IIoT: análise de aspectos tecnológicos, desafios e tendências para definições de diretrizes de implementação na indústria
Abstract
Este documento fornece uma visão geral da Internet das Coisas Industrial do termo em inglês Industrial Internet of Things (IIoT), com ênfase no estudo dos desafios, tendências e oportunidades a respeito deste tema para desenvolvimento de diretrizes na contratação de projetos. A IIoT é possibilitada pelos mais recentes desenvolvimentos em tecnologias de transmissão, sensores, comunicação e protocolos que tornaram os projetos mais acessíveis a indústrias de menor porte. Porém, em decorrência dessa ampliação de possibilidades e ofertas, surge também os desafios com relação a padronização das aplicações e operacionalização. Por isso, neste artigo são abordados os desafios quanto a disponibilidade, eficiência energética, confiabilidade, escalabilidade, coexistência e interoperabilidade, segurança e privacidade. Ao tentar traçar as possíveis tendências, identifica-se que a tecnologia LPWAN é a forma mais promissora de transmissão de dados, devido suas características e benefícios com relação a eficiência energética, alcance e simplicidade da arquitetura. No entanto, muitos são os protocolos derivados dessa forma de transmissão, sendo que a padronização das aplicações na indústria pode ser inviável. Assim sendo, o trabalho propõe alguns modelos de contratação de serviços e projetos onde responsabilidades pelo bom funcionamento, de maneira harmoniosa com outras aplicações, sejam impostas aos fornecedores que devem garantir a estabilidade da solução. Além disso, também se propõe a utilização de uma camada de middleware para possibilitar a coleta de dados gerados nessas aplicações, viabilizando os mais diversos cruzamentos destas informações que podem gerar insights valiosos com a utilização de algoritmos de Big Data e Machine Learning, que buscam a obtenção de vantagens competitivas propostas pela Indústria 4.0.
References
Y Liao, F. Deschamps, E. F. Rocha Loures and L. F. Pierin Ramos, “Past, present and future of Industry 4.0 – a systematic literature review and research agenda proposal,” International Journal of Production Research, Vol. 55, No. 12, 3609–3629, 2017.
Y. Lu, “Industry 4.0: A survey on technologies, applications and open research issues,” Journal of Industrial Information Integration, vol 6, pp. 1-10, 2017.
L. Da Xu, E. L. Xu and L. Li., “Industry 4.0: state of the art and future trends,” International Journal of Production Research, Vol. 56, No. 8, 2941–2962, 2018.
P. Gokhale, O. Bhat and S. Bhat, “Introduction to IOT,” International Advanced Research Journal in Science, Engineering and Technology, vol 5, pp. 41-44, 2018.
Ala Al-Fuqaha, “Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications,” IEEE Communication Surveys & Tutorials, Vol. 17, No. 4, pp. 2347-2376, 2015.
A. Singh, A. Payal and S. Bharti, “A walkthrough of the emerging IoT paradigm: Visualizing inside functionalities, key features, and open issues,” Journal of Network and Computer Applications, Vol. 143, pp. 111-151, 2019.
Industrial Internet Consortium, “About us.” Available: https://www.iic onsortium.org/index.htm Accessed: 19-May-2020.
M. A. A. da Cruz, J. J. P. C. Rodrigues, J. Al-Muhtadi, V. V. Korotaev and V. H. C. de Albuquerque, “A Reference Model for Internet of Things Middleware,” IEEE Internet of Things Journal, Vol. 5, No. 2, pp. 871-883, 2018.
S. Vaidyaa, P. Ambadb and S. Bhoslec, “Industy 4.0 – A Glimpse,” Procedia Manufacturing, Vol. 20, pp. 233-238, 2018.
Y. Liu M. Kashef, K. B. Lee, L. Benmohamed and R. Candell, “Wireless Network Design for Emerging IIoT Applications: Reference Framework and Use Cases,” Proceedings of the IEEE, Vol. 107, No. 6, pp. 1166-1192, 2019.
E. Sisinni, A. Saifullah, S. Han, U. Jennehag and M. Gidlund, “Industrial Internet of Things: Challenges, Opportunities, and Directions,” IEEE Transaction on Industrial Informatics, Vol. 14, No. 11, pp. 4724-4734, 2018.
U. Sendler, “The Internet of Things: Industrie 4.0 Unleashed,” Berlin, SpringerVieweg, 2017.
Cisco, “Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2015-2020,” 2016. Available: https://www.cisco.com/c/dam/m/en_us/servi ce- provider/ciscoknowledgenetwork/files/622_11_15-16-Cisco_GCI _CKN_2015-2020_AMER_EMEAR_NOV2016.pdf , Accessed: 22-May-2020.
H. Boyes, B. Hallaq, J. Cunningham and T. Watson, “The industrial internet of things (IIoT): An analysis framework,” Computers in Industry, Vo. 101, pp. 1-12, 2018.
U. Noreen, A. Bounceur and L. Clavier, “A Study of LoRa Low Power and Wide Area Network Technology,” 3rd International Conference on Advanced Technologies for Signal and Image Processing, May 22-24, 2017, Fez, Morrocos.
M. Younan, E. H. Houssein, M. Elhoseny and A. A. Ali, “Challenges and recommended technologies for the industrial internet of things: A comprehensive review,” Measurement, Vol. 151, pp. 1-16, 2020.
W. Z. Khan, M. H. Rehman, H. M. Zangoti, M. K. Afzal, N. Armi and K. Salah, “Industrial internet of things: Recent advances, enabling technologies and open challenges,” Computers and Electrical Engineering, Vol. 81, pp. 1-13, 2020.
J. Ordieres-Meré, J. Villalba-Díez and X. Zhenga, “Challenges and Opportunities for Publishing IIoT Data in Manufacturing as a Service Business,” Procedia Manufacturing, Vol. 39, pp. 185-193, 2019.
G. Schuh, R. Anderl, J. Gausemeier, M. Hompel and W. Wahlster, “Industrie 4.0 Maturiry Index.” Available: https://www.acatech.de/wp-content/uploads/2018/03/acatech_STUDIE_Maturity_Index_eng_WEB.pdf, Accessed: 28-Apr-2020.
T. Lins and R. A. R. Oliveira, “Cyber-physical production systems retrofitting in context of industry 4.0,” Computers & Industrial Engineering, Vol. 139, pp. 1-13, 2020.
F. Liu, J. Tong, J. Mao, R. B. Bohn, J. V. Messina, M. L. Badger and D. M. Leaf, “Cloud Computing Reference Architecture.” Available: https://www.nist.gov/publications/nist-cloud-computing-reference-architecture, Access: 25-May-2020.
D. Rani and R. K. Ranjan, “A Comparative Study of SaaS, PaaS and IaaS in Cloud Computing,” International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering, Vol. 4(6), pp. 158-161, 2014.
S. Bhardwaj, l. Jain and S. Jain, “Cloud Computing: a study of infrastructure as a service (Iaas),” International Journal of Engineering and Information Technology, Vol. 2(1), pp. 60-63, 2010.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Declaração de originalidade e cessão de direitos autorais
Declaro que o presente artigo é original, não está sendo tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional durante o processo de revisão. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à revista SCIENTIA CUM INDUSTRIA. Contudo, a reprodução total ou parcial impressa ou eletrônica pode ser feita desde que o autor comunique oficialmente à revista. Declaro estar ciente de que a não observância deste compromisso submeterá o infrator a sanções e penas previstas na Lei de Proteção de Direitos Autorias. Declaro estar ciente de que a não observância deste compromisso submeterá o infrator a sanções e penas previstas na Lei de Proteção de Direitos Autorias (Nº9610, de 19/02/1998).
