¿Qué son los sistemas empotrados y sus aplicaciones?
En un mundo en el que la tecnología y los datos dominan el panorama, la utilización de la información para fines empresariales puede llegar muy lejos. Ser creativo con nuevas formas de utilizar la información ayuda a situar a muchas empresas a la cabeza. Aquí es donde el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) y los sistemas embebidos empiezan a desempeñar su papel.
Los dispositivos IIoT recopilan datos exclusivamente para usos industriales. Todas las máquinas de un almacén, por ejemplo, se conectan en una única red para completar un trabajo, y guardan datos y los envían a la nube en el proceso. La IIoT permite a los fabricantes operar en este mundo digital y utilizar los datos que genera.
¿Qué son los sistemas empotrados?
Los sistemas integrados suelen incluir microcontroladores y pequeñas memorias locales. Los sistemas integrados disponen de hardware y software que funcionan conjuntamente activando componentes como actuadores y sensores para realizar tareas.
Por ejemplo, una fábrica puede tener termómetros conectados que ayuden a los responsables a garantizar que los productos perecederos se mantienen en condiciones óptimas. El sistema integrado para ese termómetro tendría, como mínimo, un sensor de temperatura y un módulo Wi-Fi. El sensor recoge los datos y el módulo los transmite a la nube, lo que permite a los usuarios analizarlos.
Las personas no tienen que interactuar directamente con el sistema integrado porque funciona dentro de un producto conectado. Así, ven los resultados del sistema integrado a través de las funciones de sus configuraciones IIoT.
El sistema embebido puede ser simple o complejo dependiendo de las características que ofrezca el producto IIoT que lo tenga. Cualquier sistema puede controlar multitud de elementos como sensores, gateways en líneas eléctricas o comunicaciones, sistemas de seguridad y mucho más. A medida que aumenta el número de componentes internos, el sistema embebido se vuelve más elaborado.
Sistemas empotrados en la vida cotidiana
El software embebido no se limita exclusivamente al sector industrial. Los hogares medios tienen sistemas empotrados más sencillos por toda la casa y los utilizan a diario. De hecho, la mayoría de los aparatos eléctricos tienen algún tipo de sistema integrado para garantizar su correcto funcionamiento. Despertadores digitales, lavadoras, lavavajillas, aparatos de aire acondicionado y muchos otros productos electrónicos tienen sistemas integrados.
Los coches modernos también llevan incorporados sistemas como los controles de tracción y el despliegue del airbag. Envían datos al sistema informático central del automóvil. Como en los ejemplos anteriores, estas funciones influyen en la experiencia de conducción, pero los usuarios no se dan cuenta porque los sistemas funcionan en segundo plano.
La propia definición de un sistema integrado es la de un producto con un propósito específico dentro de un producto mayor, que actúan juntos para producir el resultado. Lo mismo ocurre con el IoT. A lo largo de nuestra vida cotidiana se toman y registran datos constantemente. Ya sea al utilizar un motor de búsqueda, al comprar en línea o al enumerar tus aficiones en las redes sociales, el IoT recopila información no personal y utiliza estos datos para mejorar su rendimiento, como la forma de adivinar patrones o aprender a ser más eficiente. Sin embargo, tanto el IoT como los sistemas embebidos van más allá del simple uso doméstico y funcionan a una escala mucho mayor en la industria.
Aplicaciones a la industria
Los sistemas empotrados se utilizan en casi todas las industrias. Las telecomunicaciones, la fabricación, la defensa militar y la investigación científica son sólo algunos de los muchos sectores en los que se confía en ellos para alcanzar sus objetivos y trabajar con más eficacia reduciendo los procesos manuales.
La automatización es una de las razones por las que los sistemas integrados son tan importantes. Tecnologías como los brazos robóticos neumáticos que trabajan en cintas transportadoras funcionan con un sistema integrado. No sólo es necesario que cada pieza del brazo funcione a la perfección con el resto de la máquina, sino que otros brazos también tienen que trabajar juntos para fabricar la pieza que todos están construyendo. Este tipo de tecnología también puede conectar varias piezas de maquinaria para que trabajen juntas y realicen trabajos simultáneamente. Por ejemplo, algunos robots albañiles se conectan a Internet y disponen de sistemas internos que sincronizan sus acciones para obtener resultados más rápidamente de lo que podrían hacerlo los humanos solos.
Ventajas y retos
Una de las mayores ventajas de los sistemas empotrados es su bajo consumo de energía. Todos los sistemas empotrados funcionan con muy poca energía y caben en espacios minúsculos en comparación con otros componentes. Suelen ser baratos y funcionan sin intervención humana constante. Requieren muy poco mantenimiento y no suelen necesitar actualizaciones, ya que sólo tienen una función.
Por desgracia, como los sistemas integrados suelen funcionar sin problemas sin actualizaciones y trabajan dentro de las máquinas, rara vez se actualizan. Si quiere algo nuevo, a menudo tendrá que adquirir una máquina completamente nueva o desmontar por completo la antigua, en función de lo que resulte más rentable a largo plazo. Si algo va mal y requiere más mantenimiento del habitual, reprogramar el sistema integrado puede ser tan difícil como actualizarlo.
Seguridad
Un sistema integrado puede ser muy seguro simplemente porque es autónomo. Sin embargo, si una amenaza entra en el sistema, puede suponer un gran problema para una empresa. Si un fabricante utiliza un sistema integrado, los componentes podrían controlar maquinaria pesada. Pero un fallo de seguridad puede hacer que las máquinas funcionen de forma que se ponga en peligro la seguridad de los trabajadores, además de dañar los equipos y provocar el cierre de las cadenas de montaje. Garantizar que todo permanezca seguro requiere un enfoque holístico.
Los fundamentos de la ciberseguridad incluyen cortafuegos, encriptación, verificación de fuentes, autenticación y otras prácticas con las que la mayoría de la gente tiene al menos una familiaridad básica si utiliza Internet. La creación de ciberseguridad para un sistema integrado debe ir más allá de lo habitual. La implantación de la seguridad empieza en la fase de desarrollo y evoluciona a medida que avanza la construcción del sistema. Después, una vez que el sistema está en funcionamiento, los usuarios deben responder rápidamente si detectan posibles vulnerabilidades. Esta capacidad de reacción es crucial para evitar problemas de seguridad generalizados a lo largo del ciclo de vida del sistema.
Fortalecer la industria
Dado que los sistemas empotrados controlan tantos procesos, a una empresa puede resultarle difícil seguir siendo competitiva y utilizar equipos complicados sin ellos. Ofrecen una automatización que aumenta la seguridad y la asequibilidad para las empresas. Por ejemplo, si una empresa de construcción tiene sistemas integrados en sus excavadoras, la tecnología podría avisar de que una de ellas necesita mantenimiento inmediato antes de que se averíe o suponga un peligro para la seguridad.
Además, a pesar del temor de mucha gente a que las máquinas de alta tecnología acaben sustituyendo a las personas, los equipos conectados suelen actuar como complemento de la mano de obra. Los trabajadores humanos pueden ser desplazados para realizar tareas que el hardware no puede llevar a cabo, con la posibilidad de obtener un aumento de sueldo mientras lo hacen, pero el hardware puede permanecer en una línea y realizar la misma tarea repetidamente sin cometer errores ni necesitar descansos.
Sin los sistemas embebidos, la revolución de la automatización no existiría en absoluto. La revolución industrial posible gracias al IIoT está haciendo que los sistemas embebidos sean más comunes no solo en la industria, sino también en el uso comercial y residencial. Casi todo podría funcionar a través de sistemas similares, pero mantener el componente de seguridad debe ser una prioridad durante toda la transformación.