Tinder para el IoT industrial

La tendencia en muchas industrias es hacia una Internet de los objetos en la que las cosas interactúan entre sí de forma inteligente, autónoma, distribuida y descentralizada. Con Coaty, Siemens ha desarrollado un marco de interacción independiente de la plataforma para sistemas autónomos descentralizados y colaborativos. Coaty se está utilizando como aplicación piloto en la logística distribuida y permite la interacción directa entre los dispositivos IoT que actúan de forma autónoma, así como los servicios de borde y en la nube, y la contraparte humana.

Vivimos en un mundo cada vez más complejo en el que las capacidades de los componentes tecnológicos de todos los sectores no dejan de crecer, en el que se demandan sistemas que puedan configurarse de forma cada vez más dinámica y escalarse con mayor rapidez, y en el que la mayoría de los datos y funciones relacionados con la empresa se almacenan y organizan de forma centralizada en las nubes de los principales actores informáticos.

"Esa es la realidad en la que nos movemos y buscamos soluciones para que esta complejidad sea manejable para nuestros clientes", afirma Ralph Büsgen, responsable de sistemas de vehículos de guiado automático (AGV) en la automatización de fábricas de Digital Industries. En muchas aplicaciones logísticas actuales, los vehículos semiinteligentes y sin conductor que comunican continuamente sus coordenadas mientras se desplazan están a la orden del día.

"Nuestros clientes -especialmente en la industria del automóvil- esperan ahora que demos el siguiente paso en la digitalización de las fábricas: la autoorganización de las máquinas y la logística", afirma Büsgen. "La coordinación central de la producción se centra en la supervisión y optimización de los procesos de producción en tiempo real". Las máquinas y la logística en el taller se están equipando con más inteligencia y se les permite comunicarse y cooperar de forma autónoma en una estructura más descentralizada"

Estos sistemas distribuidos autoorganizados son un paso importante hacia el IoT industrial (IIoT). "Dentro de muchas cabezas la idea del Internet de las cosas sigue siendo la de un sistema jerárquico que se organiza mayoritariamente de forma centralizada. En muchos casos, ésta es la mejor solución. Pero también vemos nuevos casos de uso para estructuras distribuidas y colaborativas, que no podríamos abordar con un sistema jerárquico", explica Büsgen.

La infraestructura para este tipo de IoT colaborativa podría incluso permitir que cooperen espontáneamente subsistemas cuya interacción no estaba explícitamente planificada de antemano. Se prevé, por ejemplo, un robot móvil con una pinza y una cinta transportadora que colaboran de forma autónoma para crear una nueva solución para las tareas de transporte en la producción.

En realidad, Siemens ya ha desarrollado una solución llamada Coaty. Coaty es un marco colaborativo de IoT que está disponible como software de código abierto. Instalado en el dispositivo IoT como un componente de software, Coaty establece una red de comunicación cuyos participantes -conocidos como agentes- están débilmente acoplados e interactúan de manera ad hoc sin una autoridad de coordinación central. Coaty se ha utilizado en un proyecto patrocinado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania (BMBF) llamado CrESt, y se ha seguido desarrollando para aplicaciones logísticas en colaboración con la empresa berlinesa ASTI InSystems. ASTI InSystems fabrica AGVs.

"Los vehículos equipados con Coaty han pasado al siguiente nivel de acción autónoma", afirma Jochen Nickles, que trabaja en Corporate Technology, el departamento global de investigación y desarrollo de Siemens. "Los vehículos no solo saben dónde están y hacia dónde se dirigen, sino que también se ponen de acuerdo con otros vehículos para saber cuál va a realizar cada tarea sin la intervención de un controlador central". tecnológicamente hablando, explica Nickles, esto es posible gracias a la integración del software Coaty en los dispositivos IoT. "Los dispositivos tienen un entorno de ejecución y una conexión de red inalámbrica. Se comunican mediante un proceso de publicación-suscripción. Es un servicio de mensajería que permite enviar y recibir mensajes entre aplicaciones independientes.

En la jerga profesional, este fenómeno se conoce como "comunicación de tú a tú": "Imagínese que le digo a un público desconocido, ¿quién puede ayudarme?", dice Nickles. "Lo que implica mi pregunta es, ¿quién tiene las capacidades, el tiempo y está actualmente en el vecindario?" Este tipo de comunicación de cualquiera a cualquiera permite compartir, descubrir, consultar, modificar y persistir datos en un sistema distribuido, así como ejecutar llamadas a procedimientos remotos. Un colega, dice Nickles con una sonrisa, ha encontrado una descripción adecuada: "Coaty es el Tinder del IoT industrial. Una prueba de concepto de una aplicación logística autoorganizada con varios sistemas de transporte sin conductor en marzo de 2020 en el Showroom and Testcenter de Siemens Automotive en Núremberg fue un éxito.

También se pueden añadir nuevos agentes y funciones de forma dinámica y espontánea a los sistemas de IoT existentes, afirma Nickles. Todos los tipos de agentes del sistema, como los sensores, los dispositivos móviles y los servicios de borde y en la nube, son socios de comunicación en igualdad de condiciones. Según Nickles, el propósito de Coaty es permitir que los sistemas autónomos interactúen en cualquier constelación. "El primer paso es establecer una comunicación no jerárquica, incluyendo los correspondientes algoritmos de coordinación distribuida. Esto nos permite integrar en un solo sistema aplicaciones organizadas de forma centralizada y descentralizada. El siguiente paso sería la integración de elementos de IA para utilizar todo el potencial de esos sistemas"

El objetivo a medio plazo, según Ralph Büsgen, es llevar los conocimientos obtenidos a través de Coaty al sistema modular SIMOVE de Siemens, aportando así innovación a la automatización de aplicaciones logísticas con AGVs. Además de los servicios en el borde y en la nube, Büsgen también ve a los smartphones y a los wearables interactuando con las máquinas: "Nos referimos a esto como el "humano digitalmente empoderado"."

Sandra Maria Wild - Junio 2020