PRECON-I4: Sistemas informáticos predecibles y confiables para la industria 4.0

Hipersectores

Áreas de investigación

Fecha Inicio:  01/01/2018

Fecha Fin:  31/12/2020

Referencia:TIN2017-86520-C3-1-R

Entidad financiadora: Proyecto Retos I+D+I. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Participantes ai2: Crespo Lorente, Alfons, Simó Ten, Jose Enrique

Existe mucha experiencia en torno a una industria automatizada a diversos niveles, desde los sistemas ciberfísicos que incluyen sistemas de monitorización y control de herramientas y máquinas, pasando por sistemas más o menos conectados a centros de control, hasta los niveles más altos de gestión de procesos industriales y dirección. Sin embargo, en la industria actual las conexiones entre estos elementos son incompletas y no es posible aprovechar la potencialidad de la fusión y convergencia de toda la información sobre la planta.

La Industria 4.0 pretende incorporar al ámbito industrial los conceptos de Internet de las Cosas (IoT) en donde cada dispositivo por minúsculo que sea se conecta a la red y se facilita su seguimiento, monitorización y control desde niveles superiores basados en tecnologías de computación en la nube y Big Data. Sin embargo, la industria presenta requisitos que no están presentes en la generalidad de los sistemas IoT, tales como la predictibilidad de los tiempos de respuesta y la confiabilidad expresada en términos de integridad y confidencialidad.

Por todo ello, en el desarrollo futuro de la Industria 4.0 son claves la incorporación de estas propiedades de predictibilidad y confiabilidad a todos los niveles involucrados en los sistemas industriales conectados: desde los sistemas ciberfísicos en el nivel inferior, hasta los sistemas de computación en la nube en los que se aplican técnicas de Big Data para gestionar la cantidad ingente de información que se genera en los procesos industriales, y sin olvidar el elemento aglutinador para la transmisión de información compuesto por las redes de comunicaciones y el software de intermediación (middleware). Este proyecto pretende abordar el desarrollo de tecnología facilitadora para integrar estas propiedades en un entorno de Industria 4.0.

Para alcanzar este objetivo general, en el proyecto se abordará toda la cadena de
tecnologías en que se apoyan los sistemas industriales y su interconexión. En los niveles más bajos se establecerán mecanismos para reforzar la predictibilidad y el aislamiento de la ejecución en sistemas ciberfísicos y se diseñará y desarrollará middleware específico de comunicación horizontal entre ellos.

En los niveles intermedios se propondrá el uso de middleware de comunicaciones estándar orientado a los datos, para la comunicación vertical entre nodos en la fábrica y en la nube. Para que este middleware sea fácil de usar será necesario desarrollar herramientas para la monitorización, despliegue y elaboración de información.

En los niveles superiores se implementarán herramientas y mecanismos para el desarrollo de aplicaciones predecibles y confiables en máquinas virtuales, usando tecnologías del ámbito de la computación en la nube. Asimismo, se explorará el uso de una arquitectura de entorno industrial en base a tecnologías del ámbito de Big Data, que permita convivir aplicaciones con requisitos de tiempo real, integridad y confidencialidad con otras sin estos requisitos.

Como consecuencia de los métodos y herramientas desarrollados se elaborarán unos
requisitos generales recomendables para los fabricantes de maquinaria industrial cuyo cumplimiento facilite su integración en entornos de Industria 4.0. Con objeto de comprobar la aplicabilidad de los resultados del proyecto se aplicarán los métodos y técnicas del proyecto a diversos casos de estudio.


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