Internet de las cosas industrial (IIoT) explicado

Una sola smart factory puede generar volúmenes de datos comparables a los de una ciudad pequeña. Este flujo de información está impulsado por el IoT industrial. El IIoT se refiere al Internet de las Cosas industrial, que conecta máquinas, sensores y personas en un sistema inteligente y receptivo.

A diferencia de las configuraciones tradicionales donde los datos podrían recopilarse pero dejarse sin usar, el IIoT puede convertir esos datos en información impactante y acciones fundamentadas. Las soluciones IIoT permiten la recopilación, el análisis y la respuesta de datos en tiempo real. Esto ayuda a las industrias a aumentar la productividad, minimizar el tiempo de inactividad y tomar decisiones más inteligentes y rápidas.

De hecho, muchas industrias importantes están adoptando rápidamente el Internet industrial de las cosas en sus instalaciones. Desde el uso de IoT en plantas de fabricación y plataformas petrolíferas hasta hospitales y granjas, están impulsando una nueva ola de innovación. Las máquinas integradas con IIoT pueden pensar, adaptarse y comunicar problemas en tiempo real.

En este artículo, exploraremos qué es el IoT industrial y su impacto en varias industrias. También analizaremos de cerca el papel de la computer vision en las soluciones de IoT industrial. La computer vision es una subcategoría de la inteligencia artificial (AI) que permite a las máquinas interpretar y comprender datos visuales. ¡Empecemos!

¿Qué es el Internet industrial de las cosas (IIoT)?#

El Internet industrial de las cosas es un marco para hacer que las máquinas sean más inteligentes conectándolas a sensores, dispositivos de borde y sistemas de procesamiento de datos en tiempo real. Es como darle un cerebro al equipo de fábrica, permitiéndole recopilar, compartir y responder a los datos automáticamente.

Las soluciones IIoT, como sensores, etiquetas RFID y actuadores, están conectadas por una red que hace posible que las máquinas compartan datos entre sí. Esto permite a las empresas mejorar la eficiencia, la seguridad y la fiabilidad de sus operaciones.

Tomemos, por ejemplo, el IoT en la fabricación. Los sensores de IIoT desempeñan un papel clave en la conveyor automation al supervisar continuamente el rendimiento de las máquinas. Si la producción cae por debajo de los niveles esperados, el sistema puede detectar la ralentización y alertar automáticamente a los equipos de mantenimiento para que investiguen y resuelvan el problema.

Además de la fabricación, el IIoT también se utiliza en industrias como la energía, los servicios públicos y el oil and gas sector. En lugar de depender de máquinas heredadas que operaban de forma aislada, el IIoT libera los datos ocultos que estos sistemas siempre han generado y los transforma en información valiosa mediante análisis en tiempo real.

¿Cómo funciona el IIoT?#

La automatización industrial y el IoT funcionan mediante el uso de una red de dispositivos inteligentes y sensores que se comunican constantemente entre sí y comparten datos en tiempo real. Estos dispositivos se pueden acoplar a máquinas, vehículos o equipos en fábricas, smart warehouses y otros entornos industriales.

Los datos recopilados se transmiten a un sistema central, ya sea basado en la nube o local mediante edge computing. Allí, se analizan para identificar patrones y generar información. Estos datos respaldan una mejor toma de decisiones. Por ejemplo, se pueden utilizar para detectar problemas de rendimiento a tiempo, predecir cuándo las máquinas necesitan mantenimiento, automatizar tareas rutinarias y mejorar la seguridad en el lugar de trabajo.

Las soluciones IIoT también suelen utilizar bucles de retroalimentación para realizar ajustes en tiempo real. Según los datos recibidos, las máquinas pueden cambiar automáticamente los ajustes, como la velocidad o la temperatura. Estos bucles también pueden activar alertas para los operadores o iniciar acciones automatizadas cuando algo no funciona como se esperaba. Esto mantiene las operaciones eficientes y minimiza el tiempo de inactividad.

Tecnologías IIoT que impulsan la innovación#

Ahora que tenemos una mejor comprensión de qué es el Internet industrial de las cosas y cómo funciona, analicemos más de cerca las tecnologías de IoT utilizadas en la automatización industrial.

Aquí tienes una descripción general rápida de los componentes principales:

• Computación de borde: La computación de borde puede procesar datos cerca de su fuente, como sensores o puertas de enlace locales, para reducir la latencia y permitir respuestas inmediatas. Por ejemplo, puede activar el apagado de una máquina que se sobrecalienta antes de que ocurra cualquier daño.

• Plataformas en la nube: Proporcionan almacenamiento centralizado, admiten análisis a gran escala y permiten el acceso remoto. También pueden agregar datos de múltiples sitios para identificar tendencias, optimizar el rendimiento y respaldar decisiones estratégicas.

• Conectividad 5G: La tecnología 5G puede ofrecer comunicación de alta velocidad y baja latencia para miles de dispositivos conectados. Esto allana el camino para la automatización receptiva, la robótica móvil y el control de calidad en tiempo real.

• Sensores y actuadores: Los sensores recopilan datos críticos como temperatura, presión y vibración. Los actuadores utilizan estos datos para realizar ajustes físicos. Trabajando juntos, proporcionan un monitoreo continuo y respuestas automatizadas en tiempo real.

• AI and machine learning (ML): Estas tecnologías de vanguardia pueden analizar datos para detectar patrones, predecir fallos y optimizar procesos. Con el tiempo, mejoran la toma de decisiones, reducen el tiempo de inactividad y aumentan la eficiencia general.

Beneficios del IIoT en todas las industrias#

A continuación, repasemos algunos de los beneficios clave del IIoT y veamos cómo están redefiniendo las operaciones en una variedad de industrias principales.

Muchas empresas ya están utilizando soluciones de IoT industrial. De hecho, se espera que el número de connected IoT devices en todo el mundo supere los 31 000 millones para 2030. La razón por la que se están aceptando y adoptando tan ampliamente es que el IIoT ofrece un valor claro y medible.

Uno de los aspectos más importantes de las soluciones IIoT es su estrecha conexión con la visibilidad en tiempo real. Al recopilar y analizar datos continuamente, estos sistemas brindan a las organizaciones una visión instantánea de sus operaciones.

Otro beneficio principal del IIoT es que permite una gestión operativa más fluida. Al utilizar datos en tiempo real, las máquinas y los procesos pueden ajustarse en el acto, lo que reduce los retrasos y mantiene la eficiencia. También reduce los costos de mantenimiento porque los problemas se pueden detectar temprano y abordar rápidamente.

Más allá de esto, las soluciones IIoT mejoran la eficiencia energética, reducen los residuos y disminuyen la necesidad de mano de obra manual. Aumentan la seguridad en el lugar de trabajo al detectar condiciones peligrosas de forma temprana y tomar medidas automáticas para prevenir accidentes.

Casos de uso comunes de IIoT#

El IIoT está reimaginando activamente cómo operan las industrias hoy en día. Desde la atención médica y la logística hasta la construcción y la agricultura, las organizaciones están adoptando tecnologías IIoT para lograr resultados más inteligentes, rápidos y fiables.

Producción de energía mediante Internet industrial de las cosas#

La industria energética suele asociarse con equipos de gran escala y alta resistencia, como máquinas perforadoras, refinerías y plataformas en alta mar. Si bien estos sistemas han impulsado la industria durante décadas, el Internet industrial de las cosas (IIoT) está cambiando la forma en que operan entre bastidores.

Las empresas energéticas están utilizando el IIoT para aumentar la eficiencia y expandir sus operaciones. Brinda a los proveedores de energía un mayor control al ofrecer una visión en tiempo real de lo que está sucediendo sobre el terreno.

Dado que reemplazar redes eléctricas enteras con sistemas inteligentes no siempre es práctico, el IIoT puede actualizar la infraestructura existente sin cambios importantes. Esto también facilita el monitoreo de equipos remotos, como bombas extractoras o turbinas eólicas, para que los operadores de la planta puedan mantener todo funcionando sin problemas y produciendo energía por más tiempo.

Fig 1. Ejemplos de diferentes tipos de sensores de IoT que ayudan a recopilar datos. (Source)

Un gran ejemplo de IIoT in energy production es su aplicación en la supervisión de bombas electrosumergibles (ESP). Estas bombas se colocan dentro de los pozos petrolíferos para ayudar a mover los fluidos a la superficie y son esenciales para la extracción de petróleo. Sin embargo, a veces pueden averiarse sin previo aviso, lo que causa retrasos y reparaciones costosas.

Para evitar esto, un grupo de investigadores creó un sistema llamado marco I²OT-EC. Combina el Internet industrial de las cosas con la computación de borde. El sistema puede rastrear factores como la temperatura y la presión en tiempo real. Esto facilita la detección temprana de problemas, la programación del mantenimiento antes de que ocurran las averías y el mantenimiento de las bombas funcionando sin problemas.

Cómo las soluciones IIoT están remodelando la atención médica moderna#

El IIoT en la industria de la healthcare, también conocido como IoT médico, está ayudando a que los sistemas sanitarios sean más eficientes y menos estresantes para los profesionales médicos. Al conectar los dispositivos médicos con sistemas de inteligencia artificial, el IIoT respalda una mejor toma de decisiones, reduce el riesgo de error humano, mejora los resultados de los pacientes y ayuda a que los hospitales y clínicas funcionen con mayor fluidez.

Por ejemplo, los pacientes pueden ser monitoreados continuamente utilizando dispositivos portátiles como monitores de frecuencia cardíaca y glucosa. Estos dispositivos pueden detectar signos tempranos de problemas de salud e incluso enviar alertas de emergencia a los médicos en tiempo real. A medida que estas tecnologías siguen evolucionando, se desarrollan soluciones IIoT más especializadas para abordar necesidades médicas específicas.

Un ejemplo interesante de este dispositivo de IIoT-powered healthcare es Impedimed. Es un dispositivo que puede detectar el riesgo de linfedema, que es un efecto secundario común del tratamiento del cáncer de mama que provoca hinchazón en los brazos o las piernas.

Este dispositivo IoT parece una báscula. Los pacientes pueden pararse descalzos sobre él y descansar los brazos en una plataforma. Envía una corriente eléctrica suave a través del cuerpo para medir los niveles de fluidos y la composición corporal. Los resultados se procesan en menos de un minuto utilizando software en la nube, luego se comparten a través de un portal web y se agregan al registro de salud electrónico del paciente para que los médicos puedan revisarlos fácilmente.

Fig 2. Un dispositivo sanitario basado en IIoT (Source)

Agricultura más inteligente con soluciones de Internet industrial de las cosas#

Del mismo modo, el IoT en la agriculture puede ayudar a los agricultores. Utilizando herramientas de IoT, los agricultores pueden gestionar mejor sus cultivos y ganado con información en tiempo real y mayor precisión. Los dispositivos de IoT se pueden colocar en el suelo, acoplar a la maquinaria o incluso llevar puestos los animales para supervisar condiciones como la temperatura, la humedad, la humedad del suelo, los niveles de nutrientes y el comportamiento animal.

Los datos recopilados se pueden analizar para ayudar a los agricultores a tomar decisiones basadas en datos sobre el riego, la fertilización, el pest control y la gestión general de la granja. Esta información en tiempo real les permite utilizar los fertilizantes de manera más eficaz, reducir los residuos y planificar mejores rutas para los vehículos agrícolas. Esto ayuda a ahorrar tiempo y recursos al tiempo que aumenta la productividad.

Fig 3. Una sonda de suelo basada en IoT industrial que se puede utilizar en granjas (Source)

IIoT en la fabricación: Producción más inteligente a escala#

El Internet industrial de las cosas en la fabricación implica el uso de dispositivos y sensores inteligentes conectados para recopilar datos en tiempo real de máquinas y líneas de producción. Estos datos se procesan y analizan para obtener información que ayude a las fábricas a operar de manera más eficiente.

Con las soluciones IIoT, los fabricantes pueden detectar y solucionar problemas de forma temprana, reducir el tiempo de inactividad mediante el mantenimiento predictivo y gestionar el inventario de forma más eficaz utilizando sensores de borde. En general, el resultado es una mejor calidad del producto, una respuesta más rápida a cualquier problema y menores costos operativos.

Asimismo, el IoT en la Industria 4.0 admite una mayor flexibilidad en la producción, lo que facilita a los fabricantes cambiar entre tipos de productos o personalizar pedidos. También hace que la producción de bienes y materiales sea más ágil, precisa y rentable. El uso de IoT para la fabricación también puede garantizar la seguridad y la fiabilidad de los equipos.

Por ejemplo, garantizar la seguridad y la fiabilidad de los equipos de fabricación química es crucial, especialmente cuando se trata de manipular productos químicos tóxicos o inflamables. Los métodos de mantenimiento tradicionales a menudo no logran proporcionar información en tiempo real. El uso de IIoT en la fabricación de productos químicos puede ayudar a solucionar este problema.

Curiosamente, algunos fabricantes utilizan ahora el IIoT junto con la augmented reality (AR) para el mantenimiento de equipos. La realidad aumentada es una tecnología que muestra información digital, como imágenes, datos o instrucciones, sobre una vista del mundo real, normalmente a través de gafas inteligentes o auriculares de realidad mixta.

En esta configuración, los sensores inalámbricos y la computación de borde monitorean el equipo en tiempo real y envían datos directamente a los auriculares AR usados por los equipos de mantenimiento. Esto hace posible que los técnicos vean datos de rendimiento en vivo o alertas frente a ellos, ayudándoles a identificar problemas rápidamente, reducir los costos de mantenimiento y tomar decisiones más rápidas y fundamentadas.

Fig 4. Los equipos de mantenimiento pueden ver los datos de IoT industrial a través de sus cascos de AR (Source)

El papel de la visión artificial en el Internet industrial de las cosas#

Otra tecnología de vanguardia que marca la diferencia en las soluciones de IoT es la visión artificial. La visión artificial es una rama de la inteligencia artificial que se encarga del procesamiento y análisis de datos visuales.

En particular, los modelos de computer vision como Ultralytics YOLO11 admiten diversas tareas como la object detection (identificar y localizar objetos en una imagen) y la pose estimation (determinar la posici3n y la orientaci3n de una persona u objeto).

Con estas capacidades, los sistemas IoT pueden reconocer y responder a la información visual en tiempo real. Esto es especialmente útil en aplicaciones como el control de calidad en la fabricación.

Por ejemplo, en una instalación de fabricación, el IIoT puede enviar datos visuales desde la línea de producción a un sistema de visión artificial. Un computer vision model, como YOLO11, analiza las imágenes para detectar defectos en los productos. Si el modelo identifica algún problema, se puede marcar y resolver rápidamente sin demora.

Esto mejora la calidad del producto, reduce los errores y hace que las operaciones sean más seguras y eficientes. Para lograr resultados aún más rápidos, se puede utilizar la computación de borde. En esta configuración, los datos se procesan directamente en dispositivos de borde en el punto de captura, lo que permite tomar decisiones en tiempo real sin necesidad de enviar información a la nube y evitando posibles retrasos.

Fig 5. Un ejemplo de uso de YOLO11 para supervisar una línea de producción. (Source)

Desafíos y consideraciones del IIoT#

Ahora que hemos visto cómo las soluciones de Internet industrial de las cosas pueden beneficiar a diferentes industrias, también es importante analizar más de cerca los desafíos que pueden surgir al implementar estas soluciones. Comprender estos desafíos es clave para aprovechar al máximo las soluciones IIoT y garantizar un despliegue exitoso.

Aquí tienes algunas limitaciones a tener en cuenta:

• Integración con equipos antiguos: Muchas fábricas todavía dependen de máquinas más antiguas que nunca fueron diseñadas para trabajar con tecnologías basadas en IoT. Integrar funciones inteligentes de Internet industrial de las cosas en estos sistemas heredados puede ser costoso. A menudo requiere adaptadores o convertidores especiales para permitir la comunicación entre equipos antiguos y nuevos.

• Retos de ciberseguridad: Conectar legacy machines a internet introduce nuevos riesgos de seguridad. Dado que estas máquinas no se diseñaron originalmente pensando en la ciberseguridad, son más vulnerables a los ciberataques. Muchas carecen de medidas de salvaguarda básicas, como protección mediante contraseña o cifrado de datos, lo que las convierte en blancos fáciles para los piratas informáticos.

• Mantenimiento de dispositivos inteligentes: Aunque los sistemas IIoT pueden facilitar las cosas, los dispositivos inteligentes aún necesitan cuidados regulares. Los sensores y otros equipos deben revisarse, actualizarse o reemplazarse de vez en cuando para que todo funcione bien. Si no se mantienen adecuadamente, los datos pueden volverse poco fiables y causar problemas.

• Brechas de habilidades en la fuerza laboral: El Internet industrial de las cosas reúne equipos tradicionales con tecnologías digitales avanzadas, lo que requiere una fuerza laboral con una combinación de ambos conjuntos de habilidades. Si bien algunas organizaciones pueden enfrentar brechas en esta área, también presenta una gran oportunidad para la mejora de las habilidades y el desarrollo. Con la formación y el apoyo adecuados, los equipos pueden adaptarse con éxito y aprovechar plenamente los beneficios del IIoT.

El futuro del IIoT: Hacia la automatización inteligente#

A medida que Industry 4.0 sigue avanzando, la automatización industrial y el IoT van más allá de la simple conexión de diferentes dispositivos. Ayudan a que las industrias sean más autónomas y automatizadas, con métodos como el mantenimiento predictivo. Otro avance importante es el uso de gemelos digitales, que son modelos virtuales de máquinas o sistemas enteros que utilizan datos en tiempo real para predecir problemas y afinar las operaciones.

A medida que avanzamos hacia fábricas totalmente digitalizadas, tecnologías como la IA de borde y la visión artificial son cada vez más importantes. La IA de borde aporta inteligencia directamente a las máquinas, lo que permite una toma de decisiones más rápida en el sitio sin depender de un acceso constante a la nube.

Cuando se combinan con la visión artificial, las fábricas pueden monitorear visualmente la producción en tiempo real, detectar defectos de inmediato y responder a los problemas a medida que ocurren. Este nivel de automatización y conocimiento acerca a las industrias a operaciones verdaderamente inteligentes y auto-optimizables.

En pocas palabras, los sectores industriales se están volviendo cada vez más inteligentes. Este cambio permite que cada parte del proceso, desde el mantenimiento hasta el control de calidad, sea guiada por datos y potenciada por tecnologías inteligentes.

Únete a nuestra comunidad y a nuestro repositorio de GitHub para explorar más sobre la IA. Echa un vistazo a nuestras páginas de soluciones para leer sobre la IA en el comercio minorista y la visión por ordenador en la agricultura. ¡Descubre nuestras opciones de licencias y empieza a construir con visión por ordenador hoy mismo!