El modelo arquitectónico de referencia tridimensional RAMI 4.0

Vista general

Modelo arquitectónico de referencia para Industrie 4.0 (RAMI 4.0)  

Modelo arquitectónico de referencia para Industrie 4.0 (RAMI 4.0)

  • El modelo arquitectónico de referencia del proyecto de futuro Industrie 4.0 (RAMI 4.0) se presentó en la feria Hannover Messe 2015.
  • Debido a su complejidad y a la inusual representación tridimensional, el uso de RAMI 4.0 se considera parcialmente un reto.

Aplicación

Pirámide de automatización RAMI 4.0  

Pirámide de automatización ampliada para RAMI 4.0

Según el glosario del Comité técnico VDI/VDE-GMA 7.21 Industrie 4.0, un modelo de referencia es definido como un modelo que se utiliza en general y que se ha reconocido como apropiado para obtener modelos específicos.

En la técnica hay muchos ejemplos. El más conocido es el modelo ISO/OSI de siete capas como modelo de referencia para protocolos de red. La ventaja que resulta de este tipo de modelos radica en la comprensión común para la funcionalidad aportada por cada capa así como las interfaces definidas entre las capas.

Durante el desarrollo de RAMI 4.0, la producción industrial se situó en el centro como ámbito de aplicación. En este caso, el espectro abarca desde la producción discreta hasta la tecnología de procesos. La concentración en la producción industrial delimita el proyecto de futuro Industrie 4.0 del enfoque IoT (Internet de las cosas) más amplio del Consorcio industrial sobre Internet (IIC por sus siglas en inglés).

Solución

Representación basada en papeles en RAMI 4.0  

Representación basada en papeles en RAMI 4.0

El modelo arquitectónico requiere una representación tridimensional. En los tres ejes de RAMI 4.0 se describen los niveles jerárquicos de una instalación de producción interconectada a través de Internet, el ciclo de vida de instalaciones y productos así como la representación IT de un componente Industrie 4.0. Los niveles jerárquicos se parecen fundamentalmente a los niveles de la pirámide de automatización.

La descripción del ciclo de vida de instalaciones y productos con las correspondientes cadenas de valor añadido se basa en el esbozo de la norma IEC 62890, que distingue entre tipo e instancia. En el proceso de desarrollo, en varias fases surge el tipo de un producto. Este finaliza con la autorización de una versión de producto especial. Sobre la base del tipo autorizado para la producción en serie, a continuación la instalación fabrica productos que son las instancias del tipo. Las obsolescencias de componentes o las mejoras pueden hacer necesarias modificaciones en los productos. Estas se aceptan en el tipo y tras finalizar y autorizar la adaptación se guardan como nueva versión de producto en la producción.

Actualmente, los datos generados en las cadenas de proceso ya están disponibles en formato digital. A continuación, se procesan en sistemas PLM y ERP. La fabricación de productos individuales ofrece aquí la posibilidad de guardar datos, que el cliente ha facilitado para la producción de sus instancias a los productores, en un formato electrónico adecuado en los sistemas IT en los datos relacionados con la instancia. Estos deben estar disponibles durante todo el ciclo de vida de la instancia y estar unidos con el tipo correspondiente.

La representación IT de un componente Industrie 4.0 se visualiza en el eje vertical mediante seis capas (layer) apiladas entre sí. Las capas explican la vista de procesos de negocios, descripciones funcionales, imágenes de datos, del comportamiento de comunicación incluida la calidad de servicio o Quality of Service (QoS) así como la conexión de los activos mediante una capa de integración o Integration Layer. Además de los elementos físicos, como componentes, máquinas, instalaciones o cables, la capa de activos o Asset Layer también incluye datos del proceso de desarrollo.

Los datos para la instancia específica que se generan durante la producción y en parte individuales del cliente también deben considerarse un activo. Mediante la identificación inequívoca de todos los componentes Industrie 4.0, la disposición de todos los activos ofrece un espacio ampliado para una gestión de activos. Este tipo de escenarios facilita además un análisis de amenazas de la instalación de producción que debe realizarse por motivos de la seguridad IT.

Conclusión

Con relación a Industrie 4.0 muchos usuarios se preguntan dónde asignar los sistemas de comunicación industrial establecidos y si su papel se modificará en el futuro.

Para ello se debe hacer constar que los protocolos unen, como ya hasta ahora, los activos (p. ej. equipos de campo) mediante la capa de integración (Integration Layer) y de comunicación (Communication Layer, p. ej. Profinet). Con el siguiente perfeccionamiento de los componentes Industrie 4.0 y el correspondiente evolvente de administración, en 2016 surgirán las primeras implementaciones de una comunicación conforme a Industrie 4.0 así como una representación de las informaciones que pueden probarse en aplicaciones de ensayo.

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