En la revolución de la Industria 4.0 y todas las nuevas tecnologías relacionadas con el proceso de digitalización industrial, es imprescindible asegurar la comunicación de todos los equipos de la planta industrial para evitar paradas de producción y pérdidas económicas.
Esta comunicación se inicia cuando alguno de los dispositivos y sensores instalados manda datos o se lee información que generan. Estos datos se deben procesar para poder ser explotados en cada uno de los sistemas o tecnologías que lo necesiten, como un sistema Cloud para el análisis de datos, Realidad Aumentada, Machine Learning…
En un entorno industrial donde se generan grandes cantidades de datos, es necesario disponer de un buen enrutamiento de datos, para garantizar que la información llegue a cada uno de los destinos y se pueda acceder a ella para su procesamiento o explotación.
Un sistema de routing de datos es el responsable de dirigir y encaminar el tráfico de red de forma eficiente desde un sistema de origen a uno de destino. En una instalación industrial, este viaje del dato puedo ser especialmente complejo, ya que podemos encontrarnos con una gran variedad de protocolos de comunicación industriales, con diferentes configuraciones a tener en cuenta y demandas muy diferentes en función del consumo que vayan a tener los datos.
Brokers de mensajería para el flujo de datos
Los sistemas de enrutamiento de datos utilizan tecnologías como los Brokers de mensajería para facilitar la comunicación entre los dispositivos y sistemas de una planta.
Un broker de mensajería es un software que actúa como intermediario entre los sistemas que se comunican a través de una red. Estos se encargan de recibir los mensajes de los dispositivos y los encaminan a los destinatarios correctos, utilizando reglas y tablas de enrutamiento preconfiguradas, consiguiendo que los dispositivos y sistemas se comuniquen de manera eficiente y segura, sin tener que establecer conexiones directas entre ellos.
Además, disponen la capacidad de almacenar y retransmitir mensajes en caso de una interrupción de la conexión de red, garantizando la entrega delos mensajes.
Estrategias de flujo de datos
Es importante definir una estrategia de flujo de datos óptima para satisfacerla demanda sin consumir más recursos de los necesarios evitar consumir más recursos de los. Un punto clave, para seleccionar la mejor estrategia es saber cómo de cerca del RealTime necesitamos que esté el dato. En función este punto podemos tener dos flujos de datos:
- Streaming (flujo). La información se envía en tiempo real. Es un proceso que está continuamente en sucesión, por lo que llevará consigo una carga constante de la red, un mayor coste en entornos cloud.
- Batch (lotes). La información se procesa en paquetes de datos, -en lotes-, cada vez que se alcance un evento determinado se enviará la información. Este evento se puede definir por un determinado volumen de datos, un periodo de tiempo o cada vez que suceda algo que marquemos. Este método relaja la red de comunicación puesto que no está continuamente circulando, pudiendo suponer grandes ahorros de costes en sistemas cloud.
Recomendaciones para el diseño y configuración del routing de datos
La generación masiva de datos en las máquinas, sensores, dispositivos OT… de una instalación, requiere una atención especial a los sistemas de captura de datos para evitar una parada de producción derivada de un problema en las comunicaciones. Por ellos en estos sistemas es importante tener en cuenta:
- Arranque de producción. Es imprescindible conocer el comportamiento de los sistemas cuando se inicia, ya que esto puede suponer una avalancha de información que puede que no sea útil porque va a cambiar en unos segundos.
- Dimensionamiento del sistema. Es necesario determinar bien las necesidades de la información para obtener mejores sistemas distribuidos y llegar a los máximos dispositivos.
- Lectura de información a través de diferentes protocolos de comunicación. Es necesario procesar los datos normalizándolos para alcanzar un formato común de toda la información para que se puedan explotar.
- Desconexión por problemas en la red. Es recomendable disponer de un sistema de backpressure para que los sistemas sean capaces de recuperarse de manera autónoma y evitar pérdida de datos.
- Velocidad en el procesamiento de datos. Se deben determinar bien las necesidades de la información para evitar que los datos se encolen, no todo se necesita al milisegundo. Con esto podremos hacer un buen dimensionamiento del sistema.
Para mejorar el enrutamiento del dato, es recomendable de que el propio sistema de ingesta de datos disponga de la capacidad de procesar datos entiempo real. De este modo, los sistemas destino podrán recibir los datos de la forma esperada, evitando la instalación de sistemas intermedios, o aumentar la carga de los sistemas destino. Con el uso de la tecnología Edge Computing, podemos solucionar algunos de estos puntos, ya que nos permiten distribuir la carga de trabajo, decidiendo que datos se procesan en campo y cuales se envían a otros sistemas de almacenamiento, como sistemas Cloud.
Es importante destacar, el caso concreto del envío de datos a sistemas Cloud, en el que no solo hay que tener en cuenta la capacidad del sistema sino también su coste. Por ellos es importante seleccionar correctamente el sistema de almacenamiento de datos: On-Premise, Cloudo Híbrido.
En resumen, el enrutamiento de datos es esencial en un entorno industrial para permitir la comunicación, el control y la monitorización de los procesos y equipos en una planta, y para permitir la conectividad de nube para mejorar la eficiencia y la seguridad del proceso.
Contacta con nosotros para obtener más información cómo mejorar la eficiencia de tu red con un buen enrutamiento de datos.
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