Abordagem em Borda de Rede para Coleta e Processamento Contínuo de Telemetria em Larga Escala na Indústria 4.0
Resumo
Em ambientes industriais, uma pequena quantidade de dados pode ser gerenciada e analisada de forma simples, mas quando ganham novas proporções, crescendo de forma constante, torna-se mais complexo a tarefa de gerir esses dados. Este trabalho apresenta uma abordagem em Borda de Rede para estabelecer um fluxo contínuo de coleta e processamento de dados telemétricos de máquinas industriais. Chamada de ThreeVS-industry, essa abordagem utiliza OPC-UA como padrão de interoperabilidade no espaço de automação industrial, à medida que, dados coletados são enviados para um ambiente de Big Data. O objetivo dessa abordagem é integrar máquinas e sistemas automatizados para ajudar gestores a obter informações e insights, que servirão de base para aprimoramentos contínuos em processos e planejamentos estratégicos. Com o intuito de integrar um mecanismo de detecção de falhas nos dispositivos à abordagem, um experimento simulado foi implementado em ambientes de Computação em Nuvem e Computação de Borda. Em todas as execuções, utilizar Computação em Borda mostrou-se superior, com ganhos de até 76.18% em relação ao tempo de detecção de falha.
Referências
Coutinho, A., Carneiro, E. O., and Greve, F. G. P. (2016). Computação em névoa: Conceitos, aplicações e desafios. Minicursos do XXXIV SBRC, pages 266–315.
de Oliveira, L. E. S. and Álvares, A. J. (2018). Development of a system for monitoring and teleoperation cnc machine tools through the internet adherent to industry 4.0. Revista Produção E Desenvolvimento.
Erl, T. (1900). Service-oriented architecture. Pearson Education Incorporated Upper Saddle River.
Fabricio, M. A. (2018). Monitoring of industrial electrical equipment using iot. Repositório Institucional PUC-Campinas.
Ferreira, J., Miranda, M., Abelha, A., and Machado, J. (2010). O processo etl em sistemas data warehouse. In INForum, pages 757–765.
Fumagalli, M. A., Branco, A. A. C., and Dias, W. S. (2021). Implementação do protocolo opc ua para controle de uma célula de manufatura, utilizando framework web voltado para indústria 4.0. FTT Journal of Engineering and Business, 1(6).
Givehchi, O., Landsdorf, K., Simoens, P., and Colombo, A. W. (2017). Interoperability for industrial cyber-physical systems: An approach for legacy systems. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 13(6):3370–3378.
Gori, R. S. L. and Gori, D. D. L. (2022). Smart factory e a indústria 4.0: uma revisão sistemática de literatura. Revista Sítio Novo, 6(2):141–155.
Han, Y. and Song, Y. (2003). Condition monitoring techniques for electrical equipment-a literature survey. IEEE Transactions on Power Delivery, 18(1):4–13.
Jardine, A. K., Lin, D., and Banjevic, D. (2006). A review on machinery diagnostics and prognostics implementing condition-based maintenance. Mechanical systems and signal processing, 20(7):1483–1510.
Kim, W. and Sung, M. (2018). Standalone opc ua wrapper for industrial monitoring and control systems. IEEE Access, 6:36557–36570.
Monteiro, A. V. G., Pinto, M. P. O., and da Costa, R. M. E. M. (2004). Uma aplicação de data warehouse para apoiar negócios. Cadernos do IME-Série Informática, 16:48–58.
Ribeiro, C. J. S. (2014). Big data: os novos desafios para o profissional da informação. Informação & Tecnologia, 1(1):96–105.
Rodrigues, J. X. and dos Santos Mello, R. (2022). Um estudo sobre arquiteturas e metadados em data lakes. In Anais do XVII Escola Regional de Banco de Dados, pages 131–134. SBC.
Santos, B. P., Alberto, A., Lima, T. D. F. M., and Charrua-Santos, F. M. B. (2018). IndÚstria 4.0: Desafios e oportunidades. Revista Produção e Desenvolvimento, 4(1):111–124.
Schleipen, M., Gilani, S.-S., Bischoff, T., and Pfrommer, J. (2016). Opc ua industrie 4.0 enabling technology with high diversity and variability. Procedia CIRP, 57:315-320. Factories of the Future in the digital environment Proceedings of the 49th CIRP Conference on Manufacturing Systems.
Schwarz, M. H. and Börcsök, J. (2013). A survey on opc and opc-ua: About the standard, developments and investigations. In 2013 XXIV International Conference on Information, Communication and Automation Technologies (ICAT), pages 1–6. IEEE.
Silva, A. G. and Michel, H. C. C. (2021). Gateway lorawan com conexão opc ua para dispositivos iot industriais. In Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente-SBAI, volume 1.
Tessarini, Geraldo e Saltorato, P. (2018). Impactos da indústria 4.0 na organização do trabalho: uma revisão sistemática da literatura. Revista Produção Online, 18(2):743–769.