Guia cap a la Indústria 4.0 per a les empreses

El passat 24 de maig, a la seu del Col·legi d’Enginyers Industrials de Catalunya, el grup de treball sobre Software, Anàlisi i Integració de la Comissió Indústria 4.0 d’Enginyers de Catalunya (EngC – EIC, Col·legi d’Enginyers Agrònoms, Col·legi d’Enginyers de Camins, Canals i Ports, Col·legi d’Enginyers Informàtics, Associació Catalana d’Enginyers de Telecomunicació), va organitzar una sesió de debat sobre els camins que poden seguir les empreses per avançar cap a la Indústria 4.0

Camins I40
En aquesta sessió vam presentar un document, elaborat per uns quants membres d’aquest grup de treball, que vol ser una guia per a les empreses que volen avançar en aquesta direcció.
El document inclou una pauta de treball i quatre casos d’empreses que han començat a fer el seu camí i que han estat disposades a compartir els seus neguits i experiències.
El document ha estat coordinat per en Jordi Ayza, del grup de recerca GRESIT de Tecnocampus i el trobareu en aquest enllaç.

Espero que el trobeu útil.

 

Tendencias en robótica colaborativa

Jose_de_GeaHace unos días, el Dr. José de Gea Fernández publicó un interesante artículo sobre tendencias de la robótica colaborativa. El artículo incluye una relación de los últimos modelos de robots colaborativos de mercado. Está redactado en estilo de periodismo técnico y os lo recomiendo.

Lo encontrareis en: http://www.infoplc.net/plus-plus/tecnologia/tendencias/item/104166-tendencias-robotica-colaborativa-industrie-4-0

 

El Dr. José de Gea Fernández es Jefe del Grupo “Robot Control” en DFKI (Centro Alemán de Investigación en Inteligencia Artificial) Robotics Innovation Center http://robotik.dfki-bremen.de/en/ Bremen, Alemania. Y es colaborador del grupo de investigaciób GRESIT de Tecnocampus.

 

Cotxes amb permís de conduir

autonomos_mission_brandenbug_gate_2011_2

La setmana passada vaig tenir l’ocasió d’assistir a una conferència del Dr. Raúl Rojas, professor de Intel·ligència Artificial a la Freie Universität Berlin, en el marc de la 2a Nit de la Robòtica que organitza anualment el grup de Robòtica del Col·legi d’Enginyers Industrials.

El Dr. Rojas ens va presentar els resultats del seu equip de recerca obtinguts fins ara sobre intel·ligència artificial aplicada a la conducció de vehicles autònoms en entorns urbans amb tràfic real.

El seu laboratori: un vehicle ple de sensors i de software. Els seus treballs van començar el 2008. El seu primer vehicle va ser el Spirit of Berlin. Posteriorment van millorar els software i el hardware i van aplicar-lo a un nou vehicle: el Made in Germany. Amb ell van fer un viatge de 1.500 milles, des de la frontera a Nogales, estat de Nevada, fins a Ciutat de Mèxic (http://www.unr.edu/nevada-today/news/2015/raul-rojas-autonomous-drive-in-mexico). El seu cotxe autònom disposa del permís de conducció, aconseguit a Alemanya, des de 2011.

autonom_carEl darrer vehicle de treball és el e-Instein, un vehicle elèctric, es tracta d’un model Mitsubishi i-MiEV modificat i amb un conjunt de sendors més reduit respecte al del Spirit of Berlin.

Els resultats obtinguts també són fruit del treball conjunt de diversos equips de recerca, el ja esmentat de la Freie Universität Berlin, de la Rice University de Houston,  i del centre alemany de recerca Fraunhofer Gesellschaft (IAIS) a Sankt Augustin.

Els resultats de la seva feina els podeu veure en les seves publicacions i els seus vídeos consultant a la web del seu equip: http://autonomos-labs.com/ . El seu objectiu és millorar la seguretat de la conducció dissenyant sistemes de conducció autònoma segurs, que responguin als entorns variables i a  les incidències pròpies de la conducció, immunes a les distraccions i al cansament.

Els resultats obtinguts són espectaculars però, malgrat que han avançat molt i el seu objectiu és més a prop, encara tenen molta feina per davant. L’equip del Dr. Rojas continua treballant per tal de poder simplificar la sensòrica que proporciona les dades als algorismes de software. Per tan el seu esforç està en saber extreure tota la informació necessària d’un conjunt de sensors prou reduït i econòmic com per poder generalitzar l’aplicació del projecte de conducció autònoma segura en entorns de tràfic real.

Sensors, computadors, actuadors, comunicacions i software treballant conjuntament i concretant-se en solucions viables, útils i sostenibles. I el software està en el centre.

“Industrial IoT” vs “Consumer IoT”

Aquest any estem parlant molt de Industrie 4.0, Smart Factory i Industría Conectada. Un dels seus components és el que coneixem com a Internet de les Coses, IoT.

El concepte IoT l’associem normalment a articles de consum IIoTconnectats a internet, incloent dispositius de la llar, rentadores industrials, o dispositius de l’automòbil, però també l’extrapolem a sensors, actuadors i màquines situats en una planta industrial.
I és llavors quan ens podem trobar una nova etiqueta: IIoT, és a dir el Industrial Internet of Things. Ràpidament podem considerar que el IIoT és el mateix que el IoT però per “coses” ubicades en un entorn industrial. Parlem del mateix però localitzat en uns llocs diferents.

De fet, afegir l’adjectiu Industrial, suposa afegir unes especificitats.

Quan parlem de Industrial IoT estem parlant de la transmissió de dades crítiques i, per tan, amb normes més estrictes de seguretat; en entorns de treball més agressius i amb requeriments de fiabilitat més alts; i amb especificitats diferents pel que respecta a aconseguir la necessària interoperabilitat amb els altres dispositius i aplicacions amb que es relacionin les coses.

El concepte és el mateix però les especificacions tècniques són diferents.

Adjunto un enllaç a dos articles que us poden interessar:

ESUP TCM promou la Industria 4.0

Aspecte de la Taula Debat a la seu d'EnginyersBCN

Aspecte de la Taula Debat a la seu d’EnginyersBCN

El passat dilluns 25/1/16, organitzat per EnginyersBCN i Aseitec, es va fer una Taula Debat sobre els reptes i possibilitats de la Industria 4.0. En el debat van participar experts d’empreses (Carles Cosials de Integral OLM Experts, i Pere Girbau de Girbau S.A.), d’administracions (Daniel Marco, director de iDigital i SmartCat, i Joan Miquel Hernández, cap de l’Àrea de Desenvolupament Empresarial de la Generalitat de Catalunya) i de centres tecnològics (Josep Lluís Checa, director general adjunt de Leitat, i Joan Guasch, director de programes públics de Eurecat) i va estar moderat pel Dr. Jordi Ayza, professor de l’Escola Superior Politècnica Tecnocampus (ESUP TCM) .

Algunes de les coses que es van dir són:

  •  La Industria 4.0 és al mateix temps un repte i una amenaça. Un repte perquè obre moltes possibilitats: si pugem al carro podem estar en una posició capdavanters, però alhora és una amenaça: si no hi pugem quedem fora de joc.
  • L’extracció de dades de les màquines i dels productes intel·ligents, i la seva incorporació al big data per tractar aquestes dades permeten oferir més valor i més serveis al client
  • Cal que els fabricants entenguin que les noves tecnologies impacten en la organització de la pròpia empresa  i en el seu model de negoci:.
  • En totes les fases del cicle de vida del producte cal que els diferents departaments de l’empresa treballin conjuntament  i que la mateixa empresa busqui la col·laboració de partners tecnològics, de proveïdors  i dels mateixos clients.
  • La Industria 4.0 implica la convergència de dos mons: el mon de les TIC i de Internet, i el mon industrial.
  • El paradigma Industria 4.0 permet la democratització del desenvolupament i proporciona oportunitats de diferenciació i d’optimització. Una baixa inversió permet a una PIME saltar al mon.

L’Escola Superior Politècnica de Tecnocampus està implicada en la difusió, el desenvolupament i la formació de les tecnologies i els canvis associats al nou paradigma de la Industria 4.0

Sabeu qui era Joseph Engelberger ?

Va néixer el juliol de 1925 i ha mort el desembre de 2015. Arreu del mon és conegut com el pare de la robòtica. És el promotor del primer robot industrial: el Puma, de l’empresa Unimation (actualment desapareguda). El primer prototipus va aparèixer el 1959. Tota la seva vida professional ha estat dedicada amb entusiasme a desenvolupar i promoure la robòtica en diferents camps d’aplicació.

unimate_001

Des del 1977, creat per la Robotic Industries Association (RIA), es convoca el premi Joseph F. Engelberger per reconèixer les persones que han fet una contribució significativa en el camp de la robòtica, seguint objectius i filosofies humanistes i prioritzant el be de la humanitat.

En els darrers cursos de Robòtica, a la ESUP, hem treballat sobre alguna de les seves idees sobre el desenvolupament de robots assistencials. Recordeu l’article de Frank Tobe, aparegut en el blog de IEEE Spectrum el 2012, titulat “Where Are the Elder Care Robots?” ?

 

 

Dispositiu Inercial MovMe

MovMe és el nom que hem assignat a un nou dispositiu dissenyat i construït completament entre l’empressa INNOVEM i Carles Paul,  professor titular del Departament de Mecatrònica.

El 27 de Desembre va sortir la noticia al diari ARA: MovMe 2S. l’últim avenç en valoració biomecànica del TecnoCampus.

MovMe es un avançat sistema de valoració biomecànica creat conjuntament per l’empressa Innovem, especialitzada en la recerca, desenvolupament i venda de solucions tecnológiques en les árees de bioenginyeria i ingenieria mecatrónica i el Departament de Mecatrónica del Tecnocampus.

El sistema MovMe consisteix en un avançat dispositiu portàtil de valoració biomecànica de tecnologia sense fils per mesurar el moviment del cos humà. Les seves aplicacions son en el àmbit clínic, pericial, esportiu, ergonònim i d’investigació biomecànica.

La seva senzillessa d’usabilitat, rapidesa de preparació i cost reduït el fa indispensable en el futur de la biomecànica.

 

Les communicacions intel·ligents en la fàbrica del futur

La fàbrica del futur es basa en sistemes ciber-físics, que integren computació, comunicacions i processos físics. La seva operativa suposa duplicar o triplicar el nombre de dispositius interconnectats. En aquest entorn, el rendiment òptim de la xarxa de comunicacions es defineix per la capacitat de la xarxa per a:

  • Connectar de manera fiable i segura un nombre elevat de dispositius
  • Transferir grans quantitats de dades en temps real
  • Utilitzar tecnologia sense fils per a la connectivitat remota, tan dins de la fàbrica com amb dispositius remots
  • Garantir la seguretat cibernètica per a tots els equips i sistemes que la integren

Subhajit Bagchi, Vice President of Engineering, Industrial Networking and Security at Belden, ha publicat el passat 2 de novembre, a Automation .com, un article titulat “Smart Communication: Factory of the Future Critical Connections“.

En aquest article Bagchi presenta una breu síntesi de les característiques de les comunicacions que requereixen les noves fàbriques intel·ligents.

Industria 4.0

El proper mes d’Abril es celebra a Hannover la seva tradicional fira industrial, amb l’Automatització i les Tecnologies de la Informació aplicades a la industria com un dels sectors principals. Aquesta any, els principals fabricants alemanys presenten un bon grapat de productes i solucions dins el concepte Industria 4.0. Aquest fet es deu, en bona part, a que l’any 2011, el govern alemany va establir com una de les iniciatives bàsiques estratègiques per situar la industria alemanya (productors i proveïdors) en una posició de lideratge, el desenvolupament i aplicació de l’anomenada Industria 4.0.
De fet ja fa una colla d’anys que l’adquisició i registre automàtic de dades a màquines i processos ha superat l’àmbit del control a planta per estendre’s a l’àmbit de la gestió de producció, de manteniment i d’energia, entre d’altres. Les empreses més importants utilitzen diferents tecnologies per a mantenir i supervisar diferents indicadors claus (KPI, key performance indicators) per a analitzar i millorar l’eficiència i la productivitat de les diferents màquines de les línies de producció i de la planta en general. Tots els proveïdors d’equips i sistemes (hardware i software) per a l’automatització i el control estan molt actius oferint nous productes i sistemes en aquesta àrea.
Com que la denominació Industria 4.0, encara que molt suggerent, no és gaire precisa i com que aquest terme en sentirem parlar força, m’ha semblat interessant tractar de precisar què significa i la seva importància. Per fer-ho m’he recolzat en el treball de Mario Hertmann sobre aquest tema (1).

Industria 4.0 és un terme que agrupa tecnologies i conceptes corresponents a la cadena de valor. Dins de l’estructura modular de les Smart Factories de la Industria 4.0, els sistemes CPS (cyber-physical systems) monitoritzen els processos físics, creen una còpia virtual del mon físic i prenen decisions descentralitzades. Per mitjà del Internet de les coses (IoT), els CPS col·laboren entre ells i amb les persones en temps real oferint serveis que poden utilitzar el diferents participants de la cadena de valor.

Com podem veure, el concepte Industria 4.0  inclou els conceptes: Fàbrica Intel·ligent, sistemes Ciber-físics i Internet de les Coses.

Les característiques bàsiques d’un entorn Industria 4.0 són:

  • ­ Interoperabilitat: les dades obtingudes de diferents dispositius han de poder ser utilitzades per altres dispositius i aplicacions, per tan la informació ha de rebuda i interpretada sense perdre ni alterar el seu contingut i significat. Això comporta l’ús d’estàndards inequívocs per part de tots els elements de la xarxa.
  • ­ Treball en xarxa: sensors, controladors, bases de dades i operadors estan connectats a través d’una xarxa, proporcionant i rebent informació
  • ­ Treball en temps real: les dades es recullen en temps real i s’emmagatzemen de manera que els operadors puguin accedir o rebre avisos a partir de informació actualitzada i tractada en temps real.
  • ­ Descentralització: el treball d’adquisició, tractament, control i transmissió de les dades està distribuït entre els diferents nodes de la xarxa que poden actuar com a proveïdors i consumidors de dades i serveis.

És important entendre l’abast de l’estratègia implícita en el terme Industria 4.0. No ens pensem que sols te sentit quan ens referim a grans empreses, amb múltiples ubicacions i un nombre elevat de gestors. L’estratègia està destinada a qualsevol empresa que vulgui ser capaç de millorar la seva eficiència a partir de dades reals. I em sembla que aquí i són totes.

(1). Hermann M, Pentek T, Otto B. Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios: A Literature Review. Dortmund: Technische Universität Dortmund; 2015 p. 15.

Conferència “El Tren del Futur Avui i Aquí”

Del 14 al 23 de novembre es va celebrar a Catalunya la 19a Setmana de la Ciència amb diferents activitats de divulgació científica arreu del nostre territori. La Setmana de la Ciència és una iniciativa coordinada per la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació.

El Centre de Recursos Pedagògics de Mataró (CRP) format per professionals docents dels cossos de mestres i professors de secundària va gestionar la possibilitat d’efectuar una conferencia sobre la nostra investigació i desenvolupament en enginyeria i física electrodinàmica.

El nostre equip de recerca en electrodinàmica relativista i motors electromagnètics desenvolupat conjuntament amb el Departament de Mecatrònica de l’ESUPT  i l’empresa INNOVEM vam impartir la conferencia “El tren del futur avui i aquí”.  La línia essencial de la conferencia es desenvolupar la idea que la ciència i la tecnologia son absolutament necessàries dins la nostra societat i els camp d’investigació son molt abundants, malgrat es pugui pensar que ja ho tenim tot après. Fomentar la vocació científica i d’enginyeria en els assistents a la conferencia n’és també una prioritat essencial.

Ho fem aportant els nostres coneixements e investigacions en el camp de la ciència teòrica de l’electrodinàmica relativista però que alhora te importants aplicacions tecnològiques que ens permet dissenyar nous motors electromagnètics que tindran una gran importància en el futur.

Algunes d’aquestes aplicacions son precisament en un nou tipus de motors dedicats al transport ferroviari i es l’eix central de la conferencia. Introduïm els aspectes essencials d’aquesta nova tecnologia i les mostrem amb una maqueta completament funcional del tren que han pogut observar i tocar els visitants.