Automatización

Visualización intuitiva de datos calefacción urbana

Tomando como base un diseño centrado en el usuario, ABB ha creado visualizaciones de datos intuitivas para la calefacción urbana. Los resultados sientan las bases para seguir investigando sobre la visualización inteligente y la inteligencia artificial

Fotografía de portada. El objetivo de la visualización es servir como punto de partida para los flujos de trabajo del operador, que debe ser capaz de conocer rápidamente si el sistema de calefacción urbana funciona bien o mal

Veronika Domova y Shiva Sander Tavallaey

El análisis avanzado y la visualización de la información pueden fomentar la sensibilización y un mejor conocimiento de los procesos industriales de una comunidad, creando así directrices y contribuyendo al aumento de la productividad y al ahorro energético. Por ejemplo, la visualización eficaz de los datos de un sistema de calefacción urbana puede ayudar a los operadores industriales a gestionar el proceso de producción de energía de una forma más eficiente, dando lugar a una mayor satisfacción de los residentes de la comunidad y un menor impacto medioambiental regional.

Presentar datos esenciales de una forma visual exhaustiva a los usuarios adecuados no es una tarea ligera. Los investigadores se basaron en el paradigma de diseño centrado en el usuario para desarrollar varias visualizaciones innovadoras para hospitales comunitarios y sistemas de calefacción urbana suecos que son capaces de hacer justo eso.

La calefacción y refrigeración urbana (DHC) constituye una forma eficiente, flexible (en términos de combustible) y sostenible de producir y suministrar energía en el mercado actual. En Suecia, por ejemplo, este popular proceso de calefacción presta servicio a más del 50 por ciento de los hogares.

Soluciones para la eficiencia
Una manera de contribuir a la eficiencia de los sistemas de calefacción urbana es utilizar sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) de última generación y un control inteligente de bombas (IPC) para accionamientos y soluciones de comunicación e interfaz.

El control de un sistema de producción y entrega de calefacción urbana es una tarea consecuencial: para controlar el sistema, los operadores confían en gráficos de proceso y en una gran cantidad de parámetros numéricos. La dependencia de las condiciones meteorológicas introduce incertidumbres, la imprevisibilidad y las interfaces heredadas poco intuitivas –sobrecargadas de datos numéricos y gráficos de proceso– no facilitan el problema. En consecuencia, los operadores industriales a menudo ejecutan el proceso de producción basándose en su “intuición” o experiencia previa.

Para investigar el espacio de diseño de las interfaces de usuario (UI) de los operadores industriales, ABB colaboró con varias empresas energéticas suecas, con RISE (un instituto público de investigación independiente de Suecia) y con otros actores, como la PiiA (Agencia de procesos industriales de TI y automatización). Los especialistas utilizaron el paradigma de diseño centrado en el usuario para investigar maneras de transformar los datos de tiempo de ejecución de los procesos de DHC en visualizaciones esclarecedoras y estéticamente agradables para fomentar el conocimiento del estado del sistema de calefacción y refrigeración urbana.

Inicialmente, gracias a estudios de campo exhaustivos (entrevistas con operadores, planificadores de producción, técnicos de servicio, ingenieros medioambientales, clientes privados y empresas vinculadas) se consiguió adquirir conocimiento de dominio. Las múltiples técnicas analíticas aplicadas a los datos recogidos permitieron identificar los problemas de los operadores. Además, se organizaron talleres interactivos, tanto con operadores como con partes interesadas del sector, para generar ideas sobre posibles soluciones. Posteriormente, se llevaron a cabo prototipos iterativos de baja y alta fidelidad: los diseñadores pudieron refinar continuamente el proceso de desarrollo por medio de sesiones cualitativas de evaluación de los usuarios en las que se incorporó feedback al proceso de desarrollo.

Inicialmente se consideraron muchas ideas y conceptos, no obstante, se favorecieron los que pretendían ayudar a los operadores industriales a obtener una visión general instantánea del estado de los sistemas de calefacción urbana. El desarrollo de este tipo de visualizaciones requiere la incorporación de grandes cantidades de datos para formar un resumen significativo representado visualmente con símbolos estéticamente expresivos y agradables.

El proceso de visualización resultante es una solución web ligera que se ejecuta en un navegador moderno. Muestra los tres componentes principales de un sistema de calefacción urbana: la producción, la distribución y el consumo (Figura 1).

Figura 1. Visualización de los componentes básicos de un sistema de calefacción urbana: producción, distribución y consumo

El objetivo de la visualización es servir como punto de partida para los flujos de trabajo del operador, que debe ser capaz de conocer rápidamente si el sistema de calefacción urbana funciona bien o mal. Además, el operador puede profundizar en cualquier aspecto de la visualización haciendo clic en los elementos correspondientes de la interfaz de usuario, lo que dará paso a una representación más detallada, como gráficos del proceso o vista del mapa de la ciudad.

Los robots y los algoritmos pueden mejorar la organización para minimizar la necesidad de que haya personas realizando tareas peligrosas y monótonas. Inspirados en el éxito del proyecto, los investigadores seguirán trabajando en visualizaciones eficaces de big data. El siguiente paso lógico es introducir el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para ofrecer al usuario pistas sobre cuál es la siguiente acción más apropiada.
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Veronika Domova
Senior scientist en ABB Corporate Research

Shiva Sander Tavallaey
Senior principal scientist – Applied Analytics, AI- Lead ABB Sweden

Versión completa en ABB Review 03/2019 pp. 23-29,
Visualizaciones para una comunidad municipal más inteligente

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