Tinder para a IoT Industrial

 

A tendência em muitas indústrias é para uma Internet das Coisas em que os magros interagem entre si de forma inteligente, autônoma, distribuída e descentralizada. Com a Coaty, a Siemens desenvolveu agora uma estrutura de interação independente de plataforma para sistemas autônomos descentralizados e colaborativos. Coaty está sendo usado como um aplicativo piloto em logística distribuída e permite interação direta entre dispositivos IoT de ação autônoma, bem como serviços de borda e nuvem e a contrapartida humana.

Estamos vivendo em um mundo cada vez mais complexo, onde as capacidades de componentes tecnológicos de todas as indústrias estão em constante crescimento, onde a demanda é por sistemas que possam ser configurados cada vez mais dinamicamente e dimensionados mais rapidamente, e onde a maioria dos dados e funções relacionados aos negócios é armazenada e organizada centralmente nas nuvens dos principais players de TI.

 

"Essa é a realidade em que estamos operando e buscando soluções para tornar essa complexidade gerenciável para nossos clientes", diz Ralph Büsgen, chefe de sistemas de veículos guiados automatizados (AGV) em automação de fábrica nas Indústrias Digitais. Em muitos aplicativos logísticos hoje, veículos semi-inteligentes e sem motorista que comunicam continuamente suas coordenadas à medida que se deslocam são a ordem do dia.

 

"Nossos clientes – especialmente na indústria automotiva – agora esperam dar o próximo passo na digitalização das fábricas: máquinas auto-organizadas e logística", diz Büsgen. "A coordenação central da produção se concentra no monitoramento e otimização dos processos produtivos em tempo real." As maquinas e a logística no chão de loja estão sendo equipadas com mais inteligência e habilitadas a se comunicar e cooperar de forma autônoma em uma estrutura mais descentralizada."

Comunicação no IIoT colaborativo

Esses sistemas distribuídos auto-organizados são um passo importante para uma IoT industrial (IIoT). "Dentro de muitas cabeças, a ideia da Internet das Coisas ainda é de um sistema hierárquico que é organizado centralmente. Para muitos casos, esta é a melhor solução. Mas também vemos casos de uso de ne para estruturas distribuídas e colaborativas, que não conseguimos abordar com um sistema hierárquico", explica Büsgen.

 

A infraestrutura para esse tipo de IoT colaborativo poderia até mesmo permitir que subsistemas cuja interação não foi explicitamente planejada de antemão para cooperar espontaneamente. Os imaginados, por exemplo, são um robô móvel com uma pinça e uma correia transportadora que colaboram de forma autônoma para criar uma nova solução para tarefas de transporte em produção.

 

Na realidade, a Siemens já desenvolveu uma solução chamada Coaty. Coaty é uma estrutura de IoT colaborativa que está disponível como software de código aberto. Instalado no dispositivo IoT como um componente de software, coaty estabelece uma rede de comunicação cujos participantes – conhecidos como agentes – são vagamente acoplados e interagem de forma ad hoc sem uma autoridade central de coordenação. Coaty foi usado em um projeto patrocinado pelo Ministério Federal alemão de Educação e Pesquisa (BMBF) chamado CrESt, e foi desenvolvido para aplicações logísticas em colaboração com a empresa asti InSystems, com sede em Berlim. A ASTI InSystems fabrica AGVs.

 

"Os veículos equipados com coaty subiram para o próximo nível de ação autônoma", diz Jochen Nickles, que trabalha no Corporate Technology, departamento global de pesquisa e desenvolvimento da Siemens. "Os veículos não só sabem para onde estão e para onde estão indo, mas também fazem acordos com outros veículos sobre quais serão realizados qual tarefa sem a intervenção de um controlador central." Tecnologicamente falando, explica Nickles, isso é possível pela integração do software Coaty nos dispositivos IoT. "Os dispositivos têm um ambiente de tempo de execução e uma conexão de rede sem fio. Eles se comunicam através de um processo de inscrição de publicação. Este é um serviço de mensagens que permite que mensagens sejam enviadas e recebidas entre aplicativos independentes.

 

Inteligência distribuída

No jargão profissional, este fenômeno é conhecido como "qualquer comunicação". "Imagine-me dizendo para um público desconhecido, quem pode me ajudar?", Diz Nickles. "O que minha pergunta implica é: quem tem as capacidades, o tempo, e está atualmente no bairro?" Esse tipo de comunicação permite que os dados sejam compartilhados, descobertos, consultados, modificados e persistidos em um sistema distribuído, bem como chamadas de procedimento remoto a serem executadas. Um colega, diz Nickles com um sorriso, encontrou uma descrição adequada: "Coaty é o Tinder da IoT Industrial. Os agentes se encontram, começam a se comunicar e depois fazem ou não colaboram." Uma prova do conceito de um aplicativo logístico auto-organizado com vários sistemas de transporte sem motorista em março de 2020 no Siemens Automotive Showroom and Testcenter em Nuremberg foi bem sucedida.

 

Novos agentes e recursos também podem ser adicionados dinamicamente e espontaneamente aos sistemas de IoT existentes, diz Nickles. Todos os tipos de agentes do sistema, como sensores, dispositivos móveis e serviços de borda e nuvem, são parceiros de comunicação iguais. De acordo com Nickles, o objetivo de Coaty é permitir que sistemas autônomos interajam em qualquer constelação. "O primeiro passo é estabelecer a comunicação não hierárquica, incluindo os algoritmos de coordenação distribuída correspondentes. Isso nos permite integrar aplicações organizadas centralmente e descentralizais em um único sistema. O próximo passo seria a integração dos elementos de IA para usar todo o potencial desses sistemas."

Integração no portfólio de produtos

O objetivo a médio prazo, segundo Ralph Büsgen, é levar o conhecimento obtido através da Coaty para o sistema modular SIMOVE da Siemens, trazendo inovação para a automação de aplicações logísticas com AGVs. Além dos serviços de borda e nuvem, a Büsgen também vê smartphones e wearables interagindo com máquinas: "Nos referimos a isso como o 'humano digitalmente capacitado'."

por Sandra Maria Wild - Junho 2020

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