Boosting the adoption of Industry 4.0 through Internet of Things, industrial standards and software engineering

• ZUZENDARIAK: Diego Casado eta Aitor Urbieta
• UNIBERTSITATEA: Deusto

Laburpena

Gauzen Internet-en (Internet of Things, IoT) etorrerarekin eguneroko objektuak elkarren artean interkonektatzen ari dira. Gailu elektroniko hauek ez dira mikokontrolagailu edo mikroprozesagailuak soilik, era guztietako objektuak dira, adibidez janaria edo arropa. Olatu teknologiko berri honetan sare protokolo arinak beharrezkoak dira objektu hauek IoTra konektatzeko. Protokolo hauen ezaugarri nagusiak sare, energia eta gaitasun eskaera baxuak dira. Protokolo hauen adibide azpimarragarrienak Constrained Application Protocol (CoAP) edo Message Queue Telemetry Transport (MQTT) dira. IoT industri domeinuetara aplikatzen denean kontzeptu berri bat agertzen da, Industrial Internet of Things (IIoT), zeinek laugarren iraultza industriala edo Industria 4.0 ahalbidetzen duen. Hala ere, bizi zikloak luzeagoak dira industrian kontsumitzaleenak baino, industria kontserbadoreagoa izanik, polikiago barruratzen ditu teknologia berriak, monitorizazio eta eragingailu sistemak askotan isolatuta geratzen direlarik.

Arazo hau kontutan hartuta, tesi honetan egindako lanaren helburua industriarako sistema interoperable eta fidagarrien garapena era azkar eta eraginkor batean egiten laguntzea da, horrela Industria 4.0-aren adopzioa azkartuz. Horretarako, lehenengo MQTT eta CoAP aztertu eta konparatu dira, tesi honetako lana jarraitzeko egokiena aukeratzeko helburuarekin. Egindako lanaren lehenengo iterazio honetan CoAP izan da aukeratutakoa. Behin CoAP aukeratuta, libreak eta eskuragarri dauden hainbat CoAP liburutegi konparatu dira, segurtasun ezaugarriak ere kontutan hartuz, industriarako ezinbestekoak baitira. Ondoren, subestazio elektrikoen modelaketa, kontrola eta monitorizaziorako IEC 61850 estandar industriala aukeratu da, sistemen interoperabilitatea ahalbidetzeko eta isolatutako hedapenak ekiditeko. Lehen urrats bezala, CoAPera mapeatu da, gero mapeoaren errendimendua HTTP eta SOAP erabiltzen duten beste lan batzuekin konparatzeko. Mapeo honek hainbat muga dauzka, zehazki, Observe luzapenean, zeinek CoAP-i publikatzaile-harpide komunikazio gaitasuna ematen dion. Muga hauek harpidetza prozesuan nabarmentzen dira, eta horregatik, tesi honen hurrengo ekarpena harpidetza prozesua hobetzeko metodo berriak proposatu eta ebaluatzea da, IEC 61850 mapeoan aplikatuta. Bukatzeko, tesi honetako azkenengo kontribuzioa gailu industrialen softwarea garatzeko prozesuan software ingeneritzako teknikak aplikatzea izan da, kodea berrerabiliz eta software hobea azkarrago sortzeko. Horretarako, bi espezifikazio ezberdin erabili dira. Alde batetik, aurretik aipatutako IEC 61850. Bestetik, generikoagoa den Gauzen Sarea (Web of Things, WoT), zeinek aurretik existitzen diren estandarrak erabiltzea duen helburu, interoperabilitatea lortzeko eta IoT WoT bihurtzeko. Hau da, laurogeita hamarreko hamarkadaren hasieran Internet World Wide Web (WWW)-ean bihurtu zenaren antzera.