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O termo Indústria 4.0, também conhecido como IIoT (Industrial Internet of Things) surgiu na Alemanha por volta de 2011 quando teve início a chamada revolução digital da indústria.

E por que 4.0? Porque é considerada a 4ª revolução industrial. Só resgatando um pouco da história, a 1ª revolução industrial iniciou nos idos de 1760 na Inglaterra, quando a produção que até então era puramente artesanal, passou a usar de mecanismos movidos a vapor. A 2ª revolução veio com o surgimento da eletricidade, e a 3ª revolução está associada ao emprego da automação industrial.

Agora temos a 4ª revolução da indústria, onde o mundo de TI (Tecnologia da Informação) converge ao mundo de TO (Tecnologia Operacional), ou seja, o mundo digital se une ao mundo real.

Quais as vantagens desta revolução? O que isso pode nos ajudar? Como isso pode nos afetar? O que precisamos fazer para estarmos engajados nesta tendência? O que a indústria precisa fazer para estar dentro deste contexto?

Certamente existem muitas dúvidas, mas não podemos ficar alheios a esta revolução, pois ela já está acontecendo, e temos que tirar proveito disso.

Em países como Estados Unidos e Alemanha a Indústria 4.0 já é uma realidade, e no Brasil como estamos? No Brasil podemos dizer que novas indústrias em determinados seguimentos já nascem com este conceito, mas a realidade do parque instalado brasileiro ainda permanece na indústria 3.0. Temos muitas indústrias obsoletas.

Resumidamente a Indústria 4.0 trata do domínio das informações. Dados existem em toda parte, mas dentro de uma indústria uma grande quantidade está no chão de fábrica, nas máquinas e nos processos produtivos.

O domínio destas informações de chão de fábrica associados às informações existentes no mundo de TI vai determinar a sobrevivência das empresas. O conjunto de dados que se consegue extrair de uma empresa, aplicados a softwares inteligentes que conseguem simular processos e projetar resultados, vão economizar grandes cifras.

A relação entre produtores, fornecedores, consumidores, comércio, industriais e seus departamentos de engenharia e manutenção, entre as próprias máquinas autônomas, vai mudar drasticamente. Tudo estará sendo monitorado e controlado por Inteligência Artificial. Isto não é utopia, é uma realidade muito próxima, e nós temos que nos preparar para esta revolução, pois vai mexer inclusive com nossos empregos.

Esta revolução deve muito à evolução das redes de chão de fábrica. Graças aos protocolos baseados em Ethernet (Profinet, Ethernet/IP, ModBus TCP entre outros) conseguimos extrair um grande volume de dados das máquinas, status dos equipamentos, níveis de produção, etc. Estes dados convergidos ao mundo de TI são saneados e tratados de forma e gerarem informações úteis que de um modo geral contribuem para uma melhor eficiência (nível de OEE) da planta, sem falar nos benefícios gerados na relação consumidor x produtor, através da utilização dos dados de chão de fábrica em sistemas Big Data, Data Mining, Cloud Computing, Machine Learnig, BI, M2M, etc.

Voltando algumas décadas no tempo, falemos um pouco da evolução das redes de chão de fábrica.

Nos anos 70 e 80 cada máquina ou célula de produção tinha seu próprio sistema de controle. Já havia PLCs, mas com pouca ou nenhuma integração entre dispositivos de diferentes fabricantes. O foco era no controle local, com troca de informações extremamente limitadas.

Nos anos 90 as redes industriais começaram e deixar de ser proprietárias de determinados fabricantes e se tornaram protocolos abertos. Protocolos como o Sinec L2 DP que era proprietário Siemens, serviu de embrião para o Profibus DP, um protocolo aberto que facilitou a integração entre fabricantes de automação. O Profibus assim como o Modbus RTU e DeviceNet, permitiram uma grande evolução na questão de integração a nível de chão de fábrica. Ainda hoje muito utilizados, não em novos projetos, mas em plantas antigas que ainda não investiram em modernização.

A partir do ano 2000 iniciou a migração gradual dos protocolos seriais antigos para redes baseadas em Ethernet. Podemos citar o Profinet, o Ethernet/IP, o Modbus TCP como os principais. São redes mais rápidas e com maior capacidade de dados, além do aumento da densidade de devices para um único controlador e maior interoperabilidade entre sistemas.

Uma grande vantagem destes protocolos é que podemos aproveitar a mesma rede física e utilizar multiprotocolos simultaneamente, inclusive utilizando protocolos modernos que permitem uma maior integração entre TI e TO, por exemplo MQTT e OPC UA, fazendo um link com sistemas ERP e MES entre outros.

Assim as redes industriais evoluíram e se tornaram um dos principais pilares da Indústria 4.0.

Por Paulo Picolo, Especialista em Redes.