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IoT Blockchain – Finalistas Open Call Alastria 2018

Tras pasar la primera fase, del reto Blockchain propuesto por Alastria, en el que participamos junto con otros 86 proyectos, nos proclamamos finalistas.
 

El reto: ¿cómo solucionar los problemas de garantía de origen, la integridad y el no repudio?

El pasado 19 de noviembre presentamos nuestra propuesta en el parque tecnológico de Vizcaya, en la que desarrollamos un proyecto que combina dos tecnologías punteras: IoT y Blockchain aplicadas en el Sector Alimentario. Esta combinación permite dar solución a la trazabilidad de alimentos, garantizar la denominación de origen y asegurar los procesos de producción y la calidad de los productos. Antes de entrar en la solución, se deben conocer cómo se garantizan hoy en día estos supuestos. Actualmente, en la industria alimentaria existen procesos ampliamente contrastados que aseguran la calidad de los alimentos. Mediante el análisis de diversos factores que intervienen en la fabricación y manipulación de alimentos se garantiza, por ejemplo, que un alimento es apto para el consumo o que cuenta con denominación de origen. El control de calidad de los alimentos mediante el sistema APPCC (Análisis de Peligros y Puntos de Control Críticos) permite aumentar la seguridad del producto final, identificar los riesgos en cada etapa de elaboración y propone medidas preventivas, capacidad para adaptarse a los cambios tecnológicos, ayuda a las labores de inspección por parte de las autoridades reguladores, seguridad en los alimentos facilitando el comercio internacional o reducir costes por fabricar productos defectuosos. El desarrollo del método APPCC lo desarrollan especialistas cualificados en áreas específicas de la industria. Se establecen puntos de control críticos: aquellas prácticas o procedimientos en los que se pueden ejercer control sobre uno o más factores, en ellos puede aparecer un riesgo inaceptable para el consumidor o para la imagen de la empresa, por ejemplo, la fase de cocción, en la que la temperatura de esta fase determina la eliminación de bacterias en los alimentos. Establecer límites críticos a partir de los cuales existen riesgos potenciales para la seguridad del consumidor: temperatura, tiempos, pH, cloro, microbiológicos, etc. La vigilancia de estos controles se establece de forma rutinaria, por ejemplo, en la refrigeración de alimentos se establecen 3º centígrados, si se supera esta temperatura, puede comenzar el crecimiento bacteriano. Además, los sistemas de vigilancia permiten comprobar manualmente que los puntos críticos se encuentran dentro de los límites de seguridad a través de la observación visual, valoración sensorial y determinaciones físicas, químicas y biológicas. Con una frecuencia que garantice que el punto crítico está bajo control. Entonces.

¿Por qué usar IoT y Blockchain para el control de la producción alimentaria?

  • Transparencia de todos los procesos de producción.
  • Trazabilidad total en intervalos de tiempo muy reducidos o en tiempo real de los parámetros que afectan a la producción alimentaria.
  • Automatización del registro de datos de los dispositivos IoT.
  • Generación de alarmas que permitan corregir procesos antes de desechar lotes.
  • Elimina la manipulación indeseadas de alimentos.
  • Reduce los costes de aseguramiento de calidad.
  • Reduce los costes de lotes desechados por falta de seguimiento del proceso de producción.

Certificación de calidad de procesos de producción por medio de la monitorización de dispositivos IoT a través de la Blockchain.

La extracción de los datos de los dispositivos IoT permite analizar distintos parámetros dentro de la cadena de producción. Estos datos permiten certificar la calidad del producto final. La combinación de estas dos tecnologías permite el acceso a esta información a todos los integrantes de la red Blockchain. Datos como la temperatura, tiempos, pH, cloro, microbiológicos, etc. son críticos en algunos procesos de producción y pueden ser monitorizados en tiempo real desde cuadros de mando conectados a los dispositivos de control ubicados en las salas de producción o conectados a las máquinas responsables de los procesos.

Asociando los datos generados por los dispositivos de control IoT con un lote de producción se podría garantizar la calidad del producto. Dicha información de calidad puede compartirse con clientes o consumidores finales, de modo que cualquiera de los actores involucrados en la fase posterior a la producción podría consultar los valores críticos del proceso tan sólo con poseer el número del lote de producción.

Aprovechando la tecnología Blockchain pueden almacenarse estos valores a medida que vayan surgiendo, casi en tiempo real, y garantizar que una vez almacenados los valores no pueden ser alterados (no-repudio).

Dicha información serviría además para asistir eficientemente al proceso de certificación de calidad, convirtiéndose prácticamente en un proceso automatizado.

Y esto ¿cómo se hace? 

Se propone un sistema que lee los datos de distintos dispositivos IoT y los envía a la Blockchain utilizando un contrato inteligente.

El contrato inteligente es capaz de asociar una información de lote de producción con los datos que se producen entre el momento de iniciar la producción hasta finalizarla.

Cada dispositivo IoT se identifica con una clave privada desde la que se efectúa la transacción de envío de datos, asegurando así la garantía de origen del dato. El envío de los datos es constante y la periodicidad es configurable dependiendo del requerimiento del proceso y los consumidores de la información. Cada transacción de envío de datos contiene un sello de tiempo que permite identificar en qué momento exacto fue generado. Una función en el contrato permite identificar el comienzo y el fin del lote de producción.

Arquitectura Propuesta

Se propuso una arquitectura capaz de dar solución al problema, dividida en tres elementos fundamentales:

 

    • Plataforma Alastria: Encargada de validar la identidad por medio de Alastria Identity Services y donde se despliega el Contrato Inteligente de la solución.
    • Plataforma de línea de producción: Donde se generan los datos a partir de las mediciones de los dispositivos IoT y se envían a la Plataforma Alastria por medio de un controlador de datos. La comunicación entre los dispositivos IoT y el controlador se hace a través del protocolo MQTT, mientras que la comunicación entre el controlador y la plataforma Alastria se hace con el protocolo REST bajo HTTP seguro. Los datos se envían al Smart Contract desplegado en los nodos Ethereum de Alastria.
    • Consumidor: Cualquier entidad previamente registrada en la red Alastria podría consultar los datos de calidad generados por los dispositivos asociados a un lote de producción a través de una API.

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