Eclipse Unide - Etapas para entender os dispositivos da indústria

Quando vou de férias para um país estrangeiro, geralmente aprendo algumas palavras do idioma local para sobreviver. Não há tempo ou necessidade de ser totalmente fluente. Mas é útil saber algumas frases simples. Existem esses mini livros de frases contendo o básico (olá, estou com fome, etc.). E com o tempo, montei uma coleção que me ajudou muito. Enfrentamos uma situação semelhante na Indústria 4.0:
"Existem muitas máquinas diferentes por aí, usando vários idiomas e sotaques diferentes." Tweet isto
As máquinas mais antigas, em particular, não falam novos protocolos (por exemplo, OPC-UA). E ainda precisamos entender como monitorar sua condição ou interpretar medidas específicas.

Se houvesse uma abordagem simples que pudéssemos adotar para enviar e entender esse conteúdo específico do setor implementado para vários sistemas, estaríamos no caminho certo para um setor conectado.

Por meio da experiência prática e da colaboração com clientes e parceiros, aprendemos quais informações são essenciais para compreender os dispositivos industriais. Ao enviar dados de medição, por exemplo, a única forma de interpretar essas informações é se também tivermos a peça ou número de lote atualmente produzido e a identificação da máquina.

Começamos a capturar essas informações em uma carga útil simples. Assim como no exemplo da vida real que mencionei, onde você pode usar as mesmas frases em um telefone, em uma carta ou pessoalmente, a carga útil deve ser enviada por meio de protocolos diferentes (REST, MQTT, AMQP).

Após o uso bem-sucedido em um ambiente de produção com parceiros e clientes, queremos desenvolver exemplos de implementações de troca de tais cargas úteis junto com a Comunidade Eclipse.

Por que o protocolo de gerenciamento de desempenho de produção (PPMP)?

Visivelmente, nos últimos anos, tem havido um aumento contínuo na demanda, pressão de preços e complexidade na fabricação. As coisas precisam se mover mais rápido, ser mais flexíveis e atender aos padrões de qualidade mais elevados. Freqüentemente, a otimização a esse respeito é chamada de Gerenciamento de Desempenho da Produção (PPM). A base para essa otimização são as informações das máquinas e dispositivos relacionados a um produto, como:

• Torque e ângulo para um processo de aperto
• Influxo / efluxo de uma estação de teste da placa do acelerador
• Consumo de energia de fusos em um processo de corte

Diretrizes para uma troca unilateral de informações

• A estrutura dos dados deve ser flexível o suficiente para ser transportada por meio de vários protocolos de transporte, para evitar reinventar a roda e aproveitar a tecnologia existente;
• semelhante em cada caso, para permitir o uso do mesmo software para interpretar os dados;
• facilmente compreensível, para garantir que a implementação em um ambiente personalizado não seja um obstáculo;
• o mais simples possível, para evitar a produção de uma estrutura opinativa;
• e ainda contendo informações suficientes para os casos de uso, para cumprir os requisitos funcionais.

Hoje em dia, máquinas e softwares totalmente novos costumam ser fornecidos com poderosos recursos de comunicação. Para máquinas mais antigas, fábricas menores e PMEs (pequenas e médias empresas), pode ser um desafio acompanhar os complexos padrões de TI que surgem. Na verdade, às vezes o próprio hardware impõe limites.

No entanto, em um ambiente de fabricação, o monitoramento faz mais sentido se não houver pontos cegos. Uma maneira de conseguir isso é atualizando as máquinas e o software. Retrofitting é outra. Para este último, o obstáculo deve ser o mais baixo possível. No entanto, deve haver algumas diretrizes para uma troca unilateral das informações mais necessárias (mensagens da máquina, medições).

Decidimos que o menor denominador comum das informações necessárias compreende os campos obrigatórios, que as informações comuns relevantes devem ser opcionais. Também deve haver a opção de adicionar pontos de extensão por meio de metadados.

Benefícios da indústria do Eclipse Unide

O objetivo do Eclipse Unide é tornar o PPM acessível para organizações menores. Portanto, reduz o custo e a complexidade da comunicação de dados. Por meio de exemplos de implementações de uma estrutura de informação simples (PPMP) adaptada para ambientes de manufatura, queremos incentivar a comunidade a usar, compartilhar e desenvolver essa estrutura em conjunto.

PPMP foi introduzido como parte de um teste de PPM em uma fábrica de médio porte da Bosch, trabalhando com muitas PMEs como parceiros e fornecedores. Este teste visa criar um ecossistema que permitirá que as PMEs e empresas maiores colaborem de forma eficiente.

O PPMP desempenha um papel importante ao garantir a interoperabilidade entre diferentes tipos de dispositivos e software. Ele é projetado para reunir e agregar dados de máquinas e sensores de diferentes dispositivos. Ele se concentra na definição da carga útil JSON, que pode ser transferida por meio de uma variedade de transportes (REST, AMQP, MQTT, etc.). Os principais objetivos do PPMP são:

• Para integrar dispositivos (entre domínios, por exemplo, manufatura ou energia) para fins de agregação e coleta de dados
• Para fornecer uma solução muito leve e fácil de usar para pequenas e médias empresas (PMEs)

A Bosch está iniciando um padrão aberto para a indústria 4.0 e a IoT que beneficiará grandes e pequenas e médias empresas.

Por que código aberto? E por que Eclipse Unide?

O PPMP estende o mundo existente do Eclipse IoT, fornecendo um formato fácil e leve para coleta de dados de sensores e máquinas da indústria. Ele se concentra na normalização de séries temporais e mensagens de alerta. Ele pode ser transportado por protocolos incluindo REST, AMQP e MQTT. Como o PPMP, essas tecnologias não exigem middleware complexo e caro, nem seus sistemas geram taxas de licença adicionais.

Eclipse é uma excelente plataforma para desenvolver implementações de amostra de PPMP e desenvolver o formato na prática com a comunidade. Na verdade, esse esforço pode até juntar forças com projetos Eclipse IoT existentes, como Eclipse hono, Eclipse Paho ou Eclipse Kura. No geral, o Eclipse tem o ecossistema IoT global perfeito para iniciar este projeto e aprender com vários membros da comunidade. Podemos fornecer nosso know-how do setor para um desenvolvimento sustentável e específico do setor do ecossistema IoT, e também para um projeto Eclipse Unide bem-sucedido.

Nossa mudança em direção a padrões abertos para uma fábrica digital também é apoiada por uma pesquisa recente (apenas em alemão):55% dos participantes respondentes de um evento da indústria afirmaram que os padrões abertos são importantes para implementar a Indústria 4.0.

Próximas etapas

O projeto Eclipse Unide publica a versão atual do Production Performance Management Protocol (PPMP) e desenvolve implementações simples de servidor / cliente. As implementações armazenam as cargas úteis em um banco de dados e as exibem por meio de uma interface de usuário simples. Todos podem usar essas amostras para seus aplicativos de monitoramento de condição personalizados.