Cloud Computing, Big Data and the Industry 4.0 Reference Architectures

Abstract

The Industry 4.0 promotes the use of Information and Communication Technologies (ICT) in manufacturing processes to obtain customized products satisfying demanding needs of new consumers. The Industry 4.0 approach transforms the traditional pyramid model of automation to a network model of interconnected services, combining operational technology (OT) with Information Technology (IT). This new model allows the creation of ecosystems enabling more flexible production processes through connecting systems and sharing data. In this context, cloud computing and big data are critical technologies for leveraging the approach. Thus, this paper analyzes cloud computing and big data under the lenses of two leading reference architectures for implementing Industry 4.0: 1) the Industrial Internet Reference Architecture (IIRA), and 2) the Reference Architecture Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0). A main contribution of this paper is to present a comparative analysis of IIRA and RAMI 4.0, discussing needs, benefits, and challenges of applying cloud computing and big data in the Industry 4.0.

La Industria 4.0 promueve el uso de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en los procesos de fabricación para obtener productos personalizados que satisfagan las necesidades más exigentes de los nuevos consumidores. El enfoque de Industria 4.0 transforma el modelo tradicional piramidal de automatización en un modelo de red de servicios interconectados, combinando la tecnología operacional (OT, en inglés) con la tecnología de la información (TI). Este nuevo modelo permite la creación de ecosistemas para hacer el proceso de producción más flexible mediante la conexión de sistemas y el intercambio de datos. En este contexto, la computación en la nube y el big data (grandes volúmenes de datos) son tecnologías fundamentales para implementar la Industria 4.0. Por lo tanto, este documento analiza la computación en la nube y grandes volúmenes de datos bajo las lentes de dos arquitecturas de referencia líderes para la implementación de Industria 4.0: 1) la Arquitectura de Referencia de Internet Industrial (IIRA), y 2) el Modelo de Arquitectura de Referencia Industrie 4.0 (RAMI 4.0). La contribución principal de este artículo es presentar una guía comparativa de IIRA y RAMI 4.0 y discutir las necesidades, los beneficios y los desafíos de la aplicación de computación en la nube y grandes volúmenes de datos en Industria 4.0.