Como adaptar máquinas antigas ao conceito da Indústria 4.0

Assim como em todo o mundo, a indústria brasileira não está totalmente modernizada. Essa é uma modalidade global e discussão em vários países.

Aqui no Brasil, o parque fabril tem equipamentos com, em média 20 anos de funcionamento. São máquinas que funcionam bem e a porta de entrada para a modernização é tê-las conectadas trabalhando com processos digitais.

Com a Indústria 4.0, no entanto, é hora de dar um passo com a inclusão de novas tecnologias, como a Inteligência Artificial (IA), Big Data, Realidade Aumentada, Cloud e a Internet das Coisas (IoT).

Isso significa que, para se enquadrar nesta nova realidade, não é preciso trocar todas as máquinas para equipamentos específicos da Indústria 4.0. Ao contrário, realizar algumas alterações nestas máquinas antigas já pode ser suficiente.

O primeiro passo, então, é entender quais das máquinas atuais podem ser adaptadas com softwares que permitam torná-las automatizadas. Assim, não haverá mais a necessidade de um profissional que as monitore.

Outro ponto importante é, também, agregar ferramentas que permitam realizar simulações virtuais. Assim, a indústria consegue analisar e controlar variáveis com maior precisão e tomar decisões mais ágeis.

Passos para Retrofit de Equipamentos de Fabricação Antigos

Já deu para perceber que as principais vantagens da Indústria 4.0 – compartilhamento contínuo de informações e mobilidade de dados – são altamente atraentes. Os retrofits de equipamentos antigos devem fornecer a quase todas as instalações de fabricação, armazenamento, cadeia de suprimentos ou distribuições as vantagens das plantas mais modernas. Entenda como fazer isso:

1. Comunicação M2M

A comunicação máquina a máquina (M2M) costuma ser uma das primeiras oportunidades que as empresas de manufatura e logística investigam durante seus estudos de modernização. Isso porque a digitalização de equipamentos legados exige meios para fazê-los “falar” com hardware e software mais modernos.

Máquinas que agrupam e compartilham dados entre departamentos, áreas de trabalho ou instalações fornecem aos operadores dados mais esclarecedores sobre como ajustar toda a operação do início ao fim. As vantagens incluem:

•  Simplificar a produção coordenando várias máquinas;
• Compatibilidade com equipamentos mais antigos, recondicionados ou obsoletos;
• Trazer empresas ou subsidiárias recém-adquiridas para o mundo digital, independentemente da idade do equipamento.

2. Adicionar sensores às máquinas

Depois de coordenar vários equipamentos e áreas de trabalho por meio de atualizações M2M, os gerentes da planta e os responsáveis pelo planejamento estratégico podem ficar impressionados com a qualidade dos insights trazidos. Eles aprenderão rapidamente a identificar gargalos, bem como oportunidades para melhorias de processo.

A capacidade das máquinas de colaborar e compartilhar dados é o começo para o cenário completo da Indústria 4.0, mas não o todo. A adição de sensores a equipamentos legados garante que as informações trocadas sejam as mais detalhadas e acionáveis.

Portanto, ao passo que o M2M unifica os equipamentos, a adição de sensores inteligentes possibilita uma enorme variedade de recursos de monitoramento de máquinas, incluindo manutenção preditiva.

Com isso, as fábricas podem investir totalmente em monitoramento baseado em condições (CbM, condition-based monitoring) em vez de manutenção reativa ou programada. A coleta de dados diretamente das máquinas sobre seu desempenho – incluindo volume de manuseio atual, temperatura operacional, vibrações, ruído e possíveis vazamentos – oferece vantagens como intervalos de manutenção mais longos, menos paradas completas da máquina e um orçamento de peças e manutenção mais razoável. As empresas que zerem esse investimento poderão economizar até 40% na manutenção.

 3. Explorar a Computação de Borda

A ideia da nuvem já existe há tempo suficiente para se tornar ultrapassada. A computação baseada em nuvem e as plataformas de planejamento empresarial têm seu lugar, mas, para muitas organizações, o conceito de se envolver com servidores de provedores centralizados e distantes acabou.

As empresas que investem em infraestrutura cibernética em 2022 podem se preparar para o futuro de uma forma que as empresas que apostaram tudo na nuvem tradicional não conseguiram. A infraestrutura industrial mais antiga da Internet das Coisas (IIoT) envolvia a coleta de dados onde a ação acontece – como em armazéns e no chão de fábrica – e o envio para um servidor remoto para processamento.

A computação de borda (edge computing) elimina os intermediários dessa equação e reduz substancialmente a carga de largura de banda e a superfície de ataque de ameaças cibernéticas.

Assim, ao passo que a adaptação de equipamentos legados com sensores adiciona recursos de coleta de dados, a computação de borda permite que os sistemas ciberfísicos processem essas informações onde elas são coletadas, reduzindo bastante os custos de largura de banda e disponibilizando os insights de inteligência de negócios coletados quase instantaneamente.

 4. Começar pequeno

Embora ainda hoje quando se pensa em fábrica, venha à mente imagens de equipamentos pesados e gigantescos, com a Indústria 4.0 esse cenário é bem mais digital. As empresas que desejam explorar os benefícios de conectar chão de fábrica e centros de distribuição por meio da tecnologia da Indústria 4.0 devem começar com ativos menores e objetivos mais focados.

As tecnologias digitais são mais úteis quando um problema é claramente observado e definido. Por exemplo, um desafio que provavelmente é universal neste setor é a perda de ferramentas e equipamentos. Para resolver isso, uma primeira atualização básica ao conceito 4.0 de equipamentos legados pode envolver rastreamento de ativos e reconhecimento de localização de ferramentas manuais e equipamentos pequenos.

Galpões modernos e instalações de distribuição possuem uma enorme variedade de ferramentas e itens utilizados de hora em hora, como:

• Porta-paletes;
• Carrinhos de mão;
• Scanners portáteis;
• Caixas e lixeiras;
• Empilhadeiras;
• Selecionadores de pedidos;
• Terminais de computador móvel.

 Até os walkie-talkies “saem andando” de vez em quando. Uma das tecnologias para localização de equipamentos podem ser chips de identificação por radiofrequência (RFID) e sensores de proximidade. Saber onde alguém deixou seu porta-paletes ou ter sensores para registrar quando as ferramentas saem de determinadas áreas pode ajudar muito a proteger ativos valiosos e garantir sua disponibilidade.

 5. Focar na Segurança

Considere o foco em segurança outro benefício trazido pela tecnologia aos equipamentos legados. Torna-se mais difícil garantir ambientes seguros e dimensionar o treinamento de segurança dos funcionários exigido por lei à medida que as empresas crescem.

É exatamente por isso que melhorar a segurança, incluindo a redução de colisões com máquinas pesadas, geralmente está entre os primeiros objetivos declarados das empresas que investem em M2M e outras soluções da Indústria 4.0. As empresas que experimentam as vantagens de segurança oferecidas pela tecnologia da Indústria 4.0 estarão sempre prontas para aderir primeiro a inovações, estando sempre à frente.

Um local de trabalho seguro não é apenas exigido por lei – é também algo que os candidatos a emprego de hoje procuram e uma parte importante da retenção quando a oferta de mão de obra é incerta.

Por que atualizar equipamentos antigos?

Primeiro, por que  ficar com equipamentos antigos? Os operadores de plantas industriais detestam substituir as máquinas antes do tempo e podem se perguntar, com razão, se a Indústria 4.0 vai demandar uma repaginação total do maquinário disponível. Ser resistente a mudanças radicais é justificado aqui, afinal os engenheiros conhecem e dominam o funcionamento e operação das máquinas legadas. Simplificando, elas funcionam e todos sabem como operá-las.

Mas isso não significa que as máquinas legadas não precisam de uma modernização. Os profissionais do setor explicam que a maioria dos fabricantes e distribuidores já tem uma mistura de equipamentos antigos e modernos.

O primeiro motivo para investir na atualização dos equipamentos é o aumento do seu ciclo de vida. A idade média das máquinas nacionais (como dito acima), é de cerca de 20 anos. No entanto, esses itens podem ser capazes de fornecer uma vida útil maior. Para isso, é preciso algumas adaptações, como mostrado acima.

O segundo motivo é a otimização, palavra de ordem na Indústria 4.0. Engenheiros de manutenção gastam de 30% a 70% de suas horas de trabalho em busca de informações. Fazer com que as máquinas antigas gerem e organizem essas informações é essencial para otimizar o trabalho dos profissionais e trazer agilidade para a operação.

Impactos da Indústria 4.0 no Brasil

A importância da Indústria 4.0 para o futuro produtivo do mundo é hoje um consenso entre analistas econômicos, organismos internacionais e as maiores empresas do mundo.

Seus impactos sobre a produtividade, a redução de custos, o controle sobre o processo produtivo, a customização da produção, a aplicação de inteligência à massa de dados, entre outros, apontam para uma transformação profunda nas plantas fabris, com impactos sobre as organizações e instituições das sociedades capitalistas modernos.

Dados da ABDI – Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial mostram que, por meio da adesão ao conceito 4.0, as empresas brasileiras envolvidas com fabricação e distribuição podem obter economias como:

• R$ 73 bilhões / ano de redução nos custos industriais;
• R$ 34 bilhões / ano de ganhos de eficiência;
• R$ 31 bilhões / ano de redução nos custos de manutenção de máquinas;
• R$ 7 bilhões / ano em economia de energia.

*Parte deste artigo foi extraído, traduzido e adaptado do original, em inglês, pela ISA Seção São Paulo. O texto original está disponível no blog ISA Interchange, blog o cial da International Society of Automation (ISA).