El rol del modelo OSI dentro de un sistema de automatización
La automatización de procesos industriales es clave a la hora de buscar un mayor rendimiento en la producción. Sin embargo, pocas veces somos conscientes de qué sistemas permiten que este tipo de cuestiones puedan ponerse en marcha de una forma real.
El modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, OSI, es crucial para la que los ordenadores puedan compartir información de una forma efectiva y segura, permitiendo la automatización en las empresas.
¿Qué es el modelo OSI?
OSI son las siglas en inglés de Open Systems Interconnection, un marco conceptual que estandariza las funciones de un sistema de telecomunicaciones o de computadoras en siete capas diferentes.
Este modelo fue desarrollado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1984 y su principal tarea es la de facilitar la interoperabilidad y comunicación entre diferentes sistemas y protocolos de redes.
¿Cuáles son las 7 capas del modelo OSI?
El modelo OSI divide la comunicación de redes en siete capas distintas, cada una presentando funciones específicas. Vamos a descubrir cuáles son las siete capas y cuál es la misión para la que han sido creadas.
1. Capa física
La primera capa, la física, se encarga de la transmisión y recepción de datos en forma de señales eléctricas, ópticas o de radio a través de un medio físico. Este es el caso de los cables Ethernet, la fibra óptica o los conectores RJ45.
2. Capa de enlace de datos
La siguiente capa se encarga de la comunicación entre dispositivos en la misma red local. Esta, gestiona la detección y corrección de errores en el enlace de datos y evita que puedan existir colisiones de datos Estamos hablando, por ejemplo, de Switches y protocolos Ethernet.
3. Capa de red
La capa de red se ocupa del direccionamiento y enrutamiento de paquetes de datos a través de múltiples redes. Su tarea es la de determinar la mejor ruta para enviar los datos desde el origen hasta el destino, a menudo a través de diferentes redes intermedias. Utiliza para ello las direcciones IP. Ejemplos claros de esta capa son los Routers o los OSPF (Open Shortest Path First).
4. Capa de transporte
La cuarta capa, la de transporte, se encarga de la transferencia fiable de datos entre dos sistemas finales, asegurando que los datos lleguen completos y en el orden correcto. Maneja el control de flujo y la corrección de errores. Se encarga de la segmentación y reensamblaje de datos. En este caso nos encontramos con el TCP (Transmission Control Protocol) y el UDP (User Datagram Protocol).
5. Capa de sesión
La capa de sesión administra y controla las sesiones de comunicación entre aplicaciones. Establece, mantiene y finaliza las conexiones entre aplicaciones de red. Se ocupa de gestionar el intercambio de datos y controla el diálogo entre los sistemas. Algunos ejemplos de esta tecnología son los protocolos de sesión como RPC (Remote Procedure Call) o el NetBIOS (Network Basic Input/Output System).
6. Capa de presentación
Su tarea es traducir, cifrar y comprender los datos que encontramos entre el formato que utiliza la red y el formato que utiliza la aplicación. Asegura que los datos sean entendidos correctamente por el sistema receptor. Son, por ejemplo, los códigos de compresión y cifrado como JPEG, GIF, SSL/TLS.
7. Capa de aplicación
Para terminar, nos encontramos con la capa más cercana al usuario final, la de aplicación. Esta es la que proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones del usuario. Facilita la interacción con las aplicaciones de software que requieren comunicación en red. Estamos hablando de protocolos como HTTP, FTP, SMTP o DNS.
¿Cómo funciona el proceso de comunicación de datos en un modelo OSI?
El modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos está estructurado para permitir que una aplicación se comunique a través de una red con otra aplicación en un dispositivo diferente, sin tener en cuenta la complejidad de las aplicaciones y sistemas subyacentes. Como ya hemos comprobado con el proceso que llevan a cabo cada una de sus siete capas, este modelo utiliza una serie de estándares y protocolos que permiten la comunicación entre ellas. Cada capa opera de manera independiente y solo interactúa con las capas inmediatamente superiores e inferiores mediante interfaces específicas.
Por lo tanto, el proceso de comunicación que lleva es el siguiente:
- La capa de aplicación del dispositivo emisor envía los datos a la capa inferior.
- Cada capa agrega encabezados y datos de direccionamiento a los datos, preparando la información para la transmisión.
- Los datos descienden a través de las capas y se transmiten finalmente por el medio físico.
- Al llegar al destino, cada capa en el receptor procesa la información según los encabezados correspondientes.
- Los datos ascienden por las capas del receptor y se descomponen hasta que la aplicación final recibe la información completa.
La automatización industrial, más cerca gracias a una mejora del flujo de datos
Hemos de ser conscientes de que, si la automatización industrial está avanzando rápidamente, es gracias a las mejoras en el flujo de datos. Esto es en parte un reflejo de lo que podremos ver en el futuro de una forma más común, una manera de que las empresas se acerquen a un porvenir más eficiente y controlado.
En estos últimos años, la integración de tecnologías avanzadas como el Internet de las Cosas (IoT), la analítica de datos y los sistemas de control en tiempo real permite una gestión más efectiva de los procesos industriales.
La mejora del flujo de datos optimiza la comunicación entre los sensores, los sistemas de control y los equipos de producción, cuestiones que aseguran una supervisión continua y precisa. Permitiendo a las empresas que analicen datos en tiempo real, ajusten procesos de manera instantánea y se anticipen a problemas antes de que ocurran.
De la misma manera, es imprescindible la creación de protocolos de seguridad y los cortafuegos que vamos a utilizar para gestionar los datos de forma segura.
Beneficios de la automatización industrial
Si nos fijamos en los beneficios que estas operaciones suponen para el mundo empresarial, vemos cuestiones como:
- La automatización y la mejora del flujo de datos permiten una producción más rápida y precisa, reduciendo tiempos de inactividad y costos operativos.
- Un flujo de datos optimizado asegura un control más preciso sobre los procesos de producción, mejorando la calidad y uniformidad del producto final.
- La automatización reduce la intervención humana y, por ende, disminuye los errores operativos y los defectos de producción.
- Con datos en tiempo real, es posible implementar mantenimiento predictivo, anticipando fallos y programando reparaciones antes de que se produzcan problemas graves.
- La capacidad de ajustar rápidamente los procesos según los datos actuales permite a las empresas adaptarse a cambios en la demanda o en el mercado de manera más ágil.
- La eficiencia mejorada y la reducción de errores conllevan menores costos operativos y menos desperdicio de materiales.
- El acceso a datos precisos y en tiempo real proporciona una base sólida para la toma de decisiones estratégicas, optimizando las operaciones y la planificación a largo plazo.
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