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O Uso dos Microserviços em IoT na Indústria 4.0

O tema não é de hoje mas acho que vale a pena retomá-lo. A Indústria 4.0 está transformando radicalmente a forma como as empresas produzem e gerenciam seus processos. A convergência da Internet das Coisas (IoT) com os microserviços está desempenhando um papel fundamental nessa revolução industrial. Neste artigo, exploraremos como essas duas tecnologias se complementam e impulsionam a eficiência, a automação e a inovação na indústria moderna.


IoT
Imagem Canva

Indústria 4.0: Uma Visão Geral


A Indústria 4.0 é um conceito que representa a quarta revolução industrial. Ela é caracterizada pela integração de tecnologias avançadas em todos os aspectos da produção industrial. Essas tecnologias incluem IoT, Inteligência Artificial (IA), Big Data, Computação em Nuvem, entre outras. O objetivo é criar fábricas inteligentes, altamente automatizadas e conectadas, capazes de se adaptar às mudanças nas condições do mercado e às demandas dos consumidores em tempo real.


IoT na Indústria 4.0


A IoT desempenha um papel vital na Indústria 4.0, fornecendo a base para a coleta de dados em tempo real e a conectividade entre dispositivos, máquinas e sistemas. Sensores e dispositivos IoT são implantados em toda a linha de produção para monitorar o desempenho, detectar falhas, rastrear produtos e muito mais. Esses dados são então enviados para sistemas de análise que fornecem insights valiosos para otimizar a produção. Alguns dos principais benefícios da IoT na Indústria 4.0 incluem:

  • Monitoramento em Tempo Real: Os sensores IoT permitem que as empresas monitorem suas operações em tempo real, identificando problemas imediatamente e tomando medidas corretivas de forma mais eficaz;

  • Manutenção Preditiva: A IoT permite a implementação de sistemas de manutenção preditiva, que podem prever quando as máquinas precisam de manutenção, reduzindo o tempo de inatividade não planejado;

  • Melhoria da Qualidade: A coleta de dados em tempo real permite a identificação de problemas de qualidade mais cedo no processo de produção, reduzindo a produção de produtos defeituosos;

  • Eficiência Energética: Os sensores IoT podem monitorar o consumo de energia e otimizar o uso de recursos, ajudando as empresas a reduzir seus custos operacionais e seu impacto ambiental.


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Microserviços na Indústria 4.0


Microsserviços é um estilo de arquitetura de software que surgiu na indústria de software com o objetivo de melhorar a capacidade das equipes de desenvolvimento em construir e manter grandes aplicações em ambientes corporativos. Nesse estilo, um aplicativo é construído combinando vários microsserviços. Um serviço pequeno e autônomo conhecido como microsserviço se comunica por meio de uma rede leve e infraestrutura de protocolo.


Fonte: LUCAS, M. C. et al. Proposta de adoção de microsserviços em IoT. Conferências Ibero-Americanas WWW/Internet e Computação Aplicada, 2017.
Fonte: LUCAS, M. C. et al. Proposta de adoção de microsserviços em IoT. Conferências Ibero-Americanas WWW/Internet e Computação Aplicada, 2017.

Muitos pesquisadores têm feito esforços científicos nesta ótica para implementar o estilo de arquitetura de Microsserviços. Os autores propõem soluções em diferentes domínios como Cidade Inteligente, Indústria, Veículo Inteligente, logística, agricultura. Os designs adotados nessas abordagens foram feitas considerando funcionais e não funcionais requisitos. Requisitos funcionais significam um conjunto de recursos aquele relacionado ao domínio para o qual o aplicativo é construído. Requisitos não funcionais são um conjunto de características técnicas que são obrigatórios na aplicação como (gerenciamento de banco de dados, autenticação) e outras opções que visam aumentar a qualidade aplicações como (dados históricos, classificador de dados).


Os microserviços são também uma abordagem de arquitetura de software em que um aplicativo é dividido em componentes independentes e autônomos, chamados microserviços. Cada microserviço é responsável por uma função específica e pode ser desenvolvido, implantado e escalado independentemente. Essa arquitetura é altamente flexível e escalável, tornando-a ideal para a Indústria 4.0. Vejam alguns benefícios: Escalabilidade, Facilidade de Manutenção, Flexibilidade e Resiliência.


IoT

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A Convergência de Microserviços em IoT


A combinação de microserviços e IoT na Indústria 4.0 permite que os dados coletados pelos dispositivos IoT são processados e analisados por meio de microserviços que executam funções específicas. Aqui estão alguns exemplos de como essa convergência pode ser aplicada, além da integração de sistemas obviamente:

  • Gerenciamento de Dados: Os microserviços podem coletar, armazenar e analisar dados IoT em tempo real, transformando informações brutas em insights acionáveis para melhorar a produção.

  • Controle de Processos: Microserviços podem ser usados para controlar processos de produção com base nas informações dos sensores IoT, permitindo a automação precisa.

  • Inteligência de Negócios: A análise de dados IoT por meio de microserviços ajuda as empresas a tomar decisões informadas sobre eficiência, manutenção e estratégia de negócios.

IoT

A capacidade de coletar e analisar dados em tempo real, combinada com a flexibilidade e escalabilidade dos microserviços, está permitindo às empresas alcançar níveis inéditos de eficiência, automação e inovação. Aqueles que adotam essas tecnologias estarão com maior prontidão neste novo contexto da indústria 4.0.


Maturidade 4.0

Referências

ALAM, Muhammad et al. Orchestration of microservices for iot using docker and edge computing. IEEE Communications Magazine, v. 56, n. 9, p. 118-123, 2018.

BUTZIN, Björn; GOLATOWSKI, Frank; TIMMERMANN, Dirk. Microservices approach for the internet of things. In: 2016 IEEE 21st International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA). IEEE, 2016. p. 1-6.

EL KHALYLY, Badr et al. A comparative study of microservices-based iot platforms. International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), v. 11, n. 7, p. 389-398, 2020.

THRAMBOULIDIS, Kleanthis; VACHTSEVANOU, Danai C.; SOLANOS, Alexandros. Cyber-physical microservices: An IoT-based framework for manufacturing systems. In: 2018 IEEE Industrial Cyber-Physical Systems (ICPS). IEEE, 2018. p. 232-239.


Sandro Breval

Sandro Breval Santiago

Professor Adjunto, Industry 4.0 Maturity Index Expert, PIMM4.0, Digital Transformation

Linkedin - Colunista BR40

Fonte: BR4.0


Assista abaixo o webinar A Jornada rumo à Maturidade 4.0: Um Estudo de Caso Brasileiro



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