Casos de Uso
O projeto irá desenvolver novas tecnologias e avanços no contexto dos seguintes casos iniciais, Edge, AI e IoT - casos de uso relacionados, selecionados pelo consórcio.
A figura apresenta os casos de uso do IEoT e visualiza o mapeamento dos casos de uso com diferentes áreas de aplicação e uns aos outros.
USE CASE 1 - Intelligent industry
Este caso de uso centrar-se-á no desenvolvimento de infra estruturas inteligentes de computação e comunicação de ponta para aplicações industriais. O foco particular está em permitir processos de fabrico colaborativo autónomo, manutenção inteligente dos processos industriais e garantir a segurança dos trabalhadores. Os três casos de sub utilização incluem Fabrico colaborativo de baterias, Manutenção preditiva para instalações de britagem e crivagem estacionárias, e Monitorização de trabalhadores em ambientes perigosos.
Estes casos de sub utilização serão baseados em esforços de colaboração de parceiros de dois países: Áustria, Portugal.
Parceiros: AVL, PDMFC, TU Wien, IT e BV.
Área de negócios: Novas formas de Consumo e Produção (Indústria 4.0 e tecnologias Metrológicas)
CASO DE USO 1.1 - Fabrico colaborativo de baterias
Parceiro principal: AVL
Descrição: AVL é a maior empresa privada do mundo para o desenvolvimento, simulação, e tecnologia de teste de grupos motopropulsores (híbridos, motores de combustão, transmissão, transmissão eléctrica, baterias, e software) para automóveis de passageiros, camiões, e grandes motores. Neste momento a AVL concentra-se numa gama dedicada de serviços e produtos ao longo do processo de desenvolvimento de uma bateria, permitindo o desenvolvimento de baterias desde a avaliação e seleção de uma única célula até ao início da produção de um conjunto de baterias totalmente validado. Assim, a AVL construiu um Centro de Inovação de Baterias (abreviatura: BIC) para projetos de baterias em torno da inovação nos métodos de produção, garantia de qualidade, e utilização de dados da Indústria 4.0.
Objetivos Principais: Neste caso de sub utilização, os dados trocados e mantidos pela AVL é o principal ativo a ser protegido. A nossa solução proposta para o intercâmbio de dados, que se baseia na blockchain, cumprirá um elevado padrão de segurança e conterá um controlo de direitos de acesso para satisfazer os requisitos da indústria automóvel. Este controlo de direitos de acesso permitirá definir que dados de produtos são transmitidos ao cliente no âmbito do ambiente de fabrico colaborativo. Estes direitos aos dados podem ser facilmente alargados ou restringidos para cada aplicação. O quadro deve ser em grande parte independente de hardware e pode mesmo ser acessível através de interfaces web com elevados padrões de segurança. Finalmente, como a plataforma a ser desenvolvida se baseia em micro serviços, oferecerá a possibilidade de definir interfaces e de desenvolver estas interfaces apenas com um pequeno esforço para diferentes sistemas, a fim de ser compatível com soluções de software externo e suficientemente rápida para ser competitiva.
CASO DE USO 1.2 - Monitorização de trabalhadores em ambientes perigosos
Parceiro principal: PDMFC
Descrição: Há várias indústrias onde os trabalhadores operam em ambientes potencialmente perigosos (petroquímica, mineração, gestão de resíduos, etc.). Um sistema para monitorizar as condições ambientais e os trabalhadores é de extrema importância nestas indústrias. Este sistema minimizará a probabilidade de acidentes e lesões, avisando os trabalhadores se as condições se deteriorarem e avisando um técnico de saúde e segurança (H&S) (ou qualquer pessoa que supervisione o sistema) do perigo potencial.
Este sistema de comunicação e de deteção é composto por:
- um aparelho utilizável, utilizados pelos trabalhadores, que sentirão os parâmetros que podem causar perigo para os trabalhadores (O2, CH4(temperatura, humidade relativa, etc.), permitir a monitorização da localização dos trabalhadores em tempo quase real e monitorizar as quedas dos trabalhadores. Todos os dispositivos fazem parte de uma rede em malha - a Rede de Sensores Sem Fios (WSN);
- um gateway que recolherá os dados recolhidos pelos dispositivos vestíveis, os processará e analisará, e os encaminhará para uma plataforma de nuvens. O gateway faz parte da rede de malha; tem um transceptor RF como os que se encontram nos objectos de desgaste. Processará então os dados recebidos e encaminhá-los-á utilizando uma tecnologia de comunicação diferente, como uma LAN (WiFi, Ethernet) com uma ligação à Internet ou um serviço celular móvel; e
- uma plataforma central (nuvem), onde os dados serão armazenados e posteriormente processados e analisados. Uma GUI (baseada na web) também está disponível, permitindo a monitorização do sistema e das condições de trabalho. Além disso, a plataforma comunica directamente (mensagens de texto) com um ou vários trabalhadores.
Objetivos Principais: Os objetivos principais são os seguintes:
- Para conceber, desenvolver e implementar uma nova arquitetura de nevoeiro e nuvens, tendo em mente as restrições de recursos, que melhorará os resultados da análise de dados.
- Conceber e implementar um mecanismo de autenticação e autorização para a plataforma central baseada na nuvem que assegurará que os dados da plataforma só estejam disponíveis para determinados indivíduos ou grupos de pessoas com direitos de acesso específicos.
- Para conceber e implementar mecanismos de autenticação leves para comunicações M2M onde o Gateway IoT, no lado do Edge, autentica os sensores de forma eficaz e eficiente.
- Conceber e implementar um sistema colaborativo de detecção de intrusão baseado em anomalias, localizado na Infraestrutura Edge, para detectar um amplo espectro de diferentes tipos de eventos maliciosos (isto é, devido a ataques conhecidos/desconhecidos)
CASO DE USO 2 - Cadeia de Fast Food
Este caso de uso centra-se na otimização dos processos de produção de fast-food e logística da cadeia de frio para conseguir menores quantidades de resíduos, melhor relação custo-eficácia e melhor satisfação do cliente.
Parceiros: Vestel, GOHM (parceiro principal), BV, PDMFC.
Área de negócios: Novas formas de Consumo e Produção (Novas formas de consumo)
CASO DE USO 2.1 - Otimização dos processos na produção de fast-food
Parceiro principal: GOHM
Descrição: Eating in a Fast-Food restaurant became an irresistible consumption habit in the world due to their service quality, flavour and price advantage. For this reason, fast-food restaurants have the greatest market percentage, which is 50%, over all restaurants. Today, there are many big players in the Fast-Food sector with a common goal that is to satisfy the demand of the customers. Fast-food companies aspire to improve service quality and consumer satisfaction while keeping their prices as low as possible in order to maximise their market share. Although millions of people contribute to the service quality of this gigantic industry, traditional methods fail to improve operational efficiency further. Therefore, it is important to increase service quality with the adoption of emerging technologies into restaurants., over all restaurants. Today, there are many big players in the Fast-Food sector with a common goal that is to satisfy the demand of the customers. Fast-food companies aspire to improve service quality and consumer satisfaction while keeping their prices as low as possible in order to maximise their market share. Although millions of people contribute to the service quality of this gigantic industry, traditional methods fail to improve operational efficiency further. Therefore, it is important to increase service quality with the adoption of emerging technologies into restaurants., over all restaurants.
Objetivos Principais: Podemos encontrar uma solução para prever o número de consumidores nos restaurantes de acordo com dados de vendas passadas e variáveis externas, mas estes não são suficientes para prever com precisão o número de consumo de carne. O sistema precisa de calcular o tempo médio de espera dos consumidores para ajustar os resultados da previsão com precisão, com base em técnicas de visão por computador que são aplicadas às câmaras nos restaurantes de fast-food. Esta Plataforma Inteligente de 3 níveis de IoT Edge irá estabelecer uma estratégia de ligação óptima entre borda e nuvem. Eventualmente, a principal estratégia óptima será determinada para baixa latência no cálculo do nível de produção na cozinha.
Iremos desenvolver um sistema óptimo de tomada de decisões em matéria de IA entre a borda e a nuvem, depois preveremos o consumo de carne precisamente para restaurantes associados na mesma vizinhança. Também desenvolvemos um sistema para monitorizar a satisfação do cliente com base na análise de vídeo ao vivo baseada na IA. Este trabalho está planeado para melhorar a qualidade do serviço de restauração e a eficiência do funcionamento com o objetivo de aumentar a satisfação do consumidor. Além disso, os resultados deste projeto ajudarão a reduzir a pegada de carbono, reduzindo tremendamente o desperdício.
GRANDE DEMO - Distribuição de alimentos na praia
Parceiro principal: Beyond Vision
Descrição: Na praia, existem vários restaurantes próximos que permitem que os utilizadores da praia encomendem uma refeição completa, um lanche ou apenas uma bebida e que estes sejam entregues no local onde se encontram na praia através de um zangão que transporta uma caixa com o conteúdo dos alimentos e um meio de identificação para garantir que os alimentos são entregues ao cliente que os encomendou. Para poder realizar esta operação, os restaurantes juntaram-se e subscreveram uma plataforma que gere a frota de drones necessária para manter a operação em funcionamento de forma óptima.
Problemas e desafios: Um dos principais desafios que este cenário coloca ao consórcio é a otimização da frota de drones e dos recursos de que necessitam para funcionar corretamente (estações de carregamento,
almofadas de aterragem, manutenção preditiva, etc.). O consórcio desenvolverá algoritmos capazes de prever o número de drones e de acrescentar recursos para realizar esta operação sem desperdício de equipamento precioso. O consórcio utilizará uma abordagem de 3 níveis para distribuir os recursos disponíveis de forma óptima. Outros desafios são a segurança (alimentos entregues ao cliente certo) e a segurança (zangões a serem devidamente geridos e mantidos para garantir uma operação segura). Cada um dos membros do consórcio irá abordar um ou mais destes desafios para acabar com um ambiente totalmente integrado que cumpra os principais objetivos do caso de utilização.
Objetivos Principais: Os principais objetivos para este cenário são os seguintes:
- Conceber uma plataforma baseada na nuvem que irá gerir os recursos, com base em algoritmos de previsão para otimizar os ativos necessários para executar a operação.
- To design and implement an authentication and authorisation mechanism that will ensure that the right customer gets his food.
- To implement an intrusion detection system to guarantee the security, integrity and privacy of the data that comes both from the customer and from the service provider.
