Conexión de TI con tecnología operativa y de ingeniería para modelar el rendimiento de los activos
A medida que la tecnología operacional (OT) aprovecha el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) con sensores en equipos operativos y activos que generan un enorme volumen de big data, surge la necesidad de mejorar la seguridad, el intercambio de información y la gestión de datos. Esto, a su vez, está impulsando una convergencia sin precedentes con la tecnología de la información (IT). Sin embargo, muchas organizaciones tienen dificultades para utilizar los datos de sus sistemas OT e IT, lo que les hace perder oportunidades para mejorar el rendimiento de sus activos. Esto se debe, en parte, a que los modelos de ingeniería digital desarrollados durante la fase de ingeniería de los proyectos de capital, normalmente no tienen un papel activo en las operaciones.
¿Y si los propietarios-operadores pudieran utilizar estos modelos en las operaciones? Imagina cómo un modelo de ingeniería digital —la tecnología de ingeniería o ET de un activo— podría ayudar al personal de operaciones y mantenimiento a prever problemas, planificar mejor y mejorar el rendimiento. Hoy en día, es posible que las empresas unan su IT, OT y ET —e integren sin problemas los flujos de procesos e información entre ellos— para permitir la modelación del rendimiento de activos y ofrecer inteligencia accionable para la toma de decisiones, todo en un entorno inmersivo de operaciones visuales.
El Modelo de Ingeniería Digital
Durante muchos años, los departamentos de ingeniería han utilizado aplicaciones avanzadas de modelado y simulación enfocadas en el diseño y la construcción de activos de infraestructura —una planta, un puente, una carretera, una vía férrea o una red de servicios— para mejorar la entrega de proyectos y el rendimiento de los activos. Una mejor entrega de proyectos permite a las empresas optimizar el CAPEX (gastos de capital), tanto por la profundidad del modelado de la información como por la amplitud de la movilidad de la información para la colaboración durante el diseño y la construcción.
Existe una cantidad asombrosa de información relacionada con los activos: especificaciones detalladas de componentes, geolocalización precisa, gestión de configuración, detalles de fabricación, información sobre costos, vida útil estimada, mantenimiento recomendado y reparaciones. La tecnología de ingeniería actual permite reunir toda esta información dentro de un modelo digital de ingeniería federado, lo que permite rastrear, acceder y compartir información con todos los colaboradores del proyecto. Esta tecnología también permite a los ingenieros modelar proyectos en un entorno virtual 3D para integrar el diseño y planificar paquetes de trabajo de construcción, de modo que cuando el proyecto se construya en el mundo real, los equipos del proyecto y los interesados puedan minimizar imprevistos y mantener el proyecto en curso.
Idealmente, toda esta información fluye entre aplicaciones y equipos del proyecto para mejorar la entrega, lo cual es clave para un mejor CAPEX, y continúa fluyendo hacia los sistemas de operaciones y mantenimiento a lo largo del ciclo de vida del activo, lo cual es clave para reducir el OPEX (gastos operativos). Por ejemplo, cuando las empresas pueden integrar los modelos 3D de cada disciplina involucrada en un proyecto, se mejora la movilidad de la información. Las disciplinas pueden comunicar con mayor eficacia detalles críticos del diseño para las operaciones, detectar interferencias antes de que inicie la construcción, compartir actualizaciones durante las fases de ingeniería y construcción, y entregar información precisa y completa para asegurar un arranque exitoso y operaciones continuas.
El Comienzo de la Convergencia IT/ET/OT
El Internet Industrial de las Cosas (IIoT) está impulsando una convergencia entre la tecnología operacional y la tecnología de la información. Los modelos de ingeniería digital pueden acelerar esta convergencia y añadir la representación visual del mundo real necesaria para la toma de decisiones. Esto puede tener impactos profundos en la seguridad, productividad, eficiencia y operaciones de industrias en todo el mundo.
Por ejemplo, considera cómo South Australia Water está utilizando análisis predictivos y operacionales en tiempo real para prever la demanda de agua, mejorar el servicio al cliente y reducir los costos operativos. Para crear una herramienta de pronóstico de demanda, necesitaban recopilar información tanto del lado operativo como del IT en tiempo real.
El software de análisis predictivo de Bentley fue elegido como plataforma de inteligencia operacional por su capacidad en tiempo real de conectarse y capturar datos de diversas fuentes, realizar cálculos y análisis complejos, y ofrecer potentes capacidades de visualización. Los datos de sensores monitoreados en tiempo real se recogen de los embalses, plantas de tratamiento de agua, válvulas, medidores de flujo y bombas distribuidas a lo largo de una extensa red de tuberías. Estos datos operativos se combinan en tiempo real con información climática, energética, de costos y población, y se presentan en paneles de control. La integración de estas fuentes de datos ha resultado en beneficios significativos, incluyendo un mejor rendimiento, una mayor comprensión de las interrelaciones y una toma de decisiones más precisa para prever la demanda a corto y largo plazo.
South Australia Water también integró una herramienta de optimización de demanda utilizada para optimizar la disponibilidad y movimiento de agua limpia por la red de forma rápida y eficiente. Calcula cómo distribuir el agua teniendo en cuenta costos y determinando qué estaciones de bombeo usar, qué bombas son necesarias, etc. Los análisis incorporados utilizan los resultados de la herramienta de pronóstico de demanda para desarrollar un modelo hidráulico en vivo que determina presiones y flujos en toda la red. Utilizando este modelo de ingeniería digital, South Australia Water puede optimizar activamente el suministro y la fiabilidad del agua para sus clientes. Los clientes disfrutan de una mayor seguridad en el suministro de agua, y los tiempos de respuesta a problemas, como roturas de tuberías, se han reducido en un 90 %.
La integración de IT, OT y ET también permite a la empresa aprovechar los precios más bajos en el mercado eléctrico a futuro. Pueden usar una herramienta de gestión de portafolio energético para determinar el momento óptimo para operar bombas en cinco tuberías, así como cuándo comprar electricidad en mercados altamente volátiles. El impacto en el OPEX puede ser significativo: un ahorro de 3 millones de AUD por año.
El Salto hacia la Modelación del Rendimiento de Activos
Llevando la convergencia de IT, OT y ET un paso más allá, ahora es posible permitir la modelación en tiempo real del rendimiento de activos, lo que garantiza que los activos sean seguros, fiables y eficientes durante su vida útil. Por ejemplo, el software de gestión del rendimiento de activos de Bentley permite a las empresas desarrollar estrategias tanto operacionales como de activos para mejorar la fiabilidad, mantener el rendimiento y una producción predecible. Utilizando un entorno común de datos (CDE), las empresas pueden recopilar, consolidar y analizar datos para transformarlos en inteligencia accionable. Este software también ayuda a garantizar el cumplimiento normativo y está alineado con estándares de gestión de activos como PAS 55 e ISO 55001. Al mismo tiempo, aplica tecnologías líderes en modelado y gestión de información a operaciones y mantenimiento, y, al combinarlo con la información entregada en la transferencia del proyecto, proporciona una solución completa de gestión del ciclo de vida de la información para los propietarios-operadores. Esto les permite optimizar los procesos para la operación diaria de los activos, equilibrando costos de capital y operativos, y maximizando la capacidad de producción.
Muchas empresas ya están en camino hacia estas soluciones gracias a la adopción generalizada de tecnologías de monitoreo de condiciones. Monitorear activos requiere la integración de sistemas IT y OT, así como análisis de big data para identificar patrones y automatizar o recomendar respuestas óptimas.
Para avanzar hacia la modelación del rendimiento de activos, se integran modelos digitales 3D de ingeniería de todas las disciplinas con los sistemas IT y OT usados para monitoreo de rendimiento. Como línea base operativa para los activos de infraestructura, estos modelos digitales reúnen esquemas, análisis de ingeniería, modelos de red, modelos 3D, componentes funcionales, catálogos y especificaciones.
Como lo afirma Bhupinder Singh, Director de Producto en Bentley Systems:
«Es útil pensar en la información de ingeniería digital como el ADN digital de los activos de infraestructura —hasta cada tuerca, tornillo y perno. Así como los médicos pueden analizar el ADN humano para anticipar problemas de salud y personalizar tratamientos, las empresas pueden aprovechar el ADN digital de sus activos para personalizar el mantenimiento, lograr un mejor TOTEX, maximizar el tiempo de funcionamiento y más.»
Por ejemplo, las empresas pueden gestionar el rendimiento de sus activos de forma mucho más eficaz cuando cuentan con modelos digitales de ingeniería que integran inteligentemente todos los datos de infraestructura. Cuando los sistemas IT y OT se conectan con esta información ET, los equipos pueden ver el historial de rendimiento del activo, recibir alertas de fallos, geolocalizar la posición exacta dentro del activo y profundizar en el modelo 3D para identificar la causa del problema. Luego pueden consultar los datos de degradación del fabricante, acceder a la información de mantenimiento y reparación, y tomar medidas correctivas —todo en segundos.