Classificação de single board computer para embarque de sistemas ciberfísicos baseados na arquitetura 5C

Abstract

A Indústria 4.0, ou manufatura avançada, está promovendo uma nova revolução industrial através da integração de tecnologias computacionais e de comunicação. O desenvolvimento dos Sistemas Ciberfísicos e o emprego da Internet das Coisas e Serviços podem ser considerados como peças chave para o desenvolvimento dessa revolução. Quanto aos Sistemas Ciberfísicos (CPS), a arquitetura 5C apresenta-se como uma das mais relevantes na literatura, mas apenas enumera as funções necessárias a constituição de um CPS, sem dar maiores detalhes de desenvolvimento e implementação. Por outro lado, a utilização do Computador de Placa Única (Single Board Computer - SBC) já encontra aplicações em diversas áreas como controle industrial de eletrônicos de consumo, instrumentos médicos, comunicação em rede, automóveis e outros dispositivos portáteis. O presente trabalho tem por objetivo principal, classificar dispositivos SBC que ofereçam suporte a implementações que atendam aos requisitos da Industria 4.0, mais especificamente como plataforma de hardware para a arquitetura 5C. Essa classificação e feita a partir da definição de um conjunto de funções mínimo que estes dispositivos devem oferecer para que possam ser integrados a uma rede de dispositivos CPS. Um estudo de caso demonstra quais são essas funcionalidades mínimas e o uso de alguns SBCs dentro destas condições.

Industry 4.0, or advanced manufacturing, is promoting a new industrial revolution through the integration of computing and communication technologies. The development of Cyber Physical Systems (CPS) and the use of the Internet of Things and Services can be seen as key to the development of this new revolution. As for Cyber Physical Systems, the 5C architecture is one of the most relevant in the literature, but only lists the functions necessary to build CPS, without giving further development and implementation details. On the other hand, the use of Single Board Computer (SBC), already finds applications in industrial control of consumer electronics, medical instruments, network communication, automobiles and other portable devices. The main objective of this work is to classify SBC devices that support implementations that meet the requirements of Industry 4.0, more specifically as hardware platform for the 5C architecture. This classification is made from the definition of a minimum set of functions that these devices must offer so that they can be integrated into a network of CPS devices. A case study demonstrates what these minimum functionalities are and the use of some SBCs within these conditions.