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Post on 02-Mar-2021
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Rodolfo Saboia Lima de Souza Divisão de Metrologia em Tecnologia da Informação e Telecomunicações
Metrologia 4.0
Metrologia 4.0
O que é Metrologia 4.0?
• Metrologia para indústria 4.0 e IoT
• Iot nos laboratórios e nos processos de metrologia
Metrologia 4.0
Industria 4.0
Metrologia 4.0
Industria 4.0?
• Buzzword – “É uma palavra ou frase, nova ou já existente, que se torna
muito popular por um período de tempo.” (wikipedia)
• Envolve novas formas de produção e gerenciamento utilizando IoT
• E também manufatura aditiva
“A Indústria 4.0 facilita a visão e execução de "Fábricas Inteligentes" com as suas
estruturas modulares, os sistemas ciber físicos monitoram os processos físicos, criam
uma cópia virtual do mundo físico e tomam decisões descentralizadas. Com a internet
das coisas, os sistemas ciber físicos comunicam e cooperam entre si e com os
humanos em tempo real, e através da computação em nuvem, ambos os serviços
internos e intraorganizacionais são oferecidos e utilizados pelos participantes da
cadeia de valor.” (wikipedia)
Mas tem alguma coisa nova?
Metrologia 4.0
IoT ? Internet das Coisas
• Buzzword – Já foi M2M, Cyber Physical System, e agora é conhecido como Internet das Coisas
• É mais do que prover comunicação entre dispositivos utilizando protocolo IP
• Envolve sensoriamento, transmissão de informação, grandes bancos de dados, uso intensivo de computação, e algoritmos avançados
Metrologia 4.0
IoT
É um modelo de referência, como cliente servidor, desktop ou mainframe.
Produz-se uma imagem do mundo real no mundo virtual. Em cima desta, decisões são tomadas por algoritmos computacionais avançados
Metrologia 4.0
IoT – O que tem de novo?
Esse modelo de referência é antigo no setor industrial (ex: Scada), Porém:
• Bancos de Dados de diversos contextos são integrados - universalização dos dados – inter-relacionamento das diversas cadeias de valor
• Algoritmos computacionais avançados de análise e decisão (lei de Moore)
• Mais poder de transmissão, armazenamento e processamento, mais vontade de sensoriar o mundo
• Impacto maior que o surgimento da Internet nos setores industriais, agrícola, cidades, saúde, escritórios, transporte, etc...
• Quantas vezes maior que a Internet tradicional????? Muitas
• Um mercado gigantesco
Metrologia 4.0
Metrologia 4.0
• IoT é problema de transmissão de informação, algoritmos de decisão, banco de dados e
• Sensoreamento → METROLOGIA
• Garantia de qualidade dos dados – garbage in, garbage out• IA é poderoso mas não é mágico
• Bilhões de sensores – mudança no conceito de calibração• Somente parte dos sensores serão calibrados• Algoritmos avaliarão o estado de cada sensor• Uma imagem do mundo real será reproduzida no virtural• Metrologia envolverá a calibração dos sensores, e validação
dos algorítmos, e da imagem da realidade
Metrologia 4.0
Metrologia 4.0
• Medições tradicionais de temperatura, pressão, tensão elétrica, vibração, iluminação, entre muitos – mais processamento = mais medidas
• Aumento da resolução temporal e de amplitude das medições• mais processamento = mais capacidade de tratar números
• Nova metodologia de acompanhar a validade de calibração (monitorar mais, calibrar menos)
• Equipamentos de medição definidos por software
• Novas “grandezas” a serem medidas
• Novas formas de obter rastreabilidade (novo SI)
• Segurança Cibernética
Metrologia 4.0
Equipamentos de medição definidos por software
Metrologia 4.0
Novas “grandezas” – ex: Metrologia de Imagem
Metrologia 4.0
Novo SI
Metrologia 4.0
PNT – Posicionamento, Navegação e Sincronização
• Tempo é a única grandeza do SI que pode ser disseminada remotamente• Fibra ótica• Constelação GNSS• Satélite Geo• E-Loran
• Sincronização é fundamental em sistemas de telecom, elétricos, bancários, defesa, etc...
• Posicionamento é fundamental para veículos autônomos, drones, indústria 4.0, defesa, agricultura, etc...• GNSS não é conveniente para indoor• Também não é preciso para certas aplicações• Têm questões de rastreabilidade e Segurança
Metrologia 4.0
Certificado Digital Calibração – Padrão
• Projeto europeu liderado pelo PTB
• Padronizar um formato de Certificado Digital de Calibração
• Arquivo XML
• Segurança Cibernética resistente a 20 anos
• Importação de dados para Nuvem Metrológica Européia
Metrologia 4.0
DCC
Metrologia 4.0
Nuvem Metrológica Européia
• Certificados Digitais serão importados na nuvem metrológica
• Foco em metrologia industrial e metrologia legal
• Garante toda a rastreabilidade das calibrações
• Provê informações adicionais as indústrias e a consumidores
• Semelhante ao projeto do Inmetro de Acreditação 4.0
Metrologia 4.0
Nuvem Metrológica Européia
Metrologia 4.0
Projeto Fábrica do Futuro - Euromet• Objetivo 1: Desenvolver métodos de calibração para sensores industriais, como
aceleração, força e pressão com saída de dados digitais e pré-processamento digital interno, incluindo a extrapolação da incerteza de medição de sensores calibrados individualmente para outros sensores do mesmo tipo por meio de co-calibração e modelagem estatística.
• Objetivo 2: Desenvolver e demonstrar métodos que permitam que os sensores digitais forneçam incerteza ou dados informações de qualidade, juntamente com os dados de medição
• Objetivo 4: Desenvolver e avaliar métodos de agregação de dados para redes de sensores industriais baseados em aprendizado de máquina, e arquiteturas de software eficientes, abordando a sincronização de medições, uso de redundâncias de medições, levando em conta a incerteza da calibração e da rede, questões de comunicação, incluindo estratégias para equilibrar custo versus incerteza e explorar métodos para identificar a cobertura e a precisão da medição necessárias para as metas de saída do processo
Metrologia 4.0
Segurança Cibernética
• Segurança Cibernética é crítica para ambientes de IoT
• Todos os Things tem um microprocessador, e comunicação
• Todos são possíveis alvos de ataques
• Grande capacidade para danos em instalações industriais, cidades, infraestrutura crítica – o hacker agora pode matar
• O caso mais famoso de ciberataque são os PLC nas instalações nucleares do Irã – Stuxnet
• O Inmetro trabalha em um modelo de segurança em medidores, e que pode ser estendido para IoT
Metrologia 4.0
Conclusão
• IoT e indústria 4.0 dependem essencialmente de medições
• Metrologia vai ter que evoluir para atender as demandas do setor produtivo
• Os institutos de metrologia serão institutos de tecnologia em medição
• Vão continuar a dar rastreabilidade, realizar calibrações, ensaios, produzir materiais de referência, e todos outros serviços metrológicos
• A metrologia vai interagir com o “chão de Fábrica”
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