OPC UA, el amanecer de una nueva generación de interfaces

OPC UA ayuda a los operadores a comunicarse con las máquinas".
Fuente: Grenzebach

La transformación digital hace tiempo que se ha apoderado de la industria del vidrio plano y avanza rápidamente. Cada vez es más frecuente que los operarios se limiten a supervisar los procesos de fabricación en lugar de realizar ellos mismos los trabajos. La escasez de mano de obra cualificada, las crecientes exigencias de flexibilidad de la maquinaria y los equipos, así como los crecientes requisitos de sostenibilidad, requieren una supervisión inteligente de los procesos de producción.  

Los productores pueden generar un valor añadido especial si adoptan un enfoque mecatrónico. Por lo tanto, merece la pena centrarse en los datos y en la comunicación inteligente hombre-máquina, máquina-hombre y, por último, pero no menos importante, en la comunicación entre la máquina y el software. Sobre todo porque un número creciente de máquinas y el software operativo de diferentes fabricantes necesitan comunicarse entre sí. En la actualidad, la mayoría de las interfaces necesarias para ello siguen implementándose como soluciones personalizadas para la aplicación correspondiente. Pero en lugar de invertir mucho tiempo y dinero en la programación de interfaces individuales, un estándar de comunicación estandarizado, independiente del fabricante e interoperable, como el que ofrece la Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta -o OPC UA para abreviar-, proporcionaría una solución que ofrece un gran potencial a lo largo de la cadena de valor.  

OPC UA Un estándar que "coge velocidad"

OPC UA transmite datos de máquinas, como variables controladas y valores medidos, y tiene la capacidad de describirlos semánticamente en un formato legible por la máquina. Desarrollado en EE.UU., el estándar está cobrando cada vez más importancia en Europa. Un estudio intersectorial publicado en 2021 por la VDMA e.V. (Federación Alemana de Ingeniería) ilustró la relevancia de las interfaces interoperables y los estándares asociados en las empresas: más del 90% de los encuestados vieron la necesidad de interfaces interoperables. Según la encuesta, la disolución de las interfaces propietarias es de la mayor importancia estratégica, ya que es lo que hace posible el plug and produce en primer lugar.

Según las estimaciones, entre el 10% y el 12% de las plantas de la industria del vidrio están equipadas con esta plataforma. Sin embargo, la demanda de OPC UA también depende en gran medida del mercado de destino. "Nuestras líneas ya están equipadas con este estándar de comunicación. Sin embargo, su demanda en Asia sigue siendo secundaria en comparación con la de Europa", afirma Peter Seidl, director de la unidad de negocio de vidrio de Grenner.

La Product Management Business Unit Glass en Grenzebach, describe la situación actual. Además, la integración de OPC UA sin la especificación asociada no puede explotar todo su potencial. La interoperabilidad sólo se consigue cuando las máquinas y sistemas conectados entienden el contenido de la interfaz gracias a esta especificación, es decir, cuando hablan el mismo idioma.

Para definir esto y hacerlo funcionar para la industria del vidrio plano, los fabricantes y proveedores de software participan en un Grupo de Trabajo Conjunto (JWG) de la VDMA y la Fundación OPC. Este último ha elaborado la primera especificación complementaria para el procesamiento del vidrio plano, que se publicó en la Fundación OPC en noviembre de 2021. Esta especificación se aplica a la gestión de la producción. "Con esta Especificación ya no tenemos que preocuparnos de cómo comunicamos, sino solo de qué comunicamos", afirma Seidl, que defiende la introducción de OPC UA en el JWG, de cara al futuro de la interoperabilidad.

La clave para un mayor valor añadido

El Dr. Markus Schoisswohl, director general de Hegla New Technology y presidente del JWG, añade: "Si conseguimos sustituir los protocolos propietarios por OPC UA, podremos eliminar una enorme inversión no sólo en términos de dinero y tiempo para la programación, sino también para las pruebas individuales durante la puesta en marcha". Sobre todo porque los empleados se enfrentan a las crecientes exigencias de flexibilidad de las plantas. "Los fabricantes están obligados a adaptar su producción a nuevos pedidos con tamaños de lote variables en intervalos cada vez más cortos", recuerda Tobias Wachtmann, responsable de Vertical Glass & Solar en Siemens. Es precisamente esta configuración la que facilita OPC UA, ya que se elimina la programación manual y se reduce considerablemente el número de interfaces diferentes. También hace que la integración de máquinas o componentes en las líneas de producción existentes sea mucho más fácil y rápida, aumentando así la eficiencia de la planta

Además, OPC UA simplifica notablemente la generación de un gemelo digital necesario para añadir nuevas instalaciones o ampliar capacidades. Los datos de producción actuales en un formato estandarizado ayudan a planificar el mantenimiento y mejoran la eficiencia de los recursos, al tiempo que reducen el tiempo de respuesta en caso de errores. Además, la protección de los datos está garantizada: OPC UA cuenta con una gran variedad de mecanismos de seguridad. Los mensajes, por ejemplo, pueden transmitirse en un formato codificado a varios niveles y también son posibles las firmas y la autenticación.

"La digitalización debe ser manejable"

En la actualidad, el uso de OPC UA en la industria del vidrio es todavía una pequeña pieza del rompecabezas. La industria del vidrio plano se encamina hacia nuevos horizontes. Según el Dr. Schoisswohl, la digitalización debe ser manejable.

"No debemos dejar atrás a nuestros colaboradores, sino hacerles comprender el beneficio que aportan los datos transmitidos por OPC UA". sugiere Wachtmann: "Limitarse a comercializar soluciones propietarias es demasiado corto de miras hoy en día. La estandarización de interfaces, desarrollada en estrecha colaboración con proveedores y usuarios, genera el mayor beneficio para la cadena de suministro." Con la introducción de la primera especificación complementaria, JWG ha creado una base sólida. En el futuro, pondrá en marcha otras especificaciones para más variables y áreas de producción. Los expertos esperan que OPC UA se establezca en la industria del vidrio en pocos años.

Con el fin de hacer accesibles las ventajas de este estándar interoperable, las empresas que participan en el JWG tienen previsto exponerlo en sus stands de glasstec 2022. Allí se mostrará cómo OPC UA influye positivamente en la eficiencia de la planta y en el consumo de recursos.