No mundo da produção digital, máquinas de diferentes fabricantes precisam se comunicar. Isso requer padrões uniformes, em cujo desenvolvimento são fundamentais: as Especificações Complementares do OPC UA (Open Platform Communications – Unified Architecture). O OPC Unified Architecture é um protocolo de comunicação máquina a máquina para automação industrial desenvolvido pela OPC Foundation, de Scottsdale, Arizona, EUA.
Linhas de montagem ou células de montagem há muito tempo moldam a ordem clara na fábrica. Mas no mundo digitalizado, as plantas de produção são organizadas de maneira muito mais complexa – e por isso regras claras são necessárias. A interoperabilidade, ou seja, a cooperação contínua de todas as máquinas e sistemas, é necessária para projetar ecossistemas complexos e organizados descentralmente. Padrões permitem a criação de redes e simplificam a comunicação entre os limites da empresa e do setor. E assim como as pessoas concordaram com o inglês como idioma mundial com gramática e vocabulário para simplificar a comunicação, a comunicação máquina a máquina também deve estar sujeita a uma gramática e vocabulário uniforme e padronizada.
Diretrizes da VDMA auxiliam o OPC UA na prática
“A VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau – Associação Alemã de Fabricação de Máquinas e Instalações Industriais) reconheceu desde o início que a definição de uma linguagem global para engenharia de máquinas e instalações é decisiva para o futuro”, diz Hartmut Rauen, vice-gerente geral da VDMA. ”O setor de máquinas e instalações concordou com o padrão de comunicação OPC UA.”
O OPC UA é um padrão de interface IoT aberto para a produção digital de amanhã. Isso permite uma comunicação escalável, independente do sistema e segura desde o chão de fábrica até a nuvem. O OPC UA define a gramática do idioma mundial de máquinas e instalações.
Em conjunto com o Fraunhofer – Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA), a VDMA desenvolveu a diretriz “Comunicação da Indústria 4.0 com o OPC UA”. Como ferramenta prática, mostra medidas muito específicas que ajudam as empresas a introduzir com sucesso a comunicação da Indústria 4.0 em seus próprios processos de produção.
As Especificações Complementares do OPC UA definem a estrutura
Com o estabelecimento do OPC UA, foi alcançado um primeiro passo em direção à produção digital em rede e interoperável. No entanto, o OPC UA “apenas” define a gramática do idioma para a comunicação máquina a máquina. Agora o vocabulário deve ser definido. O trabalho principal da VDMA no mundo OPC-UA é padronizar o vocabulário da descrição funcional dos mundos das máquinas. Esses padrões são chamados de Especificações Complementares do OPC UA no jargão técnico, que a VDMA desenvolve junto com mais de 400 empresas de todo o mundo. A abertura da abordagem – código aberto – oferece a todas as empresas interessadas a oportunidade de participar. Com o site opcua.vdma.org, a VDMA fornece uma visão geral de suas atividades de padronização. Aqui você também encontrará as Especificações Complementares do OPC UA que já foram concluídas e estão sendo elaboradas – combinadas em um banco de dados
O desenvolvimento desses padrões é uma meta ambiciosa – e para a qual a VDMA desempenha um papel crucial. “Atualmente, estamos definindo o idioma mundial da produção”, diz Andreas Faath, gerente de projetos da VDMA para comunicação de máquinas.
Juntamente com uma pequena equipe de especialistas, Faath está trabalhando no desenvolvimento de padrões OPC UA para tipos de máquinas individuais, sobre como eles podem “conversar” entre si.
Eles garantem que duas máquinas que estão em rede trocam as informações indispensáveis de maneira uniforme: Que tipo de máquina é essa? Quem é o fabricante? Quais configurações de dispositivo existem? E quais dados do processo precisam ser trocados? Essa comunicação pode não apenas ocorrer horizontalmente entre as máquinas, mas também verticalmente, ou seja, com sistemas de nível superior ou com um sistema até a nuvem. “Esta é a única maneira de tornar possível o plugue e o trabalho na fábrica”, explica Faath. “Criamos o controle remoto universal, por assim dizer – e isso funciona teoricamente para todos os tipos de máquinas.” No entanto, o desenvolvimento de um padrão desse tipo, que deve ser estabelecido em todo o mundo, leva tempo: cerca de 2 anos para ser desenvolvido.
Porém OPC UA não é apenas sobre interfaces entre duas máquinas, mas também sobre cadeias de processo inteiras. Nas operações do dia-a-dia, não se trata apenas de desenvolver a comunicação, por exemplo, entre duas máquinas de moldagem por injeção, mas também de conectá-la aos sistemas de robôs, por exemplo. Portanto, é crucial que as indústrias de máquinas trabalhem juntas de maneira abrangente. O vocabulário específico do setor deve se encaixar e ser coordenado.
VDMA é um participante chave
Os especialistas concordam que a VDMA é a única organização atualmente capaz de criar esses padrões importantes. 3200 empresas membros da VDMA com subsidiárias e empresas parceiras em todo o mundo não apenas trazem conhecimento para o processo em uma extensão que não está disponível em nenhum outro lugar. Ao mesmo tempo, o processo de desenvolvimento ocorre na plataforma neutra VDMA – portanto, não há suspeita de que empresas individuais possam afirmar seus interesses particulares. A VDMA, portanto, estabelece as bases para o Plug & Produce, a base para o desenvolvimento mais fácil e rápido de modelos de negócios baseados em dados relacionados à produção em rede inteligente.
As associações comerciais da VDMA estão, portanto, trabalhando com um nível de comprometimento correspondentemente alto. Atualmente, a VDMA está coordenando as atividades de cerca de 30 grupos de trabalho que definem uma linguagem comum entre indústrias entre máquinas e sistemas. As especificações complementares do OPC UA já foram publicadas para alguns tipos de máquinas, incluindo máquinas-ferramenta, máquinas de moldagem por injeção, sistemas para processamento de imagens industriais e robôs. Mais de 20 outras normas estão em andamento, por exemplo, para máquinas de fundição, máquinas para trabalhar madeira ou acionamentos elétricos. Está planejada a criação de cerca de 15 novos grupos de trabalho do OPC UA a cada ano. “A massa crítica de empresas que estão na retaguarda do OPC UA já foi ultrapassada, o OPC UA serve de base para a fábrica do futuro”, diz Andreas Faath
Fonte: VDMA
Luiz Sima
18 de março de 2020 at 14:25Um padrão comum é o que se sonha há muitos anos, acho que desde que inventaram a automação. Porém, vejo o OPC UA pouco viável para todo o parque industrial existente (brownfield), já que existem equipamentos por aí, rodando há muito tempo, no meu caso específico, fornos, aquecedores de panela entre outros.
Analisando desse ponto de vista, muitos processos/máquinas já possuem uma automação robusta o suficiente e essa troca de dados entre elas já ocorre de confiável. Então, porque atualizaria uma automação existente com hardwares que consigam se comunicar em OPC UA? A resposta pode seria:
– Para que você não fique parado no tempo e que consiga acompanhar toda essa onda da I4.0, interligando sua máquina, sua fábrica ou seu processo ao seu negócio, ao mundo! Bom, seria um forte argumento. Seria se não existisse alternativas simples e funcionais como gateways que, coletam em protocolos de automação já existentes e entregam na nuvem em MQTT, por exemplo e possuem um custo muito mais baixo, que atualizar toda sua automação para hardwares que tenham incorporem o OPC UA, além de não serem pouco ou nada invasivos.
Não tenho nada contra o OPC UA ou a qualquer outro protocolo, apenas como grande intusiasta da I4.0, quero compartilhar o que já se faz na prática.