Comunicações corporativas: Como alimentar sistemas de TI com dados de TO

Convergência TI-TO

As empresas entenderam que, para otimizar os seus processos produtivos e aumentar por completo a sua cadeia de valor, já não podemos efetuar otimizações locais entre os diferentes sistemas/departamentos/unidades de negócio. TODOS os departamentos da empresa estão fortemente relacionados para agregar valor e chegámos a um ponto em que o maior benefício se encontra na otimização das relações intradepartamentais (ou unidades de negócio ou qualquer subdivisão em que a empresa se encontre estruturada).

Por outro lado, os avanços tecnológicos, em particular em TO, estão a permitir interrelacionar processos que até agora se encontravam muito separados: processos industriais versus processos de negócio. Inter-relação em tempo real, com contextualização automática de dados e tomadas de decisões diretas, permitindo otimizar a globalidade da cadeia de valor da empresa. Mas, para isso, são necessárias duas coisas: dados e comunicações.

Encontramo-nos na era dos Dados

Outra forma de o dizer é que já levamos alguns anos em que as tecnologias de TI e TO estão a convergir, ou seja, existe uma tendência clara para a crescente integração dos sistemas e tecnologias utilizados nos ambientes de TI e TO.

TI refere-se aos sistemas e tecnologias utilizados para gerir, armazenar, processar e comunicar informações dentro de uma organização. Isto inclui redes, servidores, bases de dados, software, aplicações e outros componentes relacionados que são típicos dos ambientes de escritório e administrativos.

TO refere-se aos sistemas e tecnologias utilizados para controlar e supervisionar os processos físicos e operacionais em ambientes industriais, como fábricas, infraestruturas críticas, sistemas de energia, automatização industrial, controlo de processos e outros sistemas relacionados.

A convergência entre TI e TO tornou-se cada vez mais relevante devido à crescente necessidade de conectar e otimizar os sistemas de produção e as operações industriais. Alguns dos fatores que impulsionaram esta convergência são:

1. Conectividade: Alterações tecnológicas como a Internet das Coisas (IoT) e as redes industriais permitiram a interconexão de dispositivos e sistemas em ambientes de TO. Isto abriu oportunidades para a recolha de dados em tempo real e a troca de informações entre sistemas de TO e TI.
2. Análise de Dados: Conseguir e facilitar a análise de grandes volumes de dados gerados em TO. Ao combinar dados de sensores, registos de máquinas e outros dados operacionais, as organizações podem obter informações valiosas para melhorar a eficiência, a tomada de decisões e a gestão de ativos.
3. Cibersegurança: A “abertura” das redes industriais também acarretou efeitos indesejados, como o aumento da exposição de redes desprotegidas. A cibersegurança dos sistemas de TO tornou-se crucial para evitar interrupções na produção, danos aos ativos e riscos para a segurança.
4. Otimização de Processos: A convergência entre TI e TO permite a integração de processos empresariais e operacionais. Ao conectar sistemas de planeamento empresarial com sistemas de controlo e automatização, as organizações podem alcançar uma maior eficiência operacional, melhorar a cadeia de fornecimento e a tomada de decisões baseada em dados.

Dados, Dados e mais dados

Perfeito, temos sistemas convergentes e uma multiplicidade de dados cujo tratamento nos pode trazer grandes benefícios, mas… Como alimento os meus sistemas de Business Intelligence?
Precisamos de comunicações e de entender como esses dados podem ser partilhados. Analisemos as interfaces de integração de dados em ambos os ambientes:

Interfaces em TI

• API (Interfaces de Programação de Aplicações): Conjunto de regras e protocolos que permitem que diferentes aplicações de software comuniquem e partilhem dados entre si. As API permitem que os programadores acedam e manipulem dados e funcionalidades fornecidas por uma aplicação ou serviço específico.
• Serviços Web: Uma forma de partilhar dados através de uma rede utilizando protocolos padronizados como SOAP (Protocolo Simples de Acesso a Objetos) ou REST (Transferência de Estado Representacional). Permitem que as aplicações troquem dados e invoquem serviços remotos através da utilização de mensagens XML ou JSON.
• Filas de Mensagens: Permitem a comunicação assíncrona entre aplicações, ao permitir o envio e a receção de mensagens entre componentes ou sistemas separados. Os protocolos de fila de mensagens populares incluem AMQP (Protocolo Avançado de Filas de Mensagens) e MQTT (Protocolo de Telemetria de Filas de Mensagens).
• Interfaces de Bases de Dados: As aplicações partilham frequentemente dados através de bases de dados como JDBC (Conectividade de Bases de Dados para Java) para aplicações Java ou ODBC (Conectividade Aberta de Bases de Dados) para aplicações escritas em várias linguagens. Estas interfaces fornecem uma forma padronizada de interagir com bases de dados, permitindo que as aplicações recuperem, armazenem e manipulem dados.
• Protocolos de Transferência de Ficheiros: Como FTP (Protocolo de Transferência de Ficheiros) e SFTP (Protocolo Seguro de Transferência de Ficheiros) são comumente utilizados para partilhar ficheiros entre aplicações e sistemas. Fornecem métodos para carregar, descarregar e gerir ficheiros através de uma rede.
• Ferramentas de Integração de Dados: Facilitam a troca de dados ao permitir a extração, transformação e carregamento (ETL) de dados de diversas fontes para um repositório central ou um armazém de dados (DataLake). Estas ferramentas oferecem frequentemente interfaces para se conectar a diferentes fontes de dados e definir regras de mapeamento e transformação de dados.
• Sistemas de Mensagens Pub/Sub: Como Apache Kafka ou RabbitMQ, permitem que as aplicações publiquem mensagens em tópicos ou canais específicos, e outras aplicações podem subscrever esses tópicos para receber as mensagens. Isto permite o streaming de dados em tempo real e arquiteturas baseadas em eventos.

Interfaces em TO

• OPC (OLE para Controlo de Processos): Padrão da indústria amplamente adotado para a comunicação entre aplicações e dispositivos de TO, especialmente em sistemas de automatização e controlo industrial. O OPC permite a troca de dados em tempo real e a interoperabilidade entre diversos dispositivos e aplicações de TO.
• Modbus: Protocolo popular utilizado para a comunicação entre dispositivos industriais, como controladores lógicos programáveis (PLC) e interfaces homem-máquina (HMI). Permite a troca de dados através de conexões de série ou Ethernet e é comumente utilizado em sistemas de controlo de processos e automatização industrial.
• Profibus: Protocolo de bus de campo amplamente utilizado em sistemas de automatização industrial. Permite a comunicação entre dispositivos de campo, como sensores e atuadores, e o sistema de controlo central. O Profibus suporta tanto a troca de dados em tempo real como a assíncrona.
• DNP3 (Protocolo de Rede Distribuído): Protocolo comumente utilizado em setores de serviços públicos e energia para a comunicação entre sistemas SCADA (Supervisão, Controlo e Aquisição de Dados) e dispositivos remotos. Fornece uma troca de dados robusta e segura, suportando a monitorização e o controlo em tempo real de dispositivos em redes elétricas e outras infraestruturas críticas.
• MQTT (Protocolo de Mensageria de Telemetria de Filas): Protocolo de mensagens leve de publicação/subscrição comumente utilizado em aplicações de IoT e industriais. Permite uma troca eficiente e confiável de dados entre dispositivos, permitindo a transmissão de dados em tempo real e a monitorização remota.
• Ethernet/IP: IP de Industrial Protocol, não de Internet Protocol. É um protocolo industrial baseado nos padrões Ethernet e TCP/IP. Facilita a comunicação entre dispositivos industriais e aplicações de software, suportando a troca e o controlo de dados em tempo real.
• BACnet (Redes de Automatização e Controlo de Edifícios): Protocolo de comunicação utilizado em sistemas de automatização de edifícios para permitir a troca de dados e o controlo entre diferentes dispositivos e sistemas, como sistemas HVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado), controlos de iluminação e sistemas de controlo de acesso.

Uau, não se parecem nada…

Alimentando aplicações corporativas com dados de TO

Na Becolve Digital, entendemos a problemática de como alimentar sistemas de TI com dados de TO, pelo que dispomos de uma solução modular e flexível que nos permite:

• Recolher dados de processo em qualquer protocolo industrial padrão ou proprietário.
• Mover esses dados entre sub-redes de forma segura, eliminando a necessidade de expor redes de TO que podem ser vulneráveis e, assim, eliminar riscos de cibersegurança.
• Acoplar esses dados a sistemas corporativos, seja por WebServices (SOAP/REST), bases de dados SQL ou não SQL, ficheiros de rede, ERP, DataLakes, Business Intelligence, na cloud, etc.

Uma parte importante da nossa solução gira em torno de:

• KepserverEX
• OPC Router
• Datahub

Não hesite em entrar em contacto connosco para ampliar informações ou resolver qualquer dúvida.