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”