Conectividade por Design

Assim como a corrente sanguínea nutre cada sistema individual do corpo humano, as informações e os dados são a força vital de todas as partes de sua organização. O problema é que a maioria das organizações está mal conectada. Como resultado, este sangue vital não pode viajar adequadamente entre os sistemas, deixando cada sistema isolado, subutilizado e subnutrido.

Os silos de dados são um sintoma de um sistema mal conectado, o que resulta em perda de tempo e recursos e causa má tomada de decisão, oportunidades perdidas e duplicação de esforços conforme cada funcionário tenta recriar conjuntos de dados existentes de seu próprio cache, provavelmente desatualizado de informação.



Os dados são a força vital de sua organização. (Fonte:Bentley Systems)

A necessidade de informações unificadas e agregadas

A maneira de resolver o problema do silo de dados é melhorar a conectividade entre esses silos e sistemas de dados. As tendências e padrões da indústria, como Industry 4.0 e digital twins, são o culminar dessa necessidade de informações unificadas e agregadas para conectar e selecionar fontes de dados novas e legadas, criando um ecossistema mais holístico e melhor conectado.

A conectividade por design estende e defende não apenas o avanço da conectividade, mas também a integração da conectividade no design real de soluções e software. Os sistemas, por design, devem ser capazes de descobrir, herdar, avaliar e compartilhar inteligência entre diferentes sistemas ou componentes. Devemos ser capazes de monitorar, analisar e controlar no nível da subunidade em tempo real e visualizar os dados no nível do sistema e em todo o ecossistema. Essa é a cola que vai acelerar a digitalização.

Abrir sempre vence

Aberto significa que você não está preso a uma solução de um único fornecedor. Você pode importar e exportar dados livremente. Quando você escreve um aplicativo com uma tecnologia aberta, ele pode ser executado em qualquer lugar. Ele não precisa ser executado em nenhuma nuvem específica e não o força a armazenar seus dados em uma nuvem restrita por termos de serviço. Você sempre poderá acessar e exportar seus dados.

Existem muitas vantagens das quais as organizações podem se beneficiar quando podem permitir a troca de dados entre dispositivos de vários fornecedores sem quaisquer restrições fechadas ou proprietárias. Quando padrões abertos não proprietários são utilizados, a interoperabilidade entre fontes de dados e terminais é garantida sem quaisquer limitações. As revisões por pares podem ser feitas facilmente, independentemente das plataformas de design usadas, para que as equipes de design possam colaborar, inovar e acelerar o desenvolvimento por uma fração do custo, garantindo dados robustos e confiáveis.

A abertura depende da padronização

Para a maioria das organizações, sua infraestrutura de tecnologia da informação é uma miscelânea de aplicativos e serviços novos, legados, locais e em nuvem. Esses sistemas não podem ser substituídos da noite para o dia e devem desempenhar um papel em um ecossistema de informações conectado por anos ou mesmo décadas. A troca de informações em tempo real entre esses sistemas heterogêneos e muito frequentemente distribuídos geograficamente é crítica para suportar cenários de negócios complexos em processos de negócios multifuncionais.

Os padrões da indústria promovem a abertura e permitem a interoperabilidade entre produtos de diferentes fornecedores. Eles fornecem uma base para o entendimento mútuo e facilitam a comunicação, o que melhora a comunicação entre empresas e acelera o desenvolvimento. Os padrões de interoperabilidade com poder de permanência incluem:

• ISO 15926 é para integração de dados e interoperabilidade em projetos de capital. Aborda compartilhamento, troca e transferência de dados entre sistemas.
• ISO 18101 fornece orientação sobre os requisitos de interoperabilidade entre sistemas de sistemas, sistemas individuais (incluindo hardware e software) e componentes. Este padrão surgiu do padrão aberto MIMOSA CCOM.
• OPC-UA (Arquitetura Unificada) é um dos protocolos de comunicação mais importantes para a Indústria 4.0 e a Internet das Coisas Industrial (IIoT). Ele padroniza a troca de dados entre máquinas, dispositivos e sistemas no ambiente industrial para independência de plataforma e interoperabilidade.
• RAMI 4.0 é um modelo padronizado que define uma arquitetura orientada a serviços (SOA) e um protocolo para comunicação de rede, privacidade de dados e segurança cibernética.

Os padrões industriais para interoperabilidade aberta permitem que os fornecedores trabalhem juntos para abrir seus sistemas para que os usuários do software do fornecedor tenham uma visão completa de seus ativos e dados.

Edge ou Cloud, o melhor dos dois mundos - contanto que estejam conectados

Ao apresentar a IIoT à sua organização, você provavelmente considerará aproveitar os dispositivos de borda para coletar e processar os dados desse dispositivo diretamente no dispositivo, o que leva a capacidade de computação para mais perto do ponto de coleta de dados (a localização do dispositivo IIoT). Isso é chamado de computação de ponta.

A função da computação de ponta é ingerir, armazenar, filtrar e enviar dados para sistemas em nuvem. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) é uma arquitetura de sistema de controle projetada para monitoramento e controle remoto de aplicações industriais. A diferença entre a computação em nuvem e a computação de ponta é simplesmente onde o processamento ocorre. A nuvem funciona por meio de um data center centralizado, enquanto a computação de ponta é uma coleção de pontos. Há muitos benefícios em usar a computação em nuvem para centralizar e agregar informações, o que pode culminar em um gêmeo digital completo de uma instalação. Mas há razões igualmente válidas e importantes para usar a computação de ponta, que vão desde problemas de latência e largura de banda até questões de custo, confiabilidade e privacidade.



Dispositivos Edge em um ambiente hiperconectado. (Fonte:Bentley Systems)

Em última análise, em um ambiente hiperconectado e aberto, em um ecossistema IIoT centralizado ou distribuído / de ponta, é importante para os tomadores de decisão obterem uma imagem completa, oportuna, precisa e confiável do desempenho do ativo, o que leva a os tipos de benefícios que são impossíveis em um ecossistema com isolamento de dados.

Além disso, embora os feeds IIoT tenham um enorme valor individual, eles devem ser conectados e combinados com informações de fontes de dados tradicionais, incluindo registros de ativos, cronogramas de trabalho, desempenho, falha e planos de gerenciamento de confiabilidade, bem como atividades de manutenção para otimizar seu valor para o tomadores de decisão.

Resultados de negócios e tomada de decisões

Os resultados de negócios podem mudar ao injetar hiperconectividade. Por exemplo, uma equipe que monitora uma operação de perfuração pode querer determinar quando acionar a substituição da cabeça de perfuração e minimizar a paralisação do trabalho. A câmera na ponta da cabeça de perfuração e os sensores associados medem vibração, temperatura, velocidade angular e movimento e, em seguida, transmite sinais de série temporal incluindo vídeo, áudio e outros dados. Esses dados devem ser analisados ​​o mais próximo possível do tempo real no que diz respeito à identificação de objetos, geolocalização de precisão e vinculação de processos.

A análise preditiva avançada compara a condição da cabeça de perfuração com padrões anteriores e plataformas ou geologias semelhantes para determinar quando a taxa de perfuração e o desempenho diminuirão abaixo de uma velocidade tolerável e identificar falhas de componentes previsíveis. Essas previsões, combinadas com o cronograma de perfuração, permitirão que os operadores decidam quando substituir a cabeça de perfuração.

Idealmente, a cadeia de suprimentos de peças sobressalentes pode ser acionada automaticamente com base nas previsões ou decisões de substituição. Quando acionados, os pedidos de compra são seguidos por transporte e logística para entrega e agendamento da força de trabalho para executar a substituição antes da quebra. Os dados sobre a cabeça de perfuração e o tempo de espera para cada processo e operação são capturados para futuros estudos agregados ou.

Nesse cenário, os sinais vindos do equipamento precisam ser sintetizados em um conjunto agregado e unificado de informações para um valor ideal. Nesse caso, sinais de série de tempo, dados de registro de ativos, dados de desempenho e métricas são melhor avaliados juntos.

Combinar claramente a computação em nuvem e computação de ponta com modelos de engenharia, análise de confiabilidade, cadeia de suprimentos e dados de manutenção fornece o melhor resultado, mas só é possível em uma arquitetura que conecta conjuntos de dados e dados. Os dados conectados fornecem contexto em tempo real, permitindo que você veja como o desempenho dos ativos está afetando as principais métricas de negócios.

Pessoas, processos e conectividade de dados

Quando dizemos “conectividade por design”, também queremos dizer conectividade entre pessoas e entre pessoas e dados. Uma estratégia de negócios de conectividade resulta em um ganho exponencial de produtividade.

A integração de processos de negócios não envolve apenas software e, certamente, não se trata apenas de TI. A integração do processo de negócios unifica a cultura da organização com uma estratégia de análise de dados aprimorada e torna possível que os dados se tornem acionáveis ​​por pessoas ou automatizados em tempo real. A integração de processos de negócios é uma iniciativa de negócios importante projetada para alavancar a conectividade.

Ambiente de dados conectados do iTwin da Bentley

Ambiente de dados conectados de iTwin da Bentley. (Fonte:Bentley Systems)

No diagrama de exemplo do iTwin Connected Data Environment da Bentley, os processos de negócios relacionados à aquisição e agregação de dados são conectados e contribuem coletivamente para a criação de um gêmeo digital em tempo real. Nesse caso, os modelos de engenharia de ferramentas CAD como os da Bentley, AVEVA ou Hexagon que implementam esquemas baseados no padrão ISO 15926 são adquiridos por meio do que chamamos de pontes. As pontes A e B, também chamadas de conectores, entendem esses esquemas e os transformam em esquemas iModel BIS. A partir daí, os dados adquiridos são agregados para se tornarem um conjunto de dados de engenharia unificado, que então se torna disponível para visualização e análise.

Simultaneamente, as informações das ferramentas de gerenciamento de configuração e confiabilidade são coletadas e transformadas em um modelo de dados compatível com CCOM da indústria. Tal como acontece com o iModel, esses dados operacionais são reunidos e unificados no hub de dados de operações. Lá, ele pode ser relatado e combinado com dados de engenharia e dados de geometria residentes no iModelHub, bem como dados IIoT fornecidos por meio do hub IoT do Microsoft Azure, para fornecer ao usuário um gêmeo digital completo e em tempo real.

Um gêmeo digital é uma representação digital de um ativo físico, processo ou sistema, que nos permite entender e modelar seu desempenho. Os gêmeos digitais são continuamente atualizados com dados de várias fontes, o que permite que eles reflitam o estado atual dos sistemas ou ativos do mundo real. Tudo está conectado a tudo e a capacidade de usar essas informações para apoiar a tomada de decisão é onde o verdadeiro valor de um gêmeo digital é percebido.

Por que abrir, por que conectado, por que agora?

Todo mundo diz "aberto". Mas não há graus de abertura - ou você está falando sério ou não. A tecnologia aberta é projetada para ter capacidade de troca de fornecedor. A adoção e a incorporação nativa de padrões, como código-fonte aberto e padrões de interoperabilidade aberta, como ISO 15926 e, mais recentemente, ISO 18181 torna tão fácil quanto possível para clientes e desenvolvedores terceirizados interagirem com aplicativos e serviços em nuvem.

O código aberto e os dados abertos abrem caminho para a criação de um gêmeo digital completo e de alta fidelidade que representa totalmente uma instalação em todos os aspectos, desde o projeto, construção, comissionamento, manutenção e operações.

Aberto e conectado não é um objetivo em si. É uma estratégia corporativa embutida na estrutura de uma organização que permite que os usuários da tecnologia tenham fácil acesso aos seus dados.