Uma abordagem para a integração de sistemas industriais aplicando o conceito de internet das coisas e de modelos semanticos no contexto da industria 4.0

Abstract

Com a chegada da era da computação ubíqua, o número de dispositivos com poder computacional vêm crescendo de forma acelerada. A conexão desses dispositivos em uma rede de comunicação traz novas possibilidades e serve como base para o conceito chamado Internet das Coisas (Internet of Things - IoT). Uma das aplicações desse conceito é no domínio industrial e está impulsionando uma nova revolução industrial, a chamada Indústria 4.0. Esta pesquisa apresenta uma abordagem de integração de componentes de forma automatizada, no contexto da Indústria 4.0, utilizando ontologias para representar os elementos do sistema e um middleware IoT para servir de meio de integração. Essa abordagem utiliza conceitos propostos em trabalhos relacionados, com características inovadoras na criação de sistemas IoT. Dentre estas está a integração automatizada a partir de modelos semânticos, que possibilita que usuários modelem sistemas em alto nível. A partir desse modelo, as interfaces de comunicação são criadas automaticamente, trazendo uma garantia de consistência sintática nas chamadas de métodos ou funções. Além disso, a pesquisa proposta traz a possibilidade de usar esse mesmo modelo semântico para apresentar as informações ao usuário final. Como resultados deste trabalho podem ser ressaltados o desenvolvimento de uma ontologia para modelar esses elementos industriais e também o de uma extensão para um middleware IoT a fim de poder-se trabalhar com esses modelos de forma automatizada.

With the advent of the ubiquitous computing era, the number of devices with computing power is growing rapidly. The connection of these devices onto a communication network brings new possibilities and serves as the basis for the concept called the Internet of Things (IoT). One of the applications of this concept is in the industrial domain where it is driving a new industrial revolution, usually designated as “Industry 4.0”. This research study presents a automated integration approach in the context of Industry 4.0, using ontologies to represent elements of the system and an IoT middleware to provide a means for its integration. This approach uses concepts proposed in related works with innovative features regarding the creation of IoT systems. Among these features, an automated integration based on semantic models is proposed, which enables users to model their systems at a high level. From this model, communication interfaces are created automatically, bringing a guarantee of syntactic consistency in calling methods or functions. Another advantage that this work brings is the possibility of using this same semantic model to present information to the end user. As result of this work, an ontology was developed to model industrial elements, and an extension for an IoT middleware was developed to enable to work with these models.