Smart Monitoring, big data, mantenimiento predictivo, machine learning, OEE, máquina conectada

1. Industria 4.0
MÁQUINA CONECTADA
MANTENIMIENTO PREDICTIVO Y OEE
Integra, Procesa y Analiza en tiempo real

2. ¿Qué es IDbox?
IDbox es un conjunto de componentes software que permite
supervisar y operar procesos, integrando la información de
cualquier origen de información. IDbox procesa todas las
señales recogidas ofreciendo herramientas de análisis que
permitan tomar decisiones de operación y automatizar el control
operacional.

3. Confían en nosotros
Algunos de nuestros partners:
Algunos de nuestros clientes:

4. IDbox en el Mantenimiento Predictivo
• Mantenimiento Predictivo:
Este es uno de los principales ejes de trabajo de la Industria 4.0, es uno de los ámbitos en los que se espera un mayor
retorno económico. Se trata de crear sistemas ciber físicos, CPS, que se componen de dos partes:
•Un sistema físico, compuesto por la máquina, su unidad lógica de control y sus sensores. Con control local.
•Un ciber sistema o aplicación en la nube que lo gobierna de modo inteligente. Con telecontrol.
C
O
N
E
X
I
O
N
E
S
Almacenamien
to de datos
Evaluación de estado
Análisis predictivo
Performance
Prognosis
Orden de mantenimiento
Determinación acciones
Contador de uso.
Detector de eventos
Alarmas

5. IDbox en el Mantenimiento Predictivo
• Sistemas de control:
IDbox se presenta como una única plataforma para toda la
información y un único lugar para la explotación del dato.
También abarca el almacenamiento en base de datos de alto
rendimiento para grandes volúmenes de información (BigData-
FastData), transparencia de datos, multi-proveedor y API de acceso
para integraciones con aplicaciones de terceros
Su Arquitectura es segura, escalable, y de alto rendimiento. Tiene
soporte para redundancia, alta disponibilidad, equilibrio de carga,
particionado de datos, clustering y mirroring
• Sensórica:
IDbox se Integra con cualquier fuente de información independientemente de su origen, naturaleza (PLC, SCADA,
BBDD, IoT, CNC, sensores, …) y protocolo de comunicación (Modbus, OPC, Bacnet, ICCP/TASE.2, PROFIBUS,…)

6. IDbox en Mantenimiento Predictivo como CPS
IDbox es el centro de control de un Cyber Physical System, es el ciber sistema que lo gobierna.

7. Aplicación del mantenimiento predictivo
Una vez que las máquinas ya están:
- Sensorizadas
- Conectadas
- Supervisadas
Y que gracias a ello podemos implementar todo un conjunto de algoritmos de
cálculo, correlaciones de variables, determinación de patrones, identificación de
tendencias y predicción de averías, podremos tomar decisiones en tiempo real para
mejorar la disponibilidad de las máquinas y así aumentar nuestra productividad
(OEE). El mantenimiento predictivo evitará la ocurrencia de averías, es cuestión de
tiempo que el mantenimiento correctivo sea cosa del pasado.
Cómo lo enfocamos
Empezamos con un análisis de las averías de
máquina. Cada modo de fallo debe poder
relacionarse con algún parámetro o variable de la
máquina. Los principios físicos, químicos y
eléctricos aplicables a las funciones de la
máquina facilitarán la determinación de los
algoritmos de análisis.

8. Sistemas de Predicción de IDbox
 Cálculo de vida útil
 Correlación de parámetros y variables
 Detección de patrones
 Análisis de tendencias
 Gráficas de predicción que actualmente tiene el sistema.
 Módulo de mantenimiento predictivo
 Sistema ML (Machine learning)
Colaboración de IDbox con la plataforma Azure para conseguir modelos
predictivos mediante técnicas de machine learning.

9. Detección de patrones IDbox
IDbox permitirá al usuario de IDbox guardar una gráfica como patrón para después usarlo en el siguiente componente.
Este comparará la señal en RT con el patrón Base en busca de coincidencias.

10. Predicción de IDbox
La herramienta de predicción en IDbox la encontraremos en el
menú principal, dentro de las opciones del icono de tendencia como
muestran los círculos rojos.
Las gráficas de predicción que a día de hoy encontramos dentro de IDbox
nos sirven para tener una información orientativa sobre el valor de futuras
señales, no deben ser tomadas como datos predictivos estables.

11. Predicción de IDbox
Se pueden seleccionar las fechas de principio y fin así como los tipos de gráficos de predicción marcados con un
círculo rojo.

12. Módulo de Predicción
Holt-Winters
Algoritmo con gran precisión y que reconoce
fácilmente la estacionalidad (periodicidad) de los
datos.
Arima
Modelo Autoregresivo Integrado de Medias Móviles,
se ve menos afectado por la estacionalidad, aunque
los intervalos de confianza que nos otorga son
menores.

13. IDbox en el Cálculo OEE
• Cálculo del OEE:
Una demanda que están poniendo sobre la mesa los compradores de máquinas es la exigencia de que el sistema de
monitorización de ésta, cuente con un método de cálculo del OEE. Ya que de esta manera se orienta tanto al
fabricante como al usuario al cumplimiento de unas especificaciones y de unos ratios de productividad.
Con este sistema, el fabricante mejora sustancialmente el conocimiento del uso de su máquina, y aumenta su
capacidad de servicio al cliente asesorándole en la forma de mejorar los ratios de productividad de la máquina en
cuestión.
Para poder hacer esta tarea de forma adecuada, se debe partir de la RECETA de la máquina para cada uno de los tipos
de producto que el cliente va a fabricar con ella, esto requiere una pequeña colaboración entre fabricante y productor,
con objeto de optimizar el funcionamiento de la máquina. Para un determinado tipo de producto, se especifica la
velocidad de la máquina o el número de piezas que debe hacer por unidad de tiempo, de ahí que se pueda calcular le
EFICIENCIA con que opera la máquina, comparando en cada lote, la velocidad objetivo con la velocidad media lograda
en el procesado del lote.
El tiempo que está funcionando la máquina, frente al tiempo total (carga y descarga, esperas, incidendias, etc), nos
permite calcular la DISPONIBILIDAD.
Para calcular la TASA DE CALIDAD, se parte del porcentaje de tiempo dedicado a incidencias, que en algunos casos se
puede completar con el porcentaje de defectivo que sale de la máquina.
La multiplicación de los tres factores nos da el OEE, pudiéndose aporta al cliente tanto este valor como su desglose y el
detalle del tiempo destinado a carga, descarga, esperas, ineficiencias, etc.

14. IDbox en el Cálculo OEE
Con el método de cálculo del OEE, el fabricante y su cliente pueden trabajar conjuntamente en pro de la mejora de la
productividad de las máquinas. La monitorización inteligente, constante y en tiempo real, permite a ambos aumentar
su nivel de conocimiento y optimizar el uso de la máquina.

15. IDbox en el Cálculo OEE
• Otros valores asociados al Cálculo del OEE:
Este eje de trabajo conjunto entre fabricante de máquina y usuario de la misma, permite obtener otras mejoras a lo largo
del tiempo, que son:
•El fabricante de la máquina aprende más sobre el uso de la misma y esto le permite mejorar los nuevos diseños de
máquina para ofrecer en el futuro máquinas mejor adaptadas a las necesidades productivas de sus clientes.
•La monitorización inteligente de la máquina se puede complementar con la conexión al sistema MES o al ERP, para
conocer detalles de los lotes que se están fabricando y aplicar análisis de datos asociados a ellos.
•El fabricante puede ofrecer un mejor servicio de instalación de la máquina, al conectarla durante el proceso de
puesta en marcha.
•Se evitan conflictos entre fabricante
y usuario, al vigilarse que en todo
momento, la máquina funciona
dentro de especificaciones.
•El sistema de monitorización puede
identificar mejoras en los procesos
de cambio de lote, con objeto de
reducir los ajustes y tiempos
perdidos por este concepto.

16. IDbox y el uso de otros módulos
• Otros módulos que se incluyen en IDbox:
Para completar el conjunto de funciones y valores que IDbox puede proporcionar a un fabricante de máquinas, se incluyen
también los siguientes módulos:
•Módulo de eficiencia energética. Permite una completa monitorización del consumo de energía, con sus sinópticos
correspondientes, con el cálculo de consumo de energía asociado a cada uno de los lotes fabricados. De esta manera
se puede determinar el coste energético de cada pieza, su huella de carbono, y facilita además el cálculo del coste del
ciclo de vida de la máquina.
•Módulo de teleasistencia. En el caso de que haya una avería de mantenimiento, de tipo correctivo, que requiera el
apoyo de un técnico del fabricante, éste se puede hacer mediante teleconferencia, con skype y medios interactivos de
apoyo para facilitar una respuesta lo más rápida posible (Hollolens). De esta manera se evita la espera que conlleva el
desplazar un técnico a casa del cliente y se acelera la reparación de la avería.
•Módulo de certificación. Se ha generado este módulo para aquellos procesos en los que se requiere de un control
exhaustivo del procesado del lote, con un registro de todos los datos del proceso y de un informe final que recoja toda
la operativa, de tal manera que al final de cada lote se genera de forma automática un informe completo a gusto del
cliente, o del cliente del cliente.
•Módulo de seguridad. Controla los accesos a la máquina, el funcionamiento de sus sistemas de seguridad y avisa de
cualquier irrupción o incumplimiento en las cuestiones ligadas a la seguridad de la máquina.

17. IDbox ML
Actualmente se está
desarrollando un piloto IDbox –
Azure ML (Herramienta de
Machine Learning y análisis
avanzado en la nube creada
por Microsoft).
La estructura del sistema es la
siguiente:

18. IDbox ML
Con esta herramienta crearemos un Modelo de predicción que nos ayudará a detectar posibles fallos antes
de tiempo, para ello se utilizarán diversos algoritmos como:
- Arboles de decisión
- Redes neuronales
- Clustering
- Regresiones avanzadas
- Máquinas de soporte vector.
La ventaja de estos modelos es que no solo tienen en cuenta los datos históricos de una señal para
predecir el comportamiento futuro, sino que pueden tener en cuenta diversas variables que podrían tener
relación con el comportamiento futuro de la señal que queremos conocer.

19. Tipos de implantación
In House Cloud/SAASIntegrada

20. Enfoque integral – Arquitectura IoT, Cloud y BigData
IoT Cloud BigData
Usuario y otros sistemas

21. Tipos de implantación
Ventajas enfoque integrado
Soporte IT centralizado
Infraestructura centralizada
Enfoque cloud y virtualización
Soporte eficiente (Backups, Parches,
Licencias…)
Acceso web (Zero Install)
Costes unificados
Gestión BigData
Analítica comparativa
Global Monitoring Room
Machine Learning y Mantenimiento predictivo
Análisis y securización
 Compartir información
 Acceso a la información (lugar y dispositivo)
Centro de control
Usuarios

22. IDbox Gateway PnP (Plug’n’Play)
Rackable
Dual
Windows/Unix
IDboxLite Server
IDbox Diagnostics
IDbox Drivers/Senders
Dual MicroController
UPS
Common Communication BUS
Unix Architecture
IP65 Protection
IDboxLite Server
IDbox Diagnostics
IDbox Drivers/Senders
Security Firewall
Remote management

23. Seguridad, disponibilidad y soporte
Tx
Rx
DataDiode
Securización
Arquitectura UNIX/Windows IoT
Partición SO en Read Only Mode
Firewall Linux integrado
Soporte de estructuras “data diode”
Envíos encriptados con algoritmo propietario
Soporte a tunel o VPN
En proceso de certificación Common Criteria
Disponibilidad
Redundancia
Soporte a equipos de backup
Opción de remote monitoring
Soporte
IDbox Diagnostics + SNMP Driver
Acuerdo con DELL soporte (NBD)

24. Ejemplos
Hiperbaric es el líder en procesado para la conservación de alimentos por medio de alta presión hidrostática. Distribuye
sus productos en un gran número de países y les proporciona un mantenimiento avanzado mediante conexión directa
con IDbox.
Hitos del proyecto:
•Implantación de IDbox y conexión a los datos de los equipos.
•Análisis de los ciclos de operación de cada máquina. Nº de ciclos, evaluación ciclo, tiempos de uso, cálculo OEE.
•Control de parámetros de máquinas mediante CbM, con objeto de realizar un mantenimiento preventivo y
predictivo.

25. Ejemplos
Definición del proyecto SCIFI-4-DRAS, para el control remoto de un nuevo sistema de depuración de piscifactorías.
Proyecto complementario al proyecto europeo ELOXIRAS.
Hitos del proyecto:
•Telemonitorización inteligente tiempo real.
•Pautas, correlaciones, tendencias y predicciones de funcionamiento de Eloxiras.
•Sistema de planificación tipo Gantt, interactivo con la evolución de los proyectos.
•Mantenimiento predictivo 4.0.
•Optimización consumo de energía.

26. Monitorización y servicio 24x7
1. Servicio de monitorización remota
El sistema IDbox se suele orquestar arquitecturas complejas donde
intervienen muchos equipos físicos que ofrecen soporte a software para
suministrar redundancias y alta disponibilidad, que requiere de personal
expertos de supervisión con capacidad para dar soporte operativo a
Hardware y comunicaciones, Sistemas (SO, APP Servers, bbdd…) y al
Software IDbox: Colas circulares, cachés, procesos, cálculos, drivers…
2. Soporte 24x7
En algunos casos el sistema IDbox opera
sistemas críticos que requieren de intervenciones
rápidas y no sujetas a un horario, en este caso se
suministra al cliente un teléfono que garantiza
que van a ser atendidos por un experto en
cualquier momento.

27. Luis Villaverde Ferreiro
Experto Industria 4.0
lvillaverde@cic.es
696914625