Tecnología transversal para la All Electric Society

Automatización significa que los sistemas técnicos realizan tareas de forma independiente, especialmente tareas repetitivas basadas en reglas que requieren precisión. Esta definición básica seguirá siendo válida en el futuro, mientras que los requisitos exigidos por una All Electric Society (AES) cambian rápidamente.

En el AES, donde todos los sectores están electrificados y conectados en red, la automatización es fundamental para la eficacia de los flujos de energía y datos. Sólo los procesos automatizados permiten controlar la energía en todos los sectores: un coche eléctrico se carga cuando hay energía renovable disponible; una máquina adapta su funcionamiento al suministro actual.

Los datos desempeñan aquí un papel clave. Las previsiones de generación y utilización de energía sirven para optimizar la planificación de procesos, desde los hogares hasta la industria. ¿Cuál es el mejor momento para que funcione el lavavajillas? ¿Cuándo deben tener lugar las fases de producción que consumen mucha energía? Dichas decisiones se basan en análisis de datos automatizados.

En una línea de producción, el gemelo digital de una fresadora reconoce que un paso de mecanizado posterior está temporalmente bloqueado debido a un cambio de herramienta. En lugar de detener toda la línea, el sistema aprovecha las capacidades flexibles: otras máquinas comprueban automáticamente si pueden hacerse cargo del siguiente paso de la producción. Una máquina adecuada informa de su capacidad y disponibilidad, y el proceso continúa sin interrupción. De este modo, el gemelo digital permite una automatización auténtica, flexible y reconfigurable.

La automatización convencional está diseñada para procesos largos y estables. Hoy en día, sin embargo, se requieren soluciones para tamaños de lote pequeños o cambios de producto frecuentes, hasta el tamaño de lote 1. El objetivo es reducir significativamente el esfuerzo necesario para la personalización.

Al mismo tiempo, la programación está experimentando cambios y transformaciones. Mientras que la programación PLC sigue dominando en el ámbito industrial, los lenguajes de alto nivel se enseñan en las universidades. Los lenguajes de alto nivel son lenguajes de programación modernos que presentan un mayor nivel de abstracción. Son más fáciles de leer, están orientados a objetos y permiten un desarrollo más rápido y flexible que los lenguajes PLC tradicionales. En consecuencia, las funciones críticas para la seguridad y el tiempo real deben permanecer en el PLC, mientras que otras tareas pueden externalizarse a lenguajes de alto nivel.

Esta separación no sólo facilita la integración de nuevos empleados cualificados, sino que también favorece el acoplamiento sectorial. Las interfaces normalizadas y las funciones de alto nivel basadas en el lenguaje pueden utilizarse en todos los sectores.

La arquitectura basada en las competencias es un componente central de este nuevo mundo de la automatización. Una habilidad describe una capacidad claramente definida de un activo: por ejemplo, "taladrar un agujero", "agarrar un componente" o "iniciar la generación de calor". Cada máquina encapsula sus habilidades de forma estandarizada y las pone a disposición del gemelo digital.

Ventajas clave:

• Las competencias hacen que los activos sean intercambiables, independientemente del fabricante.

• La lógica de automatización puede reconfigurarse de forma flexible.

• Las máquinas pueden decidir por sí mismas si son capaces de realizar una tarea - o pasarla a otro activo.

De este modo, las arquitecturas basadas en competencias forman la columna vertebral de una automatización en red altamente flexible.

Ya existen muchos componentes para la automatización moderna: procesamiento de imágenes, sistemas multiagente, sistemas de control automatizados. Pero la fiabilidad sigue siendo el reto clave, especialmente para los sistemas de IA.

A diferencia de las aplicaciones para el consumidor, una precisión del 85 % es totalmente inaceptable en los procesos industriales. Un componente mal clasificado, un reconocimiento defectuoso o una decisión probabilística pueden provocar paradas de producción, pérdidas de calidad o riesgos para la seguridad.

Por tanto, la fiabilidad implica

• Modelos de IA estables con decisiones rastreables,

• Datos de formación válidos y completos,

• Certificabilidad con respecto a las normas, los requisitos de seguridad y los reglamentos de responsabilidad.

La IA puede hacer mucho hoy en día, pero hasta la fecha no se ha conseguido una fiabilidad segura y verificable en entornos de producción complejos.

La visión de un panorama de automatización universal totalmente basado en la cualificación y apoyado en la IA no se materializará en el plazo de 3 a 5 años, sino en un periodo de unos 10 a 15 años. Este horizonte temporal es realista para establecer normas, certificaciones, calidad de los datos, adopción industrial e integración tecnológica.

Junto con el avance de la electrificación, la importancia de la conectividad también va en aumento. Los conectores aseguran el suministro eléctrico y la transferencia de datos, y se convierten en interfaces inteligentes que pueden utilizarse para registrar el consumo de energía, por ejemplo. Si falla un conector, el sistema se paraliza. Su papel como columna vertebral de la automatización moderna sin duda seguirá creciendo.

La automatización sigue siendo el término adecuado, pero exige tecnologías avanzadas y punteras y no las soluciones del pasado. El futuro de la automatización reside en la flexibilidad, la experiencia con los datos, la fiabilidad, la arquitectura basada en las competencias y la conectividad universal, y representa la tecnología transversal central de la Sociedad Totalmente Eléctrica.