SmartID-Edge de Leuze

Leuze SmartID-Edge controla una red de sistemas de identificación y sensores para cubrir los requisitos de rastreo y localización en la producción y la cadena de suministro. La comunicación segura entre los lectores de códigos 1D o sistemas con cámaras 2D se realiza a nivel Edge utilizando OPC UA y una total integración de las especificaciones de AutoID.

La ventaja que aporta es que cada objeto a identificar no se representa tan solo por su código, sino que también se registra en una etiqueta virtual en el sistema Edge. El resto de la información acerca del proceso, el estado y el sensor se puede asignar entonces a la etiqueta virtual. Estos datos están disponibles en tiempo real para todos los procesos. El intercambio de los datos está incluso sincronizado en los límites de la red. Esto significa que toda la información para el seguimiento continuo del proceso se encuentra disponible al instante a nivel de campo. De esta manera se evita la carga que supone recurrir a sistemas IT de mayor nivel, como MES.

La digitalización y las redes son temas centrales en la actualidad. En el entorno industrial dan lugar a conceptos como la Industria 4.0 e IIoT (Industrial Internet of Things). Las redes desempeñan un papel especialmente fundamental en los actuales sistemas de automatización dentro de la producción y la logística. El objetivo es tener la capacidad de conocer el estado de los procesos de producción con exactitud y en cualquier momento, y disponer de una panorámica completa sobre los datos relevantes de la producción a nivel de campo. Esto exige plantear algunas preguntas clave: ¿Cómo pueden los usuarios alcanzar la máxima transparencia eficientemente en sus procesos de producción? ¿Y hasta qué punto es segura la comunicación entre los participantes en la red?

Varios requisitos para una identificación eficiente
Los modernos sistemas de automatización en producción o intralogística cuentan con un conjunto de sistemas de control, sensores y actuadores. Todos ellos están interconectados a través de sistemas de comunicación basados en Ethernet o buses de campo y pueden intercambiar datos. Los sensores generan señales basadas en eventos para activar procesos de producción o proporcionar valores de medidas con el fin de monitorizar los procesos de producción y los requisitos de calidad correctos. Los sistemas AutoID, como cámaras 2D y lectores de RFID, identifican objetos y contenedores en la producción y el flujo de materiales.

Los sistemas modernos de identificación han de ser capaces generalmente de manejar diversas cantidades de datos y diferentes sistemas de códigos, dependiendo del objeto a identificar. Sin embargo, con los códigos 1D/2D clásicos estas posibilidades son limitadas porque los códigos de barras estandarizados, como GTIN (Global Trade Item Number) solo proporcionan una cantidad de datos definida, invariable y bastante reducida. Además, un código de barras siempre exige acceder a un sistema IT de mayor nivel como MES o ERP, donde se almacenan todos los datos representados por el código de barras. RFID aprovecha la flexibilidad de los soportes de datos (“etiquetas”) utilizados, así como otras ventajas derivadas de sus características físicas. Suelen tener una memoria electrónica programable libremente, lo cual significa que los datos del producto y del proceso necesarios para unas determinadas situaciones se pueden almacenar directamente en el objeto. No obstante, bien sea por razones económicas o técnicas, no siempre resulta práctico o es posible utilizar RFID. Los cambios frecuentes de código de barras a RFID tampoco son deseables en procesos continuos de producción ya que pueden exigir un mayor esfuerzo en los procesos de automatización y el manejo de datos.

La solución SmartID-Edge de Leuze integra varios mecanismos de seguridad, como encriptación integrada y total a través de OPC UA.

SmartID-Edge: Uso más inteligente de los datos
Es entonces cuando entra en escena el concepto SmartID-Edge de Leuze. Utiliza mecanismos RFID estandarizados para procesar y almacenar los datos de identificación manteniendo al mismo tiempo la tecnología clásica de los códigos de barras ópticos. Esto se consigue enlazando las estructuras de datos y los juegos de comandos de RFID a lectores de códigos de barras estándar y lectores basados en cámaras que utilizan OPC UA como estándar para intercambio de datos y la integración total de AutoID. Cada código de barras físico se asigna a una etiqueta RFID virtual que es almacenada en una base de datos en el servidor Edge. Los datos se intercambian a nivel de campo exclusivamente entre los dispositivos de código de barras y el servidor Edge. El sistema de control, por ejemplo un PLC, no tiene acceso al servidor Edge; el PLC solo puede acceder a los sistemas de identificación del código barras, aunque estos se comportan como sistemas RFID.

Esto abre unas posibilidades sin precedentes para disponer de datos más completos al identificar objetos en el proceso de producción: además de la identificación única del objeto, se puede almacenar información sobre el estado del sistema de identificación así como sobre la calidad de lectura y otros datos sobre el proceso y el estado en el registro de datos. Este registro de datos solo es accesible directamente en tiempo real a nivel de campo. Ya no necesario recurrir a sistemas MES y ERP, lo cual reduce el tráfico de datos en las redes y libera recursos del sistema a nivel de IT. Se pueden sincronizar varias redes locales de sensores y AutoID por medio de servidores Edge distribuidos. Esto significa que todos los eventos de identificación se encuentran disponibles a lo largo de la red y en todo momento. La conexión entre estos eventos locales y la información correspondiente que se ha almacenado en la base de datos Edge a lo largo de todo el ciclo de producción proporciona la base para el gemelo digital. Esto se puede lograr incluso dentro de una cadena de suministro con diferentes proveedores y plantas ampliando el servidor Edge con una API y la conexión a la nube. Esto permite que la logística funcione con más eficiencia, elimina la introducción manual de los datos y evita transiciones complejas del sistema en el software de la empresa (ERP).

Máxima seguridad
Las medidas para una comunicación segura son primordiales para un uso fluido y sin problemas de los sistemas conectados en red. En este caso, la solución SmartID-Edge integra varios mecanismos de seguridad. Los modernos componentes de automatización y sistemas de identificación con comunicación mediante interfaces basadas en Ethernet o buses de campo como ProfiNet, Ethernet/IP o EtherCAT integran servidores web. Los servidores web facilitan el acceso a los dispositivos en la red local. Para cumplir los requisitos en cuanto a adaptabilidad, precisión y rendimiento, todas las actualizaciones necesarias del firmware del dispositivo deben ser rápidas, fiables y seguras. Por tanto es preciso implementar mejoras funcionales sin sustituir el dispositivo y las nuevas funciones se pueden añadir automáticamente. Al mismo tiempo se debe garantizar que solo se carga el firmware autorizado en el dispositivo y que no puede manipular la transferencia de datos. Estos requisitos para una transmisión segura de los datos están pasando a ser pilares fundamentales de los modernos sistemas de automatización que se comunican localmente en las redes y a través de sistemas en la nube, en buena medida a causa de la Ley de Ciberresiliencia de la UE.

OPC UA proporciona una plataforma de comunicación interoperable basada en Ethernet que integra una encriptación total. Además, la OPC UA Device Interface Specification Part 100 define un procedimiento independiente respecto al proveedor para realizar y gestionar las actualizaciones de software. Se recomienda el procedimiento de carga directa para dispositivos con recursos de hardware limitados. El nuevo software se transfiere como un conjunto de archivos, cada uno de los cuales es comprobado por su cabecera en concreto e instalado de inmediato tras descomprimirlo. Tras una comprobación final se reinicia el dispositivo. La comunicación a través de OPC UA, y por tanto también la descarga de software, son seguras gracias al intercambio de certificados entre cliente y servidor. El intercambio automático de certificados a través de un servidor GDS (Global Discovery Server) externo garantiza la gestión centralizada de las aplicaciones y los certificados en toda la red OPC UA. Por tanto, la comunicación entre los participantes en la red cumple los máximos requisitos de seguridad: los datos no pueden ser manipulados. Esto garantiza que todos los dispositivos funcionen siempre con el firmware más reciente y, por encima de todo, exclusivamente original.

Resumen
SmartID-Edge orece una potente plataforma para sistemas de identificación en red a nivel de campo. El concepto especial de manejo de los datos mediante servidores Edge y contenedores virtuales de datos ofrece la máxima transparencia en aplicaciones de rastreo y localización, así como para el acceso eficiente a los datos de objetos y procesos en cada punto de la cadena de suministro en tiempo real. También cumple los máximos requisitos en cuanto a ciberresiliencia gracias a sus mecanismos de seguridad integrados.

Autor: Oliver Pütz-Gerbig, Senior Market & Technology Expert AutoID-Systems

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