Tecnologia da Infotmação, Esquemas de Tecnologia de Informação

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INDÚSTRIAS 4.0 E AS

TECNOLOGIAS DA

INFORMAÇÃO

Petrothiely Santos

SUMÁRIO

1. EVOLUÇÃO E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DA HUMANIDADE

Quando mencionamos a evolução tecnológica da humanidade, podemos, com uma visão muito mais abrangente, ultrapassar a fronteira da computação. Exemplo: surgimento de uma simples caneta esferográfica ou a criação da imprensa. Ponto de grande destaque é que, ao longo da história da humanidade, as guerras e as revoluções foram grandes propulsoras do desenvolvimento tecnológico. Os contextos observados na Primeira Guerra Mundial, na Segunda Guerra Mundial e na própria Guerra Fria foram propícios para que as sociedades passassem por períodos de grande evolução tecnológica nas mais diversas áreas do conhecimento. As revoluções industriais pelas quais passamos também se configuraram como momentos em que surgiram muitas inovações. O avanço industrial esteve ligado a algum tipo de inovação. Essas inovações impulsionaram o surgimento de novas empresas que entraram em cena tornando a competitividade mais acirrada. A inovação é a criação de algo envolvendo a geração de valor, alterando padrões e estabelecendo diferenciações. as inovações ocorrem no produto (bem ou serviço novo ou aprimorado) ou no processo (processos de negócios novo ou aprimorado). Classificação das inovações:  Incremental: introduz mudanças relativamente pequenas no produto existente.  Arquitetural: sistema permanece inalterado, porém a forma de combiná-los, interligá-los se modifica, gerando uma nova arquitetura.  Modular: arquitetura mantida e apenas se evolui um módulo da arquitetura conhecida.  Radical: Mudança total de arquitetura e sistema.

2. INDÚSTRIA 4.

Um sistema produtivo, integrado por computador e dispositivos móveis interligados à internet ou à intranet, que possibilita programação, gerenciamento, controle, cooperação e interação com o sistema produtivo de qualquer lugar do globo em que haja acesso à internet ou à intranet, buscando, assim, a otimização do sistema e toda a sua rede de valor, ou seja, empresa, fornecedores, clientes, sócios, funcionários e demais stakeholders. Elementos base ou fundamentais: representam a base tecnológica fundamental sobre a qual o próprio conceito de Indústria 4.0 se apoia e sem os quais não poderia existir.

 Big data.  Computação em nuvem.  Integração de sistemas.  Segurança cibernética. os elementos complementares da indústria 4.  Realidade aumentada.  Realidade virtual.  Manufatura aditiva.  QR code.  RFID.

3. SISTEMAS CIBERFÍSICOS São sistemas que permitem a fusão dos mundos físico e virtual (cibernético), pela conexão entre infraestruturas físicas com os elementos computacionais e comunicação de forma automatizada. Esses sistemas ciberfísicos transmitem informações e dados em tempo real, conectados, por meio do espaço cibernético, mundo virtual para o mundo real, permitindo que o mundo real possa atuar no sistema produtivo, seja controlando, reprogramando, acompanhando ou interferindo da maneira que for mais conveniente diretamente no sistema produtivo. Exemplo: computadores e redes embarcados monitoram e controlam os processos físicos de produção. São formados por duas camadas: camadas de tecnologia operacional (física) e camada virtual, de aplicações de tecnologia da informação (cyber).

Os elementos da camada cyber do sistema ciberfísico são:  Cópia virtual (tecnicamente conhecida como gêmeo virtual – virtualt-win) do mundo físico, que permite testar e simular eventos ou processos com maior segurança e menor custo do que se realizados no mundo físico.  Interfaces de gerenciamento e controle em tempo real das atividades do mundo físico por meio de dashbords (painéis de controle na tela do computador) para uso por humanos.  Controle automático descentralizado por unidades inteligentes autônomas na linha de produção, baseadas em inteligência artificial e executadas em tempo real por meio de redes de sensores e atuadores na camada física.  Captura e armazenamento de dados em grande quantidade para análise e tomada de decisão (big data analytics).

4. SENSORES E ATUADORES Sensores são dispositivos que respondem a estímulos de condições físico- químicas, como luminosidade, temperatura, pressão, acidez, corrente, aceleração, posição, entre outras; transformando-as em sinais elétricos que podem ser lidos e processados por sistemas eletrônicos. Fazendo uma analogia com o corpo humano, é como se sensores fossem nossos órgãos sensoriais e atuadores fossem os nossos músculos.

6. INTERNET DOS SERVIÇOS (INTERNET OF SERVICES – IOS)

Internet dos Serviços (IoS) permite que fornecedores e parceiros ofereçam seus serviços via internet de modo a combinar uma infraestrutura de serviços, modelos de negócios e os próprios serviços de forma colaborativa. Dessa forma, os serviços são oferecidos e combinados entre as partes interessadas, gerando serviços de valor agregado (cocriação de valor).

7. INTEGRAÇÃO DE SISTEMAS A tecnologia digital aplicada ao mundo industrial permite automatizar e monitorar o controle das operações, tomar decisões remotas e modificá-las instantaneamente e muitas outras funções que envolvem a substituição de parte do trabalho manual, que é uma maneira indireta de reduzir os custos de mão de obra. Isso requer a integração de diferentes sistemas e dispositivos promovendo o conceito de interoperabilidade no formato de um serviço que é a base da Internet dos Serviços (IoS). A integração desses sistemas pode ser obtida pelos Web Services. Os Web Services são uma tecnologia de software desenvolvida no início dos anos 2000 baseada em componentes acessíveis e chamados via web. 8. BIG DATA O uso acelerado de sites de redes sociais tem contribuído para a geração de uma quantidade enorme e massiva de dados denominados big data. O big data é um grande reservatório de dados composto por mensagens, blogs, chats, documentos, comentários, fotos, fóruns da web, discussões online, transações comerciais, logs da web gerados por máquina etc. O big data é um dos componentes significativos da Indústria 4.0, pois fornece informações valiosas para o objetivo do gerenciamento inteligente da fábrica. Os dados gerados a partir da origem das indústrias são chamados de big data industrial.

As bases do big data são: volume (gerado pela troca de dados dos CPSs), velocidade (na geração de dados e informações), variedade (diversidade de dados, diferentes fontes), veracidade (integridade e confiabilidade dos dados) e valor (ações que podem gerar valor). O emprego do big data na indústria 4.0 ocorre em:  Gerenciamento de risco.  Fabricação por demanda.  Melhora na qualidade do produto.  Teste e simulação de novos processos de fabricação.  Rastreador diário de produção.  Manutenção preditiva e preventiva.  Pós-vendas e outros.

9. ETIQUETAS RFID São pequenos dispositivos eletrônicos de identificação que transmitem a comunicação por meio de radiofrequência. Elas podem ser coladas a um produto, uma embalagem, um equipamento e até mesmo colocadas em animais ou pessoas. Dotadas de antenas ou captadores e microchips, enviam e respondem (ou somente respondem) sinais de rádio que são emitidos pela base transmissora em uma determinada frequência. Elas são classificadas em:  Etiquetas de RFID passivas: só respondem ao sinal enviado pela base transmissora. Sem fonte própria de energia, são energizadas pelo próprio sinal da base.  Etiquetas de RFID ativas: enviam o próprio sinal, por serem dotadas de fonte própria de energia.  Etiquetas de RFID semipassivas ou semiativas: possuem fonte própria de energia, contudo precisam da presença de um leitor para comunicar as informações, pois não dispõem de modulador e, portanto, não podem criar um novo sinal de radiofrequência.

refere à entrega ao usuário da ilusão de uma realidade diferente da presenciada no momento. A presença (mais subjetivo) se refere ao estado de consciência psicológica do usuário sobre o ambiente virtual. As variáveis de imersão na realidade virtual possuem abrangência, combinação e envolvimento de sentidos (visão, audição, tato, olfato, paladar) utilizados na experiência de realidade virtual. Qualidade das experiências pelas quais passa o usuário no que tange a aspectos relacionados aos sentidos (por exemplo: fidelidade de áudio e resolução da imagem). Interatividade proporcionada ao usuário na experiência. Enredo da experiência que inclui fluência e consistência da experiência Comparação entre realidade virtual e realidade aumentada:

13. MANUFATURA ADITIVA Também conhecida como impressão 3D. Foi inventada por Chuck Hull, um norte-americano do estado da Califórnia, em 1984, utilizando a estereolitografia, tecnologia precursora da impressão 3D. É uma tecnologia que consiste em um processo de impressão de objetos a partir da deposição de variados materiais em camadas. O processo agiliza a fabricação de determinadas peças no local em que serão utilizadas, em vez de produzi-la em outro local e enviá-la às pressas, ou de forma custosa, para o local de consumo.

Há impressoras 3D que fabricam peças metálicas, plásticas e até de concreto, sendo também possível a construção de edificações com o uso dessa tecnologia associada a outras técnicas construtivas.

14. INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Todos os sistemas e as soluções em tecnologias de informação capazes de simular ou duplicar as funções do cérebro humano, além de comportamentos e padrões humanos são conhecidos como Sistemas de Inteligência Artificial. A ideia dessas soluções é apresentar plataformas tecnológicas que demonstrem características inteligentes. Aprendizado com a experiência e a aplicação de conhecimentos adquiridos da experiência. Lidar com situações complexas e resolvê-las. Resolver problemas, mesmo que faltem informações. Determinação do que é importante. Reação rápida e correta diante de novas situações. Entendimento de imagens. Interpretação e manipulação de símbolos. Ser criativo e imaginativo. As especialidades da inteligência artificial são:  Robótica – trata do desenvolvimento de dispositivos mecânicos ou computacionais que desempenham tarefas humanas, em que é exigido alto grau de precisão, com atividades rotineiras e “perigosas” para as pessoas que a desempenham.  Sistemas de visão – permitem captura, armazenamento e manipulação de imagens.  Sistemas de processamento de linguagem natural e reconhecimento de voz – permitem que um computador compreenda e reaja a declarações e comandos feitos.  Sistemas de aprendizagem – permite ao computador mudar seu modo de funcionamento ou reagir a situações com base na realimentação que recebe.  Sistemas de lógica difusa – tecnologias baseadas em regras próprias para trabalho com imprecisões, descrendo um processo de modo linguístico e depois representando por meio de regras.

produção tem como objetivo produzir o produto da forma mais competitiva possível, dentro do tempo e da qualidade requeridos e/ou contratados com o cliente.

17. INFRAESTRUTURA E ARQUITETURA DE TI Infraestrutura de TI é o fundamento (no sentido de base) planejado de TI, em toda a sua capacidade, disponibilizada por meio de serviços compartilhados e confiáveis para toda a organização e utilizada por aplicações múltiplas. A arquitetura de TI é a visão macro e sistêmica de como os componentes físicos e lógicos da infraestrutura de ti funcionam de forma integrada, para disponibilizar um ou mais serviços de ti. É a organização lógica dos dados, aplicações e infraestruturas, definida a partir de um conjunto de políticas, relacionamentos e opções técnicas adotadas para obter a padronização, e a integração técnicas e de negócio desejadas. É chamada de projeto estrutural da TI, apresentando plataformas de hardware e software que devem ser utilizadas, além de modelos e padrões diversos de TI. 17.1 ERA DOS MAINFRAMES Na década de 1960, surge um tipo de computador conhecido como mainframe, inaugurando o primeiro grande momento da infraestrutura de TI nas empresas. Este modelo de infraestrutura também ficou conhecido como 1ª plataforma. Surgimento dos grandes Centros de Processamento de Dados (CPD). Estabelecimento da ideia de processamento centralizado. Os terminais usuários eram conhecidos como terminais burros. 17.2 ERA DO CLIENTE-SERVIDOR Possibilitada a partir da evolução da Engenharia Eletrônica. Este modelo de infraestrutura também ficou conhecido como 2ª plataforma. Terminais burros foram substituídos por desktops e os mainframes substituídos por servidores (responsável pelo controle e pelo compartilhamento de recursos de uma rede de computadores). Processamento de informações segmentado por processos que consistem em solicitações de computadores clientes para os computadores servidores, e em respostas dos computadores servidores para os computadores clientes. Toda a

arquitetura é montada a partir das regras de negócio, associada à lógica de aplicação, de acordo com as necessidades dos usuários. A arquitetura pode ocorrer de três formas que diferem nas três principais funções em uma rede cliente-servidor: apresentação ou interface do usuário; a lógica da aplicação e a regra de negócio; armazenamento dos dados. 17.3 ERA DO CLIENTE-SERVIDOR 17.4 ERA DO CLIENTE-SERVIDOR – MODELO EM DUAS CAMADAS Computadores clientes estabelecem a comunicação, diretamente, com o servidor. O armazenamento de dados se dá no servidor de banco de dados. As regras do negócio, a lógica de aplicação e os padrões de interfaces de usuário estão armazenadas no cliente. Quando ocorre uma mudança na aplicação, os bancos de dados e as aplicações contidas no cliente também sofrem alterações. 17.5 ERA DO CLIENTE-SERVIDOR – MODELO EM TRÊS CAMADAS Há uma camada intermediária contendo um servidor de aplicação. O servidor de aplicação armazena as regras de negócios e a lógica da aplicação. Todo o acesso ao servidor de banco de dados é feito pelo servidor de aplicação, que, por sua vez, já determina as regras de acesso.

 Instalações físicas, fornecimento de energia elétrica e equipamentos de refrigeração.  Gestão do data center.  Recursos de TI. O data center tem papel fundamental na sustentação dos requisitos de negócio, seja nas aplicações utilizadas no ambiente operacional ou na elaboração das estratégias competitivas. O data center está situado na base da infraestrutura de TI, que sustenta aplicações, que, por sua vez, sustentam os processos de usuário.

Os Serviços entregues pelo Data Center são:  Redes de Comunicação de Dados.  Segurança da Informação.  Processamento e armazenamento de dados.  Fornecimento de aplicações.  Alta disponibilidade.  Automação e Gerenciamento da TI.  Recuperação de desastres.  Virtualização. Os Componentes da Arquitetura do Data Center são:  ER-Entrance Room (traduzida como “Sala de Entrada”), onde está situada o ponto de contato entre o cabeamento oriundo da operadora de telecomunicações e o sistema de cabeamento estruturado do data center.  MDA-Main Distribution Area (traduzido como “Área de Distribuição Principal”), onde encontrase a core de conexões do data center, além dos roteadores e o backbone da rede. Os subsistemas de cabeamento estruturado são interligados ao MDA.  HDA (Horizontal Distribution Area) e EDA (Equipment Distribution Area) alojam, respectivamente, a interconexão do subsistema de cabeamento horizontal e de