Indústria 4.0 depende da convergência entre OT e TI para avançar no Brasil

A convergência entre plantas industriais e a área de TI está mudando a face do mundo

Por Luis Arís

Essa nova realidade é uma das colunas da Indústria 4.0 e é fruto da digitalização da economia, que constantemente amplia o que é considerado infraestrutura de TI.

Isso tem duas consequências: a primeira é que a digitalização força a modernização de setores da infraestrutura que sempre viveram de forma isolada. A segunda é que a digitalização exige que essas partes mais fechadas sejam capazes de conectar-se com novos ambientes.

Isso resulta em uma convergência de múltiplas tecnologias díspares, algo que traz desafios de gerenciamento e segurança nunca vistos antes.

Podemos chamar essa nova realidade de TI Industrial, um ambiente onde três tipos de tecnologia convergem: tecnologia operacional (operational technology, OT), tecnologia da informação (TI) e a Internet Industrial das Coisas (IIoT).

Tecnologia Operacional (OT)

Eis como a Wikipedia define OT:

“Tecnologia operacional (OT) é formada por hardware e software que detecta ou causa uma mudança, mediante monitoramento direto e/ou controle de equipamentos, sobre ativos, processos e eventos industriais”.

A OT inclui sistemas de controle industrial (ICS) tais como sistemas de supervisão e aquisição de dados (SCADA), controladores lógicos programáveis (PLC), unidades terminais remotas (RTU), PCs industriais (IPC) e sistemas de controle distribuído (DCS), para citar alguns.

Por décadas, esses sistemas operaram de forma fechada e isolada, não necessitando comunicar-se muito com o “mundo externo”. O resultado disso é que o chão de fábrica conta, historicamente, com sistemas e plataformas que usam seus próprios padrões e protocolos.

Tecnologia da Informação (TI)

Essa é a infraestrutura “tradicional” que poderia ser encontrado em qualquer ambiente de TI.

Internet Industrial das Coisas (IIoT)

Desde o início da transformação digital nas indústrias, um número cada vez maior de dispositivos conectados e inteligentes estão sendo usados em ambientes industriais.

A digitalização é responsável pelo retrofit de soluções existentes. A meta é fazer com que as máquinas existentes se tornem mais inteligentes graças à adoção, nessas plantas, de dispositivos IIoT.

O desafio da agregação de dados no ambiente industrial com TI e OT

Anteriormente, TI e OT existiam de forma isolada dentro da empresa. No chão de fábrica, os engenheiros gerenciavam os aspectos de OT e, no Datacenter, os administradores de sistemas gerenciavam os aspectos de TI. Com a digitalização, tudo mudou.

Os dados – fundamentais para a eficácia no gerenciamento de processos produtivos – precisam ser coletados, analisados e utilizados em todos os níveis, desde a área de produção até as próprias instalações.

Isso significa que os dispositivos que, anteriormente, eram isolados – por exemplo, os controladores lógicos programáveis – agora precisam conectar-se a sistemas de coleta de dados. Em razão disso, os novos PCs industriais, RTUs ou PLCs usam protocolos para conectar-se à nuvem ou a outros sistemas de coleta de dados.

Tudo isso fez com que os dispositivos implementados no perímetro industrial se tornem pontos de agregação de dados, conectados a diversos sistemas e, assim, parte fundamental de uma solução para monitorar a infraestrutura.

O Gartner descreve esses dispositivos como “gateways de IoT”:

“Um gateway de IoT industrial é uma ponte entre uma rede de chão de fábrica e a plataforma IoT. O gateway de IoT Industrial pode, também, conectar uma rede de chão de fábrica com, por exemplo, uma plataforma ERP ou outra aplicação de negócio.”

“Gateways de IoT Industriais podem ser vistos como pontos de agregação de dados provenientes do chão de fábrica. Para isso, proporcionam capacidades de armazenamento local e capacidades de computação, bem como uma interface de usuário para processamento de dados e gerenciamento de sistemas.”

Tanto os dispositivos IIoT como os gateways de IoT são essenciais para a gestão convergente e unificada do chão de fábrica (OT) e da TI.

Como monitorar mundos tão diferentes entre si?

A convergência OT/TI exige uma nova abordagem de monitoramento. Anteriormente, a OT seria monitorada por meios fornecidos pelas máquinas ou dispositivos, ou pelo sistema de controle industrial do chão de fábrica.

Enquanto isso, a TI seria monitorada usando-se ferramentas tradicionais de gerenciamento. Os dispositivos IIoT, por outro lado, costumam fornecer seus próprios painéis de controle para monitoramento.

O desafio do monitoramento dessa infraestrutura convergente é juntar diversas métricas em uma única visão. É preciso visualizar instantaneamente se há um problema em um sistema de controle industrial, como um IPC, e se há problemas na TI.

A visualização do que se passa em ambientes híbridos deve oferecer estatísticas da saúde de equipamentos como RAID, dados sobre armazenamento, uso de CPU e rotação da ventoinha de equipamentos industriais. Todas essas métricas podem ajudar a evitar interrupções da produção.

O monitoramento fim a fim tem, também, de suportar protocolos e padrões presentes na infraestrutura industrial. Historicamente, muitos sistemas de controle industrial permitiam acesso SNMP, mais abertos.

Mas muitos ambientes de chão de fábrica só são acessáveis por meio de protocolos bem específicos de fieldbus como o Modbus TCP. MQTT, por exemplo, é um protocolo frequentemente usado para levar dados do dispositivo de perímetro industrial para um data center ou para a nuvem.

A infraestrutura de fábrica também está presenciando um aumento da adoção de OPC-UA, uma arquitetura aberta multiplataforma, orientada a serviços, para automação industrial.

Esses protocolos, e todos os protocolos que se costuma encontrar em ambientes TI têm de ser igualmente integrados à plataforma de monitoração dos ambientes OT/TI.

Se a chave é reunir o maior número possível de métricas em uma única visão geral, várias são as exigências para uma solução de monitoração OT/TI:

• Ela precisa ser neutra em relação a fornecedores de OT e de TI.

• Ela precisa entender os protocolos e padrões comuns de comunicação usados no chão de fábrica.

• Ela precisa enviar notificações para a equipe correta – seja OT, seja TI – quando ocorrem falhas em qualquer ponto da infraestrutura.

• Ela precisa proporcionar painéis de controle com métricas de TI, OT e IIoT entregues de forma unificada e, também, painéis de controle específicos para cada grupo de usuários.

Indústria 4.0 no Brasil: próximos passos 

A indústria brasileira está sendo reinventada nesse exato momento. Setores como as indústrias extrativistas (petróleo, gás e mineração), além de utilities como provedores de serviços de água, esgoto e energia elétrica, estão na vanguarda da Indústria 4.0.

Isso exige mudanças intensas na cultura dessas empresas, com a convergência entre OT e TI melhorando a gestão, acelerando a produção e trazendo crescimento econômico para o Brasil. O monitoramento integrado dos mundos OT e TI é essencial para que esse avanço aconteça.

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