Sistemas Ciberfísicos (CPS). Industria química inteligente

1. Introducción a los Sistemas ciberfísicos

En el contexto actual se evidencia un avance de los procesos industriales, así como la incorporación  del concepto Sistemas Ciberfísicos (CPS), en inglés, Cyber-Physical Systems. El objetivo de este, es mejorar la interacción entre los seres humanos y los sistemas de ingeniería, aportando información relevante de los procesos.

Por tanto, un Sistemas Ciberfísicos (CPS) se puede definir como un sistema compuesto por un proceso físico integrado en una red y un sistema informático .

Los CPS por su parte, han sido adaptados a los procesos industriales, con la intención de resolver problemas de las plantas modernas de las siguientes formas:

1. En primer lugar, de una forma Innovadora, puesto que realizan la detección en tiempo real, el control dinámico.
2. En segundo lugar, mediante la Gestión de datos relevantes a gran escala, a través de la integración de tecnologías 3C (Computadora, Comunicación y Control).

2. Ventaja de los Sistemas Ciberfísicos (CPS)

• En primera instancia, seguimiento y control de estados y procesos;
• Diseñar estrategias avanzadas de control y optimización para lograr un equilibrio entre la predicción y la representación de un proceso complejo;
• Simular en tiempo real el comportamiento del sistema ciber físico, a través de gemelos digitales;
• Detectar eventos/fallas en los procesos productivos;
• Obtener información valiosa mediante análisis de Big Data;
• Po último, producción más eficiente y económica, entre otros.

3. Industria química convencional vs Industria química inteligente

En el presente cuadro se muestran las ventajas:

4. Despliegue de CPS en la industria química

Se espera que a través de una integración de las nuevas tecnologías de la industria 4.0 sobre los sistemas físicos, sea posible desarrollar un sistema más eficiente, seguro, ambientalmente amigable y competitivo.

En resumidas cuentas, el despliegue de CPS en la industria química es una oportunidad única para hacer frente a los desafíos actuales y futuros de dicha industria.

Por esto, la industria química se encuentra posicionada en un contexto globalizado de intenso cambio, resultado de las demandas de los consumidores, como también por la situación ambiental, social, política y financiera mundial.

Por añadidura, lo anterior conlleva a que este sector sea capaz de hacer frente a los cambios externos, para defenderse de las amenazas, mientras optimiza y controla constantemente sus procesos.

La automatización de operaciones es uno de los objetivos claves en este desafío, conducido a partir del mantenimiento predictivo y la optimización, lo que hace de la tecnología CPS, la mejor herramienta para aumentar la productividad, puesto que es la columna vertebral de “The Internet of Things” – Internet de las cosas (IoT).

5. Conclusión

Como conclusión, podemos destacar la relevancia que tienen los CPS como elemento indispensable en la integración de la cadena de valor de los procesos y de los diversos sectores productivos de la industria 4.0.

En este sentido, las tecnologías de macrodatos y ROM constituyen la base tecnológica digital del sistema de conocimiento.

Los CPS son una herramienta importante para la intelectualización de los procesos productivos, generando beneficios con una mayor competitividad, atendiendo las necesidades y expectativas de los stakeholders.

Asimismo, brinda un sólido know-how, el acceso a nuevos segmentos del mercado y, en consecuencia, un mayor retorno económicos de las operaciones fabriles.

Autor: Luis Alfonso Esquiaqui Marín. Docente del Máster en ingeniería química.