Entrevistas 28 de julio de 2020
«En el futuro, podremos ubicar las interfaces entre los dispositivos de IT y producción en cualquier lugar».

Entrevista con el Dr. Tobias Voigt, cofundador de las Weihenstephaner Standards en el Departamento de Tecnología de Envasado de Alimentos de la Universidad Técnica de Múnich.

Las demandas del mercado cada vez son más especializadas y exigen mayor flexibilidad a las empresas de la industria alimentaria. Para poder responder a las necesidades del mercado, la producción debe poder asumir cualquier conversión con celeridad, y en el mejor de los casos permitir su control a través de sistemas independientes del fabricante. Además, los datos pertinentes deben estar siempre disponibles para poder evaluarlos y utilizarlos del modo necesario. El Dr. Tobias Voigt ha explicado en una entrevista que ha mantenido con nosotros cómo las normas uniformes contribuyen a estructurar los procesos y la comunicación, y los retos que necesitamos superar.

Dr. Voigt, la producción adaptable es un tema importante, particularmente en la industria alimentaria. ¿En qué se traduce este enfoque, especialmente en el área de la producción y envasado de alimentos?

La producción y envasado industriales de alimentos se lleva a cabo en grandes cantidades y utiliza sistemas de alto rendimiento. Sin embargo, la variedad de artículos ha crecido considerablemente en los últimos años, y continúa haciéndolo a un ritmo incluso mayor. Este escenario obliga a los sistemas de envasado a emplear tamaños de lote más pequeños y a incorporar mayores niveles de flexibilidad. Para mantener los niveles de productividad a pesar del aumento de las conversiones y procesos de reacondicionamiento necesarios, cada vez es más necesaria la automatización y conexión en red de varios departamentos y subsistemas.

¿Qué cubren exactamente las Weihenstephaner Standards?

Las normas de Weihenstephaner o Weihenstephaner Standards definen la comunicación entre máquinas de producción y envasado de alimentos y sistemas de IT de alto nivel. Si una empresa productora o envasadora de alimentos quiere supervisar exhaustivamente su producción, los dispositivos de producción deben proporcionar los datos pertinentes para ello. Además, las máquinas y la IT de la producción deben hablar el mismo idioma. Por eso, las Weihenstephaner Standards definen con precisión los datos, en contenido y formato, que las máquinas deben proporcionar para una supervisión eficaz que garantice la calidad o la trazabilidad interna. También definen como debería la comunicación ser tecnicamente y como pueden evaluarse los datos.

Si una empresa productora o envasadora de alimentos quiere supervisar exhaustivamente su producción, los dispositivos de producción deben proporcionar los datos pertinentes para ello.

Dr. Tobias Voigt, Universidad Técnica de Múnich

Las Weihenstephaner Standards surgieron de un proyecto de investigación hace más de 15 años. ¿Puede explicar los avances que se han producido desde entonces?

Estos dispositivos tuvieron una rápida implantación en los sectores del envasado de bebidas y de alimentos. Hemos seguido desarrollando criterios en función de la respuesta de la industria. En la industria cárnica (WS Food), la resonancia fue más progresiva, porque en este sector se utilizan muy pocas redes, o funcionan únicamente en islas privadas. En unos años podremos ver cómo evoluciona WS Bake. Los primeros proyectos de sistema que incorporan las especificaciones de WS Bake ya están en fase de diseño. La producción en serie de bebidas y la ciberseguridad han dado lugar a nuevos desafíos. Para empezar, a principios de año dimos el pistoletazo de salida al proyecto WS Brew. Como parte de la iniciativa «WS goes OPC UA», definimos con precisión el modo en que los datos WS se pueden transmitir con más seguridad utilizando la cada vez más consolidada norma OPC UA en contraposición al protocolo WS cifrado.

¿Se limitan las Weihenstephaner Standards exclusivamente a Alemania o también le parece importante su implantación internacional?

Es bastante evidente que con las Weihenstephaner Standards siempre hemos pensado en un ámbito de aplicación internacional. Una especificaciones limitadas a Alemania nunca podrían considerarse «Estándar», y las empresas de comida y bebida internacionales ya las han incorporado, como también muchos de los fabricantes de equipos que abastecen al mercado global. En el sector del envasado, también estamos trabajando con OMAC Packaging Workgroup, que afecta principalmente a EE. UU. El idioma habitual de los documentos y definiciones es el inglés. Y, precisamente para facilitar en la mayor medida posible su uso e incorporación en la mediana empresa alemana, las Weihenstephaner Standards siempre se publicarán en alemán.

Las Weihenstephaner Standards se han utilizado, hasta ahora, principalmente en la industria de la alimentación y las bebidas. Con el paso del tiempo, han dado lugar a sistemas como WS Bake, WS Food y WS Pack. ¿Qué diferencia hay entre ellos?

En el protocolo (protocolo WS) y el enfoque principal, no hay distinciones. La diversificación se produjo concretamente en la evaluación y las descripciones de la función MES necesarias para las respectivas aplicaciones y los puntos de datos definidos para ello. Por ejemplo, WS Pack incluye perfiles de datos específicos para máquinas de envasado de bebidas, mientras que los perfiles de WS Food son para máquinas de envasado al vacío. Sin embargo, comparten los datos fundacionales (p. ej., estados de máquina o contadores de producción).

Las operaciones relacionadas con los alimentos están sometidas a grandes presiones de costes y deben funcionar de manera eficiente, sostenible, flexible y sin apenas pérdidas.

Dr. Andreas Voigt, Universidad Técnica de Múnich

¿Qué ventajas concretas ofrecen las Weihenstephaner Standards a, p. ej., la industria alimentaria?

Las operaciones relacionadas con los alimentos están sometidas a grandes presiones de costes y deben funcionar de manera eficiente, sostenible, flexible y sin apenas pérdidas. Para lograrlo, sus productos son supervisados rigurosamente durante toda la producción. Para llevar a cabo esta tarea, se han incorporado a la producción sistemas ampliados de IT con interfaces. Si tuviésemos que ajustar una a una estas interfaces a los diferentes «idiomas» y contenidos de máquinas y sistemas de distintos fabricantes, entonces la red se volvería compleja y cara. Sin embargo, si la operación de transformación de la carne mantiene las Weihenstephaner Standards durante el diseño de los nuevos sistemas de producción, la disponibilidad de los datos pertinentes estará garantizada, el coste individual de la programación de la interfaz se reducirá, y los costes vinculados a la implantación del sistema disminuirán considerablemente.

¿Sería posible, desde el punto de vista teórico, abrir las Weihenstephaner Standards a otras industrias, o solo se aplican al sector alimentario?

Sí, es posible. Conocemos empresas envasadoras de betún y crema facial y también compañías farmacéuticas que se han alineado con las Weihenstephaner Standards. Y pueden utilizar los perfiles de datos fundacionales con las mismas ventajas. Sin embargo, habría que realizar algunos ajustes específicos del proyecto.

¿Hay un grado específico de automatización que una producción deba alcanzar para poder implantar las Weihenstephaner Standards?

En teoría, todos los datos de Weihenstephaner podría registrarse a través de un terminal de entrada manual y convertirse manualmente en especificaciones de IT. Sin embargo, las Standards no se crearon con este fin. La aplicación solo tiene sentido, en realidad, si los dispositivos de producción automatizados están conectados entre sí y la mayor parte de los datos se intercambia a través de internet.

Es bastante evidente que con las Weihenstephaner Standards siempre hemos pensado en un ámbito de aplicación internacional.

Dr. Andreas Voigt, Universidad Técnica de Múnich

A menudo se hace mucho énfasis en las ventajas de la normalización. Siendo sinceros, ¿tiene alguna desventaja?

El uso de normas siempre tiene sus desventajas. Existen acuerdos, que en el caso de las Weihenstephaner Standards se «negociaron» con muchos socios industriales. Por tanto, nunca pueden satisfacer al 100 % todas las demandas individuales. Si tiene tiempo y dinero suficientes disponibles para un proyecto específico, no cabe duda que encontraría mejores soluciones en este caso particular para integrar los sistemas de producción en un entorno de sistemas de IT. Además, los proveedores de la competencia no están a menudo entusiasmados con las normas. Muchas empresas también ganan dinero con soluciones específicas durante la integración de IT en la rama alimentaria, y simultáneamente vinculan a sus clientes a ellas. Para estas empresas no resulta ventajosa una norma común del sector, al menos a corto plazo.

¿Hacia dónde cree que pueden evolucionar las Weihenstephaner Standards, en particular con respecto a Industria 4.0?

Como decía antes, ya estamos trabajando en una alternativa al protocolo WS actual sobre la base de WS OPC UA en respuesta al aumento de los sistemas conectados a través de internet «abierta» y posibles aplicaciones de sistema de IT en la nube. Además de los mecanismos de seguridad de IT (cifrado, protección de autorización, etc.), estamos reduciendo la presencia de la pirámide de automatización clásica en los futuros modelos de información y arquitecturas de comunicación. En el futuro, podremos ubicar las interfaces entre los dispositivos de IT y producción en cualquier lugar, p. ej., en la electrónica de un sensor, un PLC, un IPC, un sistema de control o un dispositivo móvil. Cada vez tiene más importancia el uso de definiciones de interfaz uniformes y, sobre todo, semánticas idénticas en los contenidos de datos. Cobrará sentido por tanto continuar desarrollando los Weihenstephaner Standards como interfaces IoT para la industria alimentaria. El proyecto de investigación RoboFill es el comienzo de un control multiagente, y por tanto completamente visualizado, de un proceso de envasado de bebidas dirigido al producto.

Dr. Voigt, gracias por la entrevista.

Información personal

Dr.-Ing. Tobias Voigt estudió tecnología de fabricación de cerveza y otras bebidas en la Universidad Técnica de Múnich, y ocupa una cátedra especializada en sistemas cerveceros y tecnología de envasado de alimentos. Posteriormente, formó un grupo de investigación relacionado con la cátedra de su sucesor sobre tecnología de envasado de alimentos, que estudia las técnicas de llenado y envasado, la producción industrial sostenible de alimentos y la aportación de IT en estas áreas. A comienzos de enero de 2013, también se convirtió en director general de la Industry Association for Food Technology and Packaging (IVLV).

Cómo empezó todo…

Las Weihenstephaner Standards tienen su origen en un proyecto de investigación para fábricas de cerveza que comenzó en 1999. Fue entonces cuando se definieron los retos de los sistemas de detección de datos en el sector del envasado de bebidas en un «documento de especificaciones normalizadas». En los años siguientes, el uso de estas especificaciones fue en aumento. Las empresas de operaciones de envasado e ingeniería mecánica y también los asesores de sistemas de iT comprendieron el deseo de ahondar en la normalización. Entre 2003 y 2005, el equipo del Dr. Voigt definió con precisión las funciones de evaluación y especialmente, las interfaces de máquinas de iT, para el Standard. Estos pasos sentaron las bases de las actuales definiciones WS Pack de las máquinas envasadoras, que han estado disponibles desde 2007. En 2010, se especificaron definiciones equivalentes para la fabricación de salchichas (WS Food) y en 2015 le siguieron los productos horneados (WS Bake).

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