Impacto de IOT y Scada en el Sector Industrial

Hasta la primera mitad del siglo XX, las organizaciones industriales dependían principalmente de los humanos para controlar y supervisar sus procesos. Sin embargo, con operaciones cada vez más complejas y fábricas cada vez más grandes, en la década de 1970 los PLC (controladores lógicos programables) y los ordenadores digitales se hicieron populares como interfaz para la transmisión de datos a los centros de control remoto. Poco después, nació la «telemetría», del griego «metria» (medición) y «tele» (remoto), y con ella, un sistema de control llamado Sistemas de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA). Esta fue la tercera revolución industrial y hoy en día, ninguna empresa industrial no utiliza PLCs o SCADAs en su operación.

El Internet de las Cosas (IoT) y la Inteligencia Artificial (IA) están dando ahora otro gran salto tecnológico que muchos se atreven a llamar la cuarta revolución industrial.

El alcance va mucho más allá de la "adquisición y monitorización de datos" y se centra en el procesamiento avanzado de grandes volúmenes de datos para procesos de toma de decisiones más rápidos y eficientes, con menos riesgo y margen de error. Sin embargo, todavía estamos en el proceso de consolidación de esta nueva revolución, ya que los límites entre la inversión realizada en la tercera revolución industrial y la necesaria para la cuarta aún no están claros.

Claves para la Cuarta Revolución Industrial

En este artículo exponemos 3 hitos en la hoja de ruta que debe cumplir cualquier empresa que no desee quedarse fuera de la cuarta revolución industrial.

1. LA PLATAFORMA IOT COMO COMPLEMENTO A SCADA

Primero, el elefante en la habitación: los SCADA no están preparados para el procesamiento avanzado de grandes cantidades de datos, de la misma manera que las plataformas IoT no están preparadas para la monitorización y automatización centralizada de procesos en tiempo real. Como resultado, estas dos tecnologías se ven obligadas a coexistir.

El proceso de control centralizado de un SCADA solo puede llevarse a cabo utilizando bases de datos que garanticen la fiabilidad y una respuesta rápida a las consultas, es decir, generalmente bases de datos centralizadas, con lenguajes de consulta estructurados (SQL) y el coste financiero vinculado al “número de variables”. Sin embargo, estas arquitecturas son demasiado rígidas para el procesamiento de grandes volúmenes de datos distribuidos y cambiantes.

Las plataformas IoT se basan en bases de datos distribuidas, con lenguajes no estructurados (NoSQL) y coste por “recursos utilizados” (CPU, Memoria). Las plataformas IoT son las más adecuadas para crear modelos matemáticos que requieren consultas de IA avanzadas, pero no son óptimas para el procesamiento en tiempo real de alta fiabilidad.

Cuando observamos las funcionalidades de visualización e interfaz de usuario, el objetivo de una plataforma SCADA es modelar procesos completos de forma que sea sencillo y fácil para un operador controlar el proceso sin errores, por lo que los frameworks de generación de gráficos HMI (Human Machine Interface) son óptimos.

En el caso de una plataforma IoT, cuyo objetivo es ilustrar grandes volúmenes de datos históricos, referencias cruzadas o tendencias futuras, un marco de visualización tipo panel web es más adecuado.

Parece muy poco probable que en un futuro próximo exista una plataforma que pueda combinar la fiabilidad y la velocidad de un SCADA tradicional con la flexibilidad y la escalabilidad de una plataforma IoT. Ambos sistemas tendrán que coexistir e integrarse, para lo cual es fundamental la correcta asignación del presupuesto y la coordinación de los departamentos de OT e IT. David Purón- CEO Barbara IoT

2. NODOS IOT EDGE COMO COMPLEMENTO DE LOS PLCS

De forma similar a lo que ocurre en las salas de control cercanas a los activos “en campo”, también existen sistemas que deben mejorar los existentes. Los controladores automatizados o PLC son dispositivos cuya función principal es digitalizar y automatizar el proceso de producción, y sus requisitos de tiempo real son aún más restrictivos que en un SCADA. Un error de un milisegundo puede significar el fallo de un brazo robótico o que una subestación eléctrica no coordine sus relés correctamente, lo que provocaría un fallo importante en todo el sistema. El objetivo de un PLC es centrarse en la función, y no sería una buena idea programarlo para que realice acciones distintas de las relacionadas con el proceso de producción.

Así pues, volviendo a los ejemplos anteriores, no tiene sentido que el PLC que controla el brazo robótico o los relés de la subestación estén comprobando otras variables que son necesarias, tomando decisiones más globales como las condiciones ambientales de la planta o la presencia o no de personal en una ubicación. Además, no tiene sentido utilizar PLCs para obtener estos datos adicionales para la IA, ya que normalmente requieren una experiencia de programación muy específica.

Cuando el tiempo real no es un requisito, pero la flexibilidad para adquirir datos y tratarlos de forma eficiente y escalable es necesaria, los nodos IoT Edge son la mejor alternativa. Estos nodos Edge son miniordenadores con programación en lenguajes de alto nivel (es decir, Python, C/C++, o con la capacidad de almacenar contenedores Docker), un gran número de entradas y salidas, así como interfaces de conexión combinadas (por ejemplo, buses industriales con conectividad celular).

3. CIBERSEGURIDAD COMO COMPLEMENTO A LA “SEGURIDAD”

La seguridad se refiere a estar protegido contra eventos que puedan causar lesiones. Las normas de seguridad, la gestión de riesgos o los planes de respuesta ante catástrofes están en la agenda diaria de cualquier organización industrial, en muchos casos exigidos por ley.

Con el IoT y la IA, estamos entrando en el mundo ciberfísico, donde las redes industriales (o redes OT) están cada vez menos aisladas y más interconectadas. Por lo tanto, son más vulnerables a los ciberataques tanto externos como internos que pueden afectar no sólo a la seguridad de los trabajadores, sino a la continuidad de las operaciones de la empresa.

La gestión de riesgos tradicional, los planes de respuesta a incidentes y las certificaciones de seguridad deben complementarse con sus homólogos en el mundo de la ciberseguridad.

Las normas que parecen tener más probabilidades de convertirse en normas de facto a este respecto son la ISO 27001 para la gestión de la seguridad de la información y la IEC 62443 para la seguridad informática de las redes y los sistemas de comunicaciones industriales. Es importante implementar y gestionar elementos como las plataformas IoT y los nodos Edge bajo el paraguas de las buenas prácticas y las normas de la industria, como las anteriores, para garantizar el futuro de esta nueva hoja de ruta tecnológica.

‍Las nuevas tecnologías, como el IoT, la IA o el Edge Computing, no han venido a sustituir a los SCADA o los PLC, sino a mejorarlos. Una buena coexistencia e integración de productos, personas y procesos a través de IT y OT, así como una amplia apertura tecnológica, es la respuesta para las organizaciones industriales que desean unirse a la cuarta revolución industrial.

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