Rumbo a operaciones autónomas

La automatización en las industrias de procesos ha recorrido un largo camino en un período de tiempo relativamente corto. Cien años atrás, el operador humano era el principal operador del proceso, utilizando indicadores locales rudimentarios más sus propios sentidos para saber cuándo tocar una válvula aquí o allá a fin de mantener el proceso en línea. Los controladores neumáticos se encontraban en su infancia y la sintonía de lazos era más un arte que una ciencia.

En los años subsiguientes, las industrias de procesos se beneficiaron considerablemente de la automatización electrónica y luego digital. Tsuyoshi Abe, vicepresidente de Yokogawa Electric Corp., señala que “las industrias de procesos se beneficiarán aún más al pasar de una mera automatización a operaciones cada vez más autónomas”.

La autonomía difiere de la automatización en muchos aspectos. En primer lugar, la definición de autonomía industrial es tener activos y operaciones de planta con capacidades de aprendizaje y adaptivas capaces de brindar una respuesta con una mínima interacción humana, empoderando a los operadores para realizar tareas de optimización de mayor nivel. De esta forma, las plantas podrán operar, aprender, adaptarse y prosperar en el entorno de mañana.

La automatización implica una secuencia de tareas preprogramadas altamente estructuradas, cada una de las cuales requiere supervisión humana con la posibilidad de intervenir. Por ejemplo, un operador podría ser responsable de poner en marcha una unidad de forma segura o iniciar un cambio de una materia prima a otra.

La autonomía va más allá de la automatización ya que agrega capas de sensado inteligente y cognición de máquina para anticipar y responder a circunstancias imprevistas, eliminando en definitiva la necesidad de una intervención humana. En una operación completamente autónoma, el sistema es responsable de todos los aspectos de la operación, desde puesta en marcha hasta un apagado seguro.

¿Qué impulsa a las industrias de procesos hacia una mayor autonomía en sus operaciones? Primero está el persistente rol del error humano como causa más común de accidentes industriales. Luego, para empeorar las cosas, los procesos industriales se han vuelto más complejos en los últimos años y el personal responsable de las operaciones se ha ido retirando y reemplazado por operadores menos experimentados. Al mismo tiempo, las empresas buscan mejorar la seguridad del operador y optimizar la calidad de producto y la eficiencia.

En consecuencia, para alcanzar todos estos objetivos, es necesario definir claramente los roles de los humanos y de las máquinas.

Muchas empresas apuntan a tener operaciones remotas no gestionadas, lo cual es particularmente cierto en instalaciones complejas, remotas y peligrosas. Por ejemplo, en una reciente encuesta en la industria de petróleo y gas, la respuesta fue unánime: “Necesitamos autonomía industrial, y necesitamos que sea más temprano que tarde". Está claro que la autonomía en la industria será algo inevitable a largo plazo…

Dentro de este contexto, los factores más importantes a abordar son el cambio necesario de cultura y mentalidad corporativa y disponer de recursos humanos con competencias de transformación digital.

También se requieren acciones para resolver todos estos temas en relación a empresas y sus empleados.

La transición de la automatización industrial a la autonomía industrial ya está en marcha, pero no ocurrirá de la noche a la mañana. En una reciente encuesta de Yokogawa entre usuarios finales de la industria de procesos, alrededor de un tercio de los encuestados señalaron que las operaciones primarias en sus plantas o instalaciones están en un nivel de madurez que se puede definir como automatizado, es decir, con la tecnología de operaciones a cargo de procesos seleccionados y personal humano que recibirá alertas en caso de que se necesite su intervención.

Lo interesante es que el número de quienes señalaron que ya se encontraban en un nivel semiautónomo no fue tan bajo. Con referencia a la figura, eso significa que ya estaríamos del lado alto de ‘automatizado’, ingresando en una etapa de ‘semiautónomo’. Pero hay importantes diferencias según industria.

Con el tiempo, la autonomía comenzará a impregnar las plantas de proceso en múltiples tareas, tales como operaciones de proceso, planificación y programación, operaciones de campo, mantenimiento e ingeniería.

En operaciones de campo, esto significa comenzar con bajos niveles de autonomía, donde las operaciones de campo son realizadas por humanos, hacia una autonomía de nivel medio, donde el sistema identifica y guía a los operadores en lo que tienen que hacer y provee instrucciones sobre cómo cumplir la tarea.

Rumbo a operaciones autónomas

Una mayor autonomía requiere convertir las tareas manuales en tareas totalmente automatizadas, donde la acción humana es requerida sólo por excepción.

No sólo los procesos de producción pueden ser autónomos, sino también funciones de mayor nivel. La autonomía podría ir más allá de los controles tradicionales y el foco en la eficiencia para incluir seguridad, confiabilidad, optimización de márgenes, cumplimiento, gestión de la cadena de suministro y otras operaciones y funciones de manufactura.

Hoy en día,  es evidente que COVID-19 ha cambiado la ecuación de lo que califica como operaciones seguras. Las plantas con bajos niveles de automatización están invirtiendo en automatización para conseguir un distanciamiento social seguro. Incluso en instalaciones altamente automatizadas, se invierte en herramientas de conectividad para conseguir operaciones remotas y colaboración a distancia. En todos estos casos, las organizaciones se van acercando al objetivo último de operaciones autónomas.

Afortunadamente, gran parte de la tecnología y los datos necesarios para ir hacia operaciones autónomas ya está disponible. Una gran porción de los datos proviene de sensores en la red de control, o se pueden obtener con sensores wireless.

También se dispone de varias tecnologías, tales como inteligencia artificial, para procesar los datos y sumar inteligencia. Si bien la inteligencia artificial podría ser clave para alcanzar altos niveles de autonomía, puede no ser necesaria en el caso de bajos niveles de autonomía. Para mayores niveles, se necesitará una arquitectura capaz de integrar todos los aspectos, tanto internos como externos.

Para ir más allá de la planta individual, se puede comenzar por la interacción autónoma de datos y recursos entre plantas separadas, lo que se denomina autonomía simbiótica. En un mundo que espera que las empresas evalúen sus operaciones desde el punto de vista de la sustentabilidad, este concepto ofrece múltiples beneficios a todos los intervinientes.

Este concepto de autonomía simbiótica apunta en definitiva a lo que propone el modelo de madurez IA2IA (Industrial Automation to Industrial Autonomy), conformando ecosistemas destinados al beneficio de todos: gente, empresas y el planeta. En definitiva, lograr un planeta más inteligente.

Preparado en base a una presentación de Tsuyoshi Abe, vicepresidente senior de Yokogawa Electric Corp.

Modificado por última vez en Miércoles, 16 Septiembre 2020 18:54
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