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PROYECTOS

Nuevas oportunidades a partir de nuevas conexiones

Sistemas ciber-físicos que captan y analizan datos para mejorar el modo de operación

Los sistemas ciber-físicos son la unión del mundo físico con el mundo en “la nube”. El objetivo final es conseguir nuevas oportunidades en el mundo físico basadas sobre datos recogidos del mundo cibernético. IK4-TEKNIKER desarrolla esta tecnología para aplicarla a sectores tan diferentes como la fabricación, la energía, la salud y el transporte.

Un sistema ciber-físico (cyber-physical system -CPS-) integra por un lado, una parte física que puede ser, en su versión más simple, un sensor o, en una versión más compleja, una máquina o un robot y, por otro, una conexión con el mundo virtual, normalmente en “la nube” en la que se recogen datos, se analizan y, como resultado de este análisis y según cada caso, se puede influir o actuar sobre el mundo físico.

A la hora de desarrollar un sistema, se debe tener en cuenta un concepto importante: el “acoplamiento” entre la ingeniería y desarrollo del sistema y su utilización. Para mejorar el comportamiento de un sistema es importante tener en cuenta la experiencia de su uso. Se trata de que se pueda captar y analizar esta experiencia, y derivado de este análisis, mejorar el modo de operación. Si esta experiencia de uso es compartida por el conjunto de sistemas, las posibilidades de aprendizaje serán aún mayores, siendo éste uno de los objetivos fundamentales de los sistemas ciber-físicos.

Un ejemplo ilustrativo de este concepto es, por ejemplo, el caso de los sensores de análisis de aceite que desarrolla IK4-TEKNIKER. En particular el sensor óptico que conectado online al circuito hidráulico, detecta partículas presentes en el fluido lubricante y previene potenciales fallos de los elementos mecánicos lubricados. Este sensor tiene que aprender de la experiencia acumulada en su uso e incluso, ser capaz de responder adecuadamente a situaciones futuras de nuevos materiales y nuevos lubricantes. El algoritmo de detección debe aprender y evolucionar con el uso del mismo en diferentes circunstancias.

Los sistemas ciber-fisicos se pueden aplicar en múltiples sectores. Para IK4-TEKNIKER tienen relevancia aquellos que se aplican a los ámbitos de la fabricación, energía, salud y el transporte.

Las tecnologías en las que IK4-TEKNIKER investiga para dar respuesta al reto que supone la implementación de estos sistemas son:

  • Ingeniería de los sistemas ciber-físicos: Metodologías de desarrollo y herramientas de soporte al ciclo de vida
  • Arquitecturas de referencia, interoperabilidad y comunicaciones
  • Autonomía y adaptación
  • Analítica y Big Data

Estos desarrollos tecnológicos permiten el desarrollo de nuevas generaciones de soluciones de:

  • Monitorizado del estado de la máquina o, en general, de un sistema y la optimización de su estrategia de operación y mantenimiento
  • Control de una máquina herramienta o un aerogenerador para optimizar su rendimiento
  • Robots que colaboran, tienen en cuenta información del contexto y aprenden unos de otros