Indústria 4.0 em um universo multiprotocolo

Pode ser a parte mais espinhosa da implementação da manufatura inteligente e da Indústria 4.0:Como trazer os sistemas existentes para o mundo da produção, coleta e análise de dados de máquina?

Com a falta de padronização nos protocolos de software para tecnologias operacionais e informacionais, pode parecer impossível fazer com que equipamentos antigos e novos de fábrica trabalhem juntos de forma integrada, produzindo fluxos de dados padronizados e acionáveis.

“A realidade é que teremos todos esses protocolos, tanto os novos e ótimos quanto os mais antigos e primitivos, por um longo tempo”, disse Jonathan Wise, vice-presidente de tecnologia do CESMII, o Smart Manufacturing Institute.

O comentário de Wise veio quando ele moderou um grupo de especialistas durante o recente Smart Manufacturing Interoperability and Harmonization Panel, parte do CESMII Smart Manufacturing Summit on-line realizado para mostrar o que significa democratizar a fabricação inteligente.

O membro do painel Russell Waddell, diretor administrativo do MTConnect Institute, havia definido os termos anteriormente na discussão:”, observou ele, ressaltando que o padrão MTConnect oferece um vocabulário semântico para equipamentos de fabricação para fornecer dados estruturados e contextualizados sem forma proprietária.

“Como você orientaria os fabricantes que provavelmente estão procurando modernizar sistemas brownfield [já existentes] para que possam tirar proveito de alguma fabricação inteligente ou, em outros casos, podem estar procurando comprar novas máquinas?” Wise perguntou aos especialistas. “O que eles devem procurar nos greenfields e garantir que estejam bem posicionados para avançar para a Indústria 4.0? E então como nós – as pessoas que tentam criar valor de informação a partir dessas fontes de dados – gerenciamos um universo multiprotocolo?”

O presidente e diretor executivo da OPC Foundation, Stefan Hoppe, disse:“Para cenários brownfield, definitivamente”, existe um “enorme ecossistema, com gateways conversando com o OPC UA de camada superior [um protocolo de comunicação de máquina], incluindo o transporte MQTT [um protocolo que transporta mensagens entre dispositivos] e assim por diante, e no nível inferior, usando o que eles tinham antes.” Para cenários novos e inexplorados, quase todos os fornecedores de máquinas integraram o OPC UA ao projeto e ao dispositivo. “Então você tem modelagem de informações da fonte diretamente da caixa”, disse Hoppe.

Erich Barnstedt, arquiteto-chefe, padrões e consórcios, Azure IoT na Microsoft, comentou:“Francamente, os equipamentos legados estarão conosco para sempre. Precisamos facilitar com as ferramentas certas o mapeamento desse equipamento legado para um modelo de informações aberto baseado em padrões. Faça esse processo uma vez e, a partir de então, use o modelo de informações padronizado e encontre um mecanismo automático para também enviar esse modelo de informações para sistemas analíticos em nuvem ou sistemas analíticos no local.

“Não precisa necessariamente ser baseado em nuvem, mas o software analítico é onde está o valor agregado e a Indústria 4.0, em termos de obter novos insights que você não podia fazer antes. Portanto, tornar essa fase de mapeamento de conectividade e modelagem de dados o mais simples possível – é isso que devemos aos nossos clientes.”

Nenhum protocolo único precisa vencer, acrescentou Barnstedt. Os fabricantes precisam saber como colocar seus dados em um formato que possam usar no futuro, independentemente do fornecedor, e então criar as ferramentas certas para o trabalho para torná-lo uma experiência perfeita, disse ele.

O ponto chave da interoperabilidade são os modelos de informação, afirmou Wise.

“Se você é um fabricante com equipamentos mais antigos, não está bloqueado por isso. Podemos adaptar e implementar o tipo de bits necessários para conectar aos sistemas de informação modernos. Mas ao longo do caminho, precisaremos normalizar ou padronizar esses dados.

“E se você estiver criando seu próprio modelo de informação, se achar que tem a melhor maneira de descrever uma determinada máquina, pare. Especialistas têm trabalhado nesse problema específico por uma década ou mais. É aí que precisamos de uma comunhão. É aí que precisamos adotar algumas abordagens comuns, alguma linguagem comum.”

Para ajudar a chegar a uma linguagem comum, os modelos de informação OPC UA serão publicados na UA Cloud Library, que também incluirá modelos de informação existentes da VDMA Verlag, uma associação de engenharia com sede na Alemanha, de acordo com o painelista Andreas Faath, diretor-gerente da European grupo.

Juntar essas ferramentas na biblioteca no futuro pode ser uma linguagem de produção global baseada em OPC UA na qual a VDMA está trabalhando.

As ferramentas de software de código aberto para interoperabilidade referenciadas pelo painel – OPC UA, MQTT, a especificação complementar MTConnect – já estão publicadas no GitHub. “Tudo o que você precisa está lá, e se você precisar de ajuda para encontrar essas etapas, é para isso que o CESMII está aqui; não para escolher lados em uma guerra protocolar, mas para ajudá-lo a encontrar os passos de onde você está para onde você quer ir”, disse Faat.