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El Blog de METRON

[Entrevista] Entender el papel de la Data Science en la industria

Energy Efficiency

08/enero/2021

Hoy en día, la Data Science juega un papel esencial en la transformación de los datos energéticos industriales en palancas operativas para optimizar la eficiencia de los procesos industriales en función de parámetros externos e internos. Formado en Data Science durante sus estudios en Inteligencia Artificial (IA), Louis Denoix es Lead Data Scientist en METRON desde hace 3 años y dirige un equipo de 7 personas repartidas en 3 continentes (Asia, América Latina y Europa). Les presenta las aplicaciones de la Data Science en medio industrial para mejorar el desempeño energética de las unidades de producción.


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¿Cómo se define la Data Science?

 La Data Science es un área que utiliza la Inteligencia Artificial, el Data Mining, el Big Data, el Machine Learning y el Deep Learning.

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Toda empresa genera actualmente una gran cantidad de información que puede ser utilizada para recomendaciones estratégicas. La Data Science permite transformar conocimiento estos datos en bruto.

El análisis de datos permite detectar eventos o fenómenos específicos y después modelizarlos para predecir su aparición. Gracias al Machine Learning, es posible enseñar a la máquina a adoptar un comportamiento específico en respuesta a estos eventos. 

El Machine Learning y la Data Science ya tienen muchas aplicaciones en  campos muy diversos, por ejemplo, para la detección de fraudes o enfermedades en las radiografías, por ejemplo. Hoy en día, estas herramientas son imprescindibles para la Industria 4.0 para, entre otras cosas, optimizar el desempeño de las industrias.

¿Por qué utilizar la Data Science en los datos energéticos en la industria?

Todas las plantas industriales generan datos. Cientos o incluso miles de sensores miden diariamente la actividad de una fábrica (producción, temperaturas, calidad, etc.). Frecuentemente estos datos se utilizan poco, en particular para el seguimiento energético.

Las posibilidades técnicas de la era del Big Data han revolucionado la recopilación y el almacenamiento de datos. Las sedes industriales han evolucionado y alcanzado una rápida madurez para instalar sensores y pantallas de control y, así, recopilar una multitud de indicadores.

Con la Data Science, los datos recopilados en tiempo real son procesados ​​por algoritmos que evalúan su fiabilidad para extraer comportamientos, es decir, para entender la evolución de los fenómenos en función de parámetros (ajustes de la máquina, clima, etc.). Luego, varios parámetros son utilizados para contextualizar los datos (limitaciones sectoriales específicas, etc.) para hacer recomendaciones más fiables y seguras.

En términos de energía, el objetivo de una fábrica es determinar cuándo el consumo es más interesante. Los algoritmos se encargan entonces de encontrar el punto de funcionamiento óptimo para reducir al máximo el consumo energético, garantizando una producción continua y sin deterioros, con los mismos volúmenes y el mismo nivel de calidad.

Gracias a las herramientas propuestas a nuestros clientes, es posible cruzar los datos energéticos con  diferentes mediciones realizadas en la planta (parámetros operativos relativos a las máquinas, datos de producción, etc.). Se detectan los momentos de desempeño máximo y mínimo, así como las causas de esas variaciones.

También se pueden tener en cuenta fuentes de datos externas a la fábrica (meteorología, datos del mercado energético, etc.). Permiten, entre otras cosas, aprovechar la variabilidad de los mercados energéticos: ¡lo que es particularmente interesante en algunos países! 

¿Cómo se puede aplicar concretamente la Data Science a la energía?

En una primera etapa, se recuperan todos los datos históricos registrados en el centro. Luego se añaden los datos externos mencionados anteriormente. Todos estos parámetros se utilizan para construir un gemelo digital de simulación del perímetro cuyo consumo se desea optimizar.

El modelo analiza los datos de entrada y el consumo energético obtenido en la salida para entender el vínculo existente entre ellos. Después de generar varios cientos de miles de escenarios, basados en los parámetros influyentes, es posible encontrar los ajustes óptimos para una máquina, respetando las limitaciones operativas como la productividad.

Estos ajustes se restituyen bajo la forma de recomendaciones y de asistencia al pilotaje  del operador, quien recibe apoyo en su toma de decisiones. Los operadores verifican en la planta la pertinencia de estas recomendaciones.

¿Cuáles son las especificidades de la Data Science METRON?

La tecnología METRON permite automatizar al máximo todas las acciones relacionadas con la energía, en una planta o dentro de un grupo empresarial. Las herramientas se basan en la ontología -una especificidad del enfoque METRON. Es una base de información digitalizada que reúne todo el conocimiento de nuestros expertos en procesos y energía, para todo tipo de sector de actividad.

También utilizamos diferentes algoritmos de Data Science. El análisis de sensibilidad permite, por ejemplo, evaluar el impacto de diferentes fenómenos en el consumo energético. La ontología METRON proporciona una solución utilizable localmente que permite saber en tiempo real si la máquina está consumiendo una cantidad de energía normal, alta o baja.

Sobre la base de una cartografía virtual de la planta, este consumo se analiza luego en su contexto global:

  • ¿en qué redes funciona la máquina?
  • ¿a qué equipos está conectada?
  • ¿dónde están los mayores los consumos?

Esta contextualización de los consumos energéticos puede conducir a diferentes soluciones, que van desde el simple monitoreo hasta las optimizaciones más avanzadas.

En caso de desviación con respecto a los modelos de referencia, se envía una notificación para verificar localmente que no hay ningún problema en una máquina. Gracias al Machine Learning, también es posible predecir los consumos futuros, una información fundamental para organizar los programas o posicionarse en los mercados energéticos con antelación.

Agradecemos a nuestro experto Louis Denoix esta visión de la Data Science, una herramienta indispensable para transformar los datos industriales en conocimiento. Al combinar en su solución Data Science y experiencia humana, METRON permite a los industriales beneficiarse de la automatización de las tareas y de una enorme capacidad de cálculo que facilita el trabajo diario del operador. METRON también ofrece un ahorro de tiempo para llevar a cabo acciones con mayor valor añadido y así apoyar la implementación fina y eficiente de acciones de desempeño energético.

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