A contribution for data processing and interoperability in Industry 4.0

Abstract

Industry 4.0 is expected to drive a significant change in companies’ growth. The idea is to cluster important information from all the company’s supply chain, enabling valuable decision-making while permitting interactions between machines and humans in real time. Autonomous systems powered with Information Technologies are enablers of Industry 4.0 – like Internet of Things (IoT), Cyber Physical-Systems (CPS) and Big Data and analytics. IoT gather information from every piece of the big puzzle which is the manufacturing process. Cloud Computing store all that information in one place. People share information across the company, between its supply chain and hierarchical levels through integration of systems. Finally, Big Data and analytics are of intelligence that will improve Industry 4.0. Methods and tools in Industry 4.0 are designed to increase interoperability across industrial stakeholders. In order to make the complete process possible, standardisation must be implemented across the company. Two reference models for Industry 4.0 were studied - RAMI 4.0 and IIRA. RAMI 4.0, a German initiative, focuses on industrial digitalization while IIRA, an American initiative, focuses on “Internet of Things” world, i.e. energy, healthcare and transportation. The two initiatives aim to obtain intelligence data from processes while enabling interoperability among systems. Representatives from the two reference models are working together on the technological interface standards that could be used by companies joining this new era. This study aims at the interoperability between systems. Even though there must be a model to guide the company into Industry 4.0, this model ought to be mutable and flexible enough to handle differences in manufacturing process, as an example automotive industry 4.0 will not have the same approach as aviation Industry 4.0.

Espera-se que a Indústria 4.0 seja uma mudança significativa no crescimento das empresas. O objetivo é agrupar informações importantes de toda a cadeia de suprimentos da empresa, proporcionando uma tomada de decisão mais acertada, ao mesmo tempo que permite interações entre seres humanos e máquinas em tempo real. Sistemas autônomos equipados com Tecnologias da Informação possibilitam a Indústria 4.0 como a Internet das Coisas (IoT), sistemas ciber-físicos (CPS) e Big Data e analytics. A IoT coleta informações de cada peça do grande quebra-cabeça que é o processo de fabricação. Cloud Computing lida com armazenamento de toda essa informação em um só lugar. As pessoas compartilham informações em toda a empresa, na cadeia de abastecimento e níveis hierárquicos por meio da integração de sistemas. Por fim, Big Data e analytics são de inteligência que melhorarão a Indústria 4.0. Os métodos e ferramentas da Indústria 4.0 são projetadas para aumentar a interoperabilidade entre os stakeholders. Para tornar possível essa interoperabilidade, um padrão em toda a empresa deve ser implementado. Dois modelos de referência para a Indústria 4.0 foram estudados - RAMI 4.0 e IIRA. RAMI 4.0, a iniciativa alemã, concentra-se na digitalização industrial, enquanto IIRA, a iniciativa americana, foca no mundo da Internet das Coisas, como energia, saúde e transporte. As duas iniciativas visam obter dados inteligentes dos processos e, ao mesmo tempo, permitir a interoperabilidade entre os sistemas. Representantes dos dois modelos de referência estão a trabalhar juntos para discutir os padrões de interface tecnológica que podem ser usados pelas empresas que entram nessa nova era. Este estudo visa a interoperabilidade entre sistemas. Embora deva haver um modelo para orientar a empresa na Indústria 4.0, esse modelo deve ser mutável e flexível o suficiente para lidar com diferenças no processo de fabricação, como exemplo a indústria 4.0 automotiva não terá a mesma abordagem que a Indústria 4.0 de aviação.