Propuesta de arquitectura internet industrial de las cosas para una planta industrial: caso de la planta didáctica de un laboratorio de ingeniería industrial
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Date
2025
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Publisher
Pontificia Universidad Javeriana Cali
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Abstract
Este estudio propone una arquitectura de Internet Industrial de las Cosas (IIoT) para automatizar y rastrear procesos en una planta didáctica ubicada en un laboratorio universitario de Ingeniería Industrial. La iniciativa responde a las barreras que enfrentan PYMEs y entornos educativos para adoptar soluciones de Industria 4.0, como limitaciones presupuestarias y falta de interoperabilidad. La solución integra controladores Fischertechnik TXT 1.0, sensores NFC, MQTT, visualización en Node-RED y un ERP (Odoo v18). Se implementó en estaciones simuladas de recepción, almacenamiento, procesamiento y despacho, conectadas mediante una red inalámbrica centralizada. El desarrollo incluyó diagnóstico, diseño modular, integración tecnológica y validación funcional. Los controladores ejecutan código en C++ para gestionar procesos físicos y comunicar eventos vía MQTT. Node-RED, alojado en una Raspberry Pi 4, actúa como middleware visual, enlazando con Odoo para registrar operaciones logísticas. Los resultados mostraron sincronización efectiva entre dispositivos y ERP, latencia menor a cinco segundos y lectura NFC 100% exitosa. La arquitectura es replicable y viable en entornos con recursos limitados, como laboratorios o PYMEs. Se identificaron retos técnicos, pero la experiencia validó el modelo como plataforma pedagógica que fortalece habilidades en automatización, integración digital y análisis de datos. La propuesta sienta bases para incorporar inteligencia artificial, mantenimiento predictivo y mayor ciberseguridad.
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This study proposes an Industrial Internet of Things (IIoT) architecture to automate and track processes in a didactic plant located in a university Industrial Engineering laboratory. The initiative addresses the barriers faced by SMEs and educational environments in adopting Industry 4.0 solutions, such as budget constraints and lack of interoperability. The solution integrates Fischertechnik TXT 1.0 controllers, NFC sensors, MQTT, visualization in Node-RED, and an ERP system (Odoo v18). It was implemented in simulated stations for receiving, storage, processing, and dispatch, connected through a centralized wireless network. The development included diagnostics, modular design, technological integration, and functional validation. The controllers run C++ code to manage physical processes and communicate events via MQTT. Node-RED, hosted on a Raspberry Pi 4, acts as a visual middleware, linking with Odoo to log logistics operations. The results showed effective synchronization between devices and the ERP, latency under five seconds, and 100% successful NFC readings. The architecture is replicable and viable in resource-limited environments such as laboratories or SMEs. Technical challenges were identified, but the experience validated the model as a pedagogical platform that strengthens skills in automation, digital integration, and data analysis. The proposal lays the groundwork for incorporating artificial intelligence, predictive maintenance, and enhanced cybersecurity.