Transformando o Chão de Fábrica: O Papel do IoT na Conectividade Industrial

A competitividade de qualquer fábrica é determinada por dois pilares essenciais: produtividade e eficiência. Ao longo das décadas, o OEE – Overall Equipment Effectiveness, ou Eficiência Global do Equipamento tem sido a métrica de referência para medir a produtividade nas fábricas, identificando máquinas que não estão operando com capacidade total e possibilitando as correções necessárias. No entanto, para alcançar um OEE verdadeiramente eficaz, é fundamental ter visibilidade das máquinas na sala de controle.

De acordo com dados fornecidos pela ABIMAQ, a ociosidade do parque de máquinas no Brasil apresenta uma média histórica de cerca de 19,3%, com 80,7% de capacidade produtiva. Em outras palavras, aproximadamente 20% do tempo das máquinas é desperdiçado sem produção.

Além disso, o Brasil enfrenta um desafio significativo quando se trata do índice de OEE, que está entre os mais baixos do mundo, atingindo apenas 27% em comparação com a média global de 60%. Essa diferença se amplia ainda mais quando comparada com plantas industriais modernas ao redor do mundo, onde o OEE chega a 85% contra os 27% no Brasil.

Neste artigo, abordaremos de perto os desafios que precisam ser superados para melhorar a visibilidade dos dados operacionais das máquinas. Um fator crucial a ser considerado é a idade média do parque de máquinas, que representa mais um grande obstáculo no cenário brasileiro. Segundo a ABIMAQ, a média de idade das máquinas na indústria de transformação brasileira é de 17 anos, enquanto países mais avançados tecnologicamente, como Alemanha (4 anos) e Estados Unidos (7 anos), possuem médias consideravelmente inferiores. O Brasil, portanto, enfrenta um longo caminho para alcançar o nível de competitividade desejado.

Além das questões tributárias, infraestrutura e logística, que são constantemente apontadas por especialistas, a ABIMAQ destaca a defasagem do parque fabril como um desafio adicional.

Ao abordarmos a temática da Indústria 4.0 e seus avanços, fica evidente que um dos principais desafios reside na digitalização do parque de máquinas. No entanto, por meio da aplicação adequada de tecnologias e do engajamento de empresas especializadas, esse desafio pode ser superado com sucesso.

Cinco desafios para a implementação do IoT no chão de fábrica

Listo a seguir os principais desafios encontrados pelas manufaturas industriais, expecialmente as PMEs, no processo de digitalização de suas máquinas e processos:

1. Equipamentos legados

A visibilidade das máquinas, ferramentas e ativos no chão de fábrica está diretamente relacionada à disponibilidade de informações fornecidas por eles, como o status operacional. Em máquinas modernas, essas informações são geralmente disponibilizadas nativamente, uma vez que os parâmetros necessários já estão incorporados em sua programação. No entanto, quando lidamos com máquinas legadas, a situação é mais desafiadora, pois, em tempos passados, a captura de dados sobre o status das máquinas não era uma prática comum. Essas máquinas foram projetadas para desempenhar suas funções específicas, como corte, torno, entre outras, sem considerar a necessidade de fornecer informações detalhadas sobre seu desempenho.

2. Interoperabilidade

Embora as máquinas modernas sejam capazes de fornecer informações úteis sobre seu desempenho, isso por si só não garante uma visão completa da fábrica. A existência de diferentes marcas de máquinas, cada uma utilizando seu próprio conjunto de protocolos, complica as operações, uma vez que os dados de saída dessas máquinas nem sempre são compatíveis com uma única plataforma de software, normalmente utilizada pelos Planejamentos e Controles de Produção (PCPs). Isso torna a análise de dados uma tarefa árdua e desafiadora. Como resultado, a resolução desses problemas de interoperabilidade requer esforços colaborativos por parte dos integradores de sistemas, a fim de tornar os dados necessários mais acessíveis.

3. Coleta e unificação dos dados

Alguns fabricantes têm lançado produtos no mercado com o objetivo de facilitar a conectividade entre máquinas, criando infraestruturas robustas de Internet Industrial que utilizam cabeamento de rede blindado, embora esse tipo de solução tenha um custo elevado. Além disso, há também os custos operacionais associados à instalação e manutenção dessas infraestruturas de rede. No entanto, é importante ressaltar que a conectividade em si é apenas uma parte do processo, ou seja, é o meio pelo qual os dados são transmitidos.

O maior desafio reside na coleta de dados das máquinas, especialmente quando se trata de máquinas de diversos fabricantes, que muitas vezes possuem padrões fechados e não se comunicam facilmente com outros sistemas. Além disso, esses sistemas costumam ser complexos e exigem adaptações complicadas e custosas.

Um exemplo que podemos citar é o MTConnect, que utiliza um protocolo aberto e gratuito para permitir a leitura de dados. No entanto, ele representa apenas uma parte pequena do processo. Embora o MTConnect aumente a interoperabilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes e aplicativos de software de fornecedores distintos, sua implementação requer a instalação de dispositivos específicos para coletar e transmitir os dados para o aplicativo do cliente.

4. Coleta e unificação de dados com IoT – Internet das Coisas

Com a aplicação da IoT, é possível simplificar a coleta de dados de máquinas e equipamentos, permitindo ampliar o escopo além da simples coleta de dados de status da máquina. Por meio dessa abordagem, é viável coletar informações de disponibilidade, produtividade e tempo de inatividade. No entanto, a IoT possibilita ir muito além disso, desde que seja adotada uma solução adequada.

Por meio da IoT, é possível parametrizar informações de capacidade produtiva real e implementar estratégias de manutenção preventiva e preditiva. Os dispositivos utilizados para coletar as informações de status, como o OEE, também podem gerar alertas inteligentes. Ao empregar algoritmos poderosos, é possível compreender o histórico e os padrões de funcionamento da máquina, equipamento ou ativo. Isso permite a implementação de manutenção preditiva, gerando alertas antecipados para que os agentes de manutenção possam programar os serviços de parada de forma mais eficiente e inteligente. Esse processo resulta em economia de escala nos custos relacionados ao tempo de inatividade e, automaticamente, aumenta a produtividade.

5. Implantação

Nos últimos anos, a partir de 2015, diversos fabricantes de máquinas têm lançado produtos compatíveis com protocolos abertos. No entanto, muitas máquinas CNC com uma vida útil média de 25 a 30 anos, ou até mesmo mais, não possuem suporte ou compatibilidade com esses protocolos abertos. Além disso, muitas delas se comunicam apenas por meio de interfaces seriais RS232 ou Modbus, por exemplo. Já as máquinas modernas possuem interfaces de comunicação Ethernet, mas nem sempre são compatíveis com os protocolos abertos. Embora os fabricantes ofereçam acessórios e controladores, é necessário investir um esforço significativo para integrá-los e desenvolver adaptadores que sejam compatíveis com os protocolos abertos. O desafio persiste para as máquinas que não possuem uma interface de comunicação Ethernet ou que não podem ser adaptadas.

Como implementar o IoT em sua manufatura

Graças à IoT e à soluções oferecidas por empresas como a Sigmais IoT , esses desafios estão próximos de serem superados. A coleta de dados por meio da IoT é simples e de fácil implementação.

Fundada em 2017, a Sigmais IoT é uma startup que tem deixado sua marca no campo da Internet das Coisas (IoT). Com soluções inovadoras e uma abordagem orientada a dados, a empresa está ajudando a impulsionar o progresso tecnológico e a transformação digital em diversos setores, incluindo agricultura, manufatura, logística e cidades inteligentes.

A Sigmais oferece um modelo de negócio inovador, conhecido como HaaS (Hardware as a Service), que permite às indústrias usufruir de soluções completas de IoT sem a necessidade de criar ou construir uma estrutura própria de energia ou conectividade. Com o HaaS da Sigmais, as indústrias podem adquirir uma solução completa que inclui dispositivos inteligentes, conectividade embarcada e plataforma em nuvem.

A participação da Sigmais no setor industrial tem sido significativa, com a empresa oferecendo soluções inovadoras e eficientes para empresas desse segmento. Um exemplo disso são os sensores Sigmeter Pulse e Sigmeter 4 a 20MA, que têm sido utilizados com sucesso em diferentes aplicações industriais.

Se você quer saber mais sobre a Sigmais e suas soluções de IoT, não deixe de ler este artigo e visitar o site sigmais.com.br.