimizar el tiempo de inactividad no programado de las excavadoras, retroexcavadoras, hormigoneras, carretillas elevadoras, recogedoras y otros activos críticos. Las empresas pueden supervisar dónde se encuentran estos activos, cuándo fue la última vez que se revisaron, cuánto tiempo han estado en funcionamiento y en qué condiciones se encuentran, para luego planificar el mantenimiento y el trabajo en consecuencia.

La importancia de equilibrar las IT y las OT

Aunque la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura puede mejorar las operaciones de forma significativa, las organizaciones deben ser conscientes de encontrar el equilibrio correcto entre aprovechar las ventajas de la modernización de sus sistemas de OT a través de las integraciones de TI y, al mismo tiempo, garantizar el mantenimiento de la seguridad.

Superar el problema de la conectividad entre los sistemas de IT y OT representa la principal ventaja de la convergencia IT/OT. Pero conseguirlo de forma segura es también probablemente el mayor reto asociado a un proyecto de convergencia.

Los puntos fuertes de una operación convergente de IT/OT incluyen una relación menos aislada entre los departamentos de IT y OT de una organización, que se encontrarán trabajando más estrechamente para gestionar la tecnología convergente. Un efecto positivo de esto es la reducción de los costes de desarrollo, operativos y de soporte. Con el análisis de más datos de los equipos OT, se reducirá el tiempo de inactividad no planificado a medida que el mantenimiento predictivo sea más factible.

La mejora de la visibilidad, la gestión y la auditoría que hace posible la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura también da lugar a un mejor cumplimiento de las normas reglamentarias. Y lo que es más importante, al menos desde el punto de vista de los resultados, se traducirá en un uso más eficiente de la energía y los recursos, una reducción de los costos operativos y una mayor rapidez en la comercialización.

En contraposición a estos beneficios, están los retos y complicaciones de seguridad del IoT a los que se enfrentan las organizaciones cuando convergen los sistemas de IT y OT.

Tradicionalmente, los sistemas de OT no se han construido teniendo en cuenta la conectividad a Internet y, en muchos casos, los sistemas de OT de una organización pueden llevar instalados décadas más que sus sistemas de TI. Las ramificaciones de seguridad de estos factores deben tenerse en cuenta a la hora de embarcarse en un proyecto de convergencia, que requerirá que los sistemas OT se adapten con dispositivos IoT y controles de seguridad adecuados.

Una complicación adicional es que los sistemas OT, además de depender de ellos para mantener la infraestructura crítica, suelen estar distribuidos, lo que supone una mayor superficie de ataque. Estas vulnerabilidades pueden exponer las infraestructuras críticas al riesgo de espionaje y sabotaje industrial.

Una inversión que merece la pena

Aunque lograr la convergencia de IT/OT en procesos de manufactura puede llevar algo de trabajo, la ventaja para los fabricantes es que los beneficios de utilizar un sistema convergente pueden ser significativos.

Cuando las IT y las OT se integran a la perfección, los operarios de las fábricas tienen un control más directo sobre sus procesos de fabricación y la capacidad de supervisar sus operaciones. Pueden analizar fácilmente los datos de sistemas complejos en tiempo real, lo que desencadena un nuevo nivel de mejora en la toma de decisiones y la eficiencia operativa.