Máquina a máquina ( M2M ) es la comunicación directa entre dispositivos utilizando cualquier canal de comunicación , incluidos los cableados y los inalámbricos . [1] [2] La comunicación de máquina a máquina puede incluir instrumentación industrial, lo que permite que un sensor o medidor comunique la información que registra (como temperatura, nivel de inventario, etc.) al software de aplicación que puede usarlo (por ejemplo, ajustar un proceso industrial basado en temperatura o realización de pedidos para reponer inventario). [3] Dicha comunicación se lograba originalmente haciendo que una red remota de máquinas transmitiera información a un centro central para su análisis, que luego sería redirigida a un sistema como una computadora personal . [4]
La comunicación más reciente de máquina a máquina se ha convertido en un sistema de redes que transmite datos a aparatos personales. La expansión de las redes IP en todo el mundo ha hecho que la comunicación entre máquinas sea más rápida y sencilla con un menor consumo de energía. [5] Estas redes también permiten nuevas oportunidades de negocio para consumidores y proveedores. [6]
Las máquinas de comunicación por cable han estado utilizando señales para intercambiar información desde principios del siglo XX. Máquina a máquina ha adoptado formas más sofisticadas desde la llegada de la automatización de redes informáticas [7] y es anterior a la comunicación celular . Se ha utilizado en aplicaciones como telemetría , industrial , automatización y SCADA .
Los dispositivos máquina a máquina que combinaban telefonía e informática fueron conceptualizados por primera vez por Theodore Paraskevakos mientras trabajaba en su sistema de identificación de llamadas en 1968, posteriormente patentado en los EE. UU. en 1973. Este sistema, similar pero distinto del indicador de llamada del panel de la década de 1920 y del número automático La identificación de la década de 1940, que comunicaba números de teléfono a máquinas, fue la predecesora de lo que hoy es el identificador de llamadas , que comunica números a las personas.
Después de varios intentos y experimentos, se dio cuenta de que para que el teléfono pudiera leer el número de teléfono de la persona que llama, debe poseer inteligencia, por lo que desarrolló el método en el que el número de la persona que llama se transmite al dispositivo del receptor llamado. Su transmisor y receptor portátiles se pusieron en práctica en 1971 en una instalación de Boeing en Huntsville, Alabama , representando los primeros prototipos funcionales de dispositivos de identificación de llamadas del mundo (que se muestran a la derecha). Se instalaron en Peoples' Telephone Company en Leesburg, Alabama y en Atenas, Grecia, donde se demostraron a varias compañías telefónicas con gran éxito. Este método fue la base de la tecnología moderna de identificación de llamadas . También fue el primero en introducir en los teléfonos los conceptos de inteligencia, procesamiento de datos y pantallas de visualización, lo que dio origen al teléfono inteligente . [8]
En 1977, Paraskevakos fundó Metretek, Inc. en Melbourne, Florida, para realizar lecturas automáticas de contadores comerciales y gestión de carga para servicios eléctricos, lo que condujo a la " red inteligente " y al " medidor inteligente ". Para lograr un atractivo masivo, Paraskevakos buscó reducir el tamaño del transmisor y el tiempo de transmisión a través de líneas telefónicas mediante la creación de un método de transmisión y procesamiento de un solo chip. Motorola fue contratada en 1978 para desarrollar y producir el chip único, pero el chip era demasiado grande para las capacidades de Motorola en ese momento. Como resultado, se convirtieron en dos chips separados (como se muestra a la derecha).
Si bien el celular es cada vez más común, muchas máquinas todavía usan teléfonos fijos (POTS, DSL, cable) para conectarse a la red IP. La industria de las comunicaciones celulares M2M surgió en 1995 cuando Siemens creó un departamento dentro de su unidad de negocios de teléfonos móviles para desarrollar y lanzar un módulo de datos GSM llamado "M1" [9] basado en el teléfono móvil Siemens S6 para aplicaciones industriales M2M, permitiendo a las máquinas comunicarse a través de redes inalámbricas. En octubre de 2000, el departamento de módulos formó una unidad de negocio separada dentro de Siemens llamada "Wireless Modules" que en junio de 2008 se convirtió en una empresa independiente llamada Cinterion Wireless Modules . El primer módulo M1 se utilizó para los primeros terminales de punto de venta (POS), en telemática de vehículos , monitoreo remoto y aplicaciones de seguimiento y localización. La tecnología máquina a máquina fue adoptada por primera vez por los primeros implementadores, como GM y Hughes Electronics Corporation , quienes se dieron cuenta de los beneficios y el potencial futuro de la tecnología. En 1997, la tecnología inalámbrica de máquina a máquina se volvió más frecuente y sofisticada a medida que se desarrollaron y lanzaron módulos resistentes para las necesidades específicas de diferentes mercados verticales, como la telemática automotriz.
Los módulos de datos máquina a máquina del siglo XXI tienen características y capacidades más nuevas, como tecnología de posicionamiento global (GPS) integrada, montaje en superficie flexible de red terrestre, tarjetas inteligentes integradas máquina a máquina optimizadas (como tarjetas SIM de teléfono ) conocidas como MIM o módulos de identificación de máquina a máquina. y Java integrado , una importante tecnología que permite acelerar el Internet de las cosas (IOT). Otro ejemplo de uso temprano es el sistema de comunicación de OnStar . [10]
Los componentes de hardware de una red de máquina a máquina son fabricados por unos pocos actores clave. En 1998, Quake Global comenzó a diseñar y fabricar máquina a máquina módems terrestres y satelitales. [11] Inicialmente, Quake Global dependía en gran medida de la red Orbcomm para sus servicios de comunicación por satélite, pero amplió su oferta de productos de telecomunicaciones al incorporar redes tanto satelitales como terrestres, lo que le dio a Quake Global una ventaja al ofrecer productos neutrales en la red [12] .
En 2004, Digi International comenzó a producir enrutadores y puertas de enlace inalámbricos. Poco después, en 2006, Digi compró Max Stream, el fabricante de radios XBee . Estos componentes de hardware permitieron a los usuarios conectar máquinas sin importar cuán remota fuera su ubicación. Desde entonces, Digi se ha asociado con varias empresas para conectar cientos de miles de dispositivos en todo el mundo. [ cita necesaria ]
En 2004, Christopher Lowery, un empresario de telecomunicaciones del Reino Unido, fundó Wyless Group, uno de los primeros operadores de redes virtuales móviles (MVNO) en el espacio M2M. Las operaciones comenzaron en el Reino Unido y Lowery publicó varias patentes que introducen nuevas funciones en protección y gestión de datos, incluido el direccionamiento IP fijo combinado con conectividad gestionada por plataforma a través de VPN. La empresa se expandió a EE. UU. en 2008 y se convirtió en el mayor socio de T-Mobile en ambos lados del Atlántico. [ cita necesaria ]
En 2006, Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp comenzó a trabajar con la NASA para desarrollar inteligencia automatizada de máquina a máquina. La inteligencia automatizada de máquina a máquina permite que una amplia variedad de mecanismos, incluidas herramientas, sensores, dispositivos, computadoras servidores, robots, naves espaciales y sistemas de red cableados o inalámbricos, se comuniquen e intercambien información de manera eficiente. [13]
En 2009, AT&T y Jasper Technologies, Inc. celebraron un acuerdo para respaldar la creación conjunta de dispositivos máquina a máquina. Han declarado que intentarán impulsar una mayor conectividad entre la electrónica de consumo y las redes inalámbricas de máquina a máquina, lo que generaría un aumento en la velocidad y la potencia general de dichos dispositivos. [14] 2009 también vio la introducción de la gestión en tiempo real de servicios de red GSM y CDMA para aplicaciones de máquina a máquina con el lanzamiento de la plataforma PRiSMPro™ del proveedor de red de máquina a máquina KORE Telematics . La plataforma se centró en hacer de la gestión de redes múltiples un componente crítico para mejorar la eficiencia y ahorrar costos en el uso de redes y dispositivos de máquina a máquina. [15]
También en 2009, Wyless Group presentó PORTHOS™, su plataforma de gestión de datos abierta multioperador, multiaplicación e independiente del dispositivo. La compañía introdujo una nueva definición de la industria, Global Network Enabler, que comprende la gestión de plataformas de redes, dispositivos y aplicaciones orientadas al cliente. [ cita necesaria ]
También en 2009, el operador noruego Telenor concluyó diez años de investigación máquina a máquina mediante la creación de dos entidades que prestan servicios a las partes superior (servicios) e inferior (conectividad) de la cadena de valor. Telenor Connexion [16] en Suecia se basa en las antiguas capacidades de investigación de Vodafone en su filial Europolitan y está en el mercado europeo de servicios en mercados tan típicos como logística, gestión de flotas , seguridad de los automóviles, asistencia sanitaria y medición inteligente del consumo de electricidad. [17] Telenor Objects desempeña una función similar proporcionando conectividad a redes de máquina a máquina en toda Europa. En el Reino Unido, Business MVNO Abica comenzó pruebas con aplicaciones de Telesalud y Teleasistencia que requerían tránsito de datos seguro a través de APN privado y conectividad HSPA+ / 4G LTE con dirección IP estática.
A principios de 2010 en Estados Unidos, AT&T , KPN , Rogers , Telcel / América Móvil y Jasper Technologies, Inc. comenzaron a trabajar juntos en la creación de un sitio máquina a máquina, que servirá como centro para desarrolladores en el campo de la máquina. a la electrónica de comunicación de la máquina. [18] En enero de 2011, Aeris Communications, Inc. anunció que está proporcionando servicios telemáticos máquina a máquina para Hyundai Motor Corporation. [19] Asociaciones como estas hacen que sea más fácil, rápido y rentable para las empresas utilizar máquina a máquina. En junio de 2010, el operador de mensajería móvil Tyntec anunció la disponibilidad de sus servicios SMS de alta confiabilidad para aplicaciones M2M.
En marzo de 2011, el proveedor de servicios de red máquina a máquina KORE Wireless se asoció con Vodafone Group e Iridium Communications Inc., respectivamente, para hacer que los servicios de red KORE Global Connect estuvieran disponibles a través de conectividad celular y satelital en más de 180 países, con un único punto de facturación. soporte, logística y gestión de relaciones. Más tarde ese año, KORE adquirió Mach Communications Pty Ltd., con sede en Australia, en respuesta al aumento de la demanda de M2M en los mercados de Asia y el Pacífico. [20] [21]
En abril de 2011, Ericsson adquirió la plataforma máquina a máquina de Telenor Connexion, en un esfuerzo por conseguir más tecnología y conocimientos en este sector en crecimiento. [22]
En agosto de 2011, Ericsson anunció que había completado con éxito el acuerdo de compra de activos para adquirir la plataforma tecnológica (máquina a máquina) de Telenor Connexion. [23]
Según la firma independiente de análisis inalámbrico Berg Insight, el número de conexiones de redes celulares en todo el mundo utilizadas para la comunicación de máquina a máquina fue de 47,7 millones en 2008. La compañía pronostica que el número de conexiones de máquina a máquina crecerá a 187 millones en 2014. [24 ]
Un estudio del grupo E-Plus [25] muestra que en 2010 habrá 2,3 millones de tarjetas inteligentes máquina a máquina en el mercado alemán. Según el estudio, esta cifra aumentará en 2013 hasta superar los 5 millones de tarjetas inteligentes. El principal motor de crecimiento es el segmento "seguimiento y localización", con una tasa de crecimiento promedio esperada del 30 por ciento. El segmento M2M de más rápido crecimiento en Alemania, con un crecimiento anual promedio del 47 por ciento, será el segmento de electrónica de consumo.
En abril de 2013, se formó el grupo de estándares OASIS MQTT con el objetivo de trabajar en un protocolo ligero de transporte de mensajería confiable de publicación/suscripción adecuado para la comunicación en contextos M2M/IoT. [26] IBM y StormMQ presiden este grupo de estándares y Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp es el secretario. [27] En mayo de 2014, el comité publicó la nota del comité MQTT y NIST Cybersecurity Framework Versión 1.0 para brindar orientación a las organizaciones que deseen implementar MQTT de una manera consistente con el NIST Framework para mejorar la ciberseguridad de infraestructuras críticas. [28]
En mayo de 2013, los proveedores de servicios de red máquina a máquina KORE Telematics, Oracle, Deutsche Telekom , Digi International , Orbcomm y Telit formaron el Consejo Internacional Máquina a Máquina (IMC). El IMC, la primera organización comercial que presta servicios a todo el ecosistema máquina a máquina, tiene como objetivo hacer que la máquina a máquina sea omnipresente ayudando a las empresas a instalar y gestionar la comunicación entre máquinas. [29] [30]
_ubt.jpeg/1280px-HTC_Wildfire_S_(Mobile_Wikipedia)_ubt.jpeg)
Las redes inalámbricas que estén todas interconectadas pueden servir para mejorar la producción y la eficiencia en diversas áreas, incluida la maquinaria que trabaja en la construcción de automóviles y para informar a los desarrolladores de productos cuándo es necesario llevar ciertos productos para mantenimiento y por qué motivo. Esta información sirve para optimizar los productos que compran los consumidores y funciona para que todos funcionen con la mayor eficiencia. [6]
Otra aplicación es utilizar tecnología inalámbrica para monitorear sistemas, como medidores de servicios públicos . Esto permitiría al propietario del contador saber si determinados elementos han sido manipulados, lo que sirve como método de calidad para frenar el fraude. [ cita necesaria ] En Quebec, Rogers conectará el sistema central de Hydro Quebec con hasta 600 recolectores de medidores inteligentes, que agregan datos transmitidos desde los 3,8 millones de medidores inteligentes de la provincia. [ cita necesaria ] En el Reino Unido, Telefónica ganó un contrato de medidores inteligentes por valor de 1.780 millones de euros (2.400 millones de dólares) para proporcionar servicios de conectividad durante un período de 15 años en las regiones central y sur del país. El contrato es el mayor acuerdo de la industria hasta el momento. [31] Algunas empresas, como M-kopa en Kenia, están utilizando M2M para hacer cumplir un plan de pago, pero apagan los dispositivos solares de sus clientes de forma remota por falta de pago. [32] "Nuestro oficial de préstamos es la tarjeta SIM en el dispositivo que puede apagarlo de forma remota", dice Chad Larson, director financiero de M-Kopa y su tercer cofundador, al describir la tecnología.
Una tercera aplicación es utilizar redes inalámbricas para actualizar vallas publicitarias digitales. Esto permite a los anunciantes mostrar diferentes mensajes según la hora del día o el día de la semana, y permite cambios globales rápidos en los mensajes, como cambios en los precios de la gasolina. [ cita necesaria ]
El mercado industrial de máquina a máquina está experimentando una rápida transformación a medida que las empresas se dan cuenta cada vez más del valor de conectar personas, dispositivos, sensores y máquinas geográficamente dispersos a las redes corporativas. Hoy en día, industrias como las de petróleo y gas, agricultura de precisión , militar , gubernamental, ciudades/municipios inteligentes , manufactura y servicios públicos , entre otras, utilizan tecnologías de máquina a máquina para una infinidad de aplicaciones. Muchas empresas han habilitado tecnologías de redes de datos complejas y eficientes para proporcionar capacidades tales como transmisión de datos de alta velocidad , redes de malla móviles y backhaul celular 3G/4G .
La telemática y el entretenimiento a bordo de vehículos son un área de interés para los desarrolladores de máquina a máquina. Los ejemplos recientes incluyen Ford Motor Company , que se ha asociado con AT&T para conectar de forma inalámbrica el Ford Focus Electric con una conexión inalámbrica integrada y una aplicación dedicada que incluye la capacidad para que el propietario monitoree y controle la configuración de carga del vehículo, planifique viajes de una o varias paradas, localizar estaciones de carga, precalentar o enfriar el coche. [ cita necesaria ] En 2011, Audi se asoció con T-Mobile y RACO Wireless para ofrecer Audi Connect. Audi Connect permite a los usuarios acceder a noticias, clima y precios de combustible mientras convierte el vehículo en un punto de acceso Wi-Fi móvil seguro, permitiendo a los pasajeros acceder a Internet. [33]
Las redes inalámbricas de máquina a máquina pueden servir para mejorar la producción y la eficiencia de las máquinas, mejorar la confiabilidad y seguridad de sistemas complejos y promover la gestión del ciclo de vida de activos y productos clave. Al aplicar técnicas de gestión de pronóstico y salud (PHM) en redes de máquinas, se pueden lograr o mejorar los siguientes objetivos:
La aplicación de herramientas de análisis inteligente y la plataforma informática Device-to-Business (D2B) TM forman la base de la red de máquinas de mantenimiento electrónico que puede conducir a un rendimiento de tiempo de inactividad casi nulo de máquinas y sistemas. [34] La red de máquinas de mantenimiento electrónico proporciona integración entre el sistema de fábrica y el sistema de comercio electrónico y, por lo tanto, permite la toma de decisiones en tiempo real en términos de tiempo de inactividad casi nulo, lo que reduce las incertidumbres y mejora el rendimiento del sistema. [35] Además, con la ayuda de redes de máquinas altamente interconectadas y herramientas avanzadas de análisis inteligente, hoy en día son posibles varios tipos de mantenimiento novedosos. Por ejemplo, el mantenimiento a distancia sin enviar ingenieros al sitio, el mantenimiento en línea sin apagar las máquinas o sistemas en funcionamiento y el mantenimiento predictivo antes de que una falla de la máquina se vuelva catastrófico. Todos estos beneficios de la red de máquinas de mantenimiento electrónico mejoran significativamente la eficiencia y la transparencia del mantenimiento.
Como se describe en [36] El marco de la red de máquinas de mantenimiento electrónico consta de sensores, un sistema de adquisición de datos, una red de comunicación, agentes analíticos, una base de conocimientos de apoyo a la toma de decisiones, una interfaz de sincronización de información y un sistema de comercio electrónico para la toma de decisiones. Inicialmente, los sensores, controladores y operadores con adquisición de datos se utilizan para recopilar los datos sin procesar del equipo y enviarlos a la capa de transformación de datos automáticamente a través de Internet o intranet. Luego, la capa de transformación de datos emplea herramientas de procesamiento de señales y métodos de extracción de características para convertir los datos sin procesar en información útil. Esta información convertida a menudo contiene información valiosa sobre la confiabilidad y disponibilidad de las máquinas o sistemas y es más agradable para que las herramientas de análisis inteligentes realicen procesos posteriores. El módulo de sincronización y las herramientas inteligentes comprenden la mayor potencia de procesamiento de la red de máquinas de mantenimiento electrónico y proporcionan optimización, predicción, agrupación, clasificación, evaluación comparativa, etc. Los resultados de este módulo pueden luego sincronizarse y compartirse con el sistema de comercio electrónico para la toma de decisiones. En una aplicación real, el módulo de sincronización proporcionará conexión con otros departamentos en el nivel de toma de decisiones, como Planificación de Recursos Empresariales (ERP), Gestión de Relaciones con el Cliente (CRM) y Gestión de la Cadena de Suministro (SCM).
Otra aplicación de la red de máquina a máquina es la gestión del estado de una flota de máquinas similares mediante un enfoque de agrupación en clústeres. Este método se introdujo para abordar el desafío de desarrollar modelos de detección de fallas para aplicaciones con regímenes operativos no estacionarios o con datos incompletos. La metodología general consta de dos etapas: 1) Agrupación de flotas para agrupar máquinas similares para una comparación sólida; 2) Detección de fallas de clúster local para evaluar la similitud de las máquinas individuales con las características de la flota. El propósito de la agrupación de flotas es agregar unidades de trabajo con configuraciones o condiciones de trabajo similares en un grupo para una comparación sólida y posteriormente crear modelos locales de detección de fallas cuando no se puedan establecer modelos globales. Dentro del marco de la metodología de comparación entre pares, la red de máquina a máquina es crucial para garantizar el intercambio instantáneo de información entre diferentes unidades de trabajo y así formar la base de la tecnología de gestión del estado de la flota.
La gestión del estado a nivel de flota mediante un enfoque de agrupación fue patentada para su aplicación en el monitoreo del estado de las turbinas eólicas [37] después de validarse en una flota de turbinas eólicas de tres parques eólicos distribuidos. [38] A diferencia de otros dispositivos industriales con regímenes fijos o estáticos, las condiciones de funcionamiento de las turbinas eólicas dependen en gran medida de la velocidad del viento y otros factores ambientales. Aunque la metodología de modelado múltiple puede ser aplicable en este escenario, el número de turbinas eólicas en un parque eólico es casi infinito y puede no presentarse como una solución práctica. En cambio, al aprovechar los datos generados por otras turbinas similares en la red, este problema se puede resolver adecuadamente y se pueden construir modelos locales de detección de fallas de manera efectiva. Los resultados de la gestión del estado de la flota de turbinas eólicas informados en [37] [39] demostraron la efectividad de aplicar una metodología de detección de fallas basada en clústeres en las redes de turbinas eólicas.
La detección de fallas para una horda de robots industriales experimenta dificultades similares a la falta de modelos de detección de fallas y condiciones operativas dinámicas. Los robots industriales son cruciales en la fabricación de automóviles y realizan diferentes tareas como soldadura, manipulación de materiales, pintura, etc. En este escenario, el mantenimiento robótico se vuelve fundamental para garantizar una producción continua y evitar tiempos de inactividad. Históricamente, los modelos de detección de fallas para todos los robots industriales se entrenan de manera similar. Los parámetros críticos del modelo, como muestras de entrenamiento, componentes y límites de alarma, se establecen de la misma manera para todas las unidades, independientemente de sus diferentes funcionalidades. Aunque estos modelos idénticos de detección de fallas a veces pueden identificar fallas de manera efectiva, numerosas falsas alarmas disuaden a los usuarios de confiar en la confiabilidad del sistema. Sin embargo, dentro de una red de máquinas, se pueden agrupar robots industriales con tareas o regímenes de trabajo similares; Las unidades anormales en un grupo luego se pueden priorizar para el mantenimiento mediante capacitación o comparación instantánea. Esta metodología de comparación entre pares dentro de una red de máquinas podría mejorar significativamente la precisión de la detección de fallas. [38]
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )