IoT: Onde a internet das coisas encontra a indústria

IoT, ou internet das coisas, consiste em embutir em um único dispositivo sensores, capacidade de processamento, software e conectividade.

Esta unificação amplia a capacidade de coleta de dados e integração entre máquinas e pessoas, superando limitações antes impostas por conexões de redes cabeadas e capacidade de processamento embarcada.

Conheça o mundo da internet das coisas e como a tecnologia pode influenciar em melhorias para o seu processo.

Sistema de coleta de dados

A coleta de dados não é algo novo na indústria. O uso de PLCs (Programmable Logic Controllers) neste processo de aquisição de dados iniciou na década de 70 e ainda é muito presente nas indústrias. São equipamentos que possuem capacidade de comunicação e de processamento.

Desta forma, os PLCS podem receber dados de sensores e distribuí-los por uma rede para sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition), que permitem um monitoramento contínuo da planta industrial, e historiadores ou sistemas PIMS (Plant Information Management System), que armazenam esses dados.

O processo de coleta e centralização dos dados passou por várias transformações buscando uma melhor interoperabilidade entre dispositivos migrando de drivers específicos e fechados até os sistemas OPC (Open Platform Communication).

A coleta de dados nos sistemas industriais nem sempre é no modelo IoT, entretanto já permite aplicação de várias tecnologias fundamentais para a transformação digital na indústria 4.0.

Coleta e centralização de dados na indústria

Existe uma confusão dos termos quando se fala de SCADA, conexão 5G e sistemas IoT ou IIoT no cenário industrial. A coleta e transmissão de dados pode acontecer de várias formas.

Pode ser por meio de transdutores e transmissores que levam sinais até os PLCs e posteriormente para algum sistema de centralização (banco de dados, historiadores, PIMS) ou por meio de dispositivos IoT já dotados de conectividade e capacidade de processamento que enviam informações diretamente para um sistema de dados em nuvem com um menor custo.

Independente da escolha ao utilizar alguma destas formas de coleta de dados, é importante salientar que com sistemas IoT é possível ir além no que diz respeito ao potencial de coleta de dados e integração de máquinas e pessoas, o que permite um avanço na transformação digital e melhoria nas tomadas de decisão com novos dados e novas possibilidades de conectividade como 5G.

Grandes desafios

Por mais que a maioria das pessoas não saiba, os dados industriais na maior parte das indústrias do país ainda não estão integrados via uma plataforma unificada, ou seja, eles não são entregues para cloud com sistema IoT. Geralmente os dados são centralizados por historiadores ou PIMS que usam OPC ou protocolos e formato de dados proprietários para levar essas informações para a nuvem.

A aplicação de diferentes estratégias de comunicação deve levar em conta a criticidade do dado a ser coletado, o tipo da informação e como ela vai ser usada. Porém, a coleta de dados por sistemas IoT associada a um stack de dados robusto para aplicação de Data Science podem trazer inúmeras vantagens e proporcionar tomadas de decisões mais rápidas e mais assertivas.

A segurança dos dados, por sua vez, é outro fator muito importante quando se fala em IoT e transformação digital. Uma estratégia bem comum é isolar a rede industrial por meio de diferentes interfaces de redes e firewalls e criar um canal de transferência de dados seguro para um servidor em outra rede conectada à internet. Com sistemas IoT conectados diretamente à cloud, as estratégias de segurança são diferentes e oferecem novos desafios, porém é possível chegar em um modelo de segurança robusto (zero trust) mesmo com este tipo de tecnologia.

Impacto do 5g no IoT

Outro ponto importante são as novas possibilidades geradas pela implantação do 5G, que começa a ser realidade no Brasil. Com esta tecnologia, pode ser montada uma arquitetura de rede diferente. Um possível cenário consiste em coletar os dados, centralizar por meio de servidores OPC e enviar esses dados por uma rede 5G separada da rede corporativa, mantendo a segurança dos dados nesta infraestrutura.

Outro possível cenário consiste no desenvolvimento de dispositivos IoT com conectividade para criação de sensores inteligentes, cuja coleta de dados seria inviável por métodos tradicionais devido ao grande volume de dados.

Mas o que é considerado sensor inteligente? Um sensor de pressão ou um sensor de temperatura são tecnologias já bastante conhecidas e geralmente são dotados de transmissores que convertem a medida e levam até um sistema de coleta (como um PLC). Entretanto, um óculos de realidade aumentada, que é considerado um sensor inteligente, é um dispositivo diferente pois o tráfego de dados é mais intenso além de exigir processamentos específicos e não convencionais dentro do próprio dispositivo. Neste caso faz muito sentido o uso do 5G e dispositivos IoT diretamente conectados à nuvem.

A tecnologia IoT permite então o desenvolvimento de sensores inteligentes com outra abordagem de conectividade, aumentando o leque de possibilidades na coleta de dados. Outro ponto importante é que nesses casos o volume de não estruturados cresce bastante exigindo centralização dos mesmos em repositórios de dados brutos (data lake) que posteriormente vão processados por pipelines de transformação de dados automatizados utilizando técnicas de Data Science, como Inteligência Artificial ou Machine Learning. Esses processamentos agregam valor aos dados conforme a necessidade do negócio e associados a outras tecnologias podem trazer visões diferentes para empresa além de suportar tomadas de decisões.

Aimirim no processo

A Aimirim possui dispositivos IoT para coleta de dados em formatos não proprietários, sistemas de tomada de decisão baseados em IoT e sensores inteligentes, com uma arquitetura de rede sem fio preparada para o envio de dados para a nuvem e uma plataforma em nuvem para visualizar, explorar, e agregar valores aos dados.

Caso exista necessidade de uma informação difícil de ser obtida da maneira convencional e que precise de pipelines de dados com inteligência, para enriquecer a informação capturada pelos sensores (métodos numéricos, computação científica, solvers matemáticos), a Aimirim é capaz de entregar esses sensores sob demanda e desenhar em conjunto com o cliente um design que faça sentido para o negócio.

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