A Industria 4.0 tem como objetivos: personalização em massa de produtos manufaturados; prover adaptabilidade automática e flexível das cadeias de produção; alta rastreabilidade de peças e produtos; interconexão entre peças, produtos, equipamentos e plantas; novos paradigmas na interação homem-máquina (HMI); fábricas inteligentes. Para tanto, os seguintes princípios devem ser observados: interoperabilidade, virtualização, descentralização, tempo real, orientação a serviços e modularização. Esses princípios são suportados pelos seguintes paradigmas tecnológicos: cloud computing; integração de dados de baixo acoplamento; analytics; micro services; DevOps; mesh; integration brokerage e big data.
Nos contextos de Indústria 4.0 surge uma nova categoria de aplicações, denominada Sistemas Ciber-Físicos (CPS). CPS são sistemas de automação industrial que integram funcionalidades inovadoras, através de redes heterogêneas, que permitem a conexão das operações da realidade física com infraestruturas de computação em nuvem. Em outras palavras, nos CPS não há distinção clara de domínios físicos e digitais, mas sim domínios em redes globais que incorporam máquinas, sistemas de armazenamento e instalações de produção. Nos CPS, micro controladores de baixo custo monitoram sensores e acionam atuadores em redes híbridas (mesh, LAN e WAN) onde dados e informações são trocados entre terminais de computador embarcados, aplicativos sem fio, casas ou até mesmo nuvens.
Ao combinar informações e ativos tangíveis descentralizados e autônomos, CPS exercem papéis chaves na melhoria do desempenho industrial geral pois, além dos ganhos de eficácia do chão de fábrica, estabelecem mecanismos de fomento à aprendizagem organizacional, já que os ciclos de feedback, além de bem mais dinâmicos, passam a ocorrer em instantes subsequentes aos incidentes, com retroalimentação dos algoritmos de aprendizagem de máquina, de bases de documentais dinâmicas, bases de dados estruturadas para analytics e backlogs de melhoria contínua.
Um bom referencial bibliográfico sobre CPS é o artigo intitulado Industry 4.0: A survey on Technologies, applications and open research issues, de 2017, escrito por Yang Lu, pesquisador da Universidade do Kentucky, e publicado no Journal of Industrial Information Integration(www.journals.elsevier.com/journal-of-industrial-information-integration ), número 6-2017, páginas de 1 a 10.
