Alternativas para el HW de un sistema de Tiempo Real (I)

Una vez que conocemos lo que entendemos por Tiempo Real, que sabemos los diferentes tipos de sistemas que podemos encontrarnos y que hemos resumido sus características más importantes, pasemos a estudiar las alternativas que hoy en día tenemos a nuestro alcance para diseñar el hardware de un sistema de este tipo.

• Arquitecturas comerciales: Suele ser la elección más sencilla y más barata, puesto que se trata de utilizar en el sistema el hardware comercial más extendido, conocido y con precios más ajustados. Tenemos dos opciones:
• Procesadores de propósito general: La programación de los procesadores que llevan los PCs, servidores y portátiles actuales se puede realizar con lenguajes de alto nivel para los que existen multitud de compiladores. Por lo tanto, esta alternativa simplifica el desarrollo del software del sistema, aunque al tratarse de arquitecturas de propósito general, las optimizaciones que se podrán llevar a cabo en este software estarán limitadas.

• Arquitecturas específicas: En este caso se escoge un hardware comercial pero de propósito específico. Un ejemplo serían los PLCs, aunque en muchos casos el hardware que incorporan es demasiado sencillo para afrontar ciertos proyectos. En estos casos están apareciendo con fuerza las tarjetas gráficas, que incorporan un procesador denominado GPU (Graphics Processor Unit) igual de potente que el de propósito general (la CPU) pero optimizado para cierto tipo de operaciones. Este procesador, al contrario de lo que suele pensarse, no sólo se puede utilizar para aplicaciones gráficas. Utilizando técnicas de GPGPU (General Purpose GPU), se puede aprovechar este procesador tan potente para multitud de aplicaciones, especialmente aquellas que manejan una gran cantidad de datos.
  

AEPIMIFA. Conclusiones Mesa Redonda OEE

AEPIMIFA ha celebrado en Madrid su 18ª Jornada Técnica. Durante la sesión de mañana se abordaron a través de tres ponencias estos tres temas:

• Agua de Proceso y Optimización de sus Gestión.
• OEE de una Línea de Empaquetado y su simulación.
• Codificación y Trazabilidad de las unidades de venta.

Luego por la tarde, la organización, muy acertadamente desde mi punto de vista, propuso a los asistentes, participar en mesas redondas en las que se discutían los temas arriba mencionados.

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Wonderware Spain, representado por Xavier Marfá y Fernando Sevillano, asistió a la mesa Redonda que trataba la importancia del OEE dentro del sector farma.

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A la mesa se sentaron clientes finales, proveedores de maquinaria, integradores de sistemas, proveedores de software industrial. Tras dos horas de interesante debate, estas son algunas de las conclusiones o temas de los que se discutieron:

Relacionadas con los Sistemas de Captación Automática de Eficiencias y Paradas:

• Las empresas que acometen procesos de mejora, prefieren tener sistemas de recolección automática de datos de eficiencias y paradas de línea, frente a la recolección manual.
• Los sistemas de captación automática de datos, proporcionan visión en Tiempo Real del Proceso. Capacidad de reaccionar ante posibles pérdidas de productividad. Del mismo modo, la empresa debe divulgar esta idea de “Gestión en Tiempo Real” de la productividad de las líneas de envasado.
• Se pueden abordar procesos de mejora realizando captación manual de información, sin embargo asumimos la inexactitud del dato que recibimos.
• Es necesario explotar al máximo la información que generan los sistemas de recolección de datos de paradas. Los usuarios deben exigir a los proveedores que les ayuden a sacar el máximo partido de la información que tienen a su disposición.
• Al igual que el “NO USO” de un sistema transaccional (ERP) en una empresa, puede suponer la exclusión natural de un empleado, la compañía debe transmitir a la organización la importancia de usar y entender perfectamente el uso de las herramientas de tratamiento de datos de planta.
• Actualmente las máquinas que conforman una línea de envasado suelen incorporar sistemas de captura automática de datos de parada. Sin embargo, esta información no puede ser cruzada con otro tipo de información y es poco accesible tanto para operarios como para la Gerencia.

Relacionadas con el Proceso de Mejora Continua:

• Es necesario que la Alta Dirección de las empresas avalen estos Procesos de Mejora.
• La inclusión de empresas consultoras o de terceros profesionales que impulsen o provoquen las reuniones y acciones a llevar a cabo en estos Procesos de Mejora, es un hecho que favorece este tipo de iniciativas. No se trata de ayudar a “Optimizar el Proceso”, sino de implantar una metodología y un “rigor/rutina” de trabajo, que provoque la Mejora Continua.
• Los objetivos a conseguir deben ser SMART (Específicos, Medibles, Alcanzables, Realistas y Tangibles). Estos objetivos deben ser correctamente comunicados a todos los interesados, es decir Integrados en la organización. Desde el Operario hasta la Gerencia.
• Estos objetivos deben venir acompañados de un programa de primas o reconocimientos por la consecución de los mismos.
• La involucración del operario es fundamental. De hecho cada vez más, los datos de eficiencia tienen como usuario principal el operario que está a pie de fábrica.

Para más información:

Cecilia

Coordinadora AEPIMIFA

Avda. de las Arcas del Agua,528905 GETAFE- Madrid

Tel movil: 606815851 Tel: 916832940 Fax: 916833031

Email secretaria@aepimifa.org

Pagina web www.aepimifa.org

Aberdeen Group. Informes

Aberdeen Group es una empresa especializada en el desarrollo de Estudios de Mercado y realización de Benchmarking dentro del ámbito de las Tecnologías de la Información aplicadas al entorno Manufacturing. He tenido acceso a dos de sus publicaciones que me parecen muy interesantes:

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La primera es "Global Manufacturing: MES and Beyond Benchmark Report" de Mayo de 2006.De entre las figuras, destaco la siguiente en la que se puede observar como según las encuestas realizadas por Aberdeen el reto interno que más preocupa a los profesionales del sector IT responsables del entorno fabril, es la forma de abordar el GAP existente entre los sistemas transaccionales (ERP) y los sistemas de gestión de planta (MES).

Profundizando en esta problemática, existe otra publicación de Aberdeen "The Manufacturing Intelligence Benchmark Report" de octubre de 2006, en la que aparece una figura que indica que para superar dicho GAP, lo prioritario es "Tirar" información desde los sistemas de planta a los sistemas ERP, para que desde estos, se tenga visibilidad global de todo el proceso.

OEE, TEEP, SPR, MTBF y MTTR

En esta entrada vamos a analizar algunos de los KPI que se utilizan para calcular la eficiencia de las máquinas y líneas de producción. Estos son:

1. OEE. Overall Equipment Effectiveness.


2. TEEP. Total Effective Equipment Productivity.


3. SPR. Synthetique Performance Ratio.


4. MTBF. Mean Time Between Failures.


5. MTTR. Mena Time To Repair.
   

En primer lugar planteamos una categorización de tiempos de actividad, partiendo de que el tiempo total disponible de un equipo, es de 365 días al año, 24horas al día.

A partir de esta premisa, el tiempo total disponible se ve minorado por:

• Periodos festivos.


• Paradas planificadas.


• Paradas NO planificadas.
  

En esta figura observamos las distintas definiciones de tiempos que luego utilizaremos para el cálculo de los KPI.

Definimos ahora cada KPI.

1.Overall Equipment Effectiveness (OEE)
OEE = Availability x Performance x Quality
Availability = Operating Time / Planned Production Time
Performance = Total Production / (SOC * Operating Time)
Quality = Good Production / Total Production
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2.Total Effective Equipment Productivity (TEEP)
TEEP = Good Production / (SOC * Total Available Time)

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3. SPR (Synthetique Performance Ratio)
SPR = Good Production / (LineSOC * Machine Time)
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4. Mean Time Between Failures (MTBF)
MTBF = Running Time Duration / Stop Count = Operating Time / Stop Count

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5. Mean Time To Repair (MTTR)
MTTR = Stopped Time Duration / Stop Count = Availability Loss / Stop Count

Donde:

• SOC. Standard Operating Capacity of the machine for a given product
• LineSOC. Standard Operating Capacity of the line for a given product
• Total Production. Is the adjusted actual total count (good + bad) on the machine or line
• Good Production. Is the adjusted actual good count on the machine or line
• Bad Production. Is the adjusted actual bad count on the machine or line
• Stop Count.Is the number of events on the machine or line. It excludes micro stops.
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Hipertransporte

Aunque el nombre suena un poco a ciencia ficción, se trata de un estándar para buses de alto rendimiento que seguro que os habéis encontrado muy a menudo últimamente.

Está basado en una tecnología de conexión punto a punto que permite la mínima latencia de comunicaciones en enlaces entre chips. El ancho del bus puede ser de 2, 4, 8, 16 ó 32 bits, con un canal para cada dirección (full-duplex) y señalización diferencial. Por lo tanto, hay cuatro líneas para cada bit, dos en cada dirección.

Podemos encontrar diferentes frecuencias de funcionamiento para Hipertransporte según la versión. La 1.0 a 800 MHz, la 2.0 a 1 GHz y la 3.0 a 1.8 GHz. Pero en todos los casos se trata de un bus capaz de realizar dos transferencias de información por ciclo.

Utiliza un protocolo de comunicación síncrono basado en paquetes, por lo tanto se trata de un bus en que sólo se incorporan líneas de datos: toda la información de control necesaria para sincronización, etc, va codificada en los paquetes junto con los datos.

En la actualidad es uno de los buses más utilizados para conexión de chips sobre placas base debido a su alto rendimiento. Por ejemplo, es el bus del sistema (el que comunica el procesador con el resto de componente) en las placas base para procesadores de AMD. El nuevo QuickPath patentado por Intel, del que ya hablaremos en otra ocasión, está basado en la misma filosofiá que Hipertransporte.

La idea fundamental que hay que sacar de esta entrada es que los buses tradicionales tienen los días contados, ya que todos los nuevos estándares van orientados a la inclusión de un protocolo de comunicaciones como los que se utilizan en redes, dentro de los sistemas. Por lo que ahora nos encontramos con paquetes, switches y demás dentro de nuestros PCs y servidores.

OEE y Procesos de Mejora

Los sistemas de información de gestión de planta, proporcionan información fiable, exacta y en tiempo real de lo que acontece dentro del entorno fabril.

Esta información ayuda a tomar decisiones que permtirán mejorar los factores claves dentro de la Planta (productividad, eficiencia, calidad...).

La correcta utilización de los datos obtenidos permitirán:

• Abordar Procesos de Mejora Contínua. No se puede mejorar lo que no es medido con corrección.


• Realizar Nuevas Inversiones. La información nos permitirá discernir la conveniencia de adquirir nuevos equipos, instalaciones, recursos...


• Descubrir la Capacidad Escondida de nuestros activos. Antes de acometer costosos desembolsos en nueva maquinaria, nos permitirá optimizar la preexistente.


• Disponer de Argumentos Fiables para negociar con los fabricantes de maquinaria (OEM). La información recogida determinará si el "Theoretical Rate Output" determinado por el fabricante es realmente alcanzable.
  

Dentro de estos cuatro puntos, me gustaría profundizar en la relación que existe entre el OEE y los Procesos de Mejora.

El OEE nace dentro del TPM (Programa Mejora de la Productividad). Del mismo modo puede ser aplicado a otros programas Six Sigma, Lean Manufacturing, Medidas Específicas Corporativas...

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Cinco son los factores claves que deben tenerse en cuenta a la hora de abordar Procesos de Mejora:

1. La Gerencia debe establecer los objetivos e involucrarse en la consecución de los mismos.


2. Tener capacidad de analizar con exactitud las razones o motivos por los que se producen las pérdidas de efectividad.


3. Tener capacidad de medir con exactitud los tiempos de parada y la productividad-efectividad generada.


4. Involucración puntual del operario para cualificar los motivos que reducen el tiempo productivo de los sistemas.


5. Desplegar un sistema que permita visualizar la información de forma sencilla, flexible. Cada perfil en la compañía necesita información diferente.

Como puede observarse, la medición exacta, fiable y en tiempo real del estado de las máquinas (OEE) es uno de los factores claves en todos los Procesos de Mejora Continua.
Existen aplicaciones que permiten ayudar a llevar a cabo estos requisitos. Son solo herramientas. Su mera implantación no hace “MEJORAR”.
Si se decide llevar a cabo un Proceso de Mejora Continua basándonos en el OEE como KPI, también hemos de tener en cuenta lo siguiente:

• El OEE se implanta para utilizar un sistema de medición que permita optimizar la efectividad de los sistemas y líneas. No se implanta para medir tiempos de presencia del Operario o calcular su efectividad.


• La implantación de los procesos de mejora lleva un coste implícito. Persona dedicada, reparaciones, mantenimientos, etc...Además se debe contar con la capacidad de la empresa para abordar estos procesos. Recursos Humanos, Financieros.

La pregunta a plantear antes de llevar a cabo procesos de Mejora es: ¿Qué es lo que deja de ganar mi empresa por no conocer la efectividad de la estructura actual de planta?

Niveles de Planificación. Forecast

El forecast consiste en la predicción de eventos que ocurrirán en el futuro, y normalmente en el contexto industrial se utiliza para predecir cuál va a ser la demanda de un producto en una franja temporal futura.

Los métodos de predicción se pueden clasificar atendiendo a varios aspectos, entre ellos:

• Según el tipo de predicción: Métodos cuantitavivos (basados en modelos matemáticos y estadísticos) o métodos cualitativos(basados en aspectos subjetivos).


• Según la franja temporal para la que se realiza la predicción: Métodos a corto plazo (como mucho a un año vista, normalmente llegan hasta los tres meses), a medio plazo (hasta los tres años) o a largo plazo (por encima de tres años).
  

En cualquiera de estos casos la predicción suele implicar siete pasos o etapas bien diferenciados:

1. Determinar el objetivo de la predicción.
2. Seleccionar los parámetros que van a predecirse.
3. Determinar la franja temporal en la que se va a realizar la predicción.
4. Seleccionar el método de predicción (cualitativo, cuantitativo o mixto).
5. Recoger datos actuales e históricos.
6. Verificar y validar los métodos utilizados con datos conocidos para mejorar iterativamente el método de predicción.
7. Realizar la predicción.

Posteriormente al forecast, suele realizarse una última etapa de cálculo de desviaciones que permite mejorar los métodos de predicción para aplicaciones futuras.

Niveles de Planificación. Business Plan

Continuamos con las entradas relacionadas con los niveles de Planificación. Abordamos en esta las características básicas del Business Plan y el alcance del mismo.

El Business Plan tiene como misión básica, definir la Estrategia de la compañia con una visión a 5 años.

Es necesario realizar una análisis multifactorial, incluyendo en este la situación preexistente en lo referente a entorno político, económico, geográfico, competencia.

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Uno de los resultados imprescindible de todo Business Plan, es la elaboración de un cuadro DAFO (Debilidades, Amenazas, Fortalezas, Oportunidades).

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Por último, debe quedar claro el Valor que la compañia va a aportar a mercado y cuáles son las Ventajas Competitivas de las que disfruta para obtener una posición privilegiada.

En los siguientes cuadros, se resumen los conceptos arriba mencionados:

Alcance básico del Business Plan:

Evento. SIES 2008.

Los días 11, 12 y 13 de Junio se celebra en Montpellier (Francia) el tercer congreso internacional en sistemas industriales empotrados, el SIES 2008.

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Se trata de un congreso especializado patrocinado por IEEE en el que se reúnen algunos de los especialistas más reconocidos en este área, y además de las ponencias más académicas, también habrá representantes del mundo de la empresa para contar sus experiencias más recientes en estos temas.

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Habrá que prestar especial atención a las sesiones que se dedicarán a Sistemas de Tiempo Real y a Integración de Sistemas.

Características de un sistema de Tiempo Real

Aunque ya hemos visto que existen distintos tipos de sistemas de Tiempo Real (tenéis la clasificación en esta entrada), existen ciertas características que son comunes a todos ellos. Las más importantes son las siguientes:

• Gran complejidad: Los sistemas de Tiempo Real suelen ser los más complicados en cuanto a especificación, diseño y mantenimiento debido a las exigencias que plantean respecto al cumplimiento de los plazos y latencias. Además a esto se suma que en multitud de aplicaciones actuales son sistemas geográficamente distribuidos, lo que los hace todavía más complejos.
• Ejecución simultánea de tareas: Para cumplir con los plazos especificados para el sistema casi siempre es necesario aprovechar el paralelismo intrínseco a casi todas las aplicaciones y avanzar trabajo en paralelo ejecutando simultáneamente varias tareas. Además, la distribución geográfica de los recursos que mencionábamos en el punto anterior también suele forzar esta ejecución simultánea.
• Determinismo: Para garantizar que el sistema cumple con los plazos, debemos evitar cualquier fuente de aleatoriedad en él. Es decir, la única manera de poder garantizar que el sistema es de Tiempo Real es que siempre se comporte de la misma manera. Los tiempos de ejecución de las tareas no pueden estar afectados por fenómenos estocásticos que hagan que no sean predecibles.
• Fiabilidad y seguridad: Por este mismo motivo es necesario que el sistema sea fiable y seguro, garantizando tolerancia a fallos en todos los casos por si alguno de los componentes del sistema no funciona adecuadamente o como se esperaba.

Estas propiedades son las que debemos tener siempre en cuenta al especificar, diseñar, implementar, utilizar y mantener un sistema de Tiempo Real.

Niveles de Control ISA. Soluciones asociadas

La ISA a través de su normativa S95 establece 5 niveles de control.

• Level 0: Proceso de producción
  
• Level 1: Manipulación del proceso
• Level 2: Supervisión y control del proceso
• Level 3: Gestión de órdenes de producción, adecuación a recursos disponibles y acciones de mantenimiento
• Level 4: Planificación de la producción, fechas de entrega, gestión de stocks.
  

Asociados a estos niveles, se construyen soluciones Hardware/Software que ayudan a optimizar cada nivel de control.

• Level 0: Proceso de producción
  
• Level 1: PLC´s y Sensores
• Level 2: Sistemas SCADA y HMI
• Level 3: Sistemas MES
  
• Level 4: Sistemas ERP, SCM, CRM…

Cadena de Suministro Tensa y parcialmente Opaca

Tras mi estancia en San Diego asistiendo a la Wonderware Sales&Marketing Conference, tengo la intención de realizar varias entradas acerca de las novedades tecnológicas que Wonderware lanzará próximamente al mercado así como de los desarrollos llevados a cabo en soluciones verticales (Aguas, Oli&Gas, Facilities…).

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Sin embargo, antes de abordar estos temas, me gustaría poner de manifiesto un mensaje que el Presidente de Wonderware, Sudipta Bhattacharya, expuso en su intervención durante una “General Session”.

Nuestro Presidente afirmó que la tecnología Wonderware y en especial todo lo relacionado con las soluciones MES, tienen en la actualidad un espacio en la gestión integral de la Cadena de Suministro, debido a que esta se caracteriza por estos dos adjetivos que están estrechamente relacionados: Tensa y Parcialmente Opaca.

Tensa por dos motivos. El primero es la imposibilidad de crecer en la implantación de sistemas SMC y ERP que cubren la mayoría de las necesidades de información y gestión de la cadena de suministro. El segundo es que la Cadena de Suministro debe encontrar oportunidades de mejora que contrarresten las leoninas condiciones impuestas por las grandes cadenas de distribución.

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La Cadena de Suministro de puede destensar si encontramos en la fábrica un espacio de mejora, un espacio en el que las soluciones SMC y ERP no tienen cabida de forma estándar.

Parcialmente opaca, porque dentro del proceso de distribución, desde el diseño del producto hasta el servicio post venta del mismo, existe un ente llamado Fábrica del que no tenemos información.

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La Cadena de Suministro queda incompleta si no tenemos información del entorno productivo y esta información se integra para tener una visión general, completa, multifuncional e integrada del proceso de distribución.

Las soluciones MES y la tecnología que provee Wonderware, pueden ayudar a que la Cadena de Suministro sea translúcida en todas sus etapas, teniendo visibilidad global y permitiendo encontrar espacios de mejora que incrementen la cuenta de resultados de las compañías.

Niveles de Planificación. Introducción

Según APICS (American Production and Inventory Control Society) el ciclo de planificación se realiza en diferentes niveles.

En la entrada Planificación Industrial hicimos un resumen de lo que caracterizaba a dichos niveles de planificación, (función, espacio temporal, productos, gestión capacidad, operación...). Vamos a realizar varias entradas profundizando en los conceptos mencionados en el cuadro que aparece en dicha entrada.

Para permitir su fácil localización vamos a incorporar una nueva etiqueta llamada AC. APICS. Todos los conceptos que se expongan en estas entradas, están avalados por la documentación que proporciona APICS para obtener el CPIM (Certified in Process and Inventory Management).
El siguiente diagrama aparecerá en todas las entradas y nos servirá para determinar el nivel en que nos encontramos y sobre el que expondremos conceptos relacionados con dicho nivel.

Según APICS definimos los siguientes Niveles de Planificación:

• Business Plan: Establece Estrategia de la empresa a 1/5 años.
• Forecasting: Estimación de resultados esperados basándonos en datos y experiencias pasadas.
• Master Production Planning: Planificación por familias de producto.
• Resource Requirement Planning: Gestión de recursos disponibles para llevar a cabo el Production Plan.
• Master Production Schedule: Planificación por productos.
• Rough Cut Capacity Plan:Gestión de recursos disponibles para llevar a cabo el Master Production Schedule.
• Material Requirements Planning: Planificación por unidades de producto.
• Capacity Requirements Planning:Gestión de recursos disponibles para llevar a cabo el Material Requirements Planning.
• Shop Floor Control/Purchasing: Gestión en tiempo real de la producción industrial (soluciones MES, JIT...)

Cauces segmentados y pipelines

La segmentación es hoy en día es la técnica básica para conseguir aumentar las prestaciones de un procesador o de un sistema informático en general de manera completamente transparente al usuario.

Se trata de una técnica de implementación que permite solapar en el tiempo la ejecución de varias instrucciones o tareas. La idea en la que se basa esta técnica es la de una cadena de montaje industrial: se dividen las instrucciones o tareas en diferentes etapas y a cada una de estas etapas le corresponden unos recursos diferentes dentro del sistema, por lo que se pueden ejecutar al mismo tiempo. Siguiendo con la idea de una cadena de montaje, el objetivo del diseñador es equilibrar las etapas en las que se divide una instrucción o tarea para que todas duren más o menos el mismo tiempo. De esta manera todas las etapas están listas para empezar al mismo tiempo y no tienen que esperar unas por otras.

Con esta técnica se consigue aprovechar mucho mejor todo el hardware disponible en el procesador o en el sistema. La productividad (número de instrucciones o tareas que se terminan por segundo) del sistema aumenta aunque la latencia (tiempo de ejecución de una instrucción o tarea) también aumenta ligeramente debido a la gestión extra que hay que hacer de los recursos para que puedan utilizarse en paralelo.

Y hay que tener en cuenta que el ciclo de reloj del sistema vendrá fijado por la duración de las etapas. Como todas tienen que durar lo mismo (normalmente 1 ciclo), estará limitado por la etapa más lenta.

Cuando hoy en día se habla de un pipeline o de un cauce segmentado, esto nos indica que se trata de un sistema en el que se está utilizando esta técnica de optimización, que es básica en el diseño de sistemas. Por ejemplo, todos los procesadores de PC, portátil, videconsolas o servidores actuales son segmentados.

Applicom. Soluciones Comunicación Industrial

La empresa Woodhead está presente en el mercado a través de 3 marcas principalmente:

• Applicom: Tarjetas Inteligentes y Gateways Avanzados.
• SST: Tarjetas de PC´s para dispositivos Allen Bradley (solución muy extendida en EEUU).
• Direct Link: Tarjetas "No Inteligentes" y Gateways simples.
  

En esta entrada profundizaremos en las soluciones Applicom. Applicom provee tarjetas que se pueden conectar al PC con diferentes interfaces. Por supuesto, con PCI en casi todos los modelo de tarjeta, pero también con USB, PCMCIA, Compact PCI, PC/104 e incluso ISA y VME para mantener la compatibilidad con sistemas antiguos.

Podemos encontrar tarjetas que nos permitan comunicarnos con diferentes protocolos de comunicaciones y medios físicos:

- Buses serie (puerto serie: RS232).

- Profibus: Con buses que pueden seguir distintos protocolos dependiendo de la serie del PLC de Siemens.

- Ethernet.

- CanOpen.

- ModBus Plus.

- DeviceNet.

- Data Highway Plus.

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Cada tarjeta incorpora, hardware (la tarjeta propiamente dicha) y software (los drivers y controladores instalados en el PC).

Funcionalidades del hardware.

• Capaz de enlazar con cuatro protocolos de comunicaciones a la vez.
• Incorpora un buffer de hasta 32Kb para almacenamiento de información.
• Coprocesador que libera parcialmente al procesador del PC de las tareas de comunicación con campo.

Funcionalidades del software.

• Incluye los DA Servers/IO Servers de Wonderware.
• Incluye el protocolo WW Suitelink para comunicar con aplicaciones Wonderware (los IO con InTouch por ejemplo).
• Incorpora un OPC Server.
• Posibilidad de realizar Redundancia incorporando dos tarjetas a través del OPC Server.
• ActiveX Control y un DLL para facilitar la programación de herramientas .

¿Cuándo utilizar Applicom?

• Cuando se gestionen aplicaciones de más de 5.000 entradas y salidas.
• Cuando la latencia de las operaciones sea muy exigente (ejemplo: recogida de más de 500 bits por segundo).
• Para conectarse con SCADAS.
• Cuando se requiera redundancia a nivel comunicaciones.
  

Para más información:
http://www.woodhead.com/aboutus/productlines/applicom/

Portafolio de Servicios de Valor Añadido

Debido a la demanda que se ha producido por parte de algunos de nuestros lectores habituales, redindustria ha decidido ofreceros servicios de Valor Añadido relacionados con dos aspectos fundamentales: Consultoría y Formación. Por supuesto podéis dirigiros a nosotros para que os ayudemos con los temas que se tratan en las distintas entradas de nuestro Blog. Es decir, resumiendo, con Gestión Industrial y Aplicaciones de Tiempo Real.

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A continuación os ponemos algunos ejemplos de intervenciones que ya hemos llevado a cabo:

• Propuesta de nueva línea de negocio para una empresa consultora que desea introducirse en las aplicaciones de Tiempo Real en la empresa (ZLE).
• Formación de una jornada de duración acerca de soluciones MES en una escuela de negocio.
• Realización de dossier informativo acerca de protocolos de comunicación en planta.
• Diagnóstico de las capacidades hardware de un sistema en el que desea implantarse una aplicación de Tiempo Real.
• Participación en un master de nuevas tecnologías con una asignatura de 40 horas en Introducción a la Simulación.
• Organización e impartición de un workshop acerca del estado actual de la tecnología para el Sector Aguas.
• Escritura de un artículo para una revista especializada sobre Tiempo Real y Arquitecturas Distribuidas.
• Desarrollo de un plan director MES.
  

Como podéis observar, aunque se trata de profundizar en los temas que solemos abordar en este blog, los servicios que ofrecemos son muy variados e intentamos que respondan siempre de manera personalizada a vuestras necesidades concretas. Para más información acerca de nuestras actividades y tarifas, podéis localizarnos con nuestra información de contacto.

Email: redindustria@gmail.com

Teléfono: 606415104

Bits, bytes y señales

Hoy, conceptos muy básicos pero que a lo mejor a alguien le aclaran alguna duda:

• Un bit= puede tomar el valor 0 ó 1.
• Un byte=8 bits.
• Una palabra=depende del sistema, 32 ó 64 bits en los procesadores de PCs.
• Un número entero en un PC=32 bits.
• Un número en coma flotante en un PC=32 bits en precisión simple y 64 bits en precisión doble.

Supongamos que tenemos la típica señal que nos indica si una puerta está abierta o cerrada. Esta señal S vale 0 si la puerta está cerrada y 1 si la puerta está abierta. Ahora supongamos que tenemos que supervisar 20 puertas y que tengo señales entre S1 y S20.

Tengo varias opciones:

• Utilizo una variable entera en el PC para almacenar y gestionar cada señal. Es decir, "gasto" 20 variables en el PC para las 20 puertas. Tengo una variable S1 con el valor 0 ó 1 almacenado en 32 bits, una variable S2 con el valor de la señal S2 y así sucesivamente.
• Utilizo una única variable entera en el PC para almacenar y gestionar todas las señales juntas. Como sólo necesito 1 bit para cada puerta, si agrupo todas las señales basta con 20 bits. Así sólo tengo una variable Puertas en el PC, cuyo valor obtengo concatenando todos los valores de S1 a S20 y rellenando los 12 bits que sobran con ceros.

¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de estas dos alternativas?. En el primer caso está claro que la implementación es más intuitiva: 1 señal=1 variable. Pero claro, a cambio desaprovechamos muchos recursos, ya que malgastamos 31 de bits de cada variable, nos bastaría sólo con utilizar 1 bit. Y además, si el software que utilizamos nos limita el número de variables que podemos definir o del que podemos almacenar históricos, etc, no estamos siendo muy eficientes, no?.

En la segunda alternativa sólo "gastamos" una variable y aprovechamos mucho más los recursos del PC. Pero a cambio, tenemos que gestionar la codificación y decodificación de la variable que hemos llamado Puertas. Si por ejemplo quiero saber si la puerta 3 está abierta, con la primera alternativa es automático mientras que con la segunda tengo que utilizar un filtro para deducirlo. Así que la programación y el acceso a la informació se complican bastante.

Secuenciacion de Operaciones. Terminologia

Como continuacion de esta entrada, acerca de Forward y Backward Scheduling vamos a analizar algunos terminos que se utilizan dentro del ambito de la planificacion o secuenciacion de operaciones.

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Carga Infinita:

• Significa que los Centros de Trabajo disponen siempre de suficiente Capacidad Disponible. No se considera el impacto que tienen las ordenes de fabricacion en el sistema.

Carga Finita:

• Significa que se tienen en cuenta las ordenes de fabricacion para ser asignadas a los Centros de Trabajo.
  Ver esta entrada referente a Capacity Management

Operation Overlapping:

• La siguiente operacion puede ser iniciada antes de que la actual finalice el lote de produccion. Esto permite reducir el Manufacturing Lead Time MLT e implica determinar tamanos de sublotes.

Operation Splitting:

• Tambien se utiliza para reducir el MLT. Implica que una orden de fabricacion se divide en dos, y se ejecuta en dos centros de trabajo al mismo tiempo. Se debe tener en cuenta que esto incrementa algo el Set Up Time, pero el Run Time se disminuye a la mitad.

Bottlenecks:

• Se producen cuellos de botella cuando se ha realizado una sobrecarga en algun centro de trabajo, o lo que es lo mismo, la carga de trabajo supera la capacidad disponible del centro de trabajo.

Throughput:

• Es el total de producto que genera un Centro de Trabajo. Los cuellos de botella determinan el maximo Throughput. La carga se calculara teniendo en cuenta la capacidad maxima del equipo determinado como cuello de botella.
• Ejem: En una linea de llenado, la capacidad maxima de la linea vendra determinada por la velocidad nominal (es decir por el Throughput) que genera el centro de trabajo de menor capacidad.
  

En proximas entradas entraremos en detalle acerca de la gestion de los Cuellos de Botella.

Etapas de un proyecto de simulación ( y II)

6. Verificación del programa: La primera comprobación que debe realizarse tras la traducción del modelo es la verificación del programa de simulación. Es decir, debemos asegurarnos de que el software programado representa realmente el modelo formulado para el sistema que se desea simular.

7. Validación del modelo: Tras la comprobación del software de simulación ya se puede comprobar si el modelo representa con un nivel de confianza suficiente el sistema que se desea simular. La validación suele ser un proceso iterativo en el que se compara el comportamiento del sistema real con el del modelo para ir refinando este último hasta llegar a la precisión necesaria en sus respuestas.

8. Planificación estratégica: Se encarga del diseño los experimentos que se van a ejecutar para simular el sistema. Hay que escoger una fuente de aleatoriedad de las entradas y una plataforma para la realización de los experimentos. También se determina el tamaño muestral del proceso de simulación, es decir, el número de experimentos que se realizan (este tamaño influirá en la precisión de las conclusiones que se extraerán de la simulación).

9. Planificación táctica: Determinación de las condiciones en las que se ha de realizar cada versión del experimento (condiciones iniciales, entradas, entorno,….). Se escogen los factores que más afectan al comportamiento del sistema o a los aspectos de rendimiento que más nos interesen.

10. Experimentación: Ejecución de los experimentos planificados.

11. Interpretación de los resultados.

12. Documentación: Un proyecto de simulación no podrá darse por terminado hasta que no se hayan documentado, como mínimo el modelo y su traducción informática y los resultados obtenidos gracias a la simulación.

Etapas de un proyecto de simulación (I)

Hoy comenzaremos por explicar las primeras cinco etapas de las doce que suelen llevarse a cabo en total:

1. Formulación del problema: Este es el primer paso, en el que se debe definir con precisión el problema que se desea resolver mediante simulación, sin ningún tipo de ambigüedad y definiendo claramente los objetivos de la simulación.
2. Definición del sistema: La definición de un sistema implica clasificarlo (estático o dinámico, lineal o no lineal, discreto o continuo, estable o inestable, etc), identificar las entidades, atributos y actividades del sistema y establecer sus fronteras.
3. Formulación del modelo: Una vez definido el sistema implicado en la simulación es imprescindible formular una representación simplificada del mismo con la que trabajaremos en el resto de etapas del proyecto.
4. Preparación de datos: Es necesario recoger datos sobre el sistema real para preparar de manera adecuada las entradas de la simulación. Por lo tanto existe un etapa, que suele ser costosa en tiempo y recursos, que consiste simplemente en recoger las entradas del sistema real durante un intervalo significativo de tiempo. Cuando ya se tiene una cantidad suficiente de datos, se debe identificar la distribución de probabilidad de las entradas que se han observado para utilizarla posteriormente en la generación de entradas simuladas.
5. Traducción del modelo: El modelo matemático del sistema no puede utilizarse directamente. Es necesario traducirlo con ayuda de algún tipo de software a un lenguaje comprensible por el ordenador. En este proceso de traducción es muy importante manejar una versión del modelo que consuma la menor cantidad de recursos que sea posible (procesador, memoria, almacenamiento,…).

Forward Scheduling & Backward Scheduling

Forward Scheduling.

• Este metodo de secuenciacion de operaciones de fabricacion implica que el aprovisionamiento de material y la iniciacion de la secuencia de dichas operaciones comienza en el momento en que la orden se recibe.
• Por tanto todas las operaciones que se realizan, se planifican teniendo como fecha de inicio, la recepcion de la orden de fabricacion.
• De esta manera aseguramos que la orden y por tanto el producto se completan en el menor tiempo posible.

Backward Scheduling.

• Este metodo de secuenciacion de operaciones de fabricacion implica que partiendo de la fecha de finalizacion de la ultima operacion, planificamos el resto de operaciones.
• De esta manera, reducimos WIP y aseguramos la fecha de entrega.

Beneficios MES (9 de 9). Cumplir Normativa Trazabilidad

Aportación de las soluciones MES para cumplir Normativas de Trazabilidad.

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Objeto Táctico.

• Cumplir normativas de trazabilidad.

Operación/Actividad.

• Informes de trazabilidad.

Información recogida y tratada por MES.

• Variables de trazabilidad de planta.
• Esta información, filtrada y verificada se integrará en el ERP para tener una visión global de la trazabilidad de toda la Cadena de Suministro.
  

Algunas Consecuencias.

• Cumplir Normativa.
• Mejor Control Materias Primas

SCADA y BMS. Sistemas Complementarios

En esta entrada (Definición de BMS) , recibimos un comentario en el que, nos solicitaban que desarrollásemos una entrada en la que estableciéramos las diferencias entre un Sistema SCADA y un BMS.

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Desde mi punto de vista, creo que SCADA y BMS son sistemas COMPLEMENTARIOS.

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Como ya se ha comentado en alguna ocasión un SCADA (Supervisory, Control and Data Acquisition) tiene como funciónes principales:

• Conectarse a dispositivos de campo, generalmente PLC´s (Programmable Logic Control), a través de un protocolo de comunicación industrial, (bien vía "Serie" como Modbus, Profibus, Profinet, Lon o basado en TCP/IP como Modbus TCP/IP, Industrial Ethernet...)
• Presentar en un PC, PC Industrial, PDA u otro dispositivo una representación gráfica del lay out de instalación o entorno fabril.
• Permitir reconocer y gestionar las alarmas y eventos ocurridos en dichos entornos.
• Proporcionar información en tiempo real e histórica (informes) de todo lo acontecido.

Utilizando argot aereonaútico, podríamos decir que un SCADA es como la CAJA NEGRA de los entornos fabriles e instalaciones asociadas a infraestructuras.

Quisiera destacar que hasta hace poco, los BMS siempre se consideraban soluciones que incorporaban de forma integrada Hardware (Controladores) + Software (soluciones SCADA asociadas SOLO a los controladores proporcionados por el proveedor de BMS).

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El nuevo concepto de BMS se basa en utilizar dichos controladores proporcionados por los diferentes fabricantes de Hardware para realizar el control de estas instalaciones y por encima incorporar una capa de Software que pueda definirse como Estándar (Ver esta entrada ).

Esta capa de software realiza principalmente las funcionalidades de un SCADA y además permite la INTEGRACION de diferentes sistemas y diferentes controladores.

SCADA y BMS son sistemas complementarios. Cada uno proporciona funcionalidades distintas que ayudan a optimizar y mejorar la gestión y explotación de las Instalaciones que controlan infraestructuras.