En la era de la Industria 4.0, las soluciones “todo en uno” pueden parecer atractivas, pero es una opción costosa y con riesgos a medio y largo plazo. Entrevistamos a David Camacho, de Mapex, para entender por qué seguir el modelo ISA-95 es clave para una digitalización eficaz y sin complicaciones.
En el mundo de la Industria 4.0, es fácil dejarse llevar por promesas de soluciones que lo cubren todo. Pero ¿realmente funciona así?
Hablamos con David Camacho, especialista en Transformación Digital del equipo de Pre-Sales de Mapex, para entender por qué es tan importante respetar los distintos niveles definidos por el estándar ISA-95 y qué riesgos se asumen cuando esto no se hace correctamente.
Entrevista a David Camacho, especialista en Transformación Digital del equipo de Pre-Sales de Mapex
¿Qué es exactamente la pirámide ISA-95 y por qué es tan relevante en los proyectos de digitalización?
La ISA-95 es un estándar internacional desarrollado por la International Society of Automation que define cómo deben estructurarse los distintos niveles tecnológicos de automatización y control industrial y cómo debe ser la comunicación entre ellos. Aunque se desarrolló inicialmente como un estándar estadounidense, se ha adoptado como estándar internacional en la norma IEC/ISO 62264.
Su objetivo es facilitar que los diferentes sistemas que participan en la automatización digital trabajen juntos de forma eficaz y escalable.
Cada nivel definido en el estándar tiene un rol asignado, unas tecnologías propias y por tanto unos profesionales especialistas en dichas tecnologías. Respetar esta estructura permite digitalizar y escalar operaciones de manera ordenada, evitando soluciones aisladas o incompatibles.
¿Cómo se estructura cada nivel dentro de la pirámide ISA-95?
La ISA-95 divide la tecnología industrial en cinco niveles, que van desde el proceso físico en planta hasta la gestión del negocio.
Cada nivel tiene su rol y, sobre todo, sus tecnologías propias. Entender la separación entre niveles es clave para integrar tecnologías en proyectos de digitalización.
En la base o nivel 0 está el proceso físico en sí, compuesto por la maquinaria y los operarios principalmente. Nada de automatización ni digitalización todavía en este nivel.
El nivel 1 corresponde a las tecnologías involucradas en la detección y manipulación de los procesos físicos, como pueden ser sensores y actuadores, que permiten saber qué está pasando en la máquina y actuar sobre ella. Estos dispositivos están conectados a dispositivos PLC (Programmable Logic Controller), que son controladores con programas de bajo nivel capaces de reaccionar en milisegundos.
El nivel 2 corresponde a los sistemas HMI (Human Machine Interface) y/o SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), que se centran en el control y la supervisión de las máquinas. Se conectan directamente con los PLC y ya incluyen una interfaz para humanos que les permite supervisar y controlar en tiempo real el estado de la maquinaria y los procesos que ejecuta.
Hasta este nivel 2 estamos centrados en las tecnologías de control estricto de los procesos físicos u OT (Operational Technology).
¿Y qué ocurre a partir del nivel 3?
A partir del nivel 3 damos el salto hacia las tecnologías de control de procesos lógicos o IT (Information Technologies). Es donde entran en juego herramientas de software orientadas íntegramente a su uso por humanos, como el MES y el ERP, que son las herramientas principales del nivel 3 y 4 respectivamente.
¿Puedes explicarnos el rol de cada una de estas soluciones?
El MES ya no controla directamente la máquina o el proceso físico. Lo que le corresponde es gestionar procesos lógicos u operacionales, como la producción, la calidad, la trazabilidad, el mantenimiento, la logística interna, etc.
Para hacerlo, recoge de forma automática datos proporcionados por el nivel inferior, como contajes de producción, señales de estado de la maquinaria, parámetros de control del proceso como presiones, temperaturas, datos de dosificadores o de básculas, etc.
El MES transforma los datos generados en el nivel físico en información de valor para el proceso, permitiendo así a los humanos que deben gestionar la planta conocer el estado de los procesos y tomar decisiones sobre ellos.
Por ejemplo, saber si el plan de la producción se está cumpliendo y reaccionar a retrasos, saber si el producto fabricado cumple con especificaciones o no, y decidir cambios en el proceso para corregir desviaciones, garantizar un flujo de aprovisionamiento de material desde almacén a planta que elimine esperas, etc.
Y en el nivel 4 está el ERP, que se debe comunicar con el MES para enviar y recibir los datos necesarios para controlar el cumplimiento de los procesos administrativos y logísticos de la empresa: planificación de la producción, expedición y venta de producto terminado, control de stocks y compra de materia prima, contabilidad y finanzas, recursos humanos, etc.
¿Cuáles son los riesgos de no respetar estas fronteras?
Si optas por implantar una solución de tipo vertical, que mezcla funciones de distintas capas dentro de una misma herramienta de software, es muy probable que esta solución sea demasiado rígida, y que, a medio plazo, cuando debas actualizar la maquinaria de la planta o hacer cambios en los procesos de producción, te encuentres con que la reconfiguración necesaria para adaptarse a los cambios será casi tan cara como una nueva implantación desde cero.
Cada nivel necesita tecnologías específicas, se debe ocupar de lo que le corresponde, y la comunicación entre los niveles debe ser flexible y abierta, utilizando protocolos lo más universales posibles, como el nuevo estándar OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) para el intercambio de datos entre niveles OT e IT, o como API (Application Programming Interface) para el intercambio de datos entre herramientas de software en los niveles superiores.
Saltarse eso y optar por soluciones verticales cerradas, a medio y largo plazo, sale más caro.
¿Es posible que un solo partner cubra todas las capas?
Puede ser, pero no con un único producto o herramienta.
Un partner tecnológico que quiera cubrir todo el proceso de digitalización debería ofrecer una solución específica para cada nivel, con una comunicación e integración de datos abierta y configurable entre ellas, y con un buen personal técnico y de soporte especialista en cada uno de los niveles.
Sólo así puedes garantizar que la evolución futura del negocio no se verá limitada por rigideces provocadas por soluciones no estándar o no escalables.
Lo que no es nada recomendable es que alguien que está especializado en una capa te prometa que puede “extender” su solución para cubrir el resto, saltándose la jerarquía de niveles de la que hemos estado hablando.
¿Qué ventajas tiene trabajar con partners especializados por capa?
Muchas. La primera, la calidad del servicio. Como cada uno se centra en lo que realmente conoce y domina, garantizamos un servicio profesional en todos los niveles.
En segundo lugar, la ventaja de la comunicación transparente entre los niveles, reduciendo así el coste de futuras evoluciones como, nuevas líneas de producto, sustitución de maquinaria, etc.
En nuestro caso, Mapex incluye una capa de integración de datos abierta y configurable basada en web service API que facilita la comunicación con cualquier ERP moderno del mercado, y también un servicio de captura de datos desde planta abierto y configurable, totalmente adaptado al nuevo estándar OPC UA, y que también incluye protocolos específicos de fabricantes de maquinaria y sistemas auxiliares como etiquetado, pesaje, etc.
Así, podemos adaptarnos tanto a cambios de ERP como a cambios de maquinaria o sistemas de planta de forma transparente y no traumática, porque sólo tenemos que adaptar nuestras interfaces de comunicación para mapearlas contra los nuevos elementos.
¿Cómo repercute esto en el ahorro de costes?
Trabajar con partners especializados por capa reduce el coste de la transformación digital a medio y largo plazo, aunque al principio parezca todo lo contrario, porque estás comprando tres o cuatro productos en lugar de uno sólo.
Pero al comprar el producto adecuado para cada nivel, garantizas todo lo dicho anteriormente y que tu proceso de transformación digital soportará no sólo la situación actual de la compañía, sino cualquier situación futura que se dé a causa de cambios en el mercado, en la propia compañía, en los procesos, en la maquinaria, en las leyes y normativas, etc.
Esto tiene un valor estratégico muy importante, casi diría que incalculable.
¿Cuál sería tu mensaje final para una empresa que quiere digitalizar su fábrica?
Que apuesten por soluciones estándar e integrables, y por partners que respeten las capas del modelo ISA-95.
En el proceso de transformación digital, no se trata de tener un único interlocutor, sino de tener los interlocutores adecuados en cada nivel. Así aseguras que la solución pueda crecer y evolucionar con tu negocio y adaptarse con facilidad a las necesidades actuales y futuras de tu fábrica.
