Na era digital, a gestão eficiente de dados industriais é fundamental para o sucesso das operações. O AVEVA PI System e o AVEVA Historian são dois softwares extremamanete eficientes no campo da coleta e análise de dados em tempo real, oferecendo soluções robustas para empresas que buscam otimizar seus processos. Este artigo se propõe a realizar uma comparação detalhada entre esses dois produtos no que tange às suas funcionalidades e ferramentas.
1. Introdução ao AVEVA Historian e AVEVA PI System
Este artigo considera que você já tenha um conhecimento prévio de ambas as ferramentas.
1.1. O que é o AVEVA Historian
AVEVA Historian é um historiador de processo de alto desempenho e com alta fidelidade para captura e armazenamento de dados industriais, pode ser implementado para monitorar um único processo ou uma instalação inteira. AVEVA Historian é integrado com o controle de operações, permitindo o acesso e armazenamento de dados de processo, alarme e eventos, agregando mais valor ainda com a integração de softwares de controle de operações, como sistemas SCADAS.
Combinando técnicas avançadas de historização e compressão de dados, Historian garante um armazenamento otimizado, chegando a utilizar somente 2% do espaço em disco que um banco de dados relacional utilizaria para armazenar o mesmo dado.
O AVEVA Historian é um dos principais historiadores de dados de grande volume de planta, unindo um sistema de aquisição e armazenamento de dados em alta velocidade com um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional tradicional, que com isso, garante a facilidade e a flexibilidade do acesso aos dados da planta, podendo realizar consultas em linguagem SQL.
AVEVA Historian traz simplicidade de alto desempenho para sua equipe. Ele garante que sua equipe esteja totalmente ciente do desempenho operacional, para que possam solucionar problemas mais rapidamente e tomar decisões mais bem informadas. Acesse facilmente os dados do AVEVA Historian por meio de um conjunto abrangente de ferramentas de relatórios e análises de dados, para visualização de tendências, construção de gráficos e dashboards, realização de consultas e elaboração de relatórios. O AVEVA Historian também suporta uma ampla gama de integrações, tanto localmente quanto na nuvem
1.2. O que é o AVEVA PI Data Infrastructure (AVEVA PI System)
AVEVA PI Data Infrastructure é uma solução de gestão de informações industriais completa, desfrute de uma experiência de dados sem limites, eliminando os silos de dados e as restrições organizacionais. Atuando de forma híbrida Edge-to-Cloud, disponibilize dados operacionais de borda, incluindo ativos remotos, ativos móveis e dispositivos IIoT, por toda a indústria até a nuvem, com alta fidelidade e em tempo real. Compartilhe de forma segura seus dados industriais para uma variedade de stakeholders, tanto dentro quanto fora da empresa.
Operando como software de infraestrutura de dados, coleta, armazena e enriquece fluxos de dados de alto volume provenientes de centenas de sistemas industriais e de forma totalmente agnóstico em relação ao fabricante. São centenas de coletores nativos que só exigem configuração e coletam dados de diversos controladores, instrumentos, dispositivos IIoT, SCADAS, Bancos de Dados, arquivos e muito mais.
Além disso, o PI Data Infrastructure oferece recursos avançados de contextualização de dados, permitindo que você enriqueça os dados brutos com metadados descritivos e crie estruturas de dados flexíveis e reutilizáveis para representar o contexto físico ou lógico da sua indústria, garantindo assim, a democratização dos seus dados. Somado a isso, oferece uma extensa camada de enriquecimento de dados. Crie cálculos simples ou complexos totalmente personalizados, desenvolva KPI’s importantes para construir Insights valiosos da sua operação. Crie eventos automaticamente e salve momentos importantes em uma década de dados, para que assim, seja possível correlacionar variáveis e procurar pela causa raiz do problema. Crie notificações por e-mail ou através de um Web Service, trazendo alertas ricos de informação no momento que você mais precisa, assim eliminando o monitoramento tedioso.
Entregue informações nas ricas ferramentas nativas, como o PI Vision, ferramenta de criação de dashboard dinâmicos em HTML5, que oferece visualização configurável e de autoatendimento para seus dados de operações em tempo real, com uma simples interface drag and drop, um operador ou um executivo do time corporativo pode criar suas telas de forma fácil e rápida para monitorar e investigar em tempo real seus ativos e eventos de processo. Com o PI Data Link, facilite a construção de relatórios no excel, importando dados do PI System diretamente na ferramenta, crie relatórios personalizados e elimine a necessidade de reconstruir relatórios com planilhas dinâmicas
2. Comparações entre AVEVA Historian e AVEVA PI System
2.1. Infraestrutura
2.1.1. AVEVA Historian
É destinado principalmente para armazenar e gerenciar localmente os dados de processo provenientes da borda, num fluxo simples de armazenamento otimizado e entrega para ferramentas de visualização e relatórios ou consultas personalizadas.
Devido as desvantagens e limitações que um banco de dados relacional de mercado enfrenta para gerenciar os dados industriais, o AVEVA Historian é o primeiro passo para criar e gerenciar histórico de dados de forma otimizada e acompanhar em tempo real dados de processo, podendo chegar a uma compressão de 40X mais do que um banco de dados relacional de mercado, utilizando apenas 2% do espaço que seria utilizado por essa ferramenta para armazenar os mesmos dados.
2.1.2. AVEVA PI System
É um software destinado para prover infraestrutura de dados de TODA a operação, o objetivo é ser o centralizador da informação, uma única fonte da verdade para consulta de todos os domínios de uma indústria, dessa forma, facilitando o acesso a diversas fontes de informações e disponibilizando com fácil compreensão para não especialistas. Dessa forma, eliminando Silos de Dados e aumentando a integração do time.
O que é semelhante com o Historian é somente a primeira camada do PI Server, o Data Archive, que é responsável pelo armazenamento e acesso otimizado, disponibilizando assim, para recuperação imediata:
Data Archive também é capaz de armazenar não somente dados em tempo real, mas também dados futuros de modelos preditivos.
2.2. Estruturação de ativos e contextualização
2.2.1. AVEVA Historian
Não possui a funcionalidade de contextualização como forte componente e não possui uma interface de visualização para esses dados. Você pode fornecer a uma tag alguns metadados, como alias (Apelido), location (herdado do Application Server), HierachicalName (herdado do Application Server) e Dimesion (Unidades de Engenharia)
2.2.2. AVEVA PI System
No PI System, você pode agregar uma rede de metadados que contextualizam o seu processo, dando um nome amigável e de fácil interpretação aos seus dados. Dessa forma você constrói ativos com atributos e cria uma hierarquia, assim como é o seu processo. É possível construir templates de ativos e construí-los em massa.
A contextualização também vai facilitar a interpretação da informação nas ferramentas clientes. O operador pode facilmente entender a estrutura e buscar informações para construir seu dashboard:
Essa é a próxima camada do PI System, começando o enriquecimento dos dados e facilitando o acesso para não especialistas.
2.3. Cálculos e KPI’s
2.3.1. AVEVA Historian
Não possui uma interface para construção de cálculos e KPI’s para que possa ser armazenado e utilizado.
Adicionado na versão 2023, você pode criar cálculos de runtime no Web Client, assim visualizando em um dashboard o cálculo e o dado de campo. Entretanto o cálculo não é armazenado e possui um conjunto de funções que podem ser utilizadas.
2.3.2. AVEVA PI System
Possui interface de usuário para construção de cálculos e KPI’s, podendo ser desde cálculos simples de estatística, a cálculos complexos como de PID. Há diversas funções integradas que podem ser utilizadas e modeladas em templates, tudo que você faz no excel você pode fazer dentro da ferramenta.
Há suporte para visualização tabular e em tendência dos cálculos em tempo real:
Também há suporte a Backfill, ou seja, o preenchimento da análise desse cálculo em dados históricos onde o cálculo ainda não existia.
2.4. Detecção de Eventos e Alarmes
2.4.1. AVEVA Historian
Possui suporte para construção de eventos de forma simples, você pode criar uma tag de evento, onde será ativada caso o treshhold estabelecido seja ultrapassado.
Por ser um software de controle de operações, possui diversas integrações que agregam valor com os softwares AVEVA localizados nesse mesmo posicionamento, como os sistemas SCADAS. Sobre os alarmes, quando provenientes do Application Server, podem ser importados e visualizados nas ferramentas de visualização:
2.4.2. AVEVA PI System
Possui uma interface de construção de eventos própria (na mesma interface para construção de cálculos), baseada nos cálculos criados (Asset Analytics), é possível criar um quadro de eventos, que irá armazenar todos os dados e todas as variáveis que possam correlacionar com esse evento, dessa forma, você pode analisar de forma isolada o evento registrado. O evento é facilmente configurado e também pode ser criado templates.
Os eventos são facilmente visualizados nas ferramentas de visualização, como por exemplo, o PI Vision, no qual temos a possibilidade visualização de forma gráfica ou compará-los em formato tabular.
É possível expandir a visualização e comparar diversos eventos em um gráfico, dessa forma, é possível visualizar o comportamento da variável durante cada evento. Sendo possível adicionar mais atributos e customizar a sua análise.
Essa camada, configura o Event Frames:
2.5. Notificações
2.5.1. AVEVA Historian
Não possui.
2.5.2. AVEVA PI System
PI System possui suporte a notificações por e-mail ou diretamente a web services para ferramentas 3rd-party como SAP PM. Em uma interface de usuário você pode construir e-mails personalizados para diferentes destinatários, contendo anexos e tendências para o time de manutenção e enviando um e-mail totalmente diferente para o time corporativo, contendo análises estatísticas e um link para a tela do PI Vision, por exemplo.
Exemplo de e-mail:
Exemplo SAP PM:
Há suporte para envio de e-mails para grupos de pessoas e suporte para escalar, ou seja, caso a primeira pessoa não reconheça o alarme, uma outra pessoa receberá e assim por diante.
A camada de notificações finaliza as camadas de enriquecimento do PI Server:
2.6. Coleta de Dados
2.6.1. AVEVA Historian
O AVEVA Historian utiliza um software da AVEVA chamado AVEVA Communication Drivers para realizar a coleta de dados de dispositivos de I/O, são drivers que comunicam com os principais protocolos de comunicação utilizados por dispositivos de diversos fabricantes:
Entre eles, drivers para coleta de controladores da Allen-Bradley, Schneider, Siemens, para coleta em MQTT, Modbus, OPC, Codesys, WEB API (SOAP e REST) e muito mais.
A coleta do Historian também pode ser feita através da fácil integração com os sistemas SCADAS do portifólio, como, AVEVA Edge, AVEVA Plant SCADA, AVEVA Intouch HMI e AVEVA Application Server.
2.6.2. AVEVA PI System
Como o software é destinado a centralização das informações de toda a planta, ele tem suporte para a coleta de dados de diversas fontes de dados, os softwares coletores não exigem programação, somente configuração, esses são os PI Interfaces, PI Connectors e AVEVA Adapters, são voltados para coleta não unicamente de PLC, mas também de sistemas SCADAS, DCS, IIoT gateways, banco de dados relacionais, OPC, TXT/CSV ou até mesmo dados manuais. Os coletores são softwares agnósticos desenvolvidos e mantidos pela AVEVA com suporte de coleta de diversos fabricantes. Você pode consultar os coletores disponíveis no site, basta pesquisar pelo dispositivo ou sistema que quer integrar:
Há também o PI System Access que disponibiliza uma série de ferramentas que agregam também na coleta, vide tópico 2.7.2.4 “PI System Access”.
Caso não encontre seu dispositivo ou sistema no site, entre em contato conosco para orientarmos o caminho para realizar a integração.
2.7. Entrega
2.7.1. AVEVA Historian
Possui 4 ferramentas de visualização nativas, Client Trend, Client Query, Web Client e Workbook.
2.7.1.1. AVEVA Historian Client Trend
É um software de desktop específico para análise de tendências, tendo possibilidade de customização de penas, estilização, cor, legenda, eixo e outras funcionalidades. É possível construir gráficos de tendências únicos ou empilhados, gráficos de dispersão X-Y, gráficos de tendência de lote e entre outras. O client Trend é incorporável no AVEVA OMI, AVEVA Intouch HMI e AVEVA Plant SCADA.
2.7.1.2. AVEVA Historian Client Query
Como o Historian utiliza SQL Server para algumas funções internas de infraestrutura, traz a possibilidade de utilizar linguagem SQL para realizar consultas. O Historian Client Query é uma ferramenta voltada para construção de queries em SQL sem a necessidade de programar, através de uma interface de usuário, você pode construir uma consulta customizada e acessar informações sem a necessidade de conhecer a linguagem SQL.
2.7.1.3. AVEVA Historian Client Web
O Historian Client Web é uma ferramenta hospedada localmente, que se utiliza no web browser, voltada principalmente para construção de gráficos e dashboards. Você tem um rápido acesso a informação e pode construir dashboards utilizando algumas opções de estilizações, como gráfico de linha, gráfico de barras, grid, plotagem XY e Status board.
2.7.1.4. AVEVA Historian Client Workbook
Workbook é a ferramenta de construção de relatórios para o Excel, adicionando mais uma aba no seu excel, você pode realizar consultas e populando células com dados diretamente do seu Historian. Os relatórios são dinâmicos e atualizados automaticamente caso você mude algum parâmetro hospedado em uma célula, como por exemplo o timestamp.
2.7.2. AVEVA PI System
O PI System possui diversas formas de entregar informações, há duas ferramentas clientes nativas que podem ser utilizadas, PI Vision e PI Datalink:
2.7.1.4. PI Vision
AVEVA PI Vision é uma ferramenta HTML5 construída para construção de telas de visualização e dashboards ricas em informações e extremamente flexíveis. Traz diversos elementos gráficos nativos que podem ser utilizados como tendências, tabelas, gráficos de gauge, textos com valor, gráficos de barra e gráficos de dispersão, também é possível customizar e adicionar elementos gráficos personalizados. O PI Vision possui uma rica biblioteca industrial que irá te ajudar a desenvolver e personalizar suas telas para a sua indústria.
É uma ferramenta self-service na qual todos podem acessar e começar a construir, a sua fácil utilização permite que em menos de 2 horas você já saiba utilizar a ferramenta e desenvolva suas telas de forma colaborativa. Podendo ser acessada de Desktops, Tablets ou celulares.
Na ferramenta também é possível realizar análise de eventos e adhoc vide tópico 2.4.2. “AVEVA PI System”.
Para mais informações veja: https://www.youtube.com/watch?v=8eEUMebIk4s
2.7.1.4. PI Vision
PI Datalink é um Add-in para construção de relatórios no excel, no qual permite realizar consultas de dados do PI System diretamente no excel e construir relatórios. Também oferece a dinamicidade de células para a atualização de relatórios.
2.7.2.3. PI Integrator for Business Analytics
Essa ferramenta é um módulo do PI System que integra sistemas de ciências de dados, Business Inteligence e ferramentas de IA/ML. A ferramenta é responsável por formatar, limpar, modelar e aumentar os dados e transmiti-los para ferramentas como o Power BI.
2.7.2.4. PI System Access
Um módulo do PI System que disponibiliza uma série de ferramentas para integração com outros sistemas, dentre as ferramentas estão PI Web API, PI SQL Client, PI AF SDK, PI OLEDB Enterprise, PI OLEDB Provider, PI OPC HDA Server, PI OPC DA Server, PI API for WIS, PI SQL Data Access Server (OLE DB), PI ODBC Driver e PI JDBC Driver:
3. Pontos Importantes
3.1. Correlação de múltiplas fontes de dados
Como o PI System é o centralizador da informação e pode coletar de diversas fontes de dados e sistemas de terceiros, somando a isso a contextualização das informações e estruturação de ativos, a correlação de informações de fontes de dados distintas é facilmente visualizada e disponível para análise. Num mesmo ativo, um atributo de vazão pode vir de um sistema SCADA e o dado do fabricante pode vir de um banco de dados relacional:
Você pode encontrar dificuldades para correlacionar essas bases no Historian, devido a não possuir essa contextualização e estruturação do Asset Framework, além de não ser voltado para integrar sistemas que o PI integra.
3.2. Solução Edge-to-Cloud
3.2.1. AVEVA Historian
Não é uma solução Edge-to-Cloud completa, mas você pode adquirir softwares Saas da AVEVA em nuvem, como o AVEVA Insight e o AVEVA Data hub e facilmente integrá-los, replicando os dados do Historian.
Você também pode utilizar e posicionar o Historian para realizar computação de borda, com uma licença de Edge e posteriormente replicar os dados para outro Historian.
3.2.2. AVEVA PI System
A licença do PI Data Infrastructure já fornece uma solução Edge-to-Cloud completa, disponibilizando o Edge Data Store para um processamento de borda, onde há limitações de hardware e de banda. E também uma licença básica do AVEVA Data Hub, software em nuvem com integração nativa, facilitando o monitoramento remoto, ciência de dados e compartilhamento de informações com Stakeholders.
3.3. Posicionamento
Ambos os softwares são complementares e possuem seu próprio posicionamento no portifólio AVEVA, conforme mencionado, AVEVA Historian está localizado no controle de operações, próximo a borda, onde os dados estão sendo coletados, é aqui onde é realizado também a supervisão do processo. Já o AVEVA PI System está posicionado em uma camada de infraestrutura e principalmente de Gestão de informações industriais
Ambos os softwares se complementam justamente por estarem posicionados de formas diferentes, o AVEVA Historian para controle e tratamento de dados de borda, que não necessariamente precisam ser disponibilizados para todos os domínios e o AVEVA PI System como um software centralizador de todas as informações e sistemas de toda a indústria, no qual unificamos em um lugar a consulta de informações e disponibilizamos para todos. O esquema a seguir exemplifica como é previsto que ambos trabalhem em conjunto:
4. Conclusão
Ambos softwares possuem sua própria área de atuação dentro do portifólio AVEVA e satisfazem determinadas necessidades industriais, estão posicionados em segmentos diferentes e devido a isso, vão possuir funções específicas para desempenhar o papel e solucionar problemas do seu respectivo nível de complexidade. Vale lembrar que o que temos de semelhante no PI System com o Historian é somente a camada de armazenamento, o Data Archive.
4.1. Casos de Uso
Para cada tipo de necessidade, um dos softwares será melhor recomendado para satisfazer, segue alguns exemplos:
O Historian atende muito bem às demandas específicas de processos na rede de controle, alinhado com IHM/SCADA, para auxiliar nas atividades de otimização e solução de problemas em tempo real. Há diversas integrações específicas com os softwares de controle de operações que agregam e auxiliam a resolução de problemas local. Historian é o primeiro passo para historização de dados depois da camada de controle.
O PI System é uma solução desenvolvida para o amplo gerenciamento de informações para toda a empresa. Sua capacidade de coletar e enriquecer dados de borda, planta e nuvem é incomparável. É extremamente necessário que uma ferramenta que receberá dados em grande volume e variedade, tenha recursos específicos para administrar e entregar aos consumidores como informação.
O PI Server inclui recursos de contexto, cálculo, rastreamento de eventos e notificação sem custo adicional. Utilizar esses recursos para dados provenientes de diversas fontes de dados e visualizá-lo de forma contextualizada, com uma visualização em árvore que traduz a estrutura física e lógica do seu processo, para análise de dados é uma função essencial para encontrar correlações chaves entre os dados.
Apoie operações em tempo real e pense no uso de diversos dados de operações para análise ou tomada de decisões em nível empresarial. Lidere com o PI System e seu amplo conjunto de coletores de dados prontos para uso e integração com aplicativos, análise e ferramentas de business intelligence ou IA/ML.
Para interessados em unir a produção de dados de borda e IIoT e com dados produzidos nas plantas, para uma disponibilização em nuvem, o PI Data Infrastructure traz a solução completa integrada Edge-to-Cloud. Trazendo tudo que um acesso em nuvem agrega, como o acesso de dados remoto e facilitado. Agregue recursos para ciência de dados com ferramenta de Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina em um software Saas em nuvem. Compartilhe informações de sua escolha com fornecedores ou empresas prestadoras de serviço, aumentando eficiência e otimizando tempo.
Tenha acesso a ferramentas específicas para gerenciamento de dados de borda, mesmo que seja ambientes não tripulados, com baixa capacidade de computação ou baixa disponibilidade de banda.
4.2. Considerações Finais
Como supracitado, ambos não se substituem, mas sim, se agregam. Uma arquitetura de Historian pode ser utilizado para coleta de dados de processo, alarmes e eventos, principalmente provenientes da camada de controle, para o tramento de dados locais que não necessariamente fazem sentido para uma visualização corporativa. Essas informações podem ser concatenadas entre múltiplos Historians para visualização de processo, construção de relatórios, monitoramento e diagnóstico, principalmente voltado para solução de problemas. O PI System entra para coletar os dados importantes do Historian e disponibilizar para todos os domínios (IT, OT, ET), cada Historian pode representar um processo, estando evidente e contextualizado na estruturação da Planta no Asset Framework, onde cada tag do Historian pode alimentar um atributo dos seus ativos, que podem estar juntos de outros atributos provenientes de outros sistemas e fontes de dados.
Vale lembrar que o PI System é a ferramenta no qual estamos centralizando dados de toda a indústria, de todos os sistemas Historian, no PI System você encontrará diversas vantagens que uma ferramenta desenvolvida para trabalhar com essa escala de sistema possui que um historiador de processo não, não somente restringindo a escala, volume e variedade de dados, vale lembrar que a contextualização e o enriquecimento dos dados é o que facilita a interpretação e engloba os não especialistas a adquirir aquele conhecimento, é o que faz você transformar dados, em informações.
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