Evaluation of OPC-UA communication in an autonomous advanced manufacturing cell implementation

Evaluación de la comunicación OPC-UA en la implementación de una célula autónoma de fabricación avanzada

El reciente desarrollo de conceptos de fabricación avanzada plantea nuevos retos a los países en desarrollo a fin de preparar su mano de obra y sus industrias para los mercados locales y mundiales. Para explorar y difundir los conceptos de fabricación avanzada, se diseñó y evaluó la primera célula autónoma de fabricación avanzada desarrollada en Brasil como resultado de una asociación entre empresas globales y locales y el mundo académico. El objetivo de este artículo es describir la célula de fabricación avanzada, los equipos que componen la infraestructura y la topología y equipamiento de la red que podrían hacer frente a la heterogeneidad de equipos y protocolos. Además, se evaluó el comportamiento del marco de comunicación (y protocolos relacionados) de la Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta (OPC UA) como elemento de integración entre los equipos que componen la célula. Los resultados indicaron que el marco de comunicación OPC UA promueve una baja sobrecarga de tráfico y también puede utilizarse para transportar datos de los protocolos tradicionales en sus ámbitos sin restricciones que puedan obstaculizar la producción. El documento también analiza cómo se produjo el intercambio de datos entre los equipos utilizados en la producción y los sistemas de control a través del protocolo estudiado. Los protocolos del marco de comunicación OPC UA presentaron una estructura de mensajería y unas características de transporte de datos que satisfacen las necesidades de integración entre los equipos de varios fabricantes que componían una célula autónoma de fabricación avanzada. Este documento también presenta algunos retos clave para la integración de todos los equipos no contemplados por el modelo de referencia OPC UA.

1. INTRODUCCIÓN

El desarrollo industrial viene evolucionando amplia y rápidamente mediante la adopción de nuevas tecnologías de la información con el fin de promover sistemas de producción más dinámicos y adaptables. Según Schwab (2016), esta tendencia forma parte de la cuarta revolución industrial, con innovaciones tecnológicas en varios segmentos, interactuando en los dominios físico, digital y biológico, lo que tiene implicaciones para todos los sectores de la sociedad, como la salud, la comunicación, la energía y la producción, entre otros. Los dominios físico, digital y biológico están profundamente relacionados y se agrupan en megatendencias. Schwab (2016) también afirmó que todos los nuevos desarrollos y tecnologías tienen una característica clave en común: aprovechan el poder de la digitalización y la tecnología de la información.