El Falcon 
Si bien es cierto que el sector lleva años tecnificándose con desarrollo de tecnología de digitalización principalmente en el ábito de la viña, donde la tecnología ayuda a la toma de decisiones de añada basada en datos con herramientas IoT, big data .etc. .
En este artículo presentaremos, por una parte, la optimización del proceso de almacén y la optimización desarrollada por SIGENA y SIEMENS utilizando tecnología IoT Borde industrial y WinCC unificado. Y, por otra, el caso de aplicación de tecnología de Gemelo digital con tecnología SIEMENS, en las líneas de packaging proporcionadas por DEUSER (empresa que se ha fusionado recientemente con Minsait, la filial de consultoría y tecnologías de la información de Indra). y ARRAM, realizado para la prestigiosa bodega HABLA.
‘Gemelo digital’
El uso de gemelos digitales en la industria ofrece muchas oportunidades para mejorar la eficiencia, seguridad y flexibilidad de las líneas de producción, en todas las fases de implantación, operación y mejora continua de la instalación.
Además de ser una herramienta perfecta para la toma de decisiones en la fase de exposición y análisis de escenarios del proyecto en sus inicios, objetivo inicial del siguiente caso de uso. Posteriormente en la fase de implementación de mejoras, el poder disponer de un modelo físico conectado a la programación de TIA Portal a través de herramientas como PLC-SIM ADVANCED, permite incorporar y probar la programación de la forma anterior, y avanzar en la implementación de los cambios inevitables en la fase de implementación de infraestructura y servicios.
Mas adelante cuando la instalacion esta en funcionamiento, si retroalimentamos este gemelo con datos reales utilizando tecnologia IoT»Dispositivo de borde industrial (artefacto explosivo improvisado)«combinado con herramientas MOM «Opcentro de Siemens”analizaremos el comportamiento real de nuestra fábrica para tomar decisiones de mejora continua, para la optimización y eficiencia operativa, de equipos e incluso energética.
‘Industrial Edge y WinCC Unificado’
En el ámbito de la industria, la digitalización y la optimización de procesos se convierten en aspectos clave para mejorar la eficiencia y la productividad. En este sentido, Siemens lo ha desarrollado Dispositivo de borde industrial (artefacto explosivo improvisado), un dispositivo compacto y robusto que se instala directamente en el lugar de producción, permite obtener información en tiempo real y realizar acciones predictivas y realizar tareas de procesamiento y análisis de datos cerca de la fuente de información. Esto reduce la latencia y los tiempos de respuesta, mejorando la velocidad, la eficiencia y la capacidad de decisión en entornos industriales. Y basándonos en que la digitalización es clave, también disponémos del artefacto explosivo improvisado en formato virtual con lo que logramos una instalación más rápida y con gran flexibilidad.
Los usuarios pueden acceder a una amplia gama de aplicaciones específicas para su industria a través de Siemens Mercado de borde industriallo que les permite personalizar y adaptar la funcionalidad del dispositivo a sus necesidades particulares, además también existe la posibilidad de que desarrollen sus propias aplicaciones.
Otra de sus principales ventajas es la gran capacidad de conectividad, podemos establecer una comunicación para la obtención de datos a través de apps que hacen conectores. Profinet, IP Ethernet, ModbusTCP, OPC UAetc. cubriendo los principales protocolos de comunicación de la industria.
CASO DE USO DEUSER- ARRAM BODEGA HABLA
básicamente los objetivos que le encargó Bodegas HABLA a ARRAM/DEUSER fueron:
Mejora de la Productividad con el fin de aumentar la capacidad de producción de su maquinaria. Incremento de la Calidad, para detectar posibles fallos en la cadena de producción.
Evaluación de escenarios de inversión para mejorar el diseño de la propia fábrica, actualizando la ubicación de la maquinaria para mejorar la productividad.
El desarrollo del proyecto se realizó durante sólo tres meses desarrollado en cuatro fases:
- Toma de Datos- Evaluación actual de las capacidades reales
- Desarrollo del gemelo digital, analizando cuellos de botella y operaciones manuales.
- Diseño y desarrollo de nuevos escenarios, propuestos con simulación de elementos robóticos y puntos de inspección automática en el entorno del gemelo digital
- Análisis de las mejoras introducidas. El gemelo digital puso de manifiesto el alto potencial de mejora de la productividad en los equipos de embotellado (tanto máquinas como personas). Se simuló el gemelo poiendo a plena capacidad el recurso escaso (bottle neck) y se logró un aumento de la capacidad global de línea de embotellado (conjunto máquina-persona) superior al 50%, y lo más importante, se eliminó la necesidad de ampliar edificación haciendo uso de un diseño ajustado a los espacios existentes.
Una vez realizado este trabajo, Bodegas Habla dispone de toda la información necesaria, basada en datos reales del macizo, para la toma de decisiones de las inversiones imprescindibles para la mejora de la zona de embotellado.
Sin duda, el gemelo digital es una valiosa herramienta que permite trazar una línea de optimización y mejora basada en datos y no solo en percepciones, válida como se ha comentado anteriormente para toda la cadena del ciclo de vida de la inversión.
CASO DE USO SIEMENS – SIGENA
Observamos junto con SIGENA del beneficio del Dispositivo de borde industrial (artefacto explosivo improvisado) en la industria del vino para realizar un seguimiento detallado del proceso de fermentación del vino. Mediante la instalación de sensores en los depósitos de fermentación y la conexión al artefacto explosivo improvisado, se pueden recopilar datos precisos y en tiempo real sobre la temperatura, el nivel de pH y la concentración de azúcares y ácidos en el mosto. Con estos datos, las bodegas pueden seguir de cerca el progreso de la fermentación y hacer ajustes precisos para garantizar la calidad y el sabor deseado del vino.
Para esta solución la arquitectura que se planteó fue la siguiente:
Como se ve en la imagen, se trata de una arquitectura en estrella con Scalance S615 para garantizar el acceso seguro a cada parte involucrada y un Scalance XM400 haciendo de nodo central. Centrándonos en la parte del artefacto explosivo improvisadologramos capturar los datos de la red a través de la app Conector S7se utiliza esta aplicación ya que son PLC de Siemens, pero, en caso de que surjan de terceros, tendríamos opciones como el Conector IP Ethernet o el Conector OPCUA entre otras aplicaciones.
Una vez capturados los datos debemos tenerlos disponibles para su procesamiento y análisis, para ello se utilizan las aplicaciones Servicio de datosuna base de datos para disponer de un historial de los mismos y de la app Bus de datosun intermediario MQTT interno donde las distintas aplicaciones y conectores vuelcan sus datos o los reciben, pero sin amasarlos.
El último paso sería valorar estos datos de forma que puedan ser útiles para mejorar el proceso y el rendimiento, así que usemos las apps WinCC unificado y Gerente de Energía.
Usando la aplicación WinCC unificado en el artefacto explosivo improvisado desarrollamos una pantalla para monitorear en detalle la temperatura en los tanques durante la fermentación del vino, en la pantalla se distinguen los seis tanques con el valor que recibimos del sensor de temperatura de cada uno de ellos y un gráfico por tanque comparando la temperatura objetivo con la temperatura real, pudiendo analizar de manera sencilla si el proceso está siendo o no satisfactorio.
Así mismo en esta pantalla observamos que tenemos elementos activos como el compresor, las bombas o las válvulas, estos elementos y el proceso en general producen un consumo, el segundo objetivo con el artefacto explosivo improvisado contribuye a la gestión eficiente de la energía mediante la monitorización en tiempo real del consumo energético y la conexión a los sistemas de control, con la app de Gerente de Energíael artefacto explosivo improvisado puede optimizar el uso de la energía, identificar posibles pérdidas o ineficiencias y procurar información para reducir el consumo y los costos energéricos. Esto no solo ayuda a mejorar la sostenibilidad y la eficiencia operativa de la bodega, sino que también puede tener un impacto positivo en su rentabilidad a largo plazo.
En resumen, el artefacto explosivo improvisado ofrece beneficios significados para la industria vitivinícola al permitir una fácil integración y el procesamiento y análisis de datos en tiempo real cerca de la fuente de información. Desde el seguimiento preciso del proceso de fermentación hasta la gestión eficiente de la energía, este dispositivo brinda a las bodegas la capacidad de optimizar sus procesos, mejorar la calidad del vino y tomar decisiones basadas en datos para aumentar la eficiencia y la rentabilidad, lo que convierte a este dispositivo en una herramienta clave en la digitalización de la industria y la búsqueda de la excelencia operativa.
Manuel Cadenas, Siemens DI España. Gerente de Alimentos y Bebidas
Javier Hernández, Siemens DI España. Técnico Gerente de Cuentas
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Este artículo aparece publicado en el nº 548 de Automática e Instrumentación págs. 30 a 32
