Sparkplug se torna padrão ISO para conectividade de IIoT

Industry 4.0
Sheila Zabeu -

Novembro 16, 2023

A especificação Sparkplug 3.0 para conectividade da Internet das Coisas Industriais (IIoT, na sigla em inglês) foi anunciada no início de novembro como padrão internacional ISO/IEC. O anúncio foi feito pela Eclipse Foundation, uma das maiores fundações de software de código aberto do mundo, em colaboração com o Grupo de Trabalho Eclipse Sparkplug.

A Organização Internacional de Normas (ISO) e a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) são organizações que facilitam o desenvolvimento de padrões internacionais que apoiem a inovação, a sustentabilidade e o comércio em nível mundial. Já o Sparkplug é uma especificação de software aberto voltada para tecnologias operacionais (TO) de missão crítica voltada a integrar perfeitamente dados de aplicações, sensores, dispositivos e gateways com a maioria parte da infraestrutura da IIoT. O objetivo do Sparkplug é permitir a implantação fácil de sistemas IIoT complexos em tempo recorde.

“A publicação do Sparkplug 3.0 como padrão internacional é muito importante, não apenas para sua comunidade, como também para qualquer organização que precise transformar digitalmente seus negócios usando as tecnologias da IIoT”, afirma Mike Milinkovich, diretor executivo da Eclipse Foundation.

Segundo a fundação, o Sparkplug tem experimentado um crescimento significativo nos últimos anos, impulsionado principalmente pela transição para infraestruturas IIoT em vários setores. Pode ser um importante elemento para a integração fácil entre diversas tecnologias que compõem o complexo ecossistema de TO/TI. “O novo status do Sparkplug como padrão internacional vai acelerar sua adoção e, ao mesmo tempo, servir como reconhecimento de seu imenso valor para a indústria”, destaca Milinkovich.

O Grupo de Trabalho Sparkplug está lançando simultaneamente um programa de compatibilidade de produtos para os interessados em implementar o novo padrão Sparkplug. O programa garantirá que produtos e implementações compatíveis com Sparkplug demonstrem um alto grau de compatibilidade e interoperabilidade.

O Sparkplug também será agora conhecido como ISO/IEC 20237.

Por que Sparkplug?

O principal elemento por trás do enorme valor da IIoT são os dados operacionais que informam as condições das máquinas e permitem fazer manutenção preventiva, para citar apenas um exemplo. No entanto, a conectividade e a disponibilidade desses dados costumam ser grandes desafios nas implantações de IIoT. Por conta disso, tem-se visto uma maior adoção de dois protocolos de mensagens de padrão aberto para promover sistemas IIoT orientados por dados: MQTT e Sparkplug.

O MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) é um protocolo leve de mensagens de publicação/assinatura ideal para conectar dispositivos remotos. Foi criado no final da década de 1990 por Andy Stanford-Clark e Arlen Nipper. O objetivo do MQTT era ser uma alternativa aos protocolos de mensagens existentes, como HTTP e SMTP, para monitoramento em ambientes com restrições de recursos ou largura de banda limitada. O protocolo MQTT teve grande sucesso em cenários de IoT, porém sua aplicação em sistemas de automação industrial pecava por falta de interoperabilidade.

Foi então que surgiu mais recentemente o Sparkplug como uma especificação aberta que estabelece um formato padronizado para mensagens MQTT, facilitando a troca de dados entre diferentes dispositivos e aplicações. É capaz de aumentar a interoperabilidade MQTT, especificamente em ambientes IIoT e de manufatura inteligente. A especificação integra dados de Tecnologias Operacionais (TO) e Tecnologias da informação (TI) de forma bidirecional e interoperável.

“O MQTT já havia se estabelecido como o padrão ‘de fato’ para transporte de mensagens nos setores de TI e TO. No entanto, não especifica o conteúdo, tornando a interoperabilidade na IIoT incrivelmente desafiadora. O Sparkplug, atuando como um tipo de HTML da IIoT, é a melhor solução do setor para resolver esse problema e já é amplamente utilizado em vários segmentos”, explica Milinkovich.

Em outras palavras, enquanto o MQTT permite a conexão entre dispositivos em uma estrutura IIoT, o Sparkplug fornece aos dados o contexto necessário em ambientes industriais.

Conforme explica o seguinte esquema da Hivemq, integrante do Grupo de Trabalho Eclipse Sparkplug, uma arquitetura Sparkplug possui sistemas OT de um lado produzindo dados, um agente MQTT ao meio para mover os dados, e sistemas de TI do outro lado consumindo os dados, todos compatíveis com Sparkplug. Os dados se movem bidirecionalmente, e o Sparkplug adiciona um contexto, contendo uma definição da estrutura de tópicos MQTT, gestão do estado MQTT e definições dos dados.

O artigo da Hivemq destaca que os sistemas de TI podem “ingerir” e “compreender” facilmente os dados de TO, algo que não era possível antes do Sparkplug sem exercícios de codificação intensos, demorados e sujeitos a falhas. Isso se traduz em menos custos e mais produtividade, no mínimo. Com a redução das barreiras entre sistemas de TI e de TO, os primeiros poderão agir com base nos dados dos segundos para realizar análise e modelagem avançadas.