Hoy en día, garantizar una alta disponibilidad los sistemas de control de la maquinaria industrial es una necesidad completamente básica. La cuarta revolución industrial, o Industria 4.0, marca retos importantes en la fabricación o prestación de servicios, entre ellos, la optimización de las operaciones, sistemas más flexibles, más inteligentes, más disponibles.
¿De qué depende la disponibilidad de un sistema de control y cómo se mide?
Entendemos la disponibilidad como la probabilidad de que un sistema realice su trabajo satisfactoriamente cuando se le necesita. Es decir, es la proporción de tiempo en el que un sistema puede realizar su trabajo sin ningún tipo de fallo.
Se expone con valores de porcentajes mayores del 99.9%. Disponibilidad = MTBF / (MTBF+MTTR), donde MTBF es el tiempo medio entre fallos y MTTR es el tiempo medio de reparación.
Esto significa que todo lo que limita esta capacidad de llevar a cabo su función restará disponibilidad a este porcentaje. Estos fallos pueden ocurrir a raíz de problemas de hardware, software y fallos en la infraestructura. Además, hay que contemplar los tiempos de parada programados para ejecutar tareas de mantenimiento y/o actualizaciones del sistema.
Ejemplo del cálculo de disponibilidad en sistemas de control industrial
Tomemos como referencia el cálculo sobre un periodo anual.
Cantidad de “nueves” | % de disponibilidad | Tiempo de no disponibilidad | Tiempo de disponibilidad |
2 | 99% | 3 días 15horas 36min | 361 días 8horas 24min |
3 | 99.9% | 8horas 45min | 364 días 16horas 15min |
4 | 99.99% | 52min 36seg | 364 días 23horas 7min 24seg |
5 | 99.999% | 5min 15seg | 364 días 23horas 53min 45seg |
6 | 99.9999% | 30 segundos | 364 días 23horas 59min 30seg |
¿Por qué la industria requiere de una alta disponibilidad?
Los negocios industriales necesitan, en su mayoría, una infraestructura robusta y segura, con PLCs, copias de seguridad, automatizaciones, SCADAs y todo tipo de servidores.
De hecho, según la Ley de Protección de Infraestructuras Críticas (2011), es de vital importancia y obligado cumplimiento que los sistemas SCADA dispongan de alta disponibilidad, incluyendo, entre otros, la gestión de cambios y copias de seguridad de los activos de automatización PLCs, SCADAs y HMIs.
Es decir, si tu negocio posee un sistema de producción complejo y robusto, es muy posible que requieras una alta disponibilidad que te permita optimizar el tiempo de inactividad, así como las interrupciones del servicio.
Según un estudio de la consultora Price Waterhouse Cooper titulado «Opportunities and challenges of the industrial internet»: La base de la cuarta revolución industrial es la disponibilidad de toda la información relevante en tiempo real que se consigue conectando todos los elementos involucrados en la cadena de valor.
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¿Cómo mejorar la disponibilidad de un sistema de control?
Existen varios puntos imprescindibles para garantizar la mejora de la disponibilidad de un sistema:
- Redundancia de los componentes. Este es uno de los mejores métodos para aumentar la disponibilidad si se da una pérdida de visibilidad o una desactivación del control. La redundancia de los componentes elimina los puntos únicos de fallo, reparando, reemplazando o recuperándose de un fallo sin pausar la operación.
- Diseño de la red. La red es un sistema de alta disponibilidad que necesita estar gestionada en todo momento. Es por esto que las interrupciones de red no planificadas representan otro potencial punto de fallo para los sistemas de alta disponibilidad. Para ello, la creación de una estrategia de red redundante será vital para evitar posibles incidencias.
- Diagnósticos. Ser capaces de diagnosticar los elementos del sistema de control será la clave para detectar a tiempo posibles fallos de producción.
- Virtualización. Contar con sistemas operativos y plataformas que reduzcan la dependencia que tiene el software sobre el hardware cuando este se ejecuta, ayudará a implicar menos restricciones durante la vida de explotación.
- Sustitución en caliente. La sustitución en caliente es la única manera de garantizar la alta disponibilidad en una cadena de producción. Es decir, cuando se deba sustituir cualquier equipo, se deberá hacer sin afectar al proceso de producción, recuperando de nuevo la redundancia en ese punto.
- Cambios online. Para garantizar una alta disponibilidad, los sistemas deberán permitir la adición, modificación o mejora de la configuración, tanto del hardware como del software sin parar la instalación.
- Mantenimiento predictivo. El mantenimiento predictivo es una de las técnicas que pueden ayudar a las empresas de la industria a aumentar la disponibilidad de sus equipos. Basado en la aplicación de tecnologías Machine Learning, permiten la anticipación a posibles mal funcionamientos de estos equipos. De este modo, se podrá actuar antes de que se produzcan, minimizando posibles impactos en la producción.
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