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Hacer posible lo imposible y fácil lo común

Permita que el pasado le indique cómo llegar al futuro. Artículo contribuido por Jeffrey Phillips Gerente Principal de Marketing de Productos de Software de NI. 

  (ElectronicosOnline.com Magazine / Por Jeffrey Phillips)  

Se debería celebrar y recibir con agrado el ritmo vertiginoso de los avances tecnológicos. Estimula la aparición de asombrosas tecnologías nuevas y permite alcanzar logros científicos que nos conectan mejor y nos dan mayor seguridad. También mueve los límites de lo que antes pensábamos que era posible.

 

El impacto de estos logros ya no está aislado a un estrecho segmento vertical del mercado. Se impregna en todas las industrias y expone a los actores establecidos del mercado a una combinación poco usual de trastornos y potencial de crecimiento.

 

Pero la presión y el desafío de generar impacto comercial son abrumantes en este clima. ¿Cómo se estimula el crecimiento y, a la vez, se realizan grandes inversiones en futuras tecnologías sin modificar drásticamente el modelo comercial? Las compañías ven que sus costos operativos aumentan cuando se adentran en numerosas áreas de inversión que requieren conocimientos profundos y, a menudo, dispares.

 

Entretanto, las pequeñas empresas que recién se inician con un enfoque increíble y sin ninguna obligación previa pueden aprovechar las nuevas tecnologías de maneras que resultan ser difíciles interrogantes para sus competidores ya establecidos.

 

Entonces, ¿cómo puede protegerse de los trastornos? ¿Cómo puede implementar innovaciones sin aumentar radicalmente el costo de la operación comercial? Todo se reduce a una simple pregunta: ¿Tiene plena confianza en las herramientas que está usando? Esa es la pregunta mágica, independientemente de que se relacione con sus finanzas personales, su profesión, o los sistemas de ingeniería del futuro.

Por ejemplo: el Internet Industrial de las Cosas marca el comienzo de una nueva era de potencial en redes y de riesgo significativo a la vez. Para comprender mejor cuál es el software que lo prepara para diseñar sistemas futuros con la mayor seguridad posible, debe recurrir al pasado reciente.

 

En el año 2005, las tres décadas tecnológicas anteriores se definían con una simple observación del cofundador de Intel, Gordon Moore. La ley de Moore predecía, en función del pasado reciente, que la cantidad de transistores por centímetro cuadrado de un circuito integrado seguiría duplicándose cada 18 meses.

 

Aparentemente, la expansión lineal fue solo el comienzo del crecimiento exponencial. Antes de que pudiéramos notarlo, los directores ejecutivos de todas las empresas que fabricaban semiconductores hablaban de la cantidad de núcleos de procesamiento en paralelo en los próximos años. Paul Otellini, director ejecutivo de Intel, prometió chips con 80 núcleos en los próximos cinco años.

 

La demanda de más potencia de procesamiento con menor latencia siguió avanzando. Surgió una estructura de procesamiento alternativa. Primero, FPGA adquirió enorme popularidad con su sincronización definida por software y lenguajes de programación de bajo nivel extremadamente complejos. Luego nació el procesamiento heterogéneo cuando se combinaron el procesador tradicional y el FPGA en un solo chip.

 

Junto con esta explosión de arquitecturas de procesadores se registró una avalancha de nuevos entornos y lenguajes de programación, y modas de código abierto que duraron cierto tiempo hasta su inevitable declive hacia el olvido. Y, por supuesto, toda la carga de averiguar cómo programar los procesadores con eficiencia recaía en usted.

 

Pero ahora miramos hacia el futuro. La explosión de funcionalidades de procesamiento nos está dirigiendo hacia un mundo de hiperconectividad. Y este mundo se conecta más a medida que los sistemas de ingeniería son más distribuidos. Tendencias como 5G y el Internet Industrial  de las Cosas industrial prometen conectar la infraestructura, el transporte y la red de clientes para enriquecer la vida de las personas en todo el mundo.

 

No se puede discutir que el software será el aspecto que defina cualquier sistema de ingeniería, si no es este el caso ya. Y no tendremos que esperar mucho para que el hardware se convierta en un bien de consumo y para que el único componente distintivo de un sistema sea la propiedad intelectual que defina la lógica.

 

La mayoría de los proveedores de soluciones de pruebas y mediciones no respondieron rápidamente al inevitable surgimiento del software y recién ahora están llegando al mercado con entornos de software que facilitan el trabajo de la comunidad del campo de la ingeniería.

   

Pero incluso esos entornos pueden ayudarlo hasta cierto punto. Con la evolución continua de la industria, las herramientas que utilizan los ingenieros para diseñar estos sistemas conectados deben resolver cuatro desafíos clave: productividad por medio de la abstracción, interoperabilidad de software, analítica integral de datos y administración eficiente de sistemas distribuidos.     Productividad por medio de la abstracción  

Abstracción es una de esas palabras que se usa tanto que corre el riesgo de perder su significado. En pocas palabras, es hacer común lo complejo. En el mundo del diseño de sistemas de ingeniería, la complejidad a menudo proviene de la programación.

 

La lógica personalizada que suma el componente inteligente a los sistemas inteligentes habitualmente requiere un nivel de codificación que suele ser tan complejo que es lo que distingue a los profesionales de los aficionados. Pero lo complejo debe tornarse común. Para resolver este problema, los ingenieros necesitan un flujo de trabajo “opcional de programación” que les permita detectar y configurar hardware para mediciones, adquirir datos en tiempo real y, luego, realizar análisis de datos para convertir esos datos sin procesar en conclusiones reales.  

NI está presentando un nuevo flujo de trabajo basado en configuraciones bajo la forma de LabVIEW NXG. Lo complementa el paradigma de programación de flujos de datos gráfico nativo de LabVIEW y se lo conoce por acelerar la productividad de los desarrolladores en el diseño de sistemas complejos durante 30 años.

 

Con este estilo de interacciones basadas en configuraciones, se puede avanzar desde las conexiones de diversos sensores hasta la acción resultante sin necesidad de programar nada y aun así construir los módulos de código en segundo plano. El último paso es una característica fundamental que optimiza la transición de conclusiones únicas obtenidas a partir de datos a mediciones repetibles y automatizadas.

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Figura 1: La incorporación de nuevos flujos de trabajo en LabVIEW NXG permite que los usuarios adquieran, analicen y exporten datos de medición sin programar.
        Interoperabilidad de software  

Debido a la creciente complejidad de las soluciones actuales, la necesidad de combinar varios lenguajes de software, entornos y enfoques se está tornando ubicua rápidamente. Sin embargo, el costo de integrar estos componentes de software es considerable y sigue en aumento.

 

Los lenguajes para las plataformas de hardware especializadas se deben integrar con otros lenguajes a medida que estas plataformas de cómputo se combinan en dispositivos únicos. La solución típica es que el equipo de diseño asume la carga de la integración. Sin embargo, esto es esencialmente solo tratar los síntomas y no abordar la causa raíz. Los proveedores de software deben corregir la causa raíz.

 

Por diseño, la plataforma centrada en software de NI pone a esta interoperabilidad de software en primer lugar en el proceso de desarrollo. Aunque LabVIEW ha sido el centro de este enfoque orientado al software, muchos productos de software complementarios de otras empresas se enfocan individualmente en tareas específicas como secuenciación de pruebas, diseño de prototipos de hardware-in-the-loop, análisis de datos basados en servidores, simulación de circuitos para instruir a los ingenieros y monitoreo de activos en línea.

 

Estos productos están limitados adrede a los flujos de trabajo comunes de los ingenieros y técnicos que realizan esas tareas. Otros softwares de la industria personalizados con el mismo propósito comparten esta característica. Sin embargo, en el caso del software de NI, LabVIEW ofrece funcionalidades con capacidades de extensión a través de un lenguaje de programación enfocado en la ingeniería que desafía las limitaciones del software personalizado. Pensemos, por ejemplo, en DAQExpress.

Figura 2: La interoperabilidad entre los productos de la cartera de software de NI simplifica el uso compartido de IP y la transferencia de código para desarrollos más complejos..
     

DAQExpress es un nuevo software auxiliar para hardware de adquisición de datos USB y de bajo costo de NI, que simplifica drásticamente la detección y configuración del hardware y proporciona acceso a datos en vivo con solo dos clics. Todas las “tareas” de configuración internas de este producto son totalmente transferibles a LabVIEW NXG, lo que simplifica la transición de la configuración del hardware a la automatización de las mediciones.

 

Además de interoperar dentro de la plataforma de NI, diversos productos como LabVIEW 2017 tienen mayor interoperabilidad con los protocolos IP y de comunicación estándares. En el caso de sistemas integrados que necesitan interoperar con dispositivos de automatización industrial, LabVIEW 2017 incluye compatibilidad nativa para IEC 61131-3, OPC-UA y para el estándar de mensajería DDS seguro. También ofrece nuevos algoritmos interactivos de aprendizaje con máquinas e integración nativa con Amazon Web Services.

 

Más allá de la innovación individual inherente de cada uno de estos productos, la colección representa la concreción del compromiso de NI con su inversión continua en software. Esta combinación única de productos de software y su interoperabilidad inherente distinguen a la plataforma de NI de las demás. Otros proveedores recién están descubriendo que el software es la clave, pero la inversión de NI en software ha aumentado de manera constante en los últimos 30 años.

    Análisis integral de datos

Tal vez el beneficio más prolífico de la conectividad masiva entre los sistemas del mundo sea la posibilidad de acceder instantáneamente a los datos y analizar cada dato puntual que se recopila. Este proceso es fundamental para automatizar el proceso de toma de decisiones y eliminar demoras en la acción correctiva necesaria cuando se registran anomalías en los datos.

 

Para crear la red del futuro que pueda resolver esta necesidad, se están invirtiendo miles de millones de dólares en investigación, y expertos en algoritmos de todo el mundo trabajan aceleradamente para cubrir las demandas de una latencia de 1 ms combinada con rendimiento a 10 Gbps. Esta dirección incorpora nuevas exigencias al software. La primera es garantizar que los elementos de procesamiento puedan implementarse fácilmente en una amplia variedad de arquitecturas de procesamiento y, luego, volver a implementarlos en otro procesador con un grado mínimo (nulo en el mejor de los casos) de reacondicionamiento. La segunda es tener una mentalidad lo suficientemente abierta con respecto a cómo interactuar con datos provenientes de una cantidad infinita de nodos y por medio de una cantidad infinita de formatos de datos.

 

NI ha invertido en productos de servidores que permiten estandarizar, analizar y generar informes en forma inteligente y sencilla a partir de grandes cantidades de datos en toda su organización de pruebas. Un componente clave es proporcionar algoritmos para preprocesar archivos y estandarizar automáticamente elementos como metadatos, unidades y tipos de archivos, además de realizar análisis básicos y comprobaciones de la calidad de los datos.

 

En función del contenido de esos datos, el software puede entonces elegir en forma inteligente qué script se debe ejecutar. Este tipo de interfaz es fundamental para eliminar la complejidad de los análisis de datos en tiempo real para que usted pueda enfocarse en lo importante: los datos.

    Administración de sistemas distribuidos  

La implementación y conectividad masivas de estos sistemas han renovado la necesidad de administrar con eficiencia todo el hardware distribuido desde una ubicación centralizada y, a menudo, remota. Actualmente, esto suele requerir replicar implementaciones puntuales en cientos, e incluso miles, de sistemas. Luego, centralizar la administración deriva en la capacidad de ver un panel de control en tiempo real de todo el hardware desde la estación remota, en lugar de acceder físicamente al sistema.

Figura 3: SystemLink incorpora una interfaz basada en la red para administrar sistemas de hardware distribuidos.
   

SystemLink es un software nuevo e innovador de NI que lo ayuda a centralizar la coordinación de la configuración de los dispositivos de un sistema, la implementación del software y la administración de datos. Esto reduce la carga administrativa y los costos de logística asociados con las funciones de gestión de sistemas.

 

El software también mejora el tiempo de funcionamiento de los sistemas de pruebas e integrados mediante la promoción la detección del estado operativo y criterios de operación correcta. Simplifica la administración de sistemas distribuidos y proporciona interfaces API de LabVIEW y otros lenguajes de software como C++.

Jeffrey Phillips, Gerente Principal de Marketing de Productos de Software de NIJeffrey Phillips, Gerente Principal de Marketing de Productos de Software de NI
Vuelva a preguntarse  

Más allá de la innovación individual inherente de cada una de las versiones de estos productos, la colección representa la culminación de la inversión continua en software con la que NI ha demostrado su compromiso año tras año. La combinación única de productos de software y su interoperabilidad inherente distinguen a la plataforma de NI de las demás.

 

Desde descubrir el bosón de Higgs hasta reducir 100 veces los tiempos de las pruebas para Qualcomm o ser la solución preferida de Nokia y Samsung para sus investigaciones en 5G, la plataforma centrada en software de NI es el pilar fundamental que utilizan los ingenieros para resolver los desafíos más complejos del mundo.

  <b>Vuelva a preguntarse: ¿Tiene plena confianza en las herramientas que está usando?</b>

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