Lista de tecnologías de innovación en automatización global actuales
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Prólogo: Puede haber muchas Las autoridades industriales estarán preocupadas por el estado actual de la innovación en la industria de la automatización. Como siempre, los líderes de la industria deben mantener la cabeza despejada para impulsar las tecnologías de automatización avanzadas, con un ritmo de desarrollo realista que respalde y sostenga las ventajas de ganancias y productividad. Este artículo mostrará que la innovación y el avance tecnológico dentro de la industria de la automatización industrial están en marcha.
PC Driver
James Truchard, presidente y director ejecutivo del proveedor de automatización National Instruments en Austin, Texas, dio en el blanco. "En los últimos 10 años, la innovación más significativa en automatización ha venido de la combinación de tecnología de computadoras personales (PC) y equipos industriales. A menudo se pueden ver versiones industriales de procesadores de punto flotante y DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio) en las tecnologías actuales. productos de control industrial, dispositivos de almacenamiento de estado sólido como tarjetas CompactFlash (CF), chips Fast Ethernet y matrices de puertas programables en campo (FPGA)", dijo Truchard. "Esto permite a los proveedores y usuarios finales desarrollar software más potente que tiene la flexibilidad y disponibilidad de los sistemas de control de PC y se ejecuta de manera confiable en sistemas operativos en tiempo real. Los analistas de ARC Consulting Group denominaron a estos dispositivos controladores de automatización programables: PAC. En comparación con los PLC ( Controladores lógicos programables), los PAC ofrecen la misma durabilidad y confiabilidad, pero tienden a ser más rápidos y flexibles "
Este tema de los sistemas abiertos se lo lleva Peter ZorNIo. *** Ming, director de estrategia de Emerson Process Management. , otro proveedor de automatización con sede en Austin, Texas, reflexiona sobre sus años en la industria del control de procesos. "Desde aproximadamente 1993 hasta aproximadamente 2002, cada proveedor gastó mucho dinero en desarrollar sistemas abiertos", señaló Zornio. "Hemos pasado de construir sistemas de automatización con redes y hardware dedicados para propósitos específicos a los sistemas de automatización abiertos de hoy. Sin contar los controladores y dispositivos reales, los sistemas de automatización de hoy ya utilizan las mismas tecnologías subyacentes que los del mundo de la tecnología de la información (TI).
"Los clientes quieren una fácil integración y hardware de bajo coste del mercado de PC", añadió Zornio, "pero no se benefician de un mayor soporte técnico y de seguridad". Ahora están regresando, lo que acelerará la innovación en la siguiente área. "
La empresa de Zornio ha invertido mucho en tecnología de comunicación inalámbrica. También señaló: "Por supuesto, yo diría que la tecnología de comunicación inalámbrica es un avance importante. "Según su análisis, es posible que la tecnología de comunicación inalámbrica aún no tenga un impacto transformador en los sistemas de automatización actuales como algunos avances tecnológicos del pasado. Sin embargo, Zornio predice que la innovación continua en la tecnología de comunicación inalámbrica tendrá un impacto significativo en los sistemas de automatización del futuro.< / p>
Sujeet Chand, vicepresidente senior y director de tecnología de Rockwel Automation, con sede en Milwaukee, vincula la información y las comunicaciones "El desarrollo de la tecnología de la información y las comunicaciones es transformador para el ciclo de vida del diseño, operación y mantenimiento de la industria. Impacto de los sistemas de automatización", dijo.
Impacto de las redes
"Durante la fase de diseño, los desarrollos en mecatrónica y tecnología de simulación nos permiten simular y verificar el rendimiento de las máquinas y la fabricación. sistemas antes de su construcción. Gracias al flujo de información bidireccional, el ciclo de vida 'CAD a pieza' ahora puede ser continuo. Esto permite a las empresas manufactureras impulsar mejoras continuas en el tiempo de comercialización, la calidad y el rendimiento.
Chand señaló: "En la etapa de operación y mantenimiento del ciclo de vida, la rápida adopción del estándar Ethernet en la automatización industrial y la aplicación de estándares de interoperabilidad de red están haciendo posible integrar los sistemas de TI y los negocios con las fábricas, y ayudar a las empresas manufactureras a promover la optimización general de toda la planta y de la cadena de suministro. "
Muchas personas consideran que la creación de redes en general es una innovación importante. "El control de seguridad basado en estructuras de bus comunes ha sido la clave de la innovación actual", afirmó Raj Batra, presidente de la división de automatización industrial de Siemens Industry en Alpharetta, Georgia. Una de las tecnologías innovadoras más influyentes. Los controles de seguridad programables representan un cambio de paradigma. Los ahorros en costos de productividad y el desarrollo de la tecnología de redes han hecho que este mercado sea muy rápido. "
Dave Skelton, director de automatización del proveedor Phoenix Contact USA en Middletown, Pensilvania, dijo: "Veo la innovación de manera muy parecida a como lo hizo Thomas Edison: 'No quiero llegar a algo que no vende", "En cuanto a los inventos antiguos que promueven el progreso de la automatización actual, también mencionó la red". La industrialización de la tecnología de comunicación comercial, especialmente la infraestructura Ethernet y la tecnología de comunicación inalámbrica, puede considerarse como el mayor impacto en la automatización actual. en los últimos años. Digo esto por el éxito de ventas. Esto brinda a la comunidad de TI la oportunidad de involucrarse con la fabricación de una manera sencilla. "
"Ciertamente, la aparición y la adopción generalizada de Ethernet y el Protocolo de Internet (IP) como estándares de comunicaciones industriales viables son las innovaciones más importantes en automatización de la última década", afirmó Ben Orchard, experto en tecnología con sede en California. ingeniero de aplicaciones del proveedor de automatización Opto 22, con sede en Temecula, tiene una observación constante sobre la importancia de las tecnologías de redes comerciales: "La ausencia de Ethernet e IP reducirá en gran medida la interoperabilidad entre los equipos y sistemas de automatización. Esto ofrece a los usuarios múltiples opciones a la hora de decidir qué interfaz física o protocolo de aplicación es mejor para una aplicación en particular. "
Chris Will, director de tecnología de Apriso, un proveedor de software en Long Beach, California, se centra en el desarrollo de software. "Por supuesto, el primero es XML (lenguaje de marcado extensible) y su sucesor, el Los servicios web, las arquitecturas orientadas a servicios (SOA) y las suites de gestión de procesos empresariales introducen a las organizaciones en el ámbito de la automatización y merecen el título de innovación. Todos los principales proveedores de infraestructura de software están impulsando estas tres tecnologías en la actualidad. "
Capacidades de integración
Sloan Zupan, gerente de proyectos del proveedor Mitsubishi Electric Automation Co., Ltd. en Vernon Hills, Illinois, piensa de otra manera. "La innovación más importante es integrar diferentes reglas de control Inteligentemente integrados en una plataforma de control. Esto incluye cosas como PLC, robots, controladores numéricos de computadora (CNC), interfaces hombre-máquina (HMI) y sistemas de visión. La combinación de estas tecnologías permite a los usuarios elegir la combinación correcta de reglas de control para cada aplicación. "
Peter Terwiesch, director de tecnología del proveedor de automatización ABB Ltd. en Zurich, Suiza, añadió: "Los avances en las capacidades de integración, el acceso remoto, la inteligencia de los equipos y activos en sí, junto con la interacción pasada. la unificación de protocolos de comunicación competitivos brinda a los usuarios la capacidad de optimizar sus activos. Si bien los dispositivos se han vuelto más inteligentes durante la última década, tiempo durante el cual los microprocesadores han penetrado profundamente en el ámbito de los dispositivos de campo y han proporcionado una gran cantidad de información operativa y de diagnóstico, el verdadero valor de esta información solo puede ser cuando los clientes tienen acceso a ella. logrado", dijo Terwiesch.
"Además, los avances en la tecnología de acceso remoto, que luego puede utilizar información de equipos en ubicaciones peligrosas o de difícil acceso, ayudan a los clientes a obtener todos los datos que necesitan para obtener con precisión evaluar la situación de producción o prevenir posibles problemas", agregó. "La implementación de la comunicación inalámbrica permite obtener información de diagnóstico de dispositivos inteligentes, mientras que las conexiones de comunicación anteriores determinaban que solo podían transferir datos del proceso.
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A través de la observación de una planta de procesamiento, Jason Urso, vicepresidente de tecnología del proveedor de sistemas de procesos Honeywell Process Solutions, enumeró varias innovaciones tecnológicas que tienen un impacto en la automatización y las operaciones de la planta. "Eficiencia del operador Herramientas y mejores Las prácticas para la gestión de excepciones (gracias a la moderna tecnología de imágenes y visualización y las innovaciones en las herramientas de gestión de alarmas), junto con herramientas de gestión para reducir la inundación de alarmas, son las innovaciones más importantes del pasado. La aparición de sistemas abiertos permite a las fábricas que utilizan sistemas tradicionales conservar su control y su infraestructura de entrada/salida (E/S) al migrar HMI (interfaz hombre-máquina). Las comunicaciones inalámbricas industriales están permitiendo mejoras significativas en eficiencia y costes. Finalmente, la información de diagnóstico obtenida de instrumentos de campo que utilizan HART o Foundation Fieldbus está permitiendo que las fábricas sean más proactivas en el mantenimiento de los instrumentos. "
Scott Hibbar, vicepresidente de tecnología del fabricante de equipos discretos Bosch Rexroth Corp., señaló tres innovaciones que impulsan la tecnología de automatización actual. "La primera es la aceptación de la industria y la integración del control de movimiento de precisión en la automatización de fábricas. . Lo que hace una década era una tecnología de nicho principalmente para equipos de corte de metales de precisión, ahora es la corriente principal en casi todos los segmentos de automatización", afirmó el ejecutivo del proveedor. "El siguiente paso es la integración del movimiento y la lógica. Por último, los buses de campo basados en Ethernet satisfacen las necesidades de las aplicaciones de automatización y también funcionan junto con otras tecnologías de la información en entornos de fabricación. "
Chand de Rockwell dijo: "En el futuro, a través de la proliferación de tecnología de detección avanzada y tecnología de comunicación inalámbrica, el uso continuo de Ethernet, el uso más amplio de tecnología de control avanzada y métodos de producción sostenibles y seguros, Seguiremos viendo cómo las plantas de fabricación actuales se transforman en fábricas y redes de suministro optimizadas. "
Zornio de Emerson Process ha identificado las comunicaciones inalámbricas como una invención del pasado que impulsa la automatización actual y una tecnología que impulsará las futuras innovaciones en automatización. Se trata de otra gran cosa: un gran cambio". reducir la complejidad", añade. Lo llama diseño centrado en el ser humano. "En el pasado, en los años 80 y 90, si aparecía una nueva tecnología y pensabas que iba a aportar algún beneficio, los clientes decían genial, pero' tengo que contratar a la gente que necesito. 'Seamos realistas. La PC no es para los débiles de corazón. Que la tecnología sea demasiado difícil de utilizar ya no es una excusa. Basta con mirar el iPhone. Lo mismo ocurre en el campo de la automatización. "
Batra de Siemens cree que la clave para la innovación futura es la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), la estrecha integración del diseño con las estrategias de fabricación. "La combinación de la fábrica real y el mundo virtual conducirá a la forma en que la empresa hace negocios. Un gran cambio de paradigma: la fábrica digital. "
Russ Agrusa, presidente y director ejecutivo de Iconics, un proveedor de software de fabricación con sede en Foxborough, Massachusetts, dijo que el último sistema operativo del gigante del software Microsoft Corp., Windows 7, "cambia las reglas del juego". . "Y continuó: "La tecnología multitáctil del nuevo Windows 7 y sus funciones fáciles de usar hacen que la comunicación con las operaciones del fabricante sea más natural.
Rashesh Mody, vicepresidente de cartera y estrategia de Invensys Operations Management (IOM), proveedor de automatización con sede en Plano, Texas, cree que "la computación en la nube puede ser un cambio asombroso". En segundo lugar está la virtualización y la emulación de subprocesos. Esta tecnología tiene como objetivo principal reducir el costo de propiedad de recursos de TI. Los procesos de negocio también recibirán un enfoque innovador, cómo interactuar con nuestros clientes e integradores y cómo gestionar los flujos de trabajo. Todas estas son extensiones del hilo conductor de cómo gestionar la información. "
Esta nueva tendencia que está ganando amplia atención en el campo de la tecnología de "computación en la nube" también se denomina "Software como servicio (SaaS)".
Esta tecnología requiere que las aplicaciones y los datos se almacenen en un servidor host remoto (la "nube"), al que los clientes pueden acceder desde cualquier lugar en cualquier dispositivo conectado a Internet con capacidades de visualización suficientes para ver los resultados.
Wayne Morris, director ejecutivo del proveedor de software myDials, prevé la integración de la industria de la información y las perspectivas corporativas a través de componentes SaaS. Predijo: "A lo largo de toda la cadena de valor, las tecnologías emergentes impulsarán el control de la automatización de procesos y las tecnologías de inteligencia de fabricación empresarial combinadas con avances tecnológicos de procesos amplios, holísticos y continuos. Estas medidas incluyen la combinación y correlación de indicadores de rendimiento en toda la cadena de valor, Near". actualizaciones de métricas en tiempo real habilitadas por el procesamiento continuo de métricas en lugar del procesamiento de información de cubos OLAP (procesamiento analítico en línea) basado en lotes, visualización y análisis de métricas intuitivos e interactivos impulsados por la tecnología Web 2.0 y gestión amplia y habilitada para SaaS de cadenas de suministro completas. cadenas de demanda y canales de distribución para múltiples empresas. "
Michael Saucier, director ejecutivo de Transpara, otro proveedor de software con sede en Pleasanton, California, espera aprovechar la revolución de la información que combina bases de datos abiertas con redes inalámbricas y conectividad de dispositivos para innovar el futuro de la entrega de información.
"De cara al futuro", dijo Saucier, "yo diría que la adopción explosiva de dispositivos inteligentes será el factor más importante que impulse las operaciones de automatización y fabricación. Creo que apenas estamos comenzando a aprovechar el potencial del desarrollo de aplicaciones móviles de inteligencia empresarial. La gente se da cuenta cada vez más de que los teléfonos móviles se pueden utilizar para algo más que enviar correos electrónicos y actualizar resultados de béisbol. Puede almacenar cualquier tipo de datos comerciales, operativos o de fabricación en su teléfono siempre que tenga en cuenta las especificaciones al planificar su implementación. La inteligencia empresarial móvil es una poderosa aplicación de asistentes digitales personales en la fabricación. "
Tecnología de visualización
La llegada de trabajadores móviles y conectados no puede ser sólo una fantasía pasajera", afirmó Doug Donzelli, director ejecutivo y vicepresidente de ingeniería de Apprion, un proveedor de automatización con sede en Mountain. View, California, la tecnología de comunicación inalámbrica es la base para la transformación hacia "trabajadores en tiempo real, móviles y de alta productividad". Las empresas pueden utilizar la comunicación inalámbrica para transferir datos a las manos de los trabajadores. "La segunda tecnología impulsora será OLED. (diodos orgánicos emisores de luz)". Imagine que los trabajadores pudieran desplegar una pantalla de video de 4 por 8 pies en el lugar de trabajo, en lugar de una pantalla de 2 por 3 pulgadas. Además, la calibración de seguridad inherente de OLED es Clase 1 Div 2. Entonces, al combinar información en tiempo real, comunicaciones inalámbricas, canales de datos más grandes y mejores pantallas, ¿los trabajadores móviles saldrán con ellos de la sala de control?"
Truchard de National Instruments, en la mayor parte de su investigación se centra en los aspectos de chip y programación de la automatización y señaló: "Si bien los PAC representan la última generación de controladores programables, el futuro de los PAC depende de la incorporación de tecnología integrada. Un ejemplo es la capacidad de utilizar software para definir hardware. "
Considere los conjuntos de puertas programables en campo". Los FPGA son dispositivos electrónicos comúnmente utilizados por los fabricantes de componentes electrónicos para crear chips personalizados que incorporan inteligencia a nuevos dispositivos. Estos dispositivos incluyen tres componentes principales: módulos lógicos configurables que pueden realizar diversas funciones, interfaces de interconexión programables que actúan como interruptores para conectar módulos funcionales y módulos de E/S que pasan datos dentro y fuera del chip. Al definir la funcionalidad de los módulos lógicos configurables y la forma en que se conectan entre sí y a las E/S, los diseñadores de electrónica pueden crear chips integrados personalizados sin incurrir en el gasto de producir un ASIC (chip de circuito integrado de aplicación específica) personalizado. Una FPGA es como una computadora que puede reconectar sus circuitos internos para ejecutar una aplicación específica", explica Truchard.
Terwiesch de ABB predice tres áreas de innovación. "En la visualización, la tecnología de visualización definitivamente logrará avances significativos en términos de procesos y la cantidad de información disponible en tiempo real.
La capacidad de centrarse en un conjunto de datos específico o estado de proceso en tiempo real aumentará la productividad de los operadores y gerentes de planta. La capacidad de simular de forma realista, en tiempo real, lo que sucederá si se realiza una acción específica, sin poner al operador en un entorno o posición peligrosos, producirá enormes resultados en términos de eficiencia y seguridad del proceso. También veremos un uso más amplio de tecnologías de virtualización de redes automatizadas, que requieren solo una fracción del hardware físico necesario para ejecutar un proceso (por ejemplo, un proceso que requiere 14 servidores puede requerir solo 2): estándares continuamente unificados. "
Urso de Honeywell añadió: "En primer lugar, las comunicaciones inalámbricas seguirán teniendo un enorme impacto en la industria de la automatización. En segundo lugar, veremos una mayor tecnología de detección en las fábricas. Veremos el surgimiento de nuevas tecnologías de detección innovadoras, incluidos nanosensores y tecnología de video con algoritmos de análisis asociados. En tercer lugar, el servicio y soporte remotos desempeñarán un papel más importante en la mejora de la eficiencia de las fábricas. Finalmente, a través de la integración de aplicaciones comerciales y de operador en la consola de operaciones, esperamos ver más plantas transformar los datos de los procesos en conocimiento procesable. Los operadores se convertirán más en optimizadores de negocios que en operadores de procesos. "
"No sólo veo nuevas tecnologías Ethernet y basadas en PC que lideran la innovación en la fabricación y la automatización", afirmó Graham Harris, presidente del proveedor Beckhoff Automation LLC en Burnsville, Minnesota. "Alta capacidad, equipos centralizados que incorporan soluciones de ingeniería más avanzadas. Se puede pensar que esto aportará mayores capacidades multitarea al controlador de automatización. Esto generalmente se hace mediante una única PC industrial equipada con un moderno procesador multinúcleo, que no es solo un controlador que cubre PLC (controlador lógico programable), automatización, control de movimiento y HMI (controlador de interfaz hombre-máquina) en un solo controlador, sino también se extiende para incluir varias formas de medición de alta precisión, monitoreo de condición e incluso robótica/cinemática. "
Reducir el consumo de energía
John Kowal, un consultor independiente de automatización de embalajes en Chicago, cree que las nuevas tecnologías que incluyen multimedia a bordo simplifican en parte la formación y la experiencia práctica. Espera ver algo Los criterios de calificación similares a los de Energy Star se basan en la eficacia global del equipo (OEE) de las máquinas. Además, prevé el desarrollo de la cooperación transfronteriza desde una perspectiva cultural más que técnica.
Zupan, de Mitsubishi, cree que esto se integrará. Las tecnologías de TI, como los marcos orientados a servicios que se incluyen en las plataformas de automatización, tendrán el mayor impacto. "Los clientes esperan un mayor nivel de integración de los equipos de automatización con la TI para una mejor gestión de activos operativos, gestión de inventario, programas de producción y rendimiento clave. reporte de indicadores y gestión remota. "
Hibbar, de Bosch Rexroth, cree que los estándares de comunicación abiertos y el mercado de la automatización mediante redes estimularán la innovación futura. Y añade: "El consumo de energía, ya sea en términos de impacto medioambiental o de consumo de recursos energéticos tradicionales. En general, la sociedad verse afectados por el consumo de energía. Dado que la fabricación consume un tercio de la energía producida, habrá mucho interés en cómo la tecnología de automatización puede gestionar mejor el consumo de energía en los entornos de producción. "
Para los futuros ingenieros que utilizarán estas nuevas tecnologías para inventar y crear, Truchard añadió algunos consejos. "Con el enfoque en la ingeniería ecológica y la tendencia de integrar tecnología integrada en muchos aspectos de los sistemas de automatización, durante un Para los ingenieros, centrarse en una forma de ingeniería pronto ya no será suficiente. Durante los próximos 5 a 10 años, las plataformas de desarrollo estándar y las herramientas de abstracción de alto nivel revolucionarán la forma en que los ingenieros diseñan sistemas de automatización integrados. A través de herramientas de creación de prototipos digitales, los ingenieros han incorporado algoritmos de medición y control en sus modelos mecánicos. También programan sistemas integrados y reconfiguran FPGA a través de lenguajes de programación gráficos de alto nivel. Gracias al aumento de los datos de medición, las herramientas de software de mayor nivel y los controladores de automatización integrados más potentes, los ingenieros están bien equipados para diseñar una nueva generación de equipos de producción eficientes y de alto rendimiento. "