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Descubra cómo el Internet de las cosas (IoT) industrial impulsa la fabricación inteligente conectando dispositivos, permitiendo el intercambio de datos en tiempo real y apoyando la automatización.
Una sola fábrica inteligente puede generar volúmenes de datos comparables a los de una pequeña ciudad. Este flujo de información está impulsado por el IoT industrial. IIoT son las siglas de Industrial Internet of Things, que conecta máquinas, sensores y personas en un sistema inteligente y con capacidad de respuesta.
A diferencia de las configuraciones tradicionales, en las que los datos se recopilan pero no se utilizan, la IIoT puede convertir esos datos en ideas impactantes y acciones informadas. Las soluciones IIoT permiten recopilar, analizar y responder a los 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 IoT industrial 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 analizaremos qué es el IoT industrial y su impacto en diversos sectores. También analizaremos el papel de la visión por ordenador en las soluciones de IoT industrial. La visión por ordenador es un subcampo de la inteligencia artificial (IA) que permite a las máquinas interpretar y comprender datos visuales. Empecemos.
¿Qué es el IoT industrial (IIoT)?
El Internet industrial de los objetos es un marco que permite hacer más inteligentes las máquinas conectándolas a sensores, dispositivos periféricos y sistemas de procesamiento de datos en tiempo real. Es como dotar a los equipos de una fábrica de un cerebro que les permite 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, seguridad y fiabilidad de sus operaciones.
Tomemos, por ejemplo, el IoT en la fabricación. Los sensores IIoT desempeñan un papel clave en la automatización de cintas transportadoras 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 en la industria manufacturera, la IIoT también se utiliza en sectores como la energía, los servicios públicos y el petróleo y el gas. En lugar de depender de máquinas heredadas que funcionaban de forma aislada, la IIoT desbloquea los datos ocultos que estos sistemas siempre han generado y los transforma en información valiosa mediante análisis en tiempo real.
¿Cómo funciona la IIoT?
La automatización industrial y el IoT funcionan mediante una red de dispositivos y sensores inteligentes que se comunican constantemente entre sí y comparten datos en tiempo real. Estos dispositivos pueden conectarse 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 in situ a través de la computación de borde. Allí se analizan para identificar patrones y generar información. Esta información permite tomar mejores decisiones. Por ejemplo, pueden utilizarse para detectar problemas de rendimiento en una fase 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. En función de los datos recibidos, las máquinas pueden cambiar automáticamente ajustes como la velocidad o la temperatura. Estos bucles también pueden activar alertas para los operarios o iniciar acciones automatizadas cuando algo no funciona como se esperaba. De este modo se mantiene la eficacia de las operaciones y se minimizan los tiempos de inactividad.
Las tecnologías IIoT impulsan la innovación
Ahora que entendemos mejor qué es y cómo funciona el Internet de las Cosas industrial, veamos más de cerca las tecnologías IoT utilizadas en la automatización industrial.
He aquí un breve resumen de los componentes básicos:
Edge computing: La computación de borde puede procesar datos cerca de su fuente, como sensores o pasarelas locales, para reducir la latencia y permitir respuestas inmediatas. Por ejemplo, puede provocar el apagado de una máquina sobrecalentada antes de que se produzcan daños.
Plataformas en la nube: Proporcionan almacenamiento centralizado, admiten análisis a gran escala y permiten el acceso remoto. También pueden agregar datos de varios 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 a la automatización con capacidad de respuesta, la robótica móvil y el control de calidad en tiempo real.
Sensores y actuadores: Los sensores recogen datos críticos como la temperatura, la presión y las vibraciones. Los actuadores utilizan estos datos para realizar ajustes físicos. Trabajando juntos, proporcionan una supervisión continua y respuestas automatizadas en tiempo real.
IA y aprendizaje automático (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 de la IIoT en todos los sectores
A continuación, repasemos algunas de las principales ventajas de la IIoT y veamos cómo están redefiniendo las operaciones en una serie de sectores importantes.
Muchas empresas ya utilizan soluciones de IoT industrial. De hecho, se espera que el número de dispositivos IoT conectados en todo el mundo supere los 31.000 millones en 2030. La razón por la que están siendo tan ampliamente aceptadas y adoptadas es que 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 ofrecen a las organizaciones una visión instantánea de sus operaciones.
Otra de las principales ventajas de la IIoT es que permite una gestión más fluida de las operaciones. Mediante el uso de datos en tiempo real, las máquinas y los procesos pueden ajustarse sobre la marcha, lo que reduce los retrasos y mantiene la eficiencia. También reduce los costes de mantenimiento, ya que los problemas pueden detectarse y resolverse rápidamente.
Además, las soluciones IIoT mejoran la eficiencia energética, reducen los residuos y disminuyen la necesidad de mano de obra. Aumentan la seguridad en el lugar de trabajo al detectar condiciones peligrosas en una fase temprana y adoptar medidas automáticas para evitar accidentes.
Casos de uso habituales de la IIoT
La IIoT está reimaginando activamente el funcionamiento actual de las industrias. Desde la sanidad 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 IoT industrial
El sector energético se asocia normalmente con equipos pesados a gran escala, como perforadoras, refinerías y plataformas marinas. Aunque estos sistemas han impulsado la industria durante décadas, el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) está cambiando su funcionamiento entre bastidores.
Las empresas energéticas utilizan la IIoT para aumentar la eficiencia y ampliar sus operaciones. Proporciona a los proveedores de energía un mayor control al ofrecer una visión en tiempo real de lo que ocurre sobre el terreno.
Dado que sustituir redes eléctricas enteras por sistemas inteligentes no siempre es práctico, la IIoT puede actualizar la infraestructura existente sin grandes cambios. Esto también facilita la supervisión de equipos remotos, como gatos de bombeo o turbinas eólicas, para que los operarios de la planta puedan mantener todo funcionando sin problemas y produciendo energía durante más tiempo.
Fig. 1. Ejemplos de distintos tipos de sensores IoT que ayudan a recopilar datos.(Fuente.)
Un gran ejemplo de IIoT en la producción de energía es su aplicación en la supervisión de bombas eléctricas sumergibles (ESP). Estas bombas se colocan en el interior de pozos petrolíferos para ayudar a trasladar 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 costosas reparaciones.
Para evitarlo, un grupo de investigadores creó un sistema denominado marco I²OT-EC. Combina el IoT industrial con la computación de borde. El sistema puede hacer un seguimiento en tiempo real de factores como la temperatura y la presión. Esto facilita la detección temprana de problemas, la programación del mantenimiento antes de que se produzcan averías y el buen funcionamiento de las bombas.
Cómo las soluciones IIoT están transformando la sanidad moderna
La IIoT en el sector sanitario, también conocida como IoT médica, está ayudando a que los sistemas sanitarios sean más eficientes y menos estresantes para los profesionales de la medicina. Al conectar dispositivos médicos con sistemas de inteligencia artificial, la IIoT facilita la toma de decisiones, reduce el riesgo de errores humanos, mejora los resultados de los pacientes y ayuda a hospitales y clínicas a funcionar con mayor fluidez.
Por ejemplo, se puede hacer un seguimiento continuo de los pacientes mediante dispositivos portátiles, como pulsómetros o monitores de 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 están desarrollando soluciones IIoT más especializadas para atender necesidades médicas específicas.
Un ejemplo interesante de dispositivo sanitario impulsado por la IIoT es Impedimed. Se trata de un dispositivo capaz de detectar el riesgo de linfedema, un efecto secundario frecuente del tratamiento del cáncer de mama que provoca hinchazón en brazos y piernas.
Este dispositivo IoT parece una báscula. Los pacientes pueden subirse descalzos y apoyar los brazos en una plataforma. Envía una suave corriente eléctrica a través del cuerpo para medir los niveles de líquidos y la composición corporal. Los resultados se procesan en menos de un minuto mediante un software en la nube, se comparten a través de un portal web y se añaden a la historia clínica electrónica del paciente para que los médicos puedan revisarlos fácilmente.
Fig 2. Un dispositivo sanitario basado en la IIoT(Fuente).
Agricultura más inteligente con soluciones de IoT industrial
Del mismo modo, el IoT en la agricultura puede ayudar a los agricultores. Gracias a las herramientas de IoT, los agricultores pueden gestionar mejor sus cultivos y su ganado con información en tiempo real y mayor precisión. Los dispositivos IoT pueden colocarse en el suelo, fijarse a la maquinaria o incluso ser llevados por los animales para controlar condiciones como la temperatura, la humedad, la humedad del suelo, los niveles de nutrientes y el comportamiento de los animales.
Los datos recopilados pueden analizarse para ayudar a los agricultores a tomar decisiones basadas en datos sobre el riego, la fertilización, el control de plagas y la gestión general de la explotación. Esta información en tiempo real les permite utilizar los fertilizantes de forma más eficaz, reducir los residuos y planificar mejor las rutas de los vehículos agrícolas. Esto ayuda a ahorrar tiempo y recursos al tiempo que aumenta la productividad.
Fig 3. Una sonda de suelo industrial basada en IoT que puede utilizarse en explotaciones agrícolas(Fuente).
IIoT en la fabricación: Producción más inteligente a escala
El IoT industrial en la fabricación implica el uso de dispositivos y sensores inteligentes y conectados para recopilar datos en tiempo real de máquinas y líneas de producción. A continuación, estos datos se procesan y analizan para obtener información que ayude a las fábricas a funcionar de forma más eficiente.
Con las soluciones IIoT, los fabricantes pueden detectar y solucionar problemas con antelación, 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 costes operativos.
Del mismo modo, la IoT en la Industria 4.0 favorece una mayor flexibilidad en la producción, facilitando a los fabricantes el cambio entre tipos de productos o la personalización de pedidos. También hace que la producción de bienes y materiales sea más ágil, precisa y rentable. El uso de IoT en la fabricación también puede garantizar la seguridad y fiabilidad de los equipos.
Por ejemplo, garantizar la seguridad y fiabilidad de los equipos de fabricación de productos químicos es crucial, especialmente cuando se trata de manipular sustancias químicas tóxicas o inflamables. Los métodos de mantenimiento tradicionales no suelen proporcionar información en tiempo real. El uso de la IIoT en la fabricación de productos químicos puede ayudar a resolver este problema.
Curiosamente, algunos fabricantes utilizan ahora la IIoT junto con la realidad aumentada (RA ) para el mantenimiento de los 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.
En esta configuración, los sensores inalámbricos y el edge computing supervisan los equipos en tiempo real y envían los datos directamente a los cascos de realidad aumentada que llevan los equipos de mantenimiento. De este modo, los técnicos pueden ver en directo los datos de rendimiento o las alertas, lo que les ayuda a identificar los problemas con rapidez, reducir los costes 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).
El papel de la visión por ordenador en el IoT industrial
Otra tecnología de vanguardia que marca la diferencia en las soluciones IoT es la visión por ordenador. La visión por ordenador es una rama de la inteligencia artificial que se encarga del procesamiento y análisis de datos visuales.
En concreto, los modelos de visión por ordenador como Ultralytics YOLO11 admiten diversas tareas como la detección de objetos (identificar y localizar objetos en una imagen) y la estimación de la pose (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 planta de fabricación, IIoT puede enviar datos visuales de la línea de producción a un sistema Vision AI. A continuación, un modelo de visión por ordenador, como YOLO11, analiza las imágenes para detectar defectos en los productos. Si el modelo identifica algún problema, puede marcarse rápidamente y resolverse 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, puede utilizarse la computación de borde. En esta configuración, los datos se procesan directamente en los dispositivos periféricos en el punto de captura, lo que permite tomar decisiones en tiempo real sin necesidad de enviar la información a la nube y evitando posibles retrasos.
Fig. 5. Ejemplo de uso de YOLO11 para supervisar una línea de producción.(Fuente)
Retos y consideraciones de la IIoT
Ahora que hemos visto cómo las soluciones de IoT industrial pueden beneficiar a diferentes sectores, también es importante examinar más de cerca los retos que puede plantear la implantación de estas soluciones. Comprender estos retos es clave para sacar el máximo partido de las soluciones IIoT y garantizar una implantación satisfactoria.
He aquí algunas limitaciones a tener en cuenta:
Integración con equipos antiguos: Muchas fábricas todavía dependen de máquinas antiguas que nunca fueron diseñadas para trabajar con tecnologías basadas en IoT. Integrar funciones de IoT industrial inteligente en estos sistemas heredados puede resultar costoso. A menudo requiere adaptadores o convertidores especiales para permitir la comunicación entre los equipos antiguos y los nuevos.
Retos de ciberseguridad: Conectar las máquinas tradicionales a Internet introduce nuevos riesgos de seguridad. Dado que estas máquinas no se construyeron originalmente pensando en la ciberseguridad, son más vulnerables a los ciberataques. Muchas carecen de salvaguardas básicas como la protección por 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 siguen necesitando un cuidado regular. Los sensores y otros equipos tienen que revisarse, actualizarse o sustituirse de vez en cuando para que todo siga funcionando bien. Si no se mantienen adecuadamente, los datos podrían dejar de ser fiables y causar problemas.
Falta de cualificación de la mano de obra: El IoT industrial reúne equipos tradicionales con tecnologías digitales avanzadas, lo que requiere una mano de obra con una mezcla de ambos conjuntos de habilidades. Aunque algunas organizaciones pueden tener carencias en este ámbito, también presenta una gran oportunidad para la mejora de las competencias y el desarrollo. Con la formación y el apoyo adecuados, los equipos pueden adaptarse con éxito y aprovechar plenamente las ventajas de la IIoT.
Futuro de la 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 periférica y la visión por ordenador cobran aún más importancia. La IA en los bordes lleva la inteligencia directamente a las máquinas, lo que permite tomar decisiones más rápidas in situ sin depender de un acceso constante a la nube.
Cuando se combina con la visión por ordenador, las fábricas pueden supervisar visualmente la producción en tiempo real, detectar defectos inmediatamente y responder a los problemas en el momento en que se producen. Este nivel de automatización y conocimiento está acercando a las industrias a operaciones verdaderamente inteligentes y autooptimizadas.
En pocas palabras, los sectores industriales son cada vez más inteligentes. Este cambio permite que cada parte del proceso, desde el mantenimiento hasta el control de calidad, se guíe por los datos y se alimente de tecnologías inteligentes.
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