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O que é IIoT?

Os dispositivos de hardware são uma parte vital da inteligência industrial orientada por dados

A Internet das Coisas Industrial (IIoT) é definida como os sensores, máquinas, instrumentos e dispositivos autônomos que são conectados em rede para coletar dados em tempo real para aplicações industriais. Para a fabricação de fábricas automatizadas e semiautomatizadas, a IIoT fornece insights importantes para aumentar a produtividade, melhorar a eficiência e reduzir os custos. Esses dados coletados do dispositivo podem ser analisados em plataformas de computação em nuvem ou de borda, permitindo que os usuários realizem ações com valor diretamente mensurável:

  • otimizar a produção
  • aumentar a eficiência operacional
  • realocar recursos
  • executar a manutenção preditiva
  • reduzir o consumo de energia
  • melhorar a proteção contra erros
  • minimizar o tempo de inatividade
  • gerenciar custos

A IIoT faz parte de um ecossistema tecnológico completo, beneficiando a automação da fábrica, as linhas de montagem, a logística, a remessa e a distribuição e outros elementos importantes da manufatura atual. Em essência, trata-se de um subconjunto da Internet das Coisas (IoT) - que se refere a dispositivos físicos e ferramentas digitais criados para se comunicarem entre si on-line -, mas com foco específico no setor e nas vantagens comerciais que podem ser obtidas.

As redes de IIoT dependem de conexões on-line, servidores em nuvem e software, mas os componentes de hardware desses sistemas não devem ser ignorados. Felizmente, a Banner Engineering torna possível não apenas projetar sistemas de automação personalizados com capacidade para IIoT, mas também atualizar a infraestrutura de manufatura existente para uma implementação abrangente da IIoT.

Por que a IIoT é importante?

A IIoT é um componente essencial da Indústria 4.0, ou a Quarta Revolução Industrial. Esse é um conceito para a manufatura moderna que aproveita o poder dos sistemas em rede e da análise de dados, o que permite que as empresas tomem decisões comerciais estratégicas e orientadas por insights. Em essência, a IIoT é o que transforma as fábricas em fábricas "inteligentes". Os dados capturados podem ser usados para acelerar e dimensionar as operações existentes ou até mesmo redefinir modelos de negócios para atender melhor aos clientes e superar os concorrentes. O termo também implica uma certa urgência: se as empresas forem muito lentas na adoção da tecnologia IIoT, elas poderão ficar para trás no competitivo mercado global.

Enquanto isso, uma empresa que coleta e interpreta constantemente os dados de seus equipamentos pode obter uma vantagem competitiva distinta. Ele pode monitorar as velocidades dos processos automatizados para identificar problemas como gargalos de produção, fazer os ajustes correspondentes e ajustar o desempenho da máquina para eliminar ineficiências e melhorar o rendimento. Os dados facilitam o gerenciamento de quantidades de matérias-primas - uma necessidade, especialmente em uma época de cadeias de suprimentos interrompidas - e podem ser usados para determinar uma logística mais econômica para embalar e distribuir produtos acabados.

Os benefícios da integração da IIoT vão desde aprimoramentos da tecnologia avançada até a economia de tempo. Por exemplo, os robôs equipados com sensores podem coletar informações sobre si mesmos e seu ambiente e, em seguida, transmitir esses dados. Além disso, as ferramentas ou peças das listas de inventário podem ser rastreadas on-line para reduzir o tempo que os operadores normalmente gastariam procurando por elas.1

 

"De acordo com dados da Oxford Economics, a Internet Industrial das Coisas (IIoT) pode impactar os setores que representam 62% do PIB nos países do G20", observa a multinacional espanhola de serviços públicos de eletricidade Iberdrola. "A aplicação da IIoT na indústria promete se tornar o maior impulsionador da produtividade e da inovação na próxima década."2 E, com certeza, empresas de todo o mundo estão levando a tecnologia IIoT a sério e investindo pesadamente na implementação. As aplicações de manufatura, transporte e energia tiveram um investimento global de mais de 300 bilhões de dólares em 2019, que deve dobrar até 2025.3

Faça o download do guia

Faça o download do PDF 3 Ways IIoT Will Impact Your Operations (3 maneiras pelas quais a IIoT impactará suas operações) para saber mais sobre as três principais maneiras pelas quais as ferramentas de IIoT impactarão as operações de manufatura, aproveitando os dados.

  • Tornar os dados do equipamento visíveis para todos que precisam deles
  • Identifique os problemas de confiabilidade e elimine o tempo de inatividade com a manutenção preditiva
  • Acompanhe as métricas de rendimento para otimizar a produtividade e aumentar a lucratividade
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15 Sep 2022
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Usando a IIoT para uma manutenção mais inteligente das máquinas

Outro argumento convincente para incorporar a tecnologia IIoT é que ela permite que as empresas vão além da manutenção preventiva programada tradicional e, em vez disso, pratiquem uma manutenção preditiva informada. Ao conectar os sensores da máquina para monitorar fatores como vibração e temperatura, os operadores da fábrica podem captar indicações de que um mecanismo crucial, como um motor, pode estar mostrando sinais de desgaste ou falha iminente. Se uma pane ocorresse no momento errado, poderia causar uma perda catastrófica do tempo de produção e da receita esperada. Os dados do sensor que identificam as peças que precisam de manutenção iminente são um insight extremamente valioso, pois dão à empresa a oportunidade de programar o reparo ou a substituição dessas peças antes que elas falhem.

O impacto financeiro da manutenção preditiva é quantificável. O McKinsey Global Institute informa o seguinte:

 

Estimamos que a manutenção preditiva poderia reduzir os custos de manutenção de equipamentos de fábrica em 10 a 40%. ... Além disso, uma melhor manutenção preditiva usando a IoT pode reduzir o tempo de inatividade do equipamento em até 50% e reduzir o investimento de capital em equipamentos em 3 a 5%, estendendo a vida útil do maquinário. No setor de manufatura, essas economias têm um impacto econômico potencial de quase US$ 630 bilhões por ano em 2025.4

Que tipo de dados de fábrica podem ser capturados?

Atualmente, os sensores são tão onipresentes na automação da manufatura que é difícil imaginar uma fábrica que não os incorpore. A maioria das fábricas usa muitos tipos diferentes de sensores para contar as quantidades de produtos, cronometrar as etapas de um processo automatizado ou garantir condições ideais de fabricação, mas, por sua própria natureza, os sinais eletrônicos que os sensores já transmitem podem ser coletados para uma análise de dados criteriosa. Até mesmo um pulso binário básico de um sensor é uma fonte de dados em potencial que pode ser monitorada para otimizar as operações. A frequência com que um feixe fotoelétrico é interrompido (por exemplo, por produtos em um transportador) pode ser capturada e registrada para calcular as velocidades de operação, que podem ser ajustadas para maximizar a produtividade como parte de um processo de produção maior.

Os tipos de dados que os sensores podem capturar são praticamente ilimitados. Eles podem registrar quantidades, volumes, distâncias, pesos, tamanhos, formas, cores, posicionamento, temperaturas, atividade térmica, vibração, refletividade, curvatura, variações de superfície, composição de materiais, resposta a ondas sonoras, proximidade de obstáculos físicos, informações visuais ou auditivas, padrões de textura, etapas em uma sequência programada e quase tudo mais. Qualquer valor que um sensor possa observar pode ser um ponto de dados, e qualquer ponto de dados pode ser medido ao longo do tempo.

Dessa forma, toda a filosofia da IIoT faz parte da tendência da análise de "Big Data" para a tomada de decisões comerciais orientadas por insights. Em outras palavras, quanto mais dados os fabricantes coletam de seus sensores instalados, mais eles entendem sobre os recursos de seus próprios sistemas. Eles podem aproveitar esses dados "acionáveis" para refinar os processos em qualquer nível de produção. E esses refinamentos podem levar a resultados mais enxutos e mais produtivos, permitindo uma vantagem de atendimento distinta em relação aos concorrentes.

Fatos e mitos sobre o custo de implementação da IIoT

Embora a otimização da produção para adotar a IIoT seja uma tarefa significativa que exige uma direção clara e a adesão de toda a organização, ela não é tão proibitiva em termos de custos como se poderia supor inicialmente.

A McKinsey identifica alguns dos mal-entendidos comuns dos líderes empresariais sobre a IIoT.5 Entre eles está a ideia de que a IIoT é apenas um painel on-line e a ideia de que ela exige locais "greenfield". Primeiro, embora os aplicativos de IIoT exijam algum tipo de recurso on-line para capturar e apresentar dados industriais, eles também exigem hardware, incluindo sensores e conexões de controladores. Em segundo lugar, embora seja certamente uma boa ideia planejar a inclusão de recursos de IIoT em fábricas totalmente novas, não só é possível como também é acessível implementar a IIoT em instalações existentes ("brownfield").

De fato, a linha de produtos Snap Signal da Banner torna possível adicionar a coleta de dados de IIoT aos equipamentos existentes de uma fábrica estabelecida , de qualquer marca. Em essência, a IIoT pode ser implementada como uma rede de sobreposição usando junções em T, cabos divisores e conversores para capturar sinais da infraestrutura de sensores já existente.

A IIoT depende do hardware

As discussões sobre o impressionante potencial da IIoT e da Indústria 4.0 frequentemente falam de software, computação em nuvem e inteligência artificial, mas os detalhes sobre o hardware da IIoT são frequentemente negligenciados. Isso é lamentável, pois a tecnologia de hardware é um elemento crucial dos sistemas de IIoT, e os desenvolvimentos em hardware de automação industrial são revolucionários por si só.  

Para obter os benefícios da IIoT, são necessários dispositivos de hardware instalados diretamente onde o trabalho está sendo realizado, como sensores para monitorar as máquinas da fábrica. Esses sensores precisam ser conectados a um controlador central que consolida todos os sinais da máquina que precisam ser monitorados. Por fim, os fabricantes precisam de uma interface ou plataforma on-line para visualizar e interpretar os dados coletados.

A Banner Engineering é líder no fornecimento de tecnologia industrial há mais de cinquenta anos, fornecendo sensores inovadores, iluminação, equipamentos de segurança e dispositivos de rede para fabricantes em todo o mundo. Temos o mesmo compromisso de equipar as empresas com as mais avançadas soluções de fábrica inteligente de IIoT.

Introdução à IIoT

Como um fabricante implementa a IIoT para automação industrial? Esse processo fácil e direto exige um planejamento cuidadoso, mas os especialistas da Banner estão à disposição para ajudar os clientes a descobrir onde e como instalar sensores, hubs e controladores em suas instalações de produção futuras ou atuais.

A família de produtos Snap Signal permite que os usuários se separem da saída de um sensor instalado, copiem o sinal e o transmitam pelo cabeamento M12 padrão do setor. É uma rede de "sobreposição" independente de marca que pode se integrar aos sensores e equipamentos existentes dos fabricantes, convertendo facilmente os formatos de sinal, e seu design modular permite começar pequeno e aumentar a escala à medida que as operações da fábrica se expandem e se desenvolvem. A instalação de um controlador, como o Banner DXMR90, possibilita a combinação de sinais ramificados em execução simultânea de vários sensores, potencialmente para todas as máquinas monitoradas em uma fábrica, e a conversão desses sinais em dados Ethernet.

Todas essas informações de fábrica podem ser monitoradas na tela de uma HMI ou de um PC industrial, mas os usuários podem explorá-las com mais detalhes em um software de computador on-line, incluindo plataformas de nuvem, como o altamente personalizável Cloud Data Services da Banner ou o Amazon AWS. É possível até mesmo enviar dados para a nuvem de forma segura e sem fio por longas distâncias usando conexões de celular ou um dispositivo de borda como o controlador sem fio DXM1200.

Produtos de IIoT disponíveis no momento

A Banner já está facilitando soluções de ponta de IIoT para fabricantes em todo o mundo. Nosso crescente inventário de produtos inclui vários dispositivos que podem ser facilmente combinados e incorporados a qualquer ambiente industrial. 

Em conclusão

A IIoT e o Industry 4.0 representam uma grande mudança na manufatura, e as fábricas que demorarem a evoluir provavelmente enfrentarão grandes desafios competitivos no futuro. Felizmente, a adaptação da manufatura para coletar dados perspicazes sobre a máquina não precisa ser uma tarefa árdua ou de custo proibitivo.

Não importa se você está revitalizando sua instalação existente ou projetando novos processos de fábrica desde o início, a Banner está aqui para apoiá-lo. Continuamos a projetar soluções de dispositivos que permitem que você transforme sua operação de fabricação tradicional em uma fábrica inteligente habilitada para IIoT mais enxuta e produtiva. Tudo isso com uma abordagem ágil, dimensionável e prática.

Perguntas Frequentes

Também conhecida como a Quarta Revolução Industrial, a Indústria 4.0 representa o movimento do século XXI em direção à interconectividade em rede e à tecnologia de automação "inteligente" na manufatura e em outros ambientes industriais. O termo "Indústria 4.0" foi cunhado na Alemanha em 2011, como um passo além das revoluções industriais anteriores:

A Primeira Revolução Industrial refere-se à transição do trabalho manual para o trabalho realizado com máquinas que utilizam vapor e água, geralmente durante o final do século XVIII e início do século XIX.

A Segunda Revolução Industrial ocorreu quando as operações comerciais aproveitaram a eletricidade e as extensas linhas ferroviárias e telegráficas, do final do século XIX ao início do século XX.

A Terceira Revolução Industrial, também conhecida como Revolução Digital, envolveu a substituição de processos mecânicos e eletrônicos analógicos tradicionais por hardware e software de computador na segunda metade do século XX.

Dessa forma, a Quarta Revolução Industrial representa outro salto à frente, por meio do uso de IoT, IIoT, computação em nuvem, aprendizado de máquina, inteligência artificial e tecnologias relacionadas.

Um exemplo de plataforma IIoT é a linha de produtos Snap Signal da Banner. Como uma solução de sobreposição, os produtos Snap Signal incluem uma variedade de adaptadores, filtros e conversores para conectar os sensores existentes a hubs e controladores centralizados, que podem então comunicar os dados da fábrica em tempo real com PLCs, HMIs ou painéis de controle on-line na nuvem. O Snap Signal é a IIoT facilitada.

Os fabricantes que adotam a tecnologia IIoT são capazes de coletar, gerenciar e responder aos dados dos sensores de toda a fábrica em tempo real. Eles podem ver onde estão ocorrendo gargalos ou lentidões e fazer os ajustes necessários nessas áreas para melhorar o rendimento geral. A IIoT também permite que as fábricas façam a transição de linhas de produção estáticas para "células" de fabricação, oferecendo flexibilidade suficiente para fornecer personalização em massa. A coleta automatizada de dados de sensores em cada estágio das operações da fábrica ajuda a reduzir e evitar erros humanos e defeitos de produtos, economizando tempo e custos com devoluções ou recalls.

Um estudo 2020 do MPI Group observa que, dos líderes de manufatura que implementaram o Industry 4.0 em suas operações, a maioria relata resultados positivos significativos. Eles compartilham que a IIoT tem ou terá:  

  1. Aumentar a produtividade (88%)
  2. Aumentar a lucratividade (74%)
  3. Melhorar a qualidade do produto (48%)
  4. Aumentar a satisfação do cliente (43%)
  5. Melhorar a confiabilidade/tempo de operação da máquina (42%)
  6. Aumentar a segurança do trabalhador (41%)6

Uma fábrica inteligente é uma instalação de manufatura que captura dados sobre seus processos automatizados e envia essas informações aos operadores para análise e tomada de decisões orientadas por insights. Assim como os telefones inteligentes estão constantemente enviando e recebendo dados de telemetria por meio de redes celulares e WiFi, uma fábrica inteligente transmite constantemente dados da máquina enquanto ela permanece on-line. As fábricas que aproveitam essa conectividade podem ser mais produtivas, ágeis e lucrativas do que as fábricas tradicionais que dependem de tecnologia puramente mecânica e digital. 

Referências

  1. Andy Chang, "Your IIoT Questions, Answered", IndustryWeek, 14 de maio de 2019. https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/article/22027595/your-iiot-questions-answered.
  2. "O que é IIoT? Descubra a Internet Industrial das Coisas", Iberdrola. https://www.iberdrola.com/innovation/what-is-iiot.
  3. Ibid.
  4. James Manyika et al., "The Internet of Things: Mapping the Value Beyond the Hype", McKinsey Global Institute, 1º de junho de 2015 (p. 70). https://www.mckinsey.com/business-functions/mckinsey-digital/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world.
  5. Mads Lauritzen et al., "Industrial IoT Generates Real Value-If Businesses Overcome Six Myths," McKinsey & Company, 2 de junho de 2020. https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industrial-iot-generates-real-value-if-businesses-overcome-six-myths.
  6. Richard Howells, "How Industry 4.0 Boosts Productivity and Profitability in Intelligent Factories," Forbes, July 1, 2020. https://www.forbes.com/sites/sap/2020/07/01/how-industry-40-boosts-productivity-and-profitability-in-intelligent-factories/?sh=67988fb848ec.

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