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WBA0759_v2.0 Redes Industriais Introdução às redes industriais Conceitos fundamentais Bloco 1 Carolina Venturi Pinheiro Vamos refletir? Como podemos equilibrar a necessidade de conectividade e integração nas redes industriais com a importância de manter a segurança e a privacidade dos dados em um ambiente cada vez mais digitalizado? Introdução As redes industriais são elementos essenciais para garantir o funcionamento eficaz e seguro dos ambientes industriais modernos de produção. Além disso, constituem uma estrutura de comunicação que conecta diversos dispositivos, máquinas e sistemas presentes em uma instalação industrial. Essa interconexão viabiliza a troca de informações e o controle dos processos de maneira instantânea, em tempo real. Conceitos fundamentais 1. Protocolos de comunicação. 2. Topologias de rede. 3. Camada OSI. 4. Segurança de rede. 5. Redes sem fio. 6. Padrões industriais. 7. Tempo real. Tecnologia de protocolo de Internet Fonte: Shutterstock.com. Fundamentos das redes industriais Permitem a comunicação entre dispositivos e sistemas em ambientes industriais. Baseiam-se em protocolos específicos para garantir eficiência e segurança. Facilitam a integração de diferentes tipos de dispositivos, independentemente de sua complexidade ou fabricante. São projetadas para suportar ambientes industriais adversos, como altas temperaturas, ruídos elétricos, vibrações e outras condições desafiadoras. Permitem a monitorização remota e a tomada de decisões em tempo real, mesmo por equipes localizadas em diferentes locais geográficos. Importância das redes industriais Facilitam a integração de máquinas, equipamentos e processos industriais. Contribuem para a automação, monitoramento e controle eficazes. Promovem a coleta de dados em tempo real, permitindo uma análise mais precisa e rápida do desempenho operacional. Bons estudos! Características das redes industriais Determinismo Confiabilidade Redes industriais Tempo real Escalabilidade Segurança Introdução às redes industriais Evolução histórica e tendências atuais Bloco 2 Carolina Venturi Pinheiro Evolução histórica das redes industriais Primeiros sistemas de controle industrial. Introdução da automação programável. Surgimento de redes locais industriais. Padronização e protocolos de comunicação. Era da Internet Industrial das Coisas (IIoT) e Indústria 4.0 (anos 2010). (1940 -1950) (1960 -1970) (1980 -1990) (anos 2000)(anos 2010) Tendências atuais • Expansão da (IIoT) Sensores e dispositivos conectados para a coleta de dados em tempo real. Utilização da IIoT para monitoramento, prevenção de falhas e integração com automação. Tendências atuais Segurança cibernética Medidas robustas de segurança para proteção contra ameaças cibernéticas. Tecnologias como firewall industrial, detecção de intrusões e criptografia. Treinamento e conscientização. Tendências atuais Sustentabilidade e eficiência energética: • Implementação de redes inteligentes para monitoramento e controle do consumo de energia. • Uso de tecnologias para otimização de processos, visando a redução do desperdício. • Contribuição das redes industriais para a busca por práticas sustentáveis. Sustentabilidade e eficiência energética Fonte: Shutterstock.com. Bons estudos! Desafios das novas tendências Desafios e soluções Fonte: elaborado pela autora. Desafios Soluções Diversidade de dispositivos, protocolos e padrões. Desenvolvimento e adoção de padrões abertos e interoperáveis. Integração complexa entre sistemas. Implementação de protocolos de comunicação comuns. Incompatibilidade entre dispositivos. Adoção de padrões que garantam a interoperabilidade. Comunicação ineficiente entre sistemas. Utilização de protocolos que facilitem a troca de dados. Barreiras na interoperabilidade. Estabelecimento de diretrizes para padronização de protocolos. Introdução às redes industriais Aplicações e desafios específicos em ambientes industriais Bloco 3 Carolina Venturi Pinheiro Aplicações em ambientes industriais Monitoramento de processos industriais em tempo real. Controle de produção e automação de fábricas. Rastreamento e gerenciamento de ativos industriais. Integração de sistemas de segurança e vigilância. Controle de qualidade e inspeção de produtos. Exemplo de aplicação • Monitoramento de temperatura em uma fábrica de alimentos: Utilização de sensores IoT para coletar dados em tempo real. Análise de dados para garantir a conformidade com padrões de segurança alimentar. Alertas automáticos, em caso de desvios de temperatura. Desafios técnicos • Ambientes hostis: necessidade de tecnologias robustas para condições extremas. • Interoperabilidade de sistemas: integração eficaz entre diferentes dispositivos e plataformas. • Segurança cibernética: proteção contra ameaças digitais para garantir a integridade dos dados e operações seguras. Segurança cibernética Fonte: Shutterstock.com. Desafios operacionais • Treinamento de pessoal: capacitação para operação segura de tecnologias complexas. • Gestão de dados: gerenciamento eficaz de grandes volumes de dados para análise. • Manutenção de equipamentos: planejamento para minimizar inatividade e maximizar produtividade. Gestão de dados Fonte: Shutterstock.com. Bons estudos! Conclusão • Os ambientes industriais apresentam desafios únicos, que requerem soluções específicas. • A tecnologia desempenha um papel fundamental na otimização de processos e na garantia da eficiência operacional. • Investimentos contínuos em inovação são essenciais para enfrentar os desafios e alcançar o sucesso nessas áreas. Teoria em prática Introdução às redes industriais Bloco 4 Carolina Venturi Pinheiro Reflita sobre a seguinte situação Você foi contratado(a) como engenheiro(a) para uma empresa que implementa sistemas de automação em redes industriais. Recentemente, um de seus clientes, uma fábrica de produtos químicos, relata que está enfrentando problemas de segurança cibernética em sua rede industrial. Eles notaram atividades suspeitas nos sistemas de controle de processos e estão preocupados com possíveis ataques cibernéticos que possam comprometer a produção e segurança dos funcionários. Diante dessa situação, como você abordaria a análise da segurança cibernética na rede industrial do cliente? Quais medidas você adotaria para identificar e conter possíveis ameaças cibernéticas? Norte para a resolução • Por onde começar? Medidas de segurança Vantagens Avaliação de vulnerabilidades. Identifica pontos fracos na infraestrutura de segurança e ajuda a priorizar áreas de maior risco. Implementação de firewalls e segurança de rede. Bloqueia acessos não autorizados e protege sistemas críticos de controle. Atualização de software e patching. Reduz vulnerabilidades conhecidas e corrige falhas de segurança existentes. Monitoramento de tráfego e análise de logs. Identifica comportamentos incomuns, que podem indicar ataques, e permite uma resposta rápida a possíveis incidentes de segurança. Treinamento de conscientização de segurança. Aumenta a conscientização sobre ameaças cibernéticas e ajuda a evitar erros humanos que possam comprometer a segurança. Fonte: elaborado pela autora. Norte para resolução Norte para a resolução • Medidas de segurança cibernética: (Franco et al., 2015) Avaliação de vulnerabilidades. Implementação de firewalls e segurança de rede. Atualização de software e patching. Monitoramento de tráfego e análise de logs. Treinamento de conscientização de segurança. Segmentação de rede. Autenticação Multifatorial (MFA). Políticas de Acesso e Privacidade de Dados. Respostaa incidentes e plano de continuidade de negócios. Norte para a resolução • Possíveis causas: (Franco et al., 2015) Falta de atualizações de segurança. Falta de segmentação de rede. Senhas fracas ou padrões de senha padrão. Falta de controles de acesso adequados. Falhas na implementação de políticas de segurança. Bons estudos! Consolidando o aprendizado Introdução às redes industriais Bloco 5 Carolina Venturi Pinheiro Consolidando o aprendizado • Conceitos fundamentais de redes industriais. • Evolução histórica das redes industriais. • Tendências atuais em redes industriais. • Aplicações específicas em ambientes industriais. Quiz A B C D Qual das alternativas representa um exemplo de aplicação específica em ambientes industriais? Monitoramento de temperatura em um escritório corporativo. Controle de iluminação em uma residência. Controle de qualidade em uma linha de produção de alimentos. Agendamento de reuniões em uma empresa de consultoria. Quiz A B C D Qual das alternativas representa um exemplo de aplicação específica em ambientes industriais? Monitoramento de temperatura em um escritório corporativo. Controle de iluminação em uma residência. Controle de qualidade em uma linha de produção de alimentos. Agendamento de reuniões em uma empresa de consultoria. Quiz – Resolução Resposta correta: c) Controle de qualidade em uma linha de produção de alimentos. O controle de qualidade em uma linha de produção de alimentos é uma aplicação específica comum em ambientes industriais. Envolve o monitoramento e garantia da qualidade dos produtos durante o processo de fabricação, garantindo que atendam aos padrões exigidos pelos regulamentos e pelas especificações do cliente. Essa aplicação é essencial para garantir a segurança e a conformidade dos alimentos produzidos em larga escala. As outras opções não estão diretamente relacionadas às operações industriais ou são mais comumente encontradas em ambientes comerciais ou residenciais. Leitura Fundamental Prezado estudante, as indicações a seguir podem estar disponíveis em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login por meio do seu AVA), e outras podem estar disponíveis em sites acadêmicos (como o SciELO), repositórios de instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou periódicos científicos, todos acessíveis pela internet. Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na construção da sua carreira profissional. Por isso, nós o convidamos a explorar todas as possibilidades da nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso! Indicação de leitura 1 O artigo indicado traz um estudo sobre as tecnologias relacionadas à Indústria 4.0. Referência: LIMA, F. R.; GOMES, R. Conceitos e tecnologias da Indústria 4.0: uma análise bibliométrica. Revista Brasileira de Inovação, [s. l.], v. 19, n. 2, p. 239-258, 2020. Indicação de leitura 2 Este artigo examina como as indústrias brasileiras estão adotando a Internet das Coisas (IoT) como parte da Indústria 4.0. Por meio de uma revisão sistemática da literatura recente, revela que a IoT é, principalmente, utilizada para monitoramento e controle de processos, manutenção, diagnóstico de falhas, comunicação entre sistemas e rastreamento. Embora a IoT seja reconhecida como um diferencial competitivo, sua implementação ainda é limitada e restrita a alguns setores, sem explorar todo o seu potencial transformador. Referência: REIS, J. M. dos; SHIRABAYASHI, J. V. Aplicações da Internet das coisas na indústria brasileira: uma revisão sistemática. Curitiba: Universidade Federal do Paraná, 2020. Referências ACOBSEN, A. Industrial network market shares 2019 according to HMS. [s. l.], HMS, 2019. Disponível em: https://www.hms-networks.com/news-and insights/news-from-hms/2019/05/07/industrial-network-market-shares 2019-according-to-hms. Acesso em: 14 maio 2024. CÉSAR, A. Redes industriais: o que são e para que servem na Indústria 4.0. Transformação Digital, 2018. CORDEIRO, J. A. F. Estudo dos principais protocolos de redes industriais utilizadas no Brasil: AS-I, Modbus e Profibus, 2019. GOMES, P. C. T. Conheça os principais protocolos de rede e seus usos. [s. l.], OP Services, 2019. LIMA, F. R.; GOMES, R. Conceitos e tecnologias da Indústria 4.0: uma análise bibliométrica. Revista Brasileira de Inovação, [s. l.], v. 19, n. 2, p. 239-258, 2020. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbi/a/x6jdz4t869KnNFWRdgqVyws/?format=pdf. Acesso em: 14 maio 2024. Referências LUGLI, A. B. Redes industriais para automação industrial: AS I, PROFIBUS e PROFINET. 1 ed. São Paulo: Érica, 2011. MARUYAMA, N. PMR3412 - Redes Industriais. Aula 8 - Segurança em Redes TCP/IP, Introdução à Criptografia. São Paulo: USP, 2023. https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/8020853/mod_resource/content/1/ PMR3412Aula08%20V2023.pdf. Acesso em: 14 maio 2024. MORAES, A. F. de; LUGLI, A. B.; SANTOS, M. M. D. Redes industriais para automação industrial: AS-I, Profibus e Profinet. 2. ed. São Paulo: Érica, 2019. RAFAEL, D. C. Instrumentação industrial. Aula 12: Redes Industriais. São Paulo: SENAC, 2023. REIS, J. M. dos; SHIRABAYASHI, J. V. Aplicações da Internet das coisas na indústria brasileira: uma revisão sistemática. Curitiba: Universidade Federal do Paraná, 2020. VERHAPPEN, I.; PEREIRA, A. Foundation fieldbus. Apostila Foundation Series 302 of Field Devices, Smar. 4. ed. Santos: ISA, 2013. Bons estudos! Redes Industriais Introdução às redes industriais Número do slide 3 Introdução Conceitos fundamentais Fundamentos das redes industriais Importância das redes industriais Características das redes industriais Introdução às redes industriais Evolução histórica das redes industriais Tendências atuais Tendências atuais Tendências atuais Desafios das novas tendências Introdução às redes industriais Aplicações em ambientes industriais Exemplo de aplicação Desafios técnicos Desafios operacionais Conclusão Introdução às redes industriais Número do slide 22 Número do slide 23 Número do slide 24 Número do slide 25 Introdução às redes industriais Número do slide 27 Número do slide 28 Número do slide 29 Número do slide 30 Número do slide 31 Indicação de leitura 1 Indicação de leitura 2 Número do slide 34 Número do slide 35 Bons estudos!