Descubra o potencial de conexão de sua fábrica com a IoT

Determine seus objetivos de digitalização

Posso ver o status de cada computador que tenho em todo o mundo. Nunca consegui ver tantos dados sobre nossas operações ao mesmo tempo e posso criar meus próprios modelos para obter ainda mais detalhes.

As tecnologias digitais estão transformando a fabricação. Embora não saiba exatamente aonde quer chegar ou o que a digitalização significa para sua empresa, ela é importante para identificar os tipos de objetivos de negócios compatíveis com a digitalização.

A digitalização se resume a transformar as operações de fabricação ao usar a mais recente tecnologia, o que, em geral, começa conectando equipamentos no piso da fábrica. Nos últimos anos, o custo dos componentes compatíveis com a conectividade foi drasticamente reduzido. Produtos consumíveis, como etiquetas RFID, agora custam muito pouco para inclusão nos produtos. Os sensores estão se tornando mais acessíveis, o que aumenta a quantidade de novos equipamentos vendidos com funcionalidades de sensores internas, enquanto equipamentos mais antigos podem ser adaptados, ou habilitados para IoT, a preços mais baixos. Ao mesmo tempo, agora é possível coletar e analisar quantidades enormes de sensores e dados gerados por dispositivos graças a tecnologias como a nuvem e as análises avançadas.

A transformação digital significa funcionalidades de aproveitamento como esses para obter insights que podem ser usados para tornar sua operação de fabricação mais rápida, eficiente e flexível. Os benefícios de uma fabricação habilitada digitalmente podem incluir:

  • Melhor visibilidade em todas as suas operações de fabricação – tome decisões mais informadas com uma imagem em tempo real do status operacional
  • Melhor utilização – maximize o desempenho dos ativos e o tempo de atividade com a visibilidade necessária para monitoramento e gerenciamento central
  • Redução de desperdício – tome medidas mais rápidas para reduzir ou prevenir certas formas de desperdício graças ao insight das principais métricas de produção
  • Economia de custos direcionada – uso de recursos de parâmetro de comparação e identificação de ineficiências para dar suporte às melhorias operacionais
  • Melhoria de qualidade – detecte e previna problemas de qualidade ao encontrar e resolver com antecedência problemas de equipamentos

Além de entender as possibilidades, é importante determinar seus objetivos de negócios. Isso ajuda a fornecer a base para um caso de negócios e serve como parâmetro de comparação para provar o valor. Também é importante começar devagar e identificar um local específico para iniciar.

Trabalhe com fontes de dados

Essa simulação mostra dados de fábricas em todo o mundo em tempo real. Isso é impressionante.

Experimentar uma solução que permita simulação oferece a você uma maneira sem riscos de ver o que a digitalização pode realizar. As simulações não exigem a conexão de nenhum equipamento real nem afetam suas operações.

Mesmo que esteja claro que a transformação digital é uma grande promessa na teoria, ela pode ser um desafio. Isso porque o caminho a seguir muitas vezes não é claro. É comum pensar algo como: "Vejo o valor geral da digitalização e do Industrie 4.0 e sei que preciso fazer alterações, mas não tenho certeza por onde começar."

A boa notícia é que, para começar, não é necessário um escopo do projeto abrangente ou um ponto de partida ideal e preciso. A chave é simplesmente começar em algum lugar com um projeto inicial focado e experimentar e iterar.

Simulações de equipamentos conectados podem ajudá-lo a explorar suas opções em um ambiente de baixo risco. Uma simulação lhe dá a liberdade de explorar como as mudanças digitais podem oferecer valor, como melhor visibilidade, sem afetar as operações.

Ao explorar interfaces e painéis simulados, é possível ter uma ideia de como os equipamentos em todo o mundo podem ser vistos de modo global, incluindo uma exibição geral do desempenho e uma visão detalhada do status de todos os computadores. Mesmo que as operações de conexão em todo o mundo sejam uma etapa muito posterior, ver os resultados de uma simulação com antecedência pode ajudá-lo a refinar seus objetivos e ter uma ideia melhor do que é possível.

Ao decidir sobre uma solução para dar suporte esse esforço, é importante selecionar uma tecnologia que habilite a configuração rápida e fácil de simulações e ativos reais. A solução de fábrica conectada do Microsoft Azure IoT permite gerar rapidamente um ambiente simulado e pode ser implantada em minutos.

Com uma melhor compreensão do que é possível em teoria, a próxima etapa é experimentar conectando equipamentos no mundo real.

Conecte o equipamento sem interrupção

Posso conectar alguns computadores por vez para ver como isso funciona e minhas operações não são impactadas. Posso começar devagar.

A digitalização não precisa ser feita de uma vez. Conectar um conjunto específico de equipamentos permite a você fazer um experimento em uma escala pequena e no seu ritmo, sem interromper operações. Isso cria uma base para que seja possível criar e aumentar toda sua organização quando for o momento certo.

Uma coisa é ver dados simulados e outra é ligar seu próprio equipamento e ver dados e insights em tempo real usando suas próprias operações. Por sorte, com a tecnologia certa, essa transição para conectar seu próprio equipamento pode ser simples.

A mesma solução de tecnologia usada para simulação também deve oferecer um caminho para conectar seu próprio equipamento e processar os dados gerados por ele. Conectar o equipamento pode ser relativamente simples. No nível básico, envolve:

  1. Determinar o protocolo de comunicação que seu equipamento usa
  2. Conectar o equipamento a um dispositivo de gateway que consolida os dados entre os computadores
  3. Conectar o gateway à nuvem para fornecer visibilidade do status e das principais métricas de desempenho

Com isso, você estará pronto para começar a explorar os dados em tempo real de seu equipamento.

Lembre-se de que uma solução de tecnologia segura e flexível é fundamental para tornar esse processo simples e direto, minimizando possíveis riscos e interrupções. Por exemplo, a solução de fábrica conectada do Microsoft Azure IoT usa o software existente no computador para se conectar no próprio computador, nada novo é instalado.

O tipo correto de solução também permite conectar equipamentos sem colocá-los offline para conectar peças individuais do equipamento no seu ritmo, sem necessidade de conectar tudo de uma vez. Quer experimentar conectando um computador agora, bem como toda a linha de montagem a partir da próxima semana? Você deve ter flexibilidade para fazer isso. Quer conectar tudo de forma rápida e começar a obter insights o mais breve possível? Sua tecnologia não deve ser motivo de atraso.

Contextualize e visualize o desempenho de fabricação

Posso ver o status de cada computador que tenho em todo o mundo. Nunca vi tantos dados sobre nossas operações ao mesmo tempo e posso criar meus próprios modelos para obter ainda mais detalhes.

Com os equipamentos conectados, existe uma maior visibilidade do status operacional, de anomalias, das tendências e de outros insights de desempenho. Essa visibilidade é a base para fazer uma grande variedade de melhorias operacionais.

O valor do equipamento conectado são os dados que ele gera. Após os computadores serem conectados, será possível se beneficiar de visibilidade em tempo real nos principais indicadores de desempenho. Existe um número de insights que pode ser obtido de forma rápida, como:

  1. Qual é a pressão e a temperatura de cada componente?
  2. Quanto de corrente está sendo retirada? Isso aumentou ou diminuiu recentemente?
  3. Qual é o estado atual do equipamento? Ele está online ou offline?

Esses pontos de dados são simples, porém críticos, e podem fazer muita diferença, ao permitir uma melhor compreensão das operações, melhores decisões e maior capacidade de resposta. Porém, ter os dados não é suficiente. Os insights devem ser fáceis de coletar por meio de painéis visuais e intuitivos, bem como devem estar disponíveis facilmente para as pessoas que podem usá-los, como técnicos de chão de fábrica e supervisores de fábrica.

Como nas fases anteriores, eles são úteis para o experimento. Com uma solução de tecnologia robusta, é possível identificar de forma rápida os pontos de dados para coletar cálculos de KPI e análises de causa raiz. Em alguns casos, você pode descobrir que está coletando dados que não são necessários ou que não estão fornecendo insights e se ajustar. As soluções baseadas em nuvem facilitam o ajuste das informações coletadas. Por exemplo, com a solução de fábrica conectada do Azure IoT, é possível controlar os dados coletados sem precisar enviar alguém para o computador pessoalmente.

Os dados do equipamento conectado também são a base para descobrir tendências e padrões. Por exemplo, coletar e analisar dados históricos permite estabelecer seus próprios parâmetros de comparação de desempenho em equipamentos semelhantes e em todas as fábricas. Ao comparar dados em tempo real e parâmetros de comparação, é possível monitorar de forma constante se parte do equipamento está funcionando em intervalos normais e identificar anomalias sutis que aparecem ao longo do tempo.

Uma abordagem digital para visibilidade operacional oferece um enorme valor potencial. Uma pesquisa recente da Automation World constatou que quase três quartos dos entrevistados usam dados do chão de fábrica em nível empresarial, porém, uma planilha foi citada como a ferramenta de relatório mais comum.1 Com uma solução de fábrica conectada, a inteligência operacional está disponível de forma automática e imediata, o que permite tomar decisões melhores e mais rápidas na fábrica e em nível empresarial.

Faça alterações operacionais com base em dados

Posso agendar a manutenção em uma de minhas fábricas a qualquer hora. Posso ter certeza de que temos as peças certas e os técnicos corretos à disposição para minimizar o tempo de inatividade.

O equipamento conectado é útil em última instância quando gera mudanças. Anomalias podem ser rapidamente detectadas e corrigidas. Os cronogramas de manutenção podem ser otimizados para minimizar a interrupção. Não há limite para os tipos de melhorias orientadas por dados que se tornam possíveis.

A visibilidade que você ganha ao conectar equipamentos agrega valor quando essas percepções geram mudanças operacionais. Melhor visibilidade e insight tornam possível identificar problemas e responder mais rapidamente, tomar melhores decisões e aprovar outras mudanças operacionais.

Por exemplo, detectar anomalias por meio de insights em tempo real dá a você a capacidade de intervir mais rapidamente. Tomemos o exemplo de um computador que está exibindo sinais de uma falha iminente, como aumento do consumo de energia. Com a capacidade de monitorar o desempenho por meio de um painel ao vivo, você sabe imediatamente quando essas condições ocorrem e pode enviar rapidamente um técnico de reparo para resolver o problema.

Da mesma forma, o monitoramento de parâmetros de comparação permite uma abordagem ainda mais proativa. Considere um cenário em que a temperatura do rolamento em um equipamento está aumentando. Caso tenha estabelecido um parâmetro de comparação fornecido pelo fornecedor do equipamento ou ao analisar dados de computadores semelhantes usados para propósitos similares, você poderá identificar quando a temperatura excede o intervalo normal e agendar a manutenção antes que ocorra uma falha. Ao aplicar esta abordagem de parâmetro de comparação e monitoramento em linhas e locais, sua capacidade de antecipar falhas e reduzir custos aumentará drasticamente.

Outro benefício da visibilidade é a capacidade de identificar pessoas com baixo desempenho e desempenho superior e fazer as melhorias correspondentes. Um local pode ter uma utilização particularmente alta de um determinado computador, enquanto a utilização de outro é particularmente baixa. Com a capacidade de ver o desempenho lado a lado, você pode identificar mais facilmente esses pontos discrepantes e investigar o que está por trás deles. Você pode descobrir problemas como máquinas que não são executadas nem mantidas de forma ideal ou pode encontrar diferenças de utilização relacionadas a diferentes operadores. Também é possível descobrir as melhores práticas que deseja implantar mais amplamente. Quando você pode comparar o desempenho entre equipamentos e ao longo do tempo, esses tipos de variações tornam-se mais aparentes e mais fáceis de agir.

Esses são apenas alguns exemplos de possíveis mudanças operacionais com os quais a visibilidade da fábrica conectada é compatível. Outros tipos de alterações podem incluir otimizar processos de produção para reduzir desperdícios e gargalos, adicionar ou substituir equipamentos e ajustar procedimentos de pessoal ou de treinamento. Ao começar a coletar dados automaticamente e ganhar visibilidade, encontrar oportunidades de melhoria operacional e fazer alterações é a próxima etapa.

Habilite novos cenários e novas escalas

Posso adicionar funcionalidades quando precisar delas e otimizar minhas operações em qualquer lugar do mundo. Meus técnicos em campo têm mais dados sobre nossas operações do que nunca.

Dimensione de uma única linha de montagem para uma exibição agregada em suas operações. Adicione novos equipamentos e funcionalidades no seu próprio ritmo. Use sua solução como ponto de partida para expandir para cenários como manutenção preditiva.

Já é possível entender o que é preciso para conectar os equipamentos e os insights que podem ser reunidos. A próxima etapa é expandir seu projeto, por exemplo, ao mudar de uma a linha de montagem conectada para a conexão de toda a fábrica e, em seguida, conectar várias fábricas em todo o mundo. Com uma exibição única e consolidada de suas operações, é possível ter insights melhores e mais rápidos do desempenho, bem como a capacidade de comparar o desempenho em toda a organização. Também é possível trabalhar com fabricantes terceirizados para conectar seus equipamentos e obter insights não apenas em suas próprias operações, mas também nas de seus parceiros.

Além de dimensionar para mais equipamentos e fábricas, você também pode escolher expandir as funcionalidades e o escopo de seus esforços de digitalização. A visibilidade do desempenho atual e os dados históricos são uma base avançada para outras mudanças digitais, como programas de manutenção preditiva e uma abordagem otimizada de gerenciamento de energia.

A próxima etapa natural é considerar a manutenção preditiva. Ao aplicar a análise preditiva aos dados de desempenho, torna-se possível não apenas identificar quando a manutenção é iminentemente necessária, mas também prever com precisão as necessidades de manutenção com bastante antecedência. Esse é um exemplo de como a sobreposição de novas funcionalidades pode agregar valor adicional. Neste caso, usando funcionalidades de análise preditiva como o aprendizado de máquina para detectar padrões e alterações sutis em um conjunto de dados históricos de desempenho.

Da mesma forma, é possível escolher integrar dados de desempenho a outros aplicativos de negócios, como um sistema de serviço de campo. Nesse caso, se uma anomalia for detectada, um alerta de serviço poderá ser acionado automaticamente e a visita de um técnico será agendada de forma automática para examinar o equipamento com o possível problema.

A transformação digital pode assumir muitas formas e significar muitas coisas para sua operação. À medida que você habilita novos cenários e escalas, a chave é continuar a experimentação usando uma abordagem em fases e continuar ajustando conforme suas necessidades e ambiente evoluírem.

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