Factory Copilot, un chatbot de IA para la fabricación inteligente

Los responsables de planta y los operarios se enfrentaban a importantes cuellos de botella para acceder a información de producción aprovechable.

Los datos operativos se generaban de forma continua en toda la fábrica, pero era difícil recuperarlos, porque la información esencial estaba dispersa entre sistemas desconectados, bases de datos SQL, API REST y miles de PDF.

Para obtener una respuesta, los usuarios tenían que navegar manualmente por paneles complejos o abrir un ticket con el departamento de TI y esperar una respuesta.

El asistente de IA Factory Copilot debía cumplir varios requisitos estrictos:

• Acceso en tiempo real y experiencia de usuario. El objetivo era desarrollar una solución capaz de recuperar los datos en tiempo real y mostrarlos en una interfaz intuitiva basada en Angular. Debía simplificar el análisis de KPI, el seguimiento de las órdenes de fabricación, la ayuda para la configuración de los equipos y la supervisión del estado de las máquinas.
• Procesamiento del lenguaje natural. Teníamos que diseñar un chatbot capaz de procesar consultas en lenguaje natural sobre bases de datos SQL, documentos PDF, API REST y sistemas SAP, de forma simultánea.
• Seguridad y escalabilidad. Era esencial implementar una seguridad basada en roles y cifrado, así como una arquitectura capaz de adaptarse a despliegues industriales a gran escala.

A partir de estos requisitos, Akveo desarrolló Factory Copilot, un chatbot basado en IA perfectamente integrado en la plataforma Factory Intelligence.

Apoyándose en GPT-4 de Azure OpenAI, Semantic Kernel y Azure AI Search, Factory Copilot actúa como una capa conversacional sobre el orquestador central de la plataforma.

Los usuarios pueden utilizar el copiloto para:

• Consultar la documentación de la fábrica
• Analizar la telemetría de las máquinas
• Consultar las alertas y sus estadísticas
• Consultar los datos de producción de Power BI
• Obtener información de los distintos sistemas de la fábrica

Si una solicitud no está clara, el copiloto formula preguntas adicionales antes de ejecutar la consulta.

Funcionalidades clave:

• Análisis de KPI en tiempo real. Los usuarios pueden hacer preguntas sobre los KPI de producción (por ejemplo, «¿Cuál fue el KPI de la máquina Y la semana pasada?») y obtener respuestas basadas en los datos y análisis en directo de la fábrica.
• Seguimiento de las órdenes de fabricación. El chatbot puede recuperar las órdenes de fabricación recientes y seguir la actividad en todas las cadenas de procesos conectadas.
• Ayuda para la configuración de los equipos. El copiloto ayuda a los usuarios a configurar y utilizar equipos específicos buscando en la documentación de la fábrica, los manuales de los equipos y los PDF técnicos.
• Seguimiento del estado de las máquinas y mantenimiento predictivo. Los usuarios pueden consultar en tiempo real el estado de las máquinas, las alertas y la información de mantenimiento predictivo. Cuando se detecta un posible problema, el sistema puede formular recomendaciones de mantenimiento de forma anticipada.
• Integración de datos de múltiples fuentesFactory Copilot interactúa simultáneamente con bases de datos SQL, documentos PDF, pipelines de telemetría de Azure IoT Hub, informes de Power BI integrados, SAP y API REST, para ofrecer respuestas completas directamente en la aplicación.

Arquitectura de microservicios

La plataforma Factory Intelligence se basa en una arquitectura modular de microservicios. Este enfoque garantiza un alto rendimiento y una gran escalabilidad.

Distintos servicios se encargan de tareas diferentes y se comunican mediante Azure Service Bus. Cuando se produce un evento, como una nueva alerta de máquina, los servicios correspondientes reciben una notificación y pueden reaccionar en paralelo sin bloquearse entre sí.

La tabla siguiente ofrece un breve resumen de los servicios de la plataforma.

Todos los servicios se apoyan en una base de datos MongoDB centralizada. Así, los datos de la fábrica se mantienen coherentes y disponibles de inmediato en todo el sistema.

Implementación técnica

Factory Copilot está diseñado para gestionar tareas de datos muy complejas y, al mismo tiempo, ofrecer una experiencia de usuario sencilla.

Para lograrlo, implementamos las siguientes soluciones técnicas:

Vocabulario de la fábrica

El sistema comprende el vocabulario industrial propio de la fábrica, por ejemplo, las máquinas y los equipos, las reglas de alerta, y las señales y la telemetría. Estos términos se almacenan en Azure AI Search. El copiloto los verifica antes de enviar una consulta, lo que evita solicitudes erróneas o mal interpretadas.

Consultas de datos inteligentes

Desarrollamos un motor de herramientas basado en un DAG que determina la mejor forma de obtener información de distintas fuentes de datos. Puede combinar datos de varias fuentes y procesar los resultados en el orden correcto.

Visualizaciones dinámicas

El sistema elige automáticamente la forma de presentación más adecuada para los resultados. Según los datos, puede mostrar la información en forma de gráficos, tablas u otras visualizaciones pertinentes.

Seguridad

El copiloto se apoya en un control de acceso basado en roles y en el cifrado. Los usuarios solo tienen acceso a los datos y análisis para los que disponen de autorización.