Sector primario y transformación digital
La transformación digital del sector primario es un proceso imparable que persigue alcanzar un incremento de la competitividad mediante el uso de tecnologías que provoquen un aumento de la producción, una reducción de los costes asociados o una mejor caracterización de la calidad de los productos obtenidos.
Obviamente para lograr cualquiera de estos objetivos, la tecnología aplicada debe ser capaz de recabar información precisa sobre los procesos que se llevan a cabo, analizarla, almacenarla y extraer de ella un valor que transmitir a los usuarios finales.
Por ello creemos firmemente en la importancia de los sistemas inteligentes y en el potencial de internet de las cosas (IoT), tanto para allanar el camino de la innovación en el sector primario como para permitir la aparición de nuevos modelos de negocio que dinamicen el ecosistema actual.
El IoT es un paradigma que habilita la inclusión de capacidades de comunicación y procesado en elementos del mundo físico. Esta característica permite incrementar la generación y el uso inteligente de los datos presentes en las explotaciones, transformándolos en información accionable, es decir, información consistente que puede ser empleada para la toma de decisiones empresariales. Además, al aumentar los elementos capaces de extraer grandes cantidades de información (macrodatos), se hace necesaria la aplicación de herramientas Big Data, cuyos análisis mejoran los sistemas de automatización y asesoría actuales facilitando la planificación de actividades asociadas al sector: tiempos de riego, cambio de cosechas, uso de fertilizantes, etc.
Situación actual del sector
A pesar de los importantes beneficios esperados de la inclusión de las TIC en el sector, este proceso de innovación se encuentra actualmente con múltiples retos y dificultades, como por ejemplo la búsqueda de la optimización de procesos y recursos (uso eficiente de piensos, reducción de tiempos de ordeño, mejoras logísticas, etc.) se topa con la dificultad de incorporar nuevos dispositivos de toma de datos debido los costes y a la falta de despliegue de redes de comunicación adecuadas.
La importancia de la compartición de datos entre productores, clientes y proveedores, que dará lugar a importantes cambios en las relaciones entre ellos y en la calidad de los productos generados, se enfrenta una realidad en la que predominan los silos de información (tanto intra- como inter-empresa) con datos aislados e independientes. O la mejora en los controles de calidad, derivada del control y trazabilidad sobre las condiciones de cada producto individual en cada fase de la producción, choca con una insuficiente monitorización debido, entre otros factores, al bajo uso de los grandes volúmenes de información que ya actualmente se generan, pero que en muchos casos no se aprovechan adecuadamente.
Para abordar esta situación desde Gradiant proponemos un entorno para la generación de sistemas inteligentes basado en:
- Intercambio de información, es necesario mantener el estado actual, así como los históricos, de los valores que describen en profundidad el ámbito de trabajo y las variables específicas asociadas con las explotaciones, cultivos, animales, etc. Para ello resulta útil el empleo de tecnologías como IoT, Cyber Physical Systems (CPS) y los sistemas de comunicación.
- Diseño de infraestructura de IT que sea escalable, versátil y tolerante a errores que permita un rápido time-to-value de los servicios generados.
- Generación de valor, analizar los datos para convertirlos en información accionable que permita mejorar los procesos y realizar simulaciones coherentes con la realidad del sector.
Todo ello sin olvidarnos de la seguridad tanto a nivel de la propia información como del acceso a los sistemas, que debe ser tenida en cuenta desde las primeras fases de diseño y desarrollo para poder dar soluciones eficientes y eficaces.
Nuestra visión
Basándonos en esos tres ejes, planteamos un sistema para el establecimiento de soluciones soportadas por las tecnologías de la información y las comunicaciones, aplicadas directamente a la modernización de los sistemas agrícolas e industriales, y fundamentado en tres conceptos clave:
El despliegue flexible
El despliegue flexible afronta las limitaciones actuales de falta de implantación y monitorización gracias a una nueva arquitectura modular, basada en la utilización de contenedores tanto en los sistemas empotrados como en los servicios en la nube, además de capacidades nativas de autodescubrimiento de servicios y autoconfiguración de redes.
Esta arquitectura aporta:
- Reducción de la dependencia de fabricantes específicos
- Capacidad de integrar dispositivos antiguos que se encuentren actualmente en activo (dispositivos legacy)
- Implantación gradual de la tecnología en las explotaciones
- Simplificación del despliegue
- Reducción de costes de implantación
La eliminación de silos de información
Acceder a información de múltiples fuentes heterogéneas enriquece el resultado del procesamiento de datos, mejora las conclusiones extraídas, e incrementa la precisión de los asesoramientos digitales.
La eliminación de los silos de información consigue aumentar la interoperabilidad y visibilidad real de todos los procesos mediante el uso de estándares y la supresión de la barrera que supone actualmente el uso de tecnologías diversas, muchas de ellas propietarias. En nuestros desarrollos la eliminación de los silos se materializa en el uso de un bus común AMQP con capacidades de publicación/suscripción y compatible con el estándar OPC-UA, que permite la compartición de la información entre los diferentes actores del proceso. Este bus de datos se conecta con la arquitectura de análisis de datos y reflejo virtual, basada en Cassandra, Elasticsearch y módulos de análisis propios, a través del uso de la tecnología Apache Kafka.
El reflejo virtual
El reflejo virtual es la representación digital de los recursos, procesos o productos que intervienen en un sistema productivo del sector. Esta representación contiene, idealmente, todas las características y estados de estos elementos a lo largo de todo el proceso productivo, sirviendo de base para el análisis de la información y para la generación de KPIs (Key Performance Indicators).
El reflejo virtual, permite una mayor organización de la información, sirviendo como base para la optimización de los recursos y procesos, el mantenimiento predictivo o la mejora la trazabilidad general de los productos, así como realizar simulaciones de los efectos que tendría la introducción de nuevos elementos en el sistema de forma precisa sin poner en riesgo la producción actual.
Estos conceptos, fundamentan los desarrollos de los sistemas que llevamos a cabo para cubrir las demandas TIC del sector:
Sistemas que permiten la monitorización en tiempo real: despliegues escalables de sensores, plataformas de control, provisión de servicios, sistemas embebidos y arquitecturas de comunicación que soporten la información generada.
Sistemas para la ayuda a la toma de decisiones: uso de Data Analytics para la detección de patrones, predicción de eventos y optimización de procesos; e interconexión de diversas fuentes de información, analizadas mediante el uso de tecnologías Big Data, que pongan a disposición del usuario datos de valor accionables con el fin aconsejar acciones a realizar en su proceso productivo.
Comprometidos con la innovación TIC en el sector primario
La innovación técnica que realizamos desde Gradiant se complementa con un importante trabajo institucional que tiene como fin último el reconocimiento de Galicia como un foco de innovación TIC, nacional e internacional, en un sector clave para la economía de nuestra comunidad.
Prueba de ello es la presencia de Gradiant en la Alliance for the Internet of Things Innovaton (AIOTI) como líder del grupo de trabajo SmartFarming and food security. AIOTI es una iniciativa de la Comisión Europea creada para el desarrollo del IoT en Europa que cuenta entre sus miembros con grandes compañías como IBM, Intel, Telefónica, Samsung o Vodafone. El grupo que coordinamos desde Gradiant se encarga de la dinamización de los sistemas de monitorización y el control del ciclo de vida de los productos agrícolas y ganaderos desde la granja al consumidor final (Farm to Fork).
Además, defendemos el papel de Galicia como digital innovation hub a nivel europeo en los sectores agroalimentario y acuícola mediante el Polo de Innovación Digital para el Sector Agroalimentario. El Polo es un ecosistema formado por pymes, grandes empresas, startups y aceleradoras empresariales, investigadores e inversores que busca la confluencia de un sector productivo y transformador abierto a la incorporación de tecnologías con proveedores tecnológicos y de servicios, y centros de investigación capaces de generar las soluciones demandadas por el sector.
Autores: Joaquín Lago, Daniel García, investigadores-desarrolladores del área de INets de Gradiant; y David Chaves, director de INets en Gradiant.
