Internet de las cosas industrial (IIoT) explicado

Una sola fábrica inteligente puede generar volúmenes de datos comparables a los de una ciudad pequeña. Este flujo de información está impulsado por el Internet industrial de las cosas. IIoT son las siglas de Internet industrial de las cosas, 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 Internet industrial de las cosas y su impacto en varias industrias. También analizaremos más de cerca el papel de la visión artificial en las soluciones de Internet industrial de las cosas. La visión artificial es un subcampo de la inteligencia artificial (IA) que permite a las máquinas interpretar y comprender datos visuales. ¡Empecemos!

Link to this section¿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 IIoT juegan un papel clave en la automatización de cintas transportadoras mediante el monitoreo continuo de la producción de la máquina. 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 sector del petróleo y el gas. En lugar de confiar en máquinas heredadas que operaban de forma aislada, el IIoT desbloquea los datos ocultos que estos sistemas siempre han generado y los transforma en información valiosa a través de análisis en tiempo real.

Link to this section¿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 conectar a máquinas, vehículos o equipos en fábricas, almacenes inteligentes y otros entornos industriales.

Los datos recopilados se transmiten a un sistema central, ya sea basado en la nube o en las instalaciones mediante computación de borde. Allí, se analizan para identificar patrones y generar información. Estos conocimientos respaldan una mejor toma de decisiones. Por ejemplo, se pueden utilizar para detectar problemas de rendimiento de forma temprana, 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.

Link to this sectionTecnologías 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.

• IA y aprendizaje automático (ML): Estas tecnologías de vanguardia pueden analizar datos para detectar patrones, predecir fallas y optimizar procesos. Con el tiempo, mejoran la toma de decisiones, reducen el tiempo de inactividad y mejoran la eficiencia general.

Link to this sectionBeneficios 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 Internet industrial de las cosas. De hecho, se espera que el número de dispositivos IoT conectados en todo el mundo supere los 31 mil millones para 2030. La razón por la que están siendo tan ampliamente aceptados y adoptados 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.

Link to this sectionCasos 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.

Link to this sectionProducción 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 IoT que ayudan a recopilar datos. (Fuente)

Un gran ejemplo de IIoT en la producción de energía es su aplicación en el monitoreo de bombas eléctricas sumergibles (ESP). Estas bombas se colocan dentro de pozos petrolíferos para ayudar a mover fluidos a la superficie y son esenciales para la extracción de petróleo. Sin embargo, a veces pueden averiarse sin previo aviso, lo que provoca 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.

Link to this sectionCómo las soluciones IIoT están remodelando la atención médica moderna#

El IIoT en la industria de la atención médica, también conocido como IoT médico, ayuda a hacer que los sistemas de atención médica sean más eficientes y menos estresantes para los profesionales médicos. Al conectar 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 operen 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 un dispositivo de atención médica impulsado por IIoT 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 causa 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 de atención médica basado en IIoT (Fuente)

Link to this sectionAgricultura más inteligente con soluciones de Internet industrial de las cosas#

De manera similar, el IoT en la agricultura 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 IoT se pueden colocar en el suelo, conectar a la maquinaria o incluso ser usados por animales para monitorear condiciones como temperatura, humedad, humedad del suelo, niveles de nutrientes y comportamiento animal.

Los datos recopilados se pueden analizar para ayudar a los agricultores a tomar decisiones basadas en datos sobre riego, fertilización, control de plagas y gestión general de la granja. Estos conocimientos en tiempo real les permiten 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 usar en granjas (Fuente)

Link to this sectionIIoT 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 están utilizando ahora el IIoT junto con la realidad aumentada (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, generalmente a través de gafas inteligentes o auriculares.

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 datos de IoT industrial a través de sus auriculares AR (Fuente)

Link to this sectionEl 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 visión artificial como Ultralytics YOLO11 admiten diversas tareas, como la detección de objetos (identificar y localizar objetos en una imagen) y la estimación de poses (determinar la posición y orientación 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 IA de visión. Luego, un modelo de visión artificial, 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 cómo usar YOLO11 para monitorear una línea de producción. (Fuente)

Link to this sectionDesafíos 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.

• Desafíos de ciberseguridad: Conectar máquinas heredadas a Internet introduce nuevos riesgos de seguridad. Dado que estas máquinas no fueron construidas originalmente teniendo en cuenta la ciberseguridad, son más vulnerables a los ciberataques. Muchas carecen de salvaguardas básicas como la protección con contraseña o el cifrado de datos, lo que las convierte en objetivos 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.

Link to this sectionEl futuro del IIoT: Hacia la automatización inteligente#

A medida que la Industria 4.0 sigue avanzando, la automatización industrial y el IoT están evolucionando más allá de la simple conexión de diferentes dispositivos. Está ayudando a las industrias a ser más autosuficientes 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 completos que utilizan datos en tiempo real para predecir problemas y ajustar 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.

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