Entrevista 16 de setembro de 2020
"No futuro, seremos capazes de colocar as interfaces entre o TI e os dispositivos de produção em qualquer lugar".

Entrevista com o Dr. Tobias Voigt, cofundador dos padrões Weihenstephaner no Departamento de Tecnologia para Embalagem de Alimentos na Universidade Técnica de Munique.

As demandas do mercado estão se tornando mais especializadas, exigindo maior flexibilidade por parte das empresas na indústria de processamento. Para poder reagir ao mercado, a produção deve ser rapidamente conversível e controlada por sistemas independentes do fabricante. Além disso, os dados relevantes devem estar constantemente disponíveis para serem avaliados e usados de forma objetiva. O Dr. Tobias Voigt explicou em uma entrevista conosco, como padrões uniformes ajudam a estruturar processos e comunicação e quais os desafios a serem superados.

Dr. Voigt, a produção adaptada é um tópico importante, especialmente na indústria de processos. Como podemos ver isso, especificamente na área de produção e envase de alimentos?

A produção e o empacotamento industriais de alimentos ocorrem em grandes escalas e usam sistemas de alto desempenho. No entanto, a variedade de itens aumentou imensamente nos últimos anos e isso continua assim e ainda mais rapidamente. Isto requer lotes menores e níveis mais altos de flexibilidade nos sistemas de envase. Para que seja possível continuar a produzir de forma econômica, apesar do aumento nas conversões e processos de retrofit necessários, a automação e conexão em rede de diversos departamentos e subsistemas estão sendo cada vez mais demandadas.

O que os padrões Weihenstephaner realmente abrangem?

Os padrões Weihenstephaner especificam a comunicação entre as máquinas de produção, envase e sistemas de TI de nível mais alto. Se um produtor ou envasador de alimentos desejar monitorar a produção de forma ampla, os dispositivos de produção devem fornecer os dados relevantes para isso. Além disso, a TI das máquinas e da produção devem falar a mesma linguagem. Portanto, os padrões Weihenstephaner definem precisamente os dados, em conteúdo e formato, que as máquinas devem fornecer para o monitoramento eficiente para assegurar a garantia da qualidade ou rastreabilidade interna. Eles também definem como a comunicação deve ser realizada tecnicamente e como os dados podem ser avaliados.

Se um produtor ou envasador de alimentos desejar monitorar a produção de forma ampla, os dispositivos de produção devem fornecer os dados relevantes para isso.

Dr. Tobias Voigt, da Universidade Técnica de Munique

Os padrões Weihenstephaner tiveram origem a partir de um projeto de pesquisa, há mais de 15 anos. Você pode explicar os desenvolvimentos desde então?

Eles foram rapidamente adotados nos setores de envase de bebidas e também de empacotamento. Nós continuamos a desenvolver os padrões com base no feedback da indústria. Na indústria de carnes (WS Food), a repercussão foi mais medida, devido a poucas redes estarem envolvidas, ou funcionarem somente em ilhas próprias. Os próximos anos demonstrarão como a WS Bake se desenvolverá. Os primeiros projetos novos do sistema incorporando as especificações da WS Bake já estão sendo projetados. Novos desafios se desenvolveram a partir da produção em cervejarias e da segurança cibernética. Para iniciar, começamos o projeto WS Brew no começo deste ano. Na iniciativa “WS goes OPC UA” (WS muda para OPC UA) definimos precisamente como os dados WS podem ser transmitidos com mais segurança, usando o padrão OPC UA ao invés do protocolo WS criptografado.

Os padrões Weihenstephaner estão exclusivamente limitados à Alemanha ou a implementação internacional também é relevante para você?

Está bem claro que nós sempre pensamos internacionalmente, no que diz respeito aos padrões Weihenstephaner. Especificações limitadas à Alemanha não podem nunca ser consideradas como "Padrão" e elas já foram incorporadas pelas empresas internacionais de alimentos e bebidas, assim como por muitos dos fabricantes de equipamentos que atendem o mercado mundial. No setor de embalagem, estamos também trabalhando com o OMAC Packaging Workgroup, o que afeta principalmente os EUA. Nosso idioma padrão para documentos e definições é o inglês. E, precisamente para fazer uso e incorporá-los o mais facilmente possível para empresas alemãs de médio-porte, os padrões Weihenstephaner serão sempre publicados em alemão.

Os padrões Weihenstephaner até agora, foram usados principalmente na indústria de alimentos e bebidas. Ao longo do tempo, eles foram diferenciados em sistemas como WS Bake, WS Food e WS Pack. Quais são as diferenças?

No protocolo (protocolo WS) e na abordagem do princípio, não há distinções. A diversificação ocorreu especificamente para a avaliação e descrições da função MES, necessárias para as respectivas aplicações e os pontos de dados definidos para isso. Por exemplo, o WS Pack inclui, especificamente perfis de dados para máquinas de envase de bebidas, enquanto que o WS Food inclui aqueles para máquinas de envase a vácuo. No entanto, eles se interpõem em relação aos dados de base (como estados da máquina ou contadores de produção).

As operações alimentícias sofrem grandes pressões de custo alto e devem funcionar de maneira eficiente, sustentável e quase sem perdas.

Dr. Andreas Voigt, Universidade Técnica de Munique

Que vantagens específicas, por exemplo, a indústria alimentícia obtém com os padrões Weihenstephaner?

As operações alimentícias sofrem grandes pressões de custo alto e devem funcionar de maneira eficiente, sustentável e quase sem perdas. Para conseguir isso, elas controlam seus produtos com precisão durante a produção. Para esta finalidade, elas incorporaram sistemas de TI ampliados com interfaces para a produção. Se essas interfaces tiverem que ser individualmente ajustadas às diferentes "linguagens" e conteúdo de máquinas e sistemas de diferentes fabricantes, essa rede seria complexa e cara. No entanto, se a operação de processamento de carnes especificar a manutenção dos padrões Weihenstephaner durante o design de novos sistemas de produção, a disponibilidade dos dados relevantes é garantida. O custo individual da programação de interfaces é reduzido e isso economiza uma proporção substancial de custos de implementação do sistema.

Em teoria, seria possível abrir os padrões Weihenstephaner para outras indústrias ou eles se aplicam somente ao setor alimentício?

Isto é possível. Nós sabemos que empresas de embalagem de graxa de sapatos, creme facial e farmacêuticas se alinharam aos padrões Weihenstephaner. Os perfis da base de dados podem também ser usados por eles. No entanto, isso exigiria uma suplementação adicional a qual é específica de cada projeto.

Há um nível específico de automação que uma produção deve atingir para ser capaz de implementar os padrões Weihenstephaner?

Teoricamente, todos os dados Weihenstephaner poderiam ser registrados por um terminal de entrada portátil e convertidos manualmente para as especificações de TI. No entanto, os padrões não foram desenvolvidos para isso. A aplicação só tem lógica se os dispositivos de produção automatizada estiverem vinculados e a maior parte dos dados for trocada online.

Está bem claro que nós sempre pensamos internacionalmente, no que diz respeito aos padrões Weihenstephaner.

Dr. Andreas Voigt, Universidade Técnica de Munique

As vantagens da padronização são frequentemente enfatizadas. Seja honesto, há desvantagens?

O uso de padrões sempre inclui desvantagens. Há concessões que no caso dos padrões Weihenstephaner foram "negociadas" com muitos parceiros industriais. Portanto, eles não conseguem nunca atender a todos os desejos individuais. Se você tiver tempo e dinheiro suficiente para um projeto específico, você certamente encontrará soluções melhores para integrar sistemas de produção em um cenário de sistema de TI. Além disso, fornecedores concorrentes frequentemente não se entusiasmam com padrões. Muitas empresas também ganham dinheiro com soluções específicas da empresa durante a integração de TI no setor de alimentos e amarram o cliente a elas. Para elas um padrão neutro de fabricante é desvantajoso, pelo menos no curto prazo.

Que outros desenvolvimentos você consegue imaginar para os padrões Weihenstephaner – em especial, em relação à Indústria 4.0?

Como afirmado, nós já estamos trabalhando em uma alternativa ao protocolo WS atual, com base no WS OPC UA, no que diz respeito ao aumento da conexão em rede via Internet 'aberta' e possíveis aplicações do sistema de TI na nuvem. Além de mecanismos de segurança de TI (criptografia, proteção de autorização e etc.) estamos focando menos na pirâmide de automação clássica para modelos de informação futuros e arquiteturas de comunicação. No futuro, seremos capazes de colocar as interfaces entre o TI e os dispositivos de produção em qualquer lugar, como na eletrônica de sensores, um CLP, um IPC, um sistema de controle ou um dispositivo de operação móvel. Definições de interface uniformes e semânticas idênticas para o conteúdo de dados estão ganhando cada vez mais importância. Assim, fará sentido continuar a desenvolver os padrões Weihenstephaner como interfaces ioT para a indústria alimentícia. O projeto de pesquisa RoboFill é o começo do controle baseado em multi-agentes e assim, totalmente visualizado, de um processo de envase de bebidas direcionado.

Dr. Voigt, eu agradeço pela entrevista.

Informações pessoais

Eng. Tobias Voigt estuda Tecnologia de fabricação de cervejas e bebidas na Universidade Técnica de Munique e detém uma cadeira especializada em sistemas de tecnologia de fabricação de cerveja e embalagem de alimentos. Subsequentemente, ele estabeleceu um grupo de pesquisa relacionado à sua cadeira sucessora para a tecnologia de embalagem de alimentos, o qual estuda tecnologias de envase, embalagem, produção industrial de alimentos sustentável e suporte de TI para essas áreas. Começando em janeiro de 2013, ele também se tornou o CEO para a Associação Industrial para Tecnologia Alimentícia (ILVL, na sigla em inglês).

Como tudo começou …

A base para os padrões Weihenstephaner foi um projeto de pesquisa para cervejarias iniciado em 1999. Os desafios para sistemas de detecção de dados no setor de envase de bebidas foram definidos naquela época em um "documento de especificações padrão". Esses encontraram níveis crescentes de uso nos anos seguintes na indústria de bebidas. Operações de envase, empresas de engenharia mecânica e também consultores de TI compreenderam o desejo por uma padronização adicional. Entre 2003 e 2005 a equipe ao redor do Dr. Voigt definiu precisamente para o padrão funções de avaliação e especialmente interfaces de máquinas de TI. Isso ofereceu a base para as definições WS Pack para máquinas de envase as quais estão disponíveis desde 2007. Em 2010, definições comparáveis foram definidas para a fabricação de salsichas (WS Food), em 2015 para produtos de panificação (WS Bake).

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