O modelo de arquitetura de referência tridimensional RAMI 4.0

Resumo

Modelo de arquitetura de referência para Industrie 4.0 (RAMI 4.0)  

Modelo de arquitetura de referência para Industrie 4.0 (RAMI 4.0)

  • O modelo de arquitetura de referência do projeto de futuro Industrie 4.0 (RAMI 4.0) foi apresentado na Hannover Messe de 2015.
  • Devido à sua complexidade e à representação tridimensional pouco habitual, em parte, a utilização do RAMI 4.0 revela-se um desafio.

Aplicação

Pirâmide de automação RAMI 4.0  

Pirâmide de automação expandida para RAMI 4.0

De acordo com o Glossário da Comissão de Peritos VDI/VDE-GMA 7.21, a Industrie 4.0 é um modelo de referência definido como modelo que é utilizado geralmente e que é considerado adequado para permitir a construção de modelos específicos a partir dele.

Na tecnologia, existem muitos exemplos. O mais conhecido é o modelo ISO/OSI com sete camadas, que funciona como modelo de referência para protocolos de rede. A vantagem que resulta da utilização desses modelos reside na compreensão comum da funcionalidade fornecida por cada camada, bem como nas interfaces definidas entre as camadas.

Ao desenvolver o RAMI 4.0, o nosso foco incidiu sobre a produção industrial como âmbito de aplicação. Nesse sentido, o espectro vai desde a produção discreta até à engenharia de processos. A concentração na produção industrial demarca o projeto de futuro Industrie 4.0 da abordagem mais alargada da IoT (Internet of Things - Internet das Coisas) do Industrial Internet Consortium (IIC).

Solução

Representação baseada em funções em RAMI 4.0  

Representação baseada em funções em RAMI 4.0

O modelo de arquitetura requer uma representação tridimensional. Nos três eixos do RAMI 4.0, são descritos os níveis hierárquicos de uma unidade de produção interligada pela Internet, o ciclo de vida de sistemas e produtos e a representação de TI de um componente de Industrie 4.0. No essencial, os níveis hierárquicos assemelham-se aos níveis da pirâmide de automação.

A descrição do ciclo de vida de sistemas e produtos com as cadeias de valor correspondentes orienta-se pelo projeto da IEC 62890, que distingue entre tipo e instância. No processo de desenvolvimento, o tipo de um produto forma-se em várias fases. É concluído com o lançamento de uma versão especial do produto. Com base no tipo aprovado para a produção em série, de seguida, o sistema gera produtos que atuam como instâncias do tipo. Os anúncios de descontinuação de componentes ou os aperfeiçoamentos podem tornar necessário efetuar alterações nos produtos. São efetuadas no tipo e são introduzidas na linha de produção como nova versão do produto após conclusão e lançamento da adaptação.

Atualmente, os dados gerados nas cadeias de processo já são amplamente disponibilizados no formato digital. De seguida, são processados nos sistemas PLM e ERP. Aqui, a produção de produtos individuais requer a possibilidade de guardar dados, que são fornecidos pelo cliente aos produtores, tendo em vista a produção das suas instâncias, eletronicamente no formato adequado nos sistemas de TI, juntamente com os dados relativos às instâncias. Têm de estar disponíveis durante todo o ciclo de vida da instância e de estar associados ao tipo correspondente.

A representação de TI de um componente da Industrie 4.0 é visualizada no eixo vertical, através de seis camadas (layer) empilhadas. As layer esclarecem o ponto de vista de processos de negócios, de descrições funcionais, de imagens de dados, de procedimentos de comunicação, incluindo Quality of Service (QoS), e de ligação dos Assets através de uma Integration Layer. Além dos componentes físicos como componentes, máquinas, sistemas ou cabos, a Asset também abrange dados do processo de desenvolvimento.

Os dados provenientes da produção e, em parte, específicos de clientes para uma determinada instância são igualmente considerados Assets. Graças à identificação clara de todos os componentes da Industrie 4.0, a disposição de todos os Assets oferece uma margem de manobra alargada para uma Asset Management. Além disso, esse tipo de cenário simplifica uma análise de ameaças da unidade de produção realizada por motivos de Segurança TI.

Resultado

Relativamente à Industrie 4.0, muitos utilizadores questionam-se sobre o local onde os sistemas de comunicação industriais estabelecidos devem ser classificados e se a sua função sofrerá alterações no futuro.

Para tal, importa referir que os protocolos, como até agora os Assets (por exemplo, dispositivos de campo), são ligados através da Integration e da Communication Layer (por exemplo , Profinet). Graças ao aperfeiçoamento contínuo dos componentes da Industrie 4.0 e do contentor de administração correspondente, conhecido como Administration Shell, em 2016, surgirão as primeiras implementações em conformidade com a Industrie 4.0 e ainda uma representação das informações, podendo todas estas novidades ser experimentadas em aplicações de teste.

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