El Internet de las cosas (IoT) se ha convertido en un término familiar para describir la vasta red de dispositivos conectados que están revolucionando la forma en que vivimos, trabajamos, nos comunicamos y funcionamos. Con su explosivo aumento, las posibilidades de innovación de IoT parecen infinitas. No es de extrañar que el IoT industrial (IIoT) esté alterando en gran medida los cimientos tradicionales de la infraestructura de redes industriales aisladas y aisladas por aire y definiendo la próxima revolución industrial denominada Industria 4.0.
¿Qué es el IoT industrial (IIoT)?
El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) es la tecnología conectada a Internet que se está incorporando a las redes para crear un ecosistema industrial más eficiente, preciso, rentable, productivo y visible para facilitar su supervisión.
IIoT se compone de amplios dispositivos conectados, sensores y actuadores que recopilan, comunican y coordinan sus datos que se introducen en análisis para mejorar la producción industrial y optimizar los ingresos. IIoT está resolviendo complejos problemas de control dentro de una red de sistemas, plataformas y aplicaciones, con tecnología integrada que comunica y comparte datos en tiempo real.
La evolución de las tecnologías de red ha allanado el camino a la Industria 4.0 y la IIoT. Los operadores están aprovechando la conectividad y la automatización avanzadas para cerrar las brechas de los procesos industriales tradicionales y superar las complejidades de los recursos, el transporte y la cadena de suministro.
Evolución de la arquitectura de redes industriales
La arquitectura de las redes industriales ha evolucionado significativamente desde Ethernet hasta nuestra avanzada conectividad a Internet. Tradicionalmente, la conectividad de las redes industriales se basaba en conexiones de línea fija en las que la conectividad se extendía a través de las múltiples capas de componentes conectados. La única conexión a Internet se realizaba a través de controladores lógicos programables (PLC) que contenían las recetas para controlar los equipos. Los PLC supervisan el estado de los dispositivos de entrada y envían instrucciones de funcionamiento basadas en los datos recopilados. Antes del IIoT, la conectividad se realizaba normalmente a través de una conexión Ethernet.
Los avances del IoT industrial y un enfoque menos compartimentado han dado lugar a más equipos conectados en diferentes capas. En este entorno, los PLC no pueden proporcionar el alto grado de granularidad de datos necesario para evaluar completamente el rendimiento de la máquina. La conectividad de los sensores a componentes más pequeños, como compresores, bombas y motores paso a paso, permite obtener datos más detallados. Los sensores pueden instalarse en todos los procesos industriales y conectarse a una pasarela que reenvíe los datos a una aplicación en un centro de datos o en la nube.
Las pasarelas conectan dos redes con protocolos de transmisión diferentes. Todos los datos deben pasar y comunicarse con el software antes de su enrutamiento. Las pasarelas son puntos de control para entregar y proteger los datos en la pasarela y en tránsito. Las conexiones de pasarela pueden ser por cable o inalámbricas a través de WiFi, Bluetooth o mediante tecnología de área extensa de baja potencia (LPWA).
Mirando al futuro y a los nuevos avances tecnológicos para IIoT
Las redes industriales han recorrido un largo camino desde su temprana adopción de ethernet, y ahora se están adoptando tecnologías inalámbricas más nuevas, como los modernos protocolos de comunicación 5G, en entornos industriales. La baja latencia, el alto rendimiento de los datos y la fiabilidad de la 5G industrial permiten nuevos desarrollos de soluciones IIoT, así como software innovador de RA y RV.
Las alternativas a la conectividad de línea fija, como el 5G y el estándar inalámbrico del Proyecto de Asociación de 3ª Generación (3GPP), permiten a los propietarios de redes crear una red privada que satisfaga específicamente sus necesidades. Estas capacidades van mucho más allá de la simple supervisión del estado de las máquinas, ya que permiten funciones de control integrales y una comunicación fluida en tiempo real.
Factores y resultados deseados que impulsan la adopción de la IIoT
Además de los nuevos estándares tecnológicos y la expansión de los proveedores, los factores perturbadores debidos a la pandemia y los retos de la cadena de suministro han impulsado una mayor conectividad IoT en las empresas industriales para mejorar la eficiencia y el tiempo de actividad. IIoT ha permitido aumentar la calidad de los productos y la fiabilidad de las entregas, minimizando al mismo tiempo el tiempo de inactividad. A través de una mayor visibilidad y un análisis de datos ampliado, los problemas de la cadena de suministro pueden detectarse y mitigarse rápidamente.
Un indicador significativo del uso de IIoT es la capacidad de mantenimiento predictivo para supervisar continuamente el estado de las máquinas y detectar posibles fallos. Esto limita la necesidad de ciclos de mantenimiento preventivo programados regularmente que cuestan tiempo y dinero, y evita el tiempo de inactividad por avería de la máquina de forma rentable.
¿Cuáles son los principales impulsores del IoT industrial?
En resumen, hay muchas razones por las que el mercado industrial está cada vez más conectado, desde los avances y la disponibilidad de la tecnología hasta las tendencias macroeconómicas competitivas. Las motivaciones incluyen:
- Mejorar la flexibilidad operativa, la productividad y la eficiencia
- Permitir una mayor configurabilidad y personalización de los productos
- Crear nuevas oportunidades de negocio e ingresos
- Maximizar la utilización de activos y la planificación de recursos
- Apoyar la expansión de iniciativas de sostenibilidad
Junto con la IIoT, las tecnologías clave que impulsan la Industria 4.0 son la inteligencia artificial, el análisis de macrodatos y la computación en la nube. La automatización de la IA y la robótica, unidas a la IIoT que interconecta la TI y la OT, y apoyadas por la analítica de datos y la computación en nube, están transformando radicalmente los paradigmas industriales tradicionales.
Mercados actuales de la IIoT y potencial de expansión
Los posibles casos de uso de la IIoT parecen ilimitados, con una presencia cada vez mayor en los sectores de la automoción, la hostelería, la agricultura y la sanidad.
Actualmente, estos son tres segmentos de mercado principales:
- La extracción se ocupa de excavar las materias primas utilizadas en la fabricación industrial como el petróleo, el gas, el carbón, el litio y otros materiales utilizados en la producción de energía. La conectividad se basa en tecnologías celulares y satelitales que se comunican con puertas de enlace, PLC y soluciones IIoT, que son importantes para extender la vida útil de los activos y reducir los rollos de mantenimiento innecesarios.
- La fabricación se beneficia enormemente de la conectividad IIoT como diferenciadores importantes en el cumplimiento de los KPI para mejorar el tiempo de actividad, la eficiencia, la calidad y la visibilidad. Los fabricantes de equipos originales se están extendiendo ahora tanto a modelos de servicio como de venta para capitalizar las tendencias tecnológicas. La adopción de redes privadas en la fabricación también está aumentando enormemente por sus ventajas específicas.
- Las instalaciones de generación de energía -fósil, nuclear, hidráulica, solar y eólica- utilizan PLC, pasarelas y sensores para mantener estos procesos críticos. Ahora, cada vez más tuberías e infraestructuras de redes distribuidas en línea se conectan en parte gracias a las tecnologías LPWA. Los satélites de órbita terrestre baja también desempeñarán un papel futuro en las soluciones IoT basadas en sensores.
Los dispositivos seguros certificados son esenciales para la ciberseguridad industrial 4.0
La expansión de la accesibilidad a Internet a máquinas y sistemas industriales críticos es una de las principales preocupaciones en materia de seguridad, dada la escalada y sofisticación de la ciberdelincuencia. Según el ebook de Globalsign, Asegurando el mercado industrial del IoT, en 2030 las máquinas y sistemas de producción conectados superarán los 1.200 millones.
Esta miríada de dispositivos necesitará identidades certificadas únicas para que los operadores puedan crear políticas de seguridad sólidas. Un enfoque de seguridad multicapa para dispositivos certificados debe incluir autenticación multifactor, control de acceso explícito, confianza cero, detección y respuesta a amenazas y gestión del ciclo de vida. Los certificados digitales de una autoridad de confianza, basados en la tecnología PKI, son el mejor enfoque de identificación por su flexibilidad y escalabilidad.
PKI se ha convertido en la principal plataforma de credenciales para las identidades de máquinas. Asociarse con una autoridad certificadora de confianza garantizará una mayor ciberprotección en nuestras redes industriales críticas y permitirá innovaciones seguras en el futuro.
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