Diseño de redes de sistemas ciberfísicos de sistemas robustos
La industria 4.0 está cambiando los paradigmas de cómo se conciben, diseñan e implantan los sistemas de automatización, al derribar las barreras entre la tecnología operativa (TO) y la tecnología de la información (TI). En el proyecto 1-SWARM, financiado con fondos europeos, se cierra esta brecha emergente entre la TI y la TO. «Nos propusimos crear un marco modular para diseñar redes robustas de sistemas ciberfísicos de sistemas (CPSoS, por sus siglas en inglés) caracterizadas por la inteligencia de enjambre que cumplan normas abiertas aceptadas por la industria», explica Tommaso Colombo, responsable de investigación sobre inteligencia artificial de Spindox, que, junto con sus dos unidades de investigación y desarrollo, Spindox Labs y aHead Research, fue la entidad coordinadora del proyecto. Los CPSoS son redes que interconectan sistemas ciberfísicos (CPS) y personas. La inteligencia de enjambre es el comportamiento colectivo de sistemas descentralizados y autoorganizados.
El avance de los CPSoS
El equipo del proyecto, que reúne a proveedores de tecnología de distintos sectores, países y ámbitos de especialización, se centra en aumentar la inteligencia de los CPS en el borde de las redes para que muestren un comportamiento cognitivo y tengan un alto grado de autonomía. El progreso de los CPSoS ha dado lugar a grandes redes de sistemas inteligentes capaces de interactuar tanto a nivel físico, para resolver tareas coordinadas, como a nivel digital, intercambiando información que garantiza una robustez y fiabilidad intrínsecas en sus comportamientos emergentes. «Los rápidos avances en potencia computacional ubicua, unidos a las oportunidades de deslocalizar en el borde funcionalidades basadas en inteligencia artificial, tienen el potencial de dar lugar a una nueva generación de sistemas de automatización industrial basados en servicios cuya inteligencia local puede vincularse dinámicamente a funcionalidades en tiempo de ejecución residentes en la niebla o la nube», explica Colombo.
Marco DevOps de inteligencia de enjambre
Para sostener la progresiva difuminación de las fronteras entre lo físico y el cibermundo, estas redes de CPSoS deben apoyarse en la adopción de nuevas metodológicas y tecnologías, y ahí es donde entra en juego el proyecto 1-SWARM. «En 1-SWARM se abordaron los problemas de los CPSoS teniendo en cuenta las especificidades de las redes logísticas y de distribución a gran escala, en las que las funcionalidades de los CPS se entrelazan a varios niveles y potencialmente en diferentes etapas de la cadena de valor correspondiente», señala Colombo. Para ello, el método de 1-SWARM se basa en el marco modular y escalable DevOps de inteligencia de enjambre. El marco es un conjunto de módulos funcionales interoperables que abordan de forma singular los problemas que más dificultan en la actualidad la adopción generalizada de los CPSoS. «También puede integrarse en un planteamiento global que abarque toda la gestión del ciclo de vida de esta compleja red de agentes inteligentes», añade Colombo.
Cerrar la brecha entre la TO y la TI
El equipo del proyecto puso a prueba su marco en diversas aplicaciones industriales, desde la producción hasta el almacenamiento y el comercio minorista. Por ejemplo, durante una demostración, el equipo mostró cómo la integración de la inteligencia de decisiones con la automatización puede utilizarse para orquestar los CPSoS con intercambio de datos al instante. «Al abordar tanto la capa de implementación de la automatización distribuida al instante integrada en una plataforma informática de niebla/borde como la ingeniería de la inteligencia artificial avanzada que rige el comportamiento integrado y la orquestación de CPS, nuestros conceptos básicos pueden seguir desarrollándose en un método bien estructurado para lograr todos los elementos habilitadores de investigación y desarrollo que faltan», concluye Colombo.
Palabras clave
1-SWARM, sistemas ciberfísicos de sistemas, industria 4.0, automatización, tecnología operativa, tecnología de la información, inteligencia de enjambre, inteligencia artificial
