Principales aplicaciones industriales de IoT para impulsar la innovación

Es difícil producir y vender artículos de calidad cuando no sabe dónde se encuentran sus activos en un momento dado. O cuando su inventario se está quedando constantemente sin materiales esenciales. O cuando el equipo se descompone inesperadamente a pesar de las rondas de inspección programadas. Y además de esto, su proveedor no se molesta en informarle sobre retrasos en los envíos o entrega artículos dañados porque el sistema de refrigeración se estropeó y nadie se dio cuenta.

¿Está buscando tomar el control total sobre su proceso de fabricación y monitorear su cadena de suministro? Entonces, una solución de Internet industrial de las cosas podría ser exactamente lo que necesita.

Siga leyendo este artículo para descubrir las principales aplicaciones de IoT industrial que garantizarán que las situaciones desafortunadas anteriores no comprometan sus operaciones.

¿Qué es IoT industrial y cómo funciona?

El Internet industrial de las cosas (IIoT) es la utilización de sensores para recopilar y procesar datos de dispositivos conectados con el objetivo de comprender y mejorar los procesos industriales. IIoT también puede usar actuadores y controladores programables para comunicarse con dispositivos y hacer que actúen de cierta manera.

El número de dispositivos IoT está creciendo constantemente en todo el mundo. Statista reportó 11,28 mil millones de dispositivos en 2021 . Y se espera que este número supere los 29 mil millones para 2030 a medida que crezca la demanda de IoT. Ericsson afirma que para que una fábrica se considere "inteligente", debe implementar 0,5 dispositivos IoT por metro cuadrado .

Entonces, ¿cómo funcionan juntos los dispositivos IoT? ¿Y qué necesitas saber para usarlos en tu organización?

La anatomía de IoT

La arquitectura de IoT consta de componentes de software y hardware que interactúan entre sí para agregar, transmitir y analizar datos provenientes de diferentes dispositivos. A continuación, encontrará una breve descripción de las cinco capas principales de IoT. Para obtener una explicación detallada, consulte nuestra guía detallada sobre la arquitectura de IoT .

1. Capa de dispositivos . Cubre varios dispositivos IoT equipados con sensores y actuadores. Los sensores recopilan datos de los dispositivos correspondientes y los transmiten como una señal a una unidad de procesamiento. Los actuadores, por el contrario, reciben comandos, es decir, señales, de los centros de procesamiento y hacen que los dispositivos actúen sobre ellos.
2. Capa de red . Abarca tecnologías de comunicación, como Bluetooth, 4G/5G y Wi-Fi, por mencionar algunos ejemplos.
3. Capa de computación perimetral . Comprende dispositivos intermediarios entre unidades IoT y servidores en la nube. Estos dispositivos procesan datos críticos localmente y envían la información restante a la nube a intervalos programados, lo que reduce los costos de infraestructura. Si bien los dispositivos informáticos de borde no forman parte de la arquitectura IoT tradicional, se están volviendo cada vez más populares entre los usuarios de Internet de las cosas.
4. Capa de soporte de dispositivos y aplicaciones . Recibe, procesa y almacena datos recopilados de sensores IoT.
5. Capa de aplicación . Cubre diferentes aplicaciones que funcionan con datos de IoT. Esto incluye algoritmos analíticos, herramientas de visualización de datos, software que emite comandos a los actuadores, etc.

Mientras que el IoT "tradicional" se centra en el cliente y capta cómo las personas interactúan con sus dispositivos inteligentes, el IoT industrial se centra en las aplicaciones de toda la empresa e implica implementaciones a gran escala.

Plataformas IIoT para beneficios aún mayores

IoT no es un concepto nuevo, y muchas organizaciones industriales utilizan sensores IoT para recopilar datos de dispositivos conectados. Sin embargo, IoT a menudo se implementa en silos aislados para cada aplicación de IoT industrial, lo que limita el intercambio de datos y restringe los beneficios.

Para mitigar esto, las organizaciones pueden beneficiarse de los servicios de desarrollo de Internet de las cosas para crear plataformas IIoT que abarquen toda la empresa. Esta configuración romperá las canalizaciones de IoT aisladas y establecerá un punto centralizado para administrar dispositivos de IoT en diferentes casos de uso. También le permitirá integrar más datos y tener una vista unificada de todas las operaciones.

Las 10 principales aplicaciones de IoT industrial

Aquí hay 10 ejemplos clave de Internet industrial de las cosas que lo ayudarán a ahorrar tiempo y dinero sin comprometer la calidad:

1. Mantenimiento predictivo
2. Control de calidad
3. Gestión de la cadena de suministro
4. Seguimiento de activos
5. Monitoreo de inventario
6. Control remoto de equipos y sitios de producción
7. Gestión de la energía
8. Automatización
9. Optimización de procesos y analítica avanzada
10. Control de seguridad

Mantenimiento predictivo

Los fabricantes pasan por 800 horas de inactividad de los equipos al año , lo que equivale a 15 horas a la semana. Otra investigación muestra que la falla no planificada del dispositivo puede costarle a una empresa hasta $260,000 por hora .

Afortunadamente, Industrial IoT se puede aplicar para evitar fallas en los equipos y reducir los gastos asociados. Los sensores de IoT colocados en equipos y vehículos pueden recopilar datos sobre su rendimiento y condición, como vibraciones, voltaje y temperatura. Estos sensores detectan e informan cualquier cambio sospechoso y ligeras degradaciones de rendimiento, dando a los técnicos tiempo suficiente para interferir y solucionar el problema antes de que afecte el proceso de producción.

Volvo, uno de los principales fabricantes de automóviles, equipa sus camiones con sensores IoT que capturan datos del vehículo y los envían para su análisis. Su plataforma integral de IoT puede procesar millones de registros de datos al instante. Esta táctica permite a Volvo reducir el tiempo de reparación de orugas en un 25 % y el tiempo de diagnóstico en un 70 %.

Control de calidad

IoT permite a los fabricantes monitorear sus productos en cualquier etapa, comenzando con las materias primas y todo el camino a medida que el artículo se mueve a lo largo de la línea de producción. Esto incluye incluso la cantidad de residuos emitidos durante el proceso de fabricación. Los sensores de IoT pueden continuar recopilando datos incluso después de comprar el artículo. Pueden transmitir información sobre la satisfacción del cliente y realizar un seguimiento de cualquier problema que el cliente encuentre con el producto.

Recientemente, un equipo de investigación implementó sensores IoT junto con redes neuronales convolucionales para identificar defectos en la fabricación de placas de circuito impreso (PCB) antes de que los productos llegaran a las etapas finales de producción. Como resultado, pudieron detectar PCB defectuosas con un 97 % de precisión .

Hay muchos beneficios de combinar IoT e IA, como en el ejemplo anterior de IIoT. Para obtener más información, consulte esta publicación de blog sobre inteligencia artificial de las cosas (AIoT) de nuestros analistas de innovación.

Gestión de la cadena de suministro

Los sistemas de IoT industrial permiten a los gerentes rastrear diferentes eventos a lo largo de la cadena de suministro. Pueden acceder a información en tiempo real sobre la ubicación de los materiales en tránsito y recibir una notificación si hay un retraso imprevisto, acompañada de la justificación del proveedor. Los sensores también ayudan a monitorear la temperatura, la humedad y otras condiciones relevantes de los bienes transportados.

En mayo de 2021, DHL transportó alrededor de 200 millones de vacunas contra el COVID-19 a más de 120 países en todo el mundo. La empresa usó sensores IoT para monitorear las condiciones de transporte y asegurarse de que la temperatura no excediera el umbral, lo que provocaría el deterioro.

En otra aplicación IIoT de la vida real, Golden State Foods, con sede en California, utiliza rastreadores IoT de IBM para monitorear las condiciones de almacenamiento mientras transporta carne.

Además, la implementación de IoT en las cadenas de suministro puede ayudar en la optimización de la logística, ya que las empresas pueden identificar rutas más cortas y menos concurridas. Mejorados con IA, estos sistemas pueden predecir las congestiones de tráfico, tener en cuenta las condiciones climáticas y los accidentes en la ruta de transporte y realizar los cambios necesarios. Considere consultar a los proveedores de servicios de inteligencia artificial para obtener soluciones integrales de optimización logística .

Un ejemplo interesante de la combinación de IA e IIoT proviene de una empresa de innovación logística. El cliente recurrió a ITRex para desarrollar un sistema IoT impulsado por IA que permite a las empresas monitorear la carga en tiempo real, calcular los costos de envío en función de 60 parámetros, completar documentos sin papel y más. Actualmente, esta plataforma IIoT cuenta con más de 25.000 usuarios, incluidos grandes actores del sector del transporte, como DHL y Maersk.

Seguimiento de activos

Las grandes instalaciones suelen tener demasiados activos que los empleados no pueden controlar. Por ejemplo, los estudios muestran que las enfermeras pierden alrededor del 10 % de su tiempo buscando equipo. Este problema no se limita a la asistencia sanitaria. Lo mismo ocurre con las grandes fábricas, tiendas, etc.

Una de las aplicaciones de Industrial IoT es que puede automatizar la búsqueda y el monitoreo de activos. Las empresas pueden equipar sus activos, como productos terminados, materias primas, herramientas y paquetes, con etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID). Estas etiquetas se escanean con lectores RFID para mostrar información sobre el artículo correspondiente. Otra opción es utilizar sensores de equipos que transmitan señales por Bluetooth. Si el consumo de energía es un problema y necesita conectividad de largo alcance, opte por IoT de banda estrecha (NB-IoT), que se basa en la tecnología de red de área amplia de baja potencia (LPWAN).

Además de ubicar artículos, el seguimiento de activos impulsado por IIoT puede ayudarlo a proteger las materias primas y evitar el desperdicio. Por ejemplo, si los empleados están trabajando con barriles de pintura grandes, es tentador agarrar el barril que está más cerca del punto de entrada en lugar de caminar por la unidad de almacenamiento de barriles para verificar las fechas de vencimiento. Con las etiquetas de IoT, se notificará a los empleados sobre la ubicación de los barriles que se acercan a su fecha de vencimiento y recibirán una advertencia si aún toman el artículo más cercano.

Hay muchos proveedores que tienen sus propios sistemas de seguimiento de IoT. Por ejemplo, Bosch creó una solución de seguimiento de activos Bluehound basada en la nube, que se basa en Bluetooth para transmitir señales. Este sistema fue diseñado en colaboración con empresas de construcción y se puede integrar con software popular para toda la empresa que se usa en la fabricación. Bosch afirma que las etiquetas pueden resistir el agua y el polvo y que sus baterías pueden durar hasta dos años. Este sistema captura información detallada relacionada con los activos. Por ejemplo, puede comprender cuándo se dejó caer una herramienta. Y si un artículo se pierde, el sistema puede mostrar dónde se vio por última vez.

En otro ejemplo, Volvo usa rastreadores impulsados por IoT para rastrear vehículos en sus grandes plantas de camiones, donde ensamblan alrededor de 72 vehículos por día.

Monitoreo de inventario

Otra aplicación industrial del Internet de las Cosas es equipar el inventario con sensores IoT que transmitirán su estado en tiempo real. Por ejemplo, si los materiales o los productos fabricados se sobrecalientan durante el almacenamiento, los sensores inteligentes le pedirán a un termostato habilitado para IoT que baje la temperatura en la unidad de almacenamiento.

Las empresas pueden combinar IoT industrial y análisis para reorganizar el inventario de manera óptima. Por ejemplo, las herramientas y materias primas que se utilizan con más frecuencia se acercarán a los puntos de acceso.

IIoT puede monitorear los niveles de inventario y realizar un pedido automáticamente si el stock disminuye por debajo de un umbral predeterminado. Esto elimina la necesidad de controles manuales. Si es un minorista que posee una tienda con estanterías electrónicas, puede implementar etiquetas electrónicas. Alimentadas por balizas Bluetooth, estas etiquetas permiten a los clientes realizar pedidos simplemente presionando sobre ellas. Los proveedores recibirán alertas de pedidos y podrán confirmarlos o rechazarlos. La etiqueta electrónica también puede mostrar la etiqueta "en pedido" para evitar que los clientes realicen pedidos repetitivos.

Levi Strauss, una empresa de ropa, implementa etiquetas RFID para controlar los niveles de existencias . Esto permite a la empresa saber cuántos artículos les quedan de cada modelo y cuándo se esperan las nuevas llegadas.

Control remoto de equipos y sitios de producción

Dar a los gerentes el control de los equipos remotos es otra aplicación importante de IoT industrial. Los sensores pueden monitorear la maquinaria y permitir que los operadores humanos activen el equipo, lo apaguen o cambien la configuración. Por ejemplo, si se detecta una fuga en la bomba de agua, el técnico puede desactivar la bomba sin tener que acceder a ella físicamente. Este caso de uso es particularmente conveniente para maquinaria instalada en lugares de difícil acceso.

Hablando de ubicaciones remotas, IIoT se puede implementar para controlar las luces de baliza de la torre. Estas luces tienen requisitos muy específicos, y cualquier organización propietaria de torres, como el sector de las telecomunicaciones, debe cumplir con estos estándares. Los sensores de IoT pueden asegurarse de que las luces estén ubicadas a la altura correcta y tengan el color y el brillo requeridos, y notifiquen al operador de inmediato en caso de violaciones.

IIoT también es útil para monitorear sitios remotos. Por ejemplo, la compañía británica de petróleo y gas Shell se asoció con Hiber, una startup de IIoT, para instalar sensores de IoT en sus pozos. Se supone que los sensores recopilan información sobre la presión y la temperatura de los pozos para minimizar la intervención humana. Esta no es la única aplicación industrial de IoT que implementó Shell. El gigante del petróleo y el gas también usó la tecnología para proteger sus oleoductos . La compañía afirma haber ahorrado $ 1 millón al implementar sensores IoT en sus campos petroleros.

Gestión de la energía

Las empresas pueden conectar sensores IoT a su infraestructura para monitorear el entorno y reducir el consumo de energía cuando sea posible. Por ejemplo, los sensores pueden apagar las luces cuando todos salen del edificio. También pueden recopilar y analizar datos sobre el sistema de calefacción y ventilación para encontrar el rendimiento óptimo.

Otra aplicación de Industrial IoT es detectar cuándo un equipo comienza a consumir electricidad en exceso. Esto suele ser una indicación de que la máquina está dañada y necesita una inspección más detallada.

La empresa china Chengdu Xihui Water Environmental Co., Ltd confió en MindSphere, la solución Industrial IoT como servicio de Siemens, para ahorrar en el consumo de energía. La empresa opera estaciones de tratamiento de aguas residuales y las facturas de energía representan casi la mitad de sus costos operativos. Chengdu Xihui implementó sensores IoT en su equipo para recopilar datos en tiempo real. Después de un análisis exhaustivo, la empresa comprendió cuándo el equipo se encuentra en su tasa de consumo de energía más alta y logró igualar esto con los precios de electricidad fuera de las horas punta, reduciendo los gastos en un 10 % .

Automatización

Con la ayuda de IIoT y la robótica, es posible automatizar tareas tediosas que normalmente realizan empleados humanos.

Un ejemplo de esta aplicación de IoT industrial proviene de Amazon. El gigante minorista utiliza varios tipos de robots en sus almacenes para automatizar tareas tediosas e incluso peligrosas. Por ejemplo, el robot Cardinal puede levantar paquetes , leer su etiqueta con la ayuda de inteligencia artificial y visión por computadora , y colocar el paquete correcto en un GoCart para mover paquetes dentro de la instalación. Cardinal puede levantar fácilmente paquetes pesados que pueden causar lesiones a los empleados humanos.

Proteus es otro robot que puede mover GoCarts a través de los centros de cumplimiento de pedidos mientras navega entre personas y robots.

La automatización basada en IoT no se limita a las actividades relacionadas con el almacén. Los robots también pueden hacerse cargo de las tareas de producción. Por ejemplo, Lear Corporation, un fabricante de asientos para automóviles, confía en los robots UR5 para ensamblar asientos para automóviles. UR5 trabaja junto con empleados humanos y puede realizar tareas, como atornillar, levantar y colocar asientos.

Los robots también pueden reemplazar a los humanos en entornos tóxicos, como pintar instalaciones con emisiones venenosas.

Optimización de procesos y analítica avanzada

Otro ejemplo de aplicación de IoT industrial es detectar oportunidades para la optimización de procesos y productos con la ayuda de análisis. IoT permite a los fabricantes identificar y predecir cuellos de botella en los procesos de producción y abordar el problema de manera preventiva. La tecnología también puede ayudar a actualizar los puntos de referencia de rendimiento. Estos estándares de producción, como la cantidad de tiempo que lleva producir una parte del producto, se establecen y rara vez se actualizan. Herramientas como Machine Metrics permiten a los gerentes recopilar datos de rendimiento y optimizar los estándares de trabajo para establecer plazos y precios realistas de nuevos productos.

La aplicación de análisis avanzados a los datos entrantes de los productos comprados ayuda a las empresas a comprender cómo los clientes utilizan realmente los artículos y actualizar la política de garantía en consecuencia.

Los sensores IoT adjuntos a los paquetes permiten a las empresas monitorear los productos durante el transporte y optimizar el empaque para minimizar el daño del artículo.

Control de seguridad

IoT puede contribuir a la seguridad de los trabajadores al monitorear el entorno, el comportamiento de los empleados y el cumplimiento de los protocolos de seguridad. Los empleados que trabajan a gran altura o que manejan maquinaria pesada pueden usar sensores que evaluarán su temperatura corporal, transpiración y técnica de trabajo, y alertarán a los gerentes si detectan la probabilidad de un escenario peligroso. Dado que los trastornos musculoesqueléticos son responsables del 33 % de las lesiones en el lugar de trabajo , estos sensores pueden mejorar significativamente la seguridad.

Por ejemplo, una empresa de accesorios para el lugar de trabajo llamada Kinetic construyó un dispositivo inteligente del tamaño de un teléfono inteligente. Puede detectar posturas y movimientos que son altamente peligrosos en el trabajo y avisar al empleado inmediatamente a través de ligeras vibraciones.

Otro ejemplo de IIoT proviene de Uruguay, donde una planta de biocombustibles proporciona a todos los trabajadores un casco inteligente . Contiene sensores que rastrean los movimientos de las personas y detectan si alguien se cae o pasa demasiado tiempo en un área con gases nocivos.

Las fábricas también pueden mejorar la seguridad mediante el despliegue de sensores ambientales. Estos dispositivos pueden monitorear los alrededores en busca de peligros. Por ejemplo, pueden detectar temperaturas extremas que pueden provocar un incendio y detectar cualquier fuga de gas peligrosa y alertar a los trabajadores.

En una nota final

El IoT industrial tiene muchas aplicaciones interesantes. Puede reducir el tiempo y los costos asociados con la falla del equipo, hacerse cargo de tareas tediosas que presentan riesgos para la salud de los empleados humanos, asegurarse de que el stock siempre se reponga para que no se quede atascado esperando las materias primas. Y estos son solo algunos de sus beneficios.

Sin embargo, existen desafíos asociados con la implementación de esta tecnología. El principal problema de las aplicaciones de IoT en la industria es mantener la seguridad de los datos . A medida que se agrega, procesa y almacena más información, mayor es el riesgo de ataques cibernéticos. Otro desafío son los costos asociados con las soluciones de IoT . Tenga en cuenta estos aspectos al elegir su proveedor de IIoT. Podemos ayudarlo a equipar sus dispositivos con sensores, crear una plataforma que le permita administrar los dispositivos IoT, desarrollar soluciones personalizadas de análisis de big data adaptadas a sus necesidades comerciales.

Ya sea que desee crear una infraestructura de IIoT desde cero, mejorar sus iniciativas existentes o complementar IoT con IA y análisis avanzados, ¡ escríbanos ! Trabajaremos con usted para producir una solución personalizada que satisfaga sus necesidades comerciales únicas.