Indústria 4.0: manutenção preditiva com IoT reduz custos em até 40%

As grandes empresas brasileiras já investem em tecnologias de manutenção preditiva para a indústria 4.0. Segundo um levantamento da ABDI, a estimativa anual de redução de custos industriais no Brasil será de, no mínimo, R$ 73 bilhões/ano. Desse total, só os custos com reparos podem chegar a R$ 35 bilhões ao ano.

A manutenção preditiva tem o objetivo de fazer um controle contínuo em equipamentos para monitorar sinais e indicações de possíveis falhas. Com o avanço dessas técnicas, hoje é possível contar com o auxílio de ferramentas tecnológicas para garantir informações mais precisas e detalhadas sobre cada equipamento.

Vamos ver como a manutenção preditiva avançou com a indústria 4.0 e os benefícios de contar com essas tecnologias no seu parque industrial.

O que é a manutenção preditiva?

Na indústria, a manutenção preditiva está associada às práticas de manutenção com caráter preventivo e antecipado de todo o aparato físico utilizado nas operações.

Na prática, estamos falando de uma metodologia de manutenção que tem um maior apelo para a prevenção de danos e previsibilidade de falhas.

Pode ser feita através de um monitoramento periódico por meio de análise de vibração, ultrassom, inspeção visual ou técnicas de análise não destrutivas.

Ou seja, não necessariamente precisa ser estabelecido um calendário fixo de inspeções.

A manutenção preditiva funciona através de uma cultura de monitoramento constante — adotada por funcionários, operadores do maquinário e técnicos em manutenção.

É flexível pois pode ser fruto do reflexo de um desses profissionais (como: notar ruídos anormais no motor de um torno mecânico e acionar os técnicos), ou mesmo estar incorporado em uma rotina de inspeções diárias, semanais ou mensais, tudo isso a depender do segmento, do equipamento e do modelo de negócio.

Além disso, a manutenção preditiva pode estar intrinsecamente ligada com as tecnologias de monitoramento utilizadas na fábrica.

Afinal, além das inspeções, são os dados de cada máquina que informam seu estado.

Quer um exemplo?

Sensores inteligentes podem mapear os níveis de temperatura de certas máquinas, alertando automaticamente quando os números subirem de forma alarmante.

Assim, é possível gerenciar todo o ciclo de vida das máquinas e a sua operação, de modo a estabelecer um cronograma rígido e preciso de intervenções.

Como se viu, a manutenção preditiva tem um papel determinante na continuidade das operações de manufatura.

Qual a diferença entre manutenção preditiva, preventiva e corretiva?

Afinal, porque existem diferentes tipos de manutenção? A resposta é simples, em uma empresa, vários cenários envolvendo falhas podem acontecer. A função da manutenção nem sempre é consertar uma máquina, mas também evitar que ela quebre.

Essa jornada pode ser resumida em três tipos bastante conhecidos de manutenção. Entenda tudo sobre eles e suas diferenças:

Manutenção Preditiva

A manutenção preditiva é baseada em análises. Ou seja, sua necessidade é confirmada a partir de dados e informações obtidas pelos operadores de uma máquina ou seus inspetores.

Dentro dessa análise de condições, vários fatores podem ser decisivos. Em um chão de fábrica, por exemplo, pode-se verificar a temperatura de operação da máquina, ruídos emitidos, vibração, odores e outras características inerentes do equipamento.

Além de servir para acompanhar o desempenho da máquina em tempo real, ela serve para que os responsáveis estejam preparados para qualquer problema no futuro. Por isso, costuma ser considerada um tipo de manutenção planejada.

Manutenção Preventiva

Muitas pessoas confundem a manutenção preditiva com a preventiva, e elas de fato são semelhantes.

A principal diferença é que a manutenção preventiva é um processo objetivo, trata-se de uma intervenção pré-programada na máquina ou equipamento. Normalmente, com base em um calendário estabelecido pelo fabricante ou responsável pela manutenção industrial.

Cada etapa dessa intervenção é documentada para posterior prestação de contas e seu objetivo é identificar origens de possíveis falhas e agir nelas, evitando que se tornem problemas futuros.

Também é considerada uma manutenção planejada.

Manutenção Corretiva

Já a manutenção corretiva possui a intenção de agir após o erro ou falha ter se manifestado. Dessa forma, corrigindo o problema. É vista como um tipo de manutenção não-planejado.

Ela é necessária quando o operador ou inspetor verifica uma falha visível, como um problema com alguma peça ou componente.

Então, é necessário parar sua operação para que o especialista trabalhe no conserto.

Como funciona uma manutenção preditiva?

A manutenção preditiva é uma estratégia baseada no monitoramento técnico do maquinário.

É feita toda uma análise sobre o equipamento, desde suas condições, seu nível de performance e os sinais perceptíveis (e às vezes imperceptíveis) que emite.

O objetivo, com isso, é coletar informações minuciosas sobre o estado da máquina.

Abaixo, confira as principais formas de aplicar a manutenção preditiva no chão de fábrica:

Análise de vibração

A análise de vibração é uma técnica extremamente comum na aplicação da manutenção preditiva.

Com ela, busca-se analisar a taxa de vibração da máquina através do monitoramento de suas partes móveis.

Na indústria metal-mecânica, máquinas como fresadoras, tornos mecânicos, máquinas CNC e furadeiras podem passar por esse tipo de inspeção.

A análise é feita de diversas formas e busca entender a variação de forças dinâmicas.

Simplificando: é uma forma de detectar desníveis na máquina, como folgas, falta de lubrificação, desgastes de rolamentos ou engrenagens, desalinhamentos, etc.

Essa técnica pode ser aplicada sem precisar interromper o funcionamento do maquinário.

Ultrassom

O ultrassom serve, especialmente, para conferir a existência de vazamentos na máquina. É uma forma de detectar falhas invisíveis, realizada através da análise de frequências sonoras.

Essa técnica é muito aplicada em sistemas de ar-comprimido, transporte de gases e vapores.

Sua aplicação é um pouco mais complexa, mas ajuda a evitar custos desnecessários por conta de vazamentos potencialmente perigosos.

Termografia

A técnica que visa analisar o nível de temperatura emitido pelo maquinário.

Funciona através de um equipamento ou sensor inteligente que mede a taxa de radiação infravermelha emitida por cada corpo em seu campo de análise.

Quando a temperatura está acima do zero celsius, a radiação é irradiada em tons mais quentes, como vermelho, laranja e amarelo.

Dessa forma, é possível analisar distúrbios em máquinas ou partes delas que, rotineiramente, não seriam sequer notadas.

Análise de óleo

A análise de óleo normalmente não é efetuada sem um cronograma definido, pois é realizada em laboratório ou com uso de equipamentos específicos, como o teste de Cor ASTM.

No entanto, é muito importante na rotina da manutenção preditiva.

Através dessa técnica, é possível analisar se há oxidação ou mesmo microorganismos vivos que possam prejudicar as propriedades químicas do produto, como fungos.

Análise de trincas

Ao analisar as trincas de um sistema, como uma tubulação, é possível prever com muita antecedência as falhas, agindo em seu reparo.

Essa técnica é realizada com a magnetização do dispositivo ou parte do equipamento — isto é, precisa ser de metal.

Assim, basta despejar algumas aparas metálicas ou limalhas sobre o dispositivo.

Com a magnetização do metal, quaisquer trincas ou fendas geram uma ruptura no campo magnético.

Com isso, as aparas costumam se acumular sobre as fendas, “desenhando” o defeito e possibilitando uma visualização clara.

Como a indústria 4.0 impactou a manutenção preditiva

Com máquinas e equipamentos totalmente integrados em redes de internet, a manutenção preditiva para indústria 4.0 permite que tudo seja gerenciado on line de locais remotos em um curto espaço de tempo.

Confira, a seguir, como a tecnologia auxiliou o monitoramento preditivo de máquinas e equipamentos.

Internet das coisas (IoT)

A internet das coisas (Internet of Things) permite conectar equipamentos por meio da internet, para integrar o funcionamento de seus periféricos em um único lugar, por meio de sensores e softwares.

Com essa tecnologia, dispositivos e máquinas podem conversar entre si e ser acessados remotamente, proporcionando maior agilidade nas linhas de produção, maior facilidade de manutenção das máquinas e uma maior integração em toda a cadeia de suprimentos.

Cloud computing

A internet na nuvem (cloud computing) permite enviar todos os dados gerados para um único banco de dados virtual, podendo ser acessado de qualquer lugar e com segurança, o que implica redução de custo, tempo e aumento de eficiência.

Machine learning

Machine learning ou aprendizado de máquinas é uma tecnologia que usa algoritmos para analisar os dados e aprender com eles. Esse sistema é capaz de modificar o seu comportamento autonomamente, tendo como base a sua própria experiência.

Big data

A coleta e a análise de dados estão entre os pontos principais da manutenção na indústria 4.0.

O big data é uma estrutura sistematizada e digitalizada capaz de extrair informações, avaliar o desempenho das máquinas e oferecer relatórios sobre o panorama atual, de modo preciso e imediato.

Na manutenção preditiva, os dados gerados acusam a necessidade de intervenção nas máquinas oferecendo ordens de manutenção antes que o equipamento falhe.

Inteligência artificial (IA)

A tecnologia de IA aprende com os dados fornecidos pelas máquinas, o que potencializa as análises, permitindo resultados mais precisos. Desse modo, as tecnologias da indústria 4.0 na manutenção preditiva evitam paradas desnecessárias na produção e contribuem para o aumento da produtividade.

O uso de sensores IoT ajuda a indústria a entender o comportamento dos ativos, enviando mensagens para um sistema analytics. Assim, tomadores de decisão conseguem prever, em tempo real, possíveis falhas na produção, estimar quando uma máquina irá quebrar e identificar qual o principal problema.