A fabricação digital está crescendo rapidamente (Crédito de imagem: Siemens AG)

Introdução

Quer você chame isso de conectividade industrial da Internet das coisas (IIoT), indústria 4.0 ou M2M (machine-to-machine), há uma tendência que é impossível ignorar: o setor de manufatura está se conectando e é rápido. Com o crescimento econômico lento e um mercado global volátil, a concorrência está aumentando e uma sede entre a indústria por ativos conectados por redes sem fio ou com fio criará uma IIoT que superará o consumo de IoT.

No entanto, para realizar as previsões de que sensores implantados na IIoT compreenderão 64% do total de sensores usados ​​na Internet das Coisas como um todo, são necessárias atualizações. E vamos listar 10 dos mais importantes neste artigo.

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Anterior Página 1 de 11 Próxima Anterior Página 1 de 11 Próxima É hora de mudar para o IPv6 (Crédito de imagem: Cisco)

Mais endereços IP

Como cada dispositivo precisa de um endereço IP globalmente exclusivo para ficar on-line, para que a nuvem cresça o suficiente e seja rápida o suficiente para lidar com a IIoT, o protocolo IPv6 (Internet Protocol Version 6) precisará ser ativado. Enquanto o IPv4 permite quatro bilhões de endereços IP, o IPv6 cria um espaço de endereços muito, muito maior, de muitos bilhões, permitindo, assim, um crescimento exponencial.

“O IPv6 é muito importante, pois permitirá que a IoT seja dimensionada para acomodar os bilhões de dispositivos que todos estão prevendo que precisarão estar conectados à Internet.,” diz Lis Strenger, IoT e tecnologias emergentes na Red Hat.

Anterior Página 2 de 11 Próxima Anterior Página 2 de 11 Próxima A nuvem pública precisa crescer (Crédito de imagem: Wikimedia)

Uma nuvem maior

Com milhões de dispositivos da IIoT previstos para chegar nos próximos anos, a nuvem pública precisará armazenar, gerenciar e analisar muito mais dados. No entanto, quais partes da IIoT vão ver o maior impacto do crescimento rápido continua a ser visto.

“Ainda é muito cedo para ver todos os padrões que estão surgindo nos casos de uso de IoT da indústria e como eles enfatizam a infraestrutura da nuvem,” diz Strenger, “mas é claro que a infraestrutura para manipulação de dados terá que mudar para lidar com tamanho, vários formatos e fluxos de dados, freqüências inconsistentes e requisitos de segurança e conformidade.”

Anterior Página 3 de 11 Próxima Anterior Página 3 de 11 Próxima Robôs automatizados precisam ser protegidos contra hacks (Crédito de imagem: Thyssenkrupp)

Melhor segurança dos sistemas

Para alguns, o maior desafio enfrentado pela crescente IIoT é hackers e malware. “Nós simplesmente não podemos nos dar ao luxo de arquitetar a próxima geração de sistemas IIoT sem considerações sérias de segurança,” diz o Dr. Hamed Soroush, Engenheiro de Segurança de Pesquisa Sênior em Inovações em Tempo Real, e Co-presidente do Grupo de Trabalho de Segurança Industrial da Internet das Coisas do Consórcio (IIC). “Os riscos variam de enormes perdas financeiras, como ter partes da rede elétrica por até algumas horas, para pôr em risco vidas humanas de ataques a dispositivos médicos ou a sistemas de controle industrial..”

Tais violações de segurança nos setores de energia e manufatura já aconteceram, incluindo ataques cibernéticos a três empresas de energia ucranianas em 2015, e em uma represa de Nova York por hackers iranianos em 2013. “Também precisamos proteger os sistemas legados existentes contra ataques e incidentes de segurança, e essa é uma tarefa desafiadora,” adiciona Soroush.

Anterior Página 4 de 11 Próxima Anterior Página 4 de 11 Próxima O Bluetooth não é mais apenas para dispositivos de consumo

Bluetooth 5

Ficar on-line para enviar dados de sensores pode ser o objetivo final dos dispositivos em qualquer sistema da IIoT, mas as tecnologias de curto alcance também terão um grande papel a desempenhar. Não enviando dados por longas distâncias, mas através de dispositivos de encadeamento em grandes áreas, criando redes de malha que vinculam quaisquer recursos conectados uns aos outros..

Além de oferecer suporte a IPv6 e 6LoWPAN (IPv6 em redes de área pessoal sem fio de baixa potência), os mais recentes padrões Bluetooth serão usados ​​em todos os tipos de dispositivos IIoT e beacons Bluetooth.

Anterior Página 5 de 11 Próxima Anterior Página 5 de 11 Próxima 5G permitiria que a robótica se comunicasse com a nuvem (Crédito de imagem: Jamie Carter)

Computação em nuvem em tempo real

Se houver um IIoT em tempo real projetado pela nuvem, o desenvolvimento da conectividade celular 5G será quase certamente uma exigência. “As soluções da IIoT que atualmente exigem tempo real não costumam se conectar à nuvem devido à latência introduzida por uma viagem de ida e volta entre o dispositivo e a nuvem,” diz Strenger.

Embora o tipo de latência oferecido pelo 4G (que transporta dados em 55 milissegundos) seja bom ao coletar leituras do sensor para análise em lote, para automação em situações críticas em que são necessárias reações em tempo real aos dados, apenas a latência sub-1ms do 5G fará.

Anterior Página 6 de 11 Próxima Anterior Página 6 de 11 Próxima A análise de big data só se tornará em tempo real com 5G (Crédito de imagem: Siemens AG)

Melhor análise de dados

Os sistemas da IIoT podem coletar muitos dados, mas são fragmentados e precisam de destilação. “Um dos motivos para implementar uma solução de IoT é coletar dados para analisar informações adicionais sobre operações [para] melhor qualidade de produção, manutenção preditiva de equipamentos e melhor utilização de recursos.,” diz Strenger. “Muitas empresas estão encontrando novos usos para os dados que coletam, por exemplo, oferecendo aos seus clientes novos recursos de informação.”

Com o surgimento de redes 5G, a análise de big data em tempo real se tornará uma possibilidade.

Anterior Página 7 de 11 Próxima Anterior Página 7 de 11 Próxima As caixas inteligentes BigBelly usam redes de área ampla de baixa potência (Crédito de imagem: BigBelly)

Protocolos de rede dominantes

O IIoT tem muitos protocolos de rede, todos competindo por dominância. De Wi-Fi, Bluetooth 5, ZigBee e todos os tipos de padrões celulares a Z-Wave, 6LowPAN, Sigfox e LoRaWAN, o grande número de protocolos de rede disponíveis significa que os dispositivos são geralmente isolados e incompatíveis com outras infraestruturas de TI.

Há cenários específicos para cada um (por exemplo, um dispositivo de baixa energia que envia apenas uma atualização de status uma vez por dia requer apenas uma largura de banda baixa), mas espera que alguns protocolos se tornem dominantes e outros desapareçam como desenvolvedores começar a pensar em termos de sistemas, plataformas e sua interconectividade, e não apenas como operar mais eficientemente um único projeto independente da IIoT.

Anterior Página 8 de 11 Próxima Anterior Página 8 de 11 Próxima A IIoT pode agora ser movida à nuvem, mas a M2M existe há décadas na indústria

Convergência de TI e OT

O IIoT pode ser um novo conceito brilhante, mas a tecnologia legada está em toda parte - e muitas vezes atua como um freio na criação de novos projetos. Conseqüentemente, os sistemas IIoT são tipicamente a convergência de TI e OT (tecnologia operacional). “Tal convergência exige dois requisitos,” diz Soroush, que ressalta a necessidade de novas arquiteturas, protocolos, software, hardware e processos para suportar implantações greenfield, mas também para a integração de sistemas legados.

Ele continua: “A maior parte da tecnologia OT usada hoje está mostrando sua idade, mas é difícil substituir ou atualizar devido a uma variedade de razões, incluindo alta disponibilidade e alta confiabilidade, altos custos e a necessidade de recertificação em setores altamente regulados..”

Com a vida útil média dos dispositivos OT em torno de 19 anos, esse é um problema que não desaparecerá tão cedo.

Anterior Página 9 de 11 Próxima Anterior Página 9 de 11 Próxima AI está vindo para a nuvem - e para o IIoT

Aprendizado de máquina

Quando falamos sobre a IIoT, a nuvem e os big data sempre surgem, mas o subconjunto de inteligência artificial (IA) conhecido como aprendizado de máquina é um componente tão crítico..

“Um dos grandes impulsionadores para o IIoT é a análise avançada de dados que visa a otimização orientada por dados de processos industriais,” diz Soroush. “O aprendizado de máquina desempenha um papel enorme nesse aspecto e também desempenhará um papel significativo na introdução de automação adicional para sistemas e processos industriais..”

O aprendizado de máquina - a ciência de dar aos computadores a capacidade de aprender com dados e realizar ações sem estar especificamente programado para isso - também pode incluir visão computacional e reconhecimento de objetos. Isso poderia informar a robótica e outros tipos de processos automatizados, como máquinas que podem identificar falhas em uma linha de produção, ou componentes específicos necessários para a montagem..

Anterior Página 10 de 11 Próxima Anterior Página 10 de 11 Próxima Plataformas automatizadas serão necessárias para tornar a IIoT viável (Crédito de imagem: Jamie Carter)

Plataformas Automatizadas

Embora uma grande razão para o desenvolvimento da IIoT seja automatizar fábricas e instalações de produção, a crescente complexidade do backbone de TI exigirá uma plataforma automatizada..

“Plataformas automatizadas serão importantes para a IIoT assim que as empresas tiverem cenários reais de produção com milhares ou milhões de dispositivos e gateways para gerenciar,” diz Strenger. “Nesse momento, eles precisarão de uma estratégia de gerenciamento que cuide automaticamente de atualizações e atualizações de software, patches, implantação de novos recursos e funcionalidade.”

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