Internet das Coisas e a Indústria 4.0

Embedded Systems and Pervasive Computing Laboratory
Electrical Engineering and Informatics Center
Federal University of Campina Grande
Internet das Coisas e
a Indústria 4.0
Dalton Cézane

Embedded Systems and Pervasive Computing Lab - UFCG :: 2
Agenda
• Internet das Coisas (IdC);
• Mercado de IdC;
• Computação de borda, névoa e nuvem;
• Internet das Coisas Industrial;
• Indústria 4.0;
• Desafios relacionados à Indústria 4.0.

Internet das Coisas (IdC)
• O que é “Internet das Coisas” (Internet of Things - IoT)?
• Kevin Ashton (1999): sensores no mundo físico conectados à Internet;
• Dispositivos físicos (“coisas”) conectados, coletando e compartilhando dados;
• Dispositivos ou “objetos” inteligentes (smart devices/objects);
• Possível graças aos avanços tecnológicos:
• Chips de baixo custo (hardware barato - ex.: RFID);
• Comunicação sem fio (conectividade pervasiva);
• IPv6 - 2128
endereços (IPv4 - 232
endereços).

IdC - Termos relacionados
• Minha definição: IdC (IoT) é o novo termo para “sistemas embarcados conectados”!
→ Computação orientada à moda! =)
• Termos mais comuns no passado:
• Computação Ubíqua, Computação Pervasiva, Computação Invisível, ...
• Termos mais usados atualmente:
• Internet of Everything, Edge of Things, Web of Things…

IdC - Números
• De acordo com a Gartner:
• ~8.4 bilhões de dispositivos de IdC no mundo, em 2017 (31% a mais que em 2016);
• Estima-se que chegue a 20.4 bilhões em 2020;
• Gastos com segurança atingirá cerca de 1.5 bilhões de dólares em 2018 (28% mais que em
2017);
• De acordo com a Forbes:
• McKinsey estima que o mercado de IoT alcançará investimentos de U$581BI em 2020;
• A Internet das Coisas Industrial (IIoT) alcançará, em 2021, investimentos de U$123BI.

IdC - Números
Source: The Industrial Internet of Things (IIoT): the business guide to Industrial IoT.

IdC - Diferentes estimativas
→ Todas as predições apresentam grandes números!

Computação de Borda e de Névoa
• O que é Computação de Borda (Edge Computing)?
• Coleta e processamento de dados de IdC;
• Dispositivos de borda, responsáveis por processamentos mais complexos;
• Estes dispositivos de borda são comumente chamados de gateways;
• O que é Computação de névoa (fog computing)?
• Considerada, para alguns, outra definição para computação de borda;
• Para outros, é a computação realizada entre os dispositivos (edge) e a nuvem
(cloud/servidores);
• Maior poder computacional para pré-processar dados, armazenar temporariamente,
enviar para a nuvem, etc.
• Edge Computing → Fog Computing → Cloud Computing.

Borda, Névoa e Nuvem

Internet das Coisas hoje
• Várias aplicações:
• Pessoal - saúde, entretenimento, esportes, “vestíveis”, etc.;
• Casa - automação, monitoramento, robótica, jardim, animais, etc.;
• Veículos - autônomos, não tripulados, motos, carros, etc.;
• Empresas - varejo, escritório, infraestrutura, pagamentos, agricultura, etc.;
• Indústria - máquinas, energia, automação, robótica, centro de distribuição, logística, etc.
• E mais:
• Cidades Inteligentes (smart cities);
• Processamento de Eventos Complexos (CEP, em inglês);
• ...

• Plataformas/Middleware:
• Software, Redes de Sensores, Conectividade, Realidade Aumentada, Realidade Virtual,
Segurança, Análise de Dados, etc.;
• Dispositivos:
• Hardware, Software, Conectividade, Protocolos, Serviços de Nuvem, Sensores, etc.

Software - Exemplo de Arquitetura

Hardware - Exemplos

Exemplos de implantação

Internet das Coisas Industrial
• Industrial Internet of Things (IIoT);
• Termo utilizado para especificar as aplicações IoT na indústria;
• Praticamente uma relação de causa e efeito com a Indústria 4.0:
• Internet das Coisas Industrial é a base para a quarta revolução industrial;

Revoluções Industriais
• Primeira Revolução Industrial:
• Entre 1760 e 1820/1840;
• Mecanização da Indústria têxtil (máquinas a vapor);
• Segunda Revolução Industrial:
• Início do século 20 (1901/1913);
• Linha de montagem móvel na indústria automobilística;
• Terceira Revolução Industrial:
• Meados dos século 20, após 2ª guerra mundial (1950-...);
• Avanços tecnológicos e científicos na indústria, agricultura, pecuária, comércio, etc.;
• Pesquisa, automação e globalização;
• Quarta Revolução Industrial:
• Convergência de tecnologias digitais, físicas e biológicas;
• Sistemas ciber-físicos, Internet das Coisas e Nuvem;
• Processos eficientes e autônomos...

Indústria 4.0
• Alemanha (2012): “Industrie 4.0”;
• Agência de desenvolvimento econômico da Alemanha:
• Iniciativa estratégica para estabelecer o país como mercado líder e provedor de soluções de
manufatura avançada;
• Investimento de centenas de milhões de dólares na indústria e na academia;
• Sensores Inteligentes, Robótica, Tecnologias de Comunicação
• Grandes volumes de dados, poder de processamento e tecnologias de rede de baixo
consumo:
• Big Data, Analytics, Machine Learning...
• Novas interfaces de comunicação humano-computador:
• Realidade aumentada, realidade virtual, ...
• Impressão 3D.

Provedores de Soluções IdC
IdC
• • Aplicações exemplo (pub/sub):
• https://github.com/cezane/awsiot
• https://github.com/cezane/azureiot
• https://github.com/cezane/googleio
t
• Segurança:
• Basicamente, apenas autenticação e
autorização;
• Certificados X509, JWT, AWS SV4...
• Outras soluções:
• Samsung Artik Cloud;
• Alibaba Cloud IoT;
• …

Protocolos e Padrões para IdC
• Protocolos de comunicação (software):
• MQTT - Message Queuing Telemetry Transport;
• CoAP - Constrained Application Protocol;
• AMQP - Advanced Message Queuing Protocol;
• XMPP - Extensible Messaging and Presence Protocol;
• HTTP - Hypertext Transfer Protocol;
• OPC UA;
• ...
• Tecnologias de comunicação (redes):
• 6LowPAN - IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks;
• Sigfox;
• LoraWAN;
• BLE;
• ZigBee;
• WirelessHART;
• Symphony Link;
• ...

Plataformas de desenvolvimento
• EdgeX Foundry:
• Mantido pela Linux Foundation;
• Conjunto de microsserviços;
• Soluções fim a fim;
• FIWARE (Future Internet WARE):
• Conjunto de especificações com implementações de referência;
• Facilitar desenvolvimento de soluções inteligente para Internet do Futuro.

Exemplos de Aplicações
• Monitoramento de parâmetros ambientais:
• Temperatura, umidade, acidez, estabilidade oxidativa, …;
• Dióxido de carbono, enxofre, dióxido de nitrogênio, …;
• Pulverização de lavouras;
• Monitoramento e alerta de desastres naturais;
• Detecção de formas e faces;
• Detecção de situações de risco;
• O que mais?

Futuro da IdC e da Indústria 4.0
• Desafios continuam os mesmos de sempre:
• Protocolos de comunicação (interoperabilidade entre dispositivos e eficiência);
• Segurança de dados (confidencialidade, disponibilidade e integridade);
• Novos modelos de negócio;
• Consumo de energia;
• Respostas em tempo real...
•

Futuro da IdC e da Indústria 4.0
Dilem
as éticos/sociais!
E
agora?

Mais informações e referências
• https://www.mmsonline.com/articles/7-things-to-know-about-the-internet-of-things-and-industry-40
• Get EdgeX Foundry - Users: https://nexus.edgexfoundry.org/content/sites/docs/staging/master/docs/_build/html/Ch-GettingStartedUsers.html
• https://docs.edgexfoundry.org/
• https://www.guiadopc.com.br/artigos/38206/novo-showroom-de-solucoes-de-internet-das-coisas-iot-em-sao-paulo.html
• http://www.sul.com.br/blog-sul-do-mundo/internet-das-coisas-tudo-tem-wi-fi.html
• https://www.webcenter.com.br/blog/entenda-o-que-e-a-internet-das-coisas-e-como-ela-pode-beneficiar-sua-empresa/
• https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2017-02-07-gartner-says-8-billion-connected-things-will-be-in-use-in-2017-up-31-perce
nt-from-2016
• https://www.forbes.com/sites/louiscolumbus/2018/06/06/10-charts-that-will-challenge-your-perspective-of-iots-growth/#343e7e783ecc
• https://blog.runrun.it/edge-computing/
• https://www.winsystems.com/cloud-fog-and-edge-computing-whats-the-difference/
• https://startupi.com.br/2015/10/conheca-as-10-principais-tendencias-tecnologicas-para-2016/17416233791_38172fa407_o/
• https://br.depositphotos.com/181100808/stock-illustration-internet-of-things-in-agriculture.html
• https://blog.teclogica.com.br/logistica-de-distribuicao-com-ti/
• http://noticiasenegocios.com.br/2018/07/pollux-celebra-marco-de-200-robos-colaborativos-comercializados/
• https://www.iotforall.com/iot-vs-industry-4-0-vs-industrie-4-0/
• http://cornichegrowthadvisors.com/nailing-industrial-iot-revenues/
• https://www.bbc.com/portuguese/geral-37658309
• https://www.postscapes.com/internet-of-things-protocols/
•
•

Angelo Perkusich, D.Sc.
Full Professor, CEO
angelo.perkusich@embedded.ufcg.edu.br
+55 83 8811.9545
Hyggo Almeida, D.Sc.
Full Professor, CTO
Hyggo.almeida@embedded.ufcg.edu.br
+55 83 8875.1894
Contact Information
Obrigado!
Dúvidas?
Obrigado!
dalton.valadares@
embedded.ufcg.edu.br
caruaru.ifpe.edu.br

Internet das Coisas e a Indústria 4.0

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Semelhante a Internet das Coisas e a Indústria 4.0

Mais de Dalton Valadares

Internet das Coisas e a Indústria 4.0