Nuevos servicios habilitados por las tecnologías 5G de área amplia de baja potencia (LPWA) NB-IoT y LTE-M para equipos de fabricación | Noticias e informes de IoT Now

Retos y oportunidades para conectar equipos de fabricación

El grupo ALMiG (o bombas de aire automáticas, Automatische Luftpumpen), un fabricante de compresores de aire industriales ubicado en Alemania, está utilizando tecnologías 5G de área amplia de baja potencia (LPWA) NB-IoT y LTE-M para conectar máquinas nuevas y heredadas con una inversión mínima. El objetivo es conectar máquinas a plataformas analíticas en la nube de la forma más sencilla posible utilizando una solución de conectividad de bajo coste que pueda admitir todos los dispositivos. Al integrar Modbus Cloud Connect en sus productos, ALMiG ha podido enriquecer sus servicios digitales COMPASS (Compressed Air Service Solution) con datos reales de IoT.

Desafío 

El principal desafío era desarrollar nuevas capacidades y modelos de negocio para equipos que ya estaban en servicio, y en un corto período de tiempo sin un largo desarrollo de hardware personalizado. La solución de IoT adoptada debía ser lo suficientemente flexible como para adaptarse a máquinas existentes y también a máquinas nuevas. Mientras tanto, ALMiG tuvo que trabajar con una falta de datos reales sobre el uso de sus máquinas en el campo. Un desafío adicional fue la complejidad del ecosistema de IoT, con diferentes socios y proveedores potencialmente proporcionando diferentes componentes y una posible dependencia de los clientes finales para la infraestructura de comunicaciones de datos.

Solución

ALMiG seleccionó el producto Modbus Cloud Connect ofrecido por grandcentrix (una empresa de Vodafone) para conectar compresores de aire nuevos y ya instalados ("brownfield"). Modbus Cloud Connect construye el puente digital y la conexión entre los dispositivos Modbus RTU (unidad terminal remota) de detección y activación dentro de los compresores de aire y la infraestructura de nube de ALMiG.

Impacto y estadísticas

La nueva solución permite a ALMiG ofrecer nuevos modelos de negocio, incluidas propuestas "como servicio" que utilizan datos de IoT en tiempo real. Los clientes se benefician de actualizaciones diarias, notificaciones instantáneas de actualizaciones de estado críticas y un tiempo de actividad mejorado a través del mantenimiento preventivo. Otro beneficio clave radica en el potencial de ALMiG para utilizar datos de IoT de implementaciones del mundo real para mejorar el desarrollo futuro de productos.

Implicaciones más amplias

Las soluciones productizadas conectadas 5G LPWA (NB-IoT y LTE-M) de área amplia son adecuadas para que IoT permita equipos industriales de manera rentable y, en particular, pueden desempeñar un papel importante en el contexto de equipos industriales abandonados. Estas soluciones pueden ser fáciles de implementar, eficientes, sostenibles y asequibles tanto para el fabricante como para sus clientes. Las soluciones de modernización de IoT pueden permitir a los fabricantes ofrecer nuevos servicios asociados con máquinas existentes que ya están implementadas en los sitios de los clientes, y también hacer que estas máquinas sean mucho más eficientes. Al igual que con muchas soluciones de IoT, la modernización de equipos ayuda a optimizar los procesos operativos a través del monitoreo remoto y reduce el riesgo de fallas en los equipos mediante el uso de mantenimiento predictivo para desbloquear mayores ahorros de costos.

Retos y oportunidades para conectar equipos de fabricación

En un entorno intensamente competitivo, los proveedores de equipos deben adoptar las últimas tecnologías para permitir servicios de vanguardia y seguir siendo competitivos. Idealmente, dichos servicios abarcarían todos los equipos que utilizan sus clientes, incluidos los equipos nuevos vendidos y también los equipos que han estado en servicio en las ubicaciones de los clientes durante muchos años. Pero los usuarios de dichos equipos generalmente no pueden permitirse ningún tiempo de inactividad y reemplazar las máquinas y equipos heredados por nuevos dispositivos y herramientas inteligentes es costoso. En consecuencia, los proveedores de equipos de fabricación darán prioridad a las soluciones "inteligentes" que puedan integrarse tanto en activos nuevos como heredados ("brownfield").

ALMiG Group es un proveedor de compresores de aire que se utilizan como parte de muchos procesos de fabricación diferentes. La compañía ha encontrado una forma innovadora de conectar tanto los nuevos compresores de aire como sus dispositivos existentes con una única solución mediante el uso de tecnologías 5G de área amplia de baja potencia (LPWA) NB-IoT y LTE-M para conectar las capacidades de actuación y control Modbus existentes. En colaboración con grandcentrix (una empresa de Vodafone), ALMiG pudo desarrollar rápidamente una solución conectada utilizando el producto Modbus Cloud Connect de grandcentrix.

Al integrar Modbus Cloud Connect en sus equipos, ALMiG digitalizó sus productos y habilitó mejor su nuevo servicio COMPASS (Solución de Servicio de Aire Comprimido) utilizando datos de IoT en tiempo real. El software central en la nube asociado con el servicio COMPASS mantendrá un gemelo digital de cualquier máquina conectada y permitirá el procesamiento, evaluación y almacenamiento de información. Los datos disponibles se pueden utilizar para mejorar los procesos existentes y también para respaldar nuevas propuestas como, por ejemplo, modelos servitizados mejorados. Al utilizar hardware grandcentrix y ejecutarse en la plataforma de comunicaciones celulares de Vodafone, se pueden conectar dispositivos existentes y heredados utilizando hardware estandarizado y adaptadores de nube preconfigurados.

El producto Modbus Cloud Connect de grandcentrix tiene cuatro aspectos clave:

• Hardware: Modbus Cloud Connect Gateway es hardware certificado CE con firmware integrado desarrollado por grandcentrix, un factor de forma para montaje en riel DIN e incluye conexiones de terminales. El dispositivo tiene antenas de superficie metálicas y no metálicas para ayudar a la conectividad.
• Conectividad: Incluye un chipset SIM preinstalado que permite la conexión a redes 5G LPWA (NB-IoT y LTE-M) soportadas con una sencilla tarifa de conectividad móvil.
• Portal de autoservicio: un portal para la gestión de dispositivos y la integración de datos preconfigurados a través de la adaptación a la nube.
• Soporte: soporte inicial para la incorporación de dispositivos, así como soporte continuo para operaciones en curso, incluido un servicio de atención al cliente y un sistema de notificación de problemas.

Los beneficios de los equipos de fabricación conectados

En el caso de ALMiG, el producto Modbus Cloud Connect resultó especialmente beneficioso, ya que la empresa ya operaba una plataforma en la nube y podía añadir con relativa facilidad nuevos servicios basados ​​en los nuevos datos de IoT. Desde la adopción de Modbus Cloud Connect, ALMiG ha lanzado una segunda plataforma en la nube para permitir una próxima generación de servicios digitales.

Los nuevos datos de IoT respaldan aspectos clave de la propuesta COMPASS recientemente lanzada de ALMiG, incluido el soporte a los clientes con actualizaciones diarias, notificación instantánea de actualizaciones de estado críticas y tiempo de actividad mejorado a través del mantenimiento preventivo. En general, la inclusión de datos de IoT ha permitido a ALMiG pasar de brindar soporte reactivo a brindar soporte proactivo.

Este enfoque incluye aspectos como la gestión de datos, donde los clientes a menudo carecen de capacidades de ciencia de datos y pueden beneficiarse del soporte para definir las estructuras de datos requeridas, las frecuencias de actualización y qué fuentes de datos y correlaciones se deben rastrear para obtener la mayor información. Además, ALMiG ha podido simplificar las actividades de servicio y proporcionar nuevos servicios que se extienden para cubrir todas las actividades relacionadas con la planta.

La información de nivel macro proporcionada a los clientes incluye un panel que incluye datos de dispositivos individuales y también datos sobre el conjunto de dispositivos ALMiG de un cliente en todo el mundo.

Otro beneficio clave radica en el potencial de ALMiG para utilizar datos de IoT de implementaciones del mundo real para mejorar el desarrollo futuro de productos. Históricamente, ALMiG ha suministrado compresores a múltiples industrias, pero con pocos datos o comentarios sobre cómo exactamente los dispositivos estaban siendo utilizados por los diferentes segmentos de clientes. A medio plazo, la empresa espera poder optimizar las especificaciones del producto para diferentes tipos de clientes, de modo que se puedan omitir características que no sean necesarias y las capacidades del compresor puedan adaptarse mejor a las necesidades del cliente. Este enfoque permitirá a ALMiG hacer que su cartera general de compresores sea más competitiva en un mercado en evolución.

Desde una perspectiva operativa, ALMiG se beneficia de la capacidad de realizar un mantenimiento preventivo y actualizar su enfoque general del servicio de campo. Actualmente, cuando los compresores grandes se averían, los ingenieros de campo a menudo deben viajar a la ubicación del cliente para realizar las reparaciones necesarias. En consecuencia, cuando las reparaciones se pueden realizar de forma preventiva como parte del mantenimiento rutinario del servicio, se obtienen importantes beneficios en términos de tiempo y gastos de viaje. Además, existen importantes beneficios de sostenibilidad asociados con la reducción de los viajes aéreos.

Potencial para reducir el costo y la participación de múltiples recursos de terceros

Uno de los retos a los que se enfrenta ALMiG es que sus clientes suelen adquirir máquinas para grandes fábricas y plantas industriales, lo que implica inversiones importantes y los correspondientes períodos de depreciación de muchos años.

En consecuencia, es importante que ALMiG atienda la demanda de los clientes de un acceso transparente y rápido a los datos de uso provenientes de máquinas inteligentes y conectadas, al tiempo que permite a esos clientes maximizar el retorno de sus inversiones anteriores al habilitar servicios similares en máquinas ya implementadas.

Para ALMiG, la implementación de Modbus Cloud Connect fue una forma efectiva de conectar máquinas nuevas y existentes y de optimizar los servicios asociados con ambas. Con Modbus Cloud Connect, los compresores se pueden monitorear y controlar de forma remota para reducir el esfuerzo operativo en el sitio utilizando sensores y actuadores existentes. La solución se puede adaptar fácilmente a máquinas existentes y sistemas heredados y se puede conectar mediante adaptadores de nube preconfigurados y el uso de comunicaciones móviles 5G.

Las tecnologías 5G LPWA NB-IoT y LTE-M combinadas con protocolos Modbus establecidos permiten flexibilidad, simplicidad y facilidad de implementación.

Las tecnologías 5G LPWA NB-IoT y LTE-M fueron particularmente importantes para ALMiG, ya que los compresores generalmente están ubicados en interiores y, a menudo, en áreas de difícil acceso con tecnologías de conectividad celular de área amplia distintas de NB-IoT y LTE-M. Mientras tanto, los beneficios de proporcionar conexiones directas a los compresores son múltiples, ya que dichas conexiones no dependen de ninguna infraestructura de terceros aparte de una red celular (que a su vez está contratada y bajo el control de ALMiG). Por el contrario, si ALMiG hubiera adoptado una solución de conectividad de corto alcance, entonces la conectividad para cada compresor habría dependido de la red local de un cliente y también de que ALMiG hubiera obtenido acceso a esa red para que los compresores pudieran controlarse de forma remota. En consecuencia, el uso de tecnologías 5G permite a ALMiG controlar las conexiones directas a los dispositivos finales, mientras que una solución basada en tecnologías de corto alcance tendría que depender de un conjunto extremadamente fragmentado de redes de clientes locales. A su vez, el uso de 5G permite a ALMiG comprometerse a ofrecer ciertos niveles de servicio, ya que la empresa controla toda la infraestructura relevante de extremo a extremo.

Los beneficios de la solución Modbus Cloud Connect adoptada por ALMiG incluyen:

• Flexibilidad : Incluyendo el potencial para soportar tanto la modernización de unidades existentes en el campo como el equipamiento de nuevas unidades con la electrónica existente, independientemente del tipo o serie de unidades. Esto permite a ALMiG convertir toda la gama de compresores de un cliente en productos inteligentes.
• Sencillez: Al utilizar las tecnologías 5G LPWA NB-IoT y LTE-M, la comunicación de datos se vuelve independiente de la infraestructura de terceros y existen interfaces claramente definidas. Esto permite una fácil conexión a las capacidades de dispositivos existentes habilitadas para Modbus y admite la recopilación de datos en tiempo real, como horas y condiciones de funcionamiento, y permite controlar los dispositivos de forma remota (por ejemplo, ajustando la configuración de presión de aire). La conexión a la infraestructura de la nube permite escalar los proyectos rápidamente.
• Facilidad de implementación: Otra característica clave es que, dado que la solución Modbus Cloud Connect está desarrollada, se puede implementar sin ningún requisito ni dependencia de ningún proveedor externo aparte de grandcentrix. De esta manera se reducen significativamente el esfuerzo, el riesgo y los costos que podrían resultar de la coordinación e integración de partes externas.

Ampliar el despliegue y habilitar una nueva propuesta comercial

La colaboración entre ALMiG y grandcentrix continuará e incluso se ampliará. Actualmente hay discusiones sobre el desarrollo de una plataforma en la nube adicional para complementar la plataforma en la nube existente. A medio y largo plazo el objetivo es desarrollar nuevas aplicaciones y nuevos servicios para los clientes.

La colaboración entre ALMiG y grandcentrix continuará e incluso se ampliará. Actualmente hay discusiones sobre el desarrollo de una plataforma en la nube adicional para complementar la plataforma en la nube existente. A medio y largo plazo el objetivo es desarrollar nuevas aplicaciones y nuevos servicios para los clientes.

Utilizando la gran cantidad de puntos de datos que ahora provienen de los compresores, ALMiG está trabajando con expertos en ciencia de datos de grandcentrix para obtener nuevos conocimientos sobre el uso del equipo por parte de los clientes, lo que resulta en el desarrollo de nuevas aplicaciones o características. Por ejemplo, se pueden proporcionar a los clientes notificaciones personalizadas y basadas en el uso. Además, estos conocimientos se reflejarán en el desarrollo de la cartera de productos y en la I+D de AMiG.

Modbus Cloud Connect de Vodafone/grandcentrix hace que IoT sea sencillamente fácil.

Modbus Cloud Connect es el producto IoT "todo en uno" para la conexión directa de dispositivos Modbus RTU a través de LPWA (Narrowband-IoT & LTE-M) a la nube. Para obtener más información, visite: https://grandcentrix.net/en/products/modbus/

grandcentrix es una subsidiaria 100 % de Vodafone Alemania y apoya a las empresas en la implementación exitosa de proyectos de IoT. Esto incluye soluciones de IoT personalizadas (servicios profesionales), así como productos IoT plug&play como Modbus Cloud Connect. En ambos pilares de negocio, la atención se centra en la conexión de dispositivos al Internet de las cosas con experiencia en todas las disciplinas de IoT, desde ingeniería integrada, producción y certificación, backend y frontend en la nube, aplicaciones, seguridad y ciencia de datos.

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• Fuente: https://www.iot-now.com/2024/01/12/141829-gsma-5g-transformation-hub/