Modelos de referência e interoperabilidade no âmbito da Indústria 4.0: caso de demonstração PRODUTECH SIF na indústria transformadora

Abstract

O início da quarta era industrial veio revolucionar o setor, introduzindo inovações tecnológicas que surgem com a evolução da computação ao longo dos anos. A introdução deste conceito conduziu a uma mudança na forma de pensar o processo produtivo e toda a cadeia de valor, visto que, a indústria 4.0 promove a digitalização de todas as operações, agregando um grande fluxo de informação disponível para toda a cadeia. Para além desta digitalização, esta era trouxe consigo a necessidade de comunicação além-fronteiras, pois atualmente a produção vai muito para além das quatro paredes de uma fábrica exigindo uma conexão com todos os stakeholders, sejam eles internos ou externos à organização. No decorrer da industrialização, cada organização foi percorrendo caminhos independentes sem possuir uma preocupação evidente no estabelecimento de uma conexão interorganizacional, o que resultou num conjunto de ambientes heterogéneos. Este carácter de unicidade organizacional vem dificultar a conectividade entre as diferentes entidades, havendo assim a necessidade de definição de uma semântica comum para que desta forma seja possível a comunicação entre estas. Assim, surgem os modelos de referência I4.0, estes procuram a padronização de guidelines utilizadas de modo a garantir a interoperabilidade de sistemas e um mundo industrial conectado. Com esta motivação vários consórcios foram estabelecidos apresentando, aos dias de hoje, dois modelos de referência dominantes na área, o RAMI e o IIRA. Sendo um dos objetivos da Indústria 4.0, a garantia de uma unicidade na semântica adotada, pretende-se reunir os dois referenciais numa só arquitetura procurando as suas semelhanças e tendo por base a interoperabilidade entre os modelos. Desta arquitetura surgem, dois setores de desenvolvimento para o caso de demonstração, sendo eles: o estudo da informação gerada pela cadeia de produção, nomeadamente na abordagem ao cenário industrial e o levantamento de requisitos da plataforma que permite a gestão desses mesmos dados. Esta plataforma vem dar resposta à necessidade de monitorização e controlo das máquinas pertencentes ao chão de fábrica, possibilitando a digitalização de toda a informação e a garantia de uma interoperabilidade entre a linha de produção, a plataforma e as restantes aplicações externas. A análise desenvolvida permite salientar a importância de uma conectividade entre sistemas diferentes pois o estudo e análise dos dados que provêm dos sensores existentes nas máquinas pode proporcionar uma atuação atempada em caso de descontrolo ou ocorrência de falhas na linha de produção.

The beginning of the fourth industrial era came to revolutionize the industry, introducing technological innovations that arise with the evolution of computing over the years. The introduction of this concept has led to a change in thinking about the production process and the entire value chain, since industry 4.0 promotes the digitalization of all operations by adding a large flow of information available to the entire chain. In addition to this digitalization, this era brought with it the need for cross-border communication, since today the production goes far beyond the four walls of a factory requiring a connection with all stakeholders, whether internal or external to the organization. During industrialization, each organization went through independent paths without having a clear concern in establishing an inter-organizational connection, which resulted in a set of heterogeneous environments. This character of organizational uniqueness complicates the connectivity between the different entities, so there is a need to define a common semantics so that communication between them is possible. Thus, the reference models I4.0 arise, these seek the standardization of guidelines used to guarantee the interoperability of systems and a connected industrial world. With this motivation, several consortiums were established presenting, to the present day, two dominant models of reference in the area, RAMI and IIRA. As one of the objectives of Industry 4.0, the assurance of a uniqueness in the adopted semantics, is intended to bring together the two references in a single architecture looking for their similarities and based on the interoperability between the models. From this architecture, there are two development sectors for the demonstration case: the study of the information generated by the production chain, namely in the approach to the industrial scenario and the requirements elicitation of the platform that allows the management of the same data. This platform responds to the need for monitoring and control of machines belonging to the factory floor, enabling the digitalization of all information and ensuring interoperability between the production line, the platform and the other external applications. The developed analysis allows emphasizing the importance of a connectivity between different systems since the study and analysis of the data that comes from the existing sensors in the machines can provide a timely action in case of uncontrol or occurrence of failures in the production line.