Tudo que você precisa saber sobre o IoT na Industria 4.0

29/06/2021

Tags:Big Data, Cloud computing, Indústria 4.0, Internet Industrial das Coisas, IoT, IoT Watson, Machine learning, tecnologias

Há um bom tempo as tecnologias vêm revolucionando a história do setor industrial com a otimização de processos. Entretanto, por mais avançado que fosse o ecossistema das fábricas, nada do que era utilizado até então se compara às aplicações de IoT na indústria 4.0.

Contudo, como isso impacta o seu negócio? Em plena era digital, a imersão das máquinas na experiência de autonomia cria um panorama cada vez mais coerente com a dinâmica e urgências do mercado. Portanto, com o tempo quem não aderir ao novo modelo pode deixar de existir.

Diante da relevância do tema, elaboramos um post para que você entenda, de uma vez por todas, a importância da Internet das coisas e indústria 4.0 para a competitividade da sua empresa. Siga a leitura e confira!

O que é a Internet das Coisas?

A Internet das coisas (Internet of Things — IoT) é um conceito que tem por objetivo integrar tecnologias digitais, físicas e biológicas, criando um cenário em que objetos são capazes de estabelecer uma conexão entre si. Isto é, dispositivos IoT comunicam-se mutuamente em tempo real.

Então, a partir dessa troca de dados, a rede de máquinas é capaz de criar ações de respostas e apontar as soluções mais pertinentes para cada situação enfrentada. Trazendo essa metodologia para o âmbito industrial, a IoT representa, acima de tudo, um aprimoramento dos processos fabris.

Considerando o volume crescente de demandas, bem como a necessidade de ser ágil e eficiente, podemos dizer que essa tecnologia permite que as empresas escalem sua produtividade — medindo em tempo real o desempenho das máquinas, indicando os pontos fortes e fracos de cada setor e apontando soluções de melhoria.

Além do mais, sem o auxílio de um sistema inteligente, boa parte dos dados que são gerados e armazenados no dia a dia da empresa não são analisados de forma precisa.

Com automatização da Internet das coisas, é possível aproveitar melhor essas informações, ter uma visão ampla de tudo que acontece naquele ambiente, tornando mais simples as tomadas de decisão.

Internet Industrial das Coisas (IIoT)

A Internet Industrial das Coisas (IIoT) é conhecida como uma evolução das informações da cadeia produtiva. O conceito é basicamente o mesmo da IoT, porém com o detalhe de que suas informações são conectadas via cloud computing.

Ademais, além de conectar coisas IIoT, forma uma camada crítica do processo produtivo, podendo ser utilizada para gerenciar ativos, analisar tendências, contactar diretamente um fornecedor, analisar a qualidade e o uso dos produtos.

Enfim, é um sistema muito mais completo e especializado para atender às peculiaridades de uma indústria.

O que é a Indústria 4.0?

A indústria 4.0 ou quarta revolução industrial, como também é conhecida, consiste em um avanço tecnológico extremamente impactante, marcado pela incorporação da Inteligência Artificial aos processos de produção em massa.

Sua principal marca é a eliminação de barreiras entre o mundo físico e o virtual. E, graças à Internet das Coisas, as aplicações da indústria 4.0 ganham o poder da autonomia, ou seja, passam a ter um controle sem a necessidade da participação humana nos seus processos.

A ideia é criar uma fábrica conectada e inteligente, em que os próprios equipamentos tenham a habilidade de prevenir e reportar eventuais problemas. Sendo aplicada em atividades como:

monitoramento do fluxo de produção;
gerenciamento de estoque;
segurança e proteção individual;
controle de qualidade, entre outros.

A título de exemplo, imagine uma empresa que trabalhe com um grande volume de impressões, e opera com uma máquina capaz de entrar em contato com o fornecedor sempre que detectado baixos níveis de tinta.

Esta é a realidade da indústria 4.0 — cadeia de suprimentos conectada à linha de produção em tempo real. Mas a revolução do parque industrial vai muito além de equipamentos que conseguem se comunicar.

Os sensores conectados via IoT viabilizam o monitoramento das condições do ambiente, medindo níveis de resíduos no ar, condições insalubres, entre outros elementos que contribuem para um local de trabalho saudável, e sobretudo alinhado às diretrizes de sustentabilidade.

Quais os impactos da IoT na indústria?

O primeiro impacto da IoT na indústria 4.0 é o fornecimento dos recursos necessários para que as organizações coloquem em prática novos modelos de negócio, a fim de que esse novo perfil de automatização se torne o padrão da indústria.

Com estes avanços, os trabalhos manuais e repetitivos que já vinham sendo substituídos pela tecnologia e sistemas inteligentes ganham cada vez mais espaço na infraestrutura das fábricas, e a tendência é que eles atinjam outras áreas mais técnicas.

Embora muitos pensem que as máquinas já dominam as produções industriais, e que não haverá a grande diferença com a implementação da indústria 4.0, a grande diferença é que elas não mais serão controladas por pessoas.

A expectativa é que elas se tornem aptas a tomar decisões sozinhas — quando ligar ou desligar, quando solicitar suprimentos, quando acelerar ou com a retardar a fabricação etc.

Assim, os profissionais também devem se adaptar a essa realidade, tendo em vista que muitas tarefas que hoje fazem parte do dia a dia da organização vão deixar de existir.

A indústria 4.0, associada a IoT favorece o modelo de produção enxuta, organizada para atender demandas imediatas em vez de produção em massa, o que significa economia de custos e competitividade.

Como ela pode ajudar na gestão e manutenção de ativos dessa indústria?

Quando o assunto é manutenção de ativos, muitos gestores também podem imaginar que a estrutura de automação atual já gera dados suficientes para analisar o desempenho das máquinas e direcionar as equipes, enfim, para uma boa manutenção preditiva.

No entanto, com a Internet das coisas em ação, é possível obter melhores condições de monitoramento, considerando que o próprio sistema avisa, preventivamente, sobre qualquer problema.

Se for detectado algum estresse durante o funcionamento de algum recurso, por exemplo, as soluções do IoT conseguem enviar um alerta para os responsáveis pela manutenção. Podendo, inclusive, fornecer dados para planejamento de compra de materiais e peças, caso surja a necessidade de um reparo.

Ademais, a Internet das coisas também é muito útil para as simulações virtuais. Isso auxiliará o departamento de manutenção a entender o comportamento das máquinas diante de condições de desgaste.

Desde aqueles provocados por agentes naturais de chuva e calor intenso, como também os relacionados ao próprio funcionamento, como condições de temperatura, pressão, velocidade entre outros parâmetros.

Com esse modelo, as próprias máquinas trabalham preservando sua vida útil, bem como economizando recursos e suprimentos. Elas podem aprender a distribuir o esforço da linha de produção.

Qual sua importância na prevenção de falhas?

Quando o assunto é a relação da Internet das coisas com a prevenção de falhas, o primeiro aspecto que deve ser mencionado é que a maioria das tarefas repetitivas e burocráticas deixam de ter a interferência do fator humano e, consequentemente, ficam menos suscetíveis a erros.

Isso pelo fato de que, nesse meio digital e conectado, os dispositivos são programados para processar uma enorme quantidade de dados e identificar qualquer desvio de padrão

Por meio das informações e imagens coletadas em tempo real, o sistema identifica situações de perigo, como:

superaquecimento;
mau-funcionamento;
vazamento tóxicos;
desgaste de peças;
falta de lubrificação etc.

Diante de qualquer um desses quadros, os sensores da Internet das coisas tomam a atitude de interromper o funcionamento e contatar o fabricante. Isso diminui não só os prejuízos financeiros, mas também evita que os colaboradores sofram qualquer tipo de lesão ou tenham sua vida em risco devido a essas falhas.

Como fazer o planejamento de sistemas para IoT na Indústria?

Quando pensamos em digitalizar a produção industrial, é importante ter em mente que a arquitetura de um sistema de automação estruturado para a indústria 4.0 deve ser projetada já de acordo com as características operacionais de cada negócio.

De um modo geral, todo o arcabouço de controle é viabilizado pela Internet das coisas, que depende do apoio de um sistema de Big Data, onde todos os dados coletados vão convergir e criar as possibilidades de ações autônomas.

Em linhas gerais, para estabelecer uma conexão entre setores, bem como fazer a ponte entre o mundo interno e externo, o caminho é: a Internet das coisas produz e envia dados, e o Big Data faz o processamento. Mas isso não necessariamente será aplicado em toda a fábrica.

Então, os gestores devem analisar em quais áreas pretendem implementar a tecnologia — nos métodos de produção, na logística, na manutenção —, e verificar os recursos essenciais para rodar o sistema.

Outro ponto de extrema relevância a ser considerado no planejamento é a segurança. É preciso pensar em mecanismos de automatização que reduzam drasticamente problemas relacionados a falhas de funcionamento.

Ainda nesse sentido, também se faz necessário pensar na proteção de vulnerabilidades virtuais, considerando que os servidores e todo o operacional das fábricas são migrados para o processamento em nuvem.

Como conectar a cadeia de fornecimento, complementando a interconexão da indústria?

Para que a Internet das coisas funcione plenamente, é preciso muito mais que uma base de dados integrada — a indústria deve extrair inteligência dessas informações.

Em virtude disso, o Big Data será uma peça-chave para processar os dados extraídos das máquinas e levá-los ao conhecimento dos profissionais responsáveis.

Ademais, a infraestrutura indispensável para colocar a indústria 4.0 em prática dependerá das peculiaridades de cada setor em que ela será implementada.

No departamento produtivo, por exemplo, mais do que novas tecnologias, a mudança na política empresarial também é um elemento obrigatório, tendo em vista que o modelo 4.0 opera com uma produção enxuta.

Em vista disso, os processos automáticos são programados para nivelar suas operações de acordo com a demanda imediata do cliente, sem deixar de lado a previsão de demandas a longo prazo.

Outro recurso de extrema importância para a viabilidade da indústria 4.0 é o Machine Learning, que torna possível que as máquinas aprendam como distribuir o esforço da linha de produção, contribuindo para o aumento da vida útil dos equipamentos e a economia de recursos e insumos.

O quesito segurança também se destaca entre as prioridades da interconexão de uma indústria com o investimento em software pesados de proteção. Afinal, todas as informações serão geradas e ficarão armazenados em servidores de nuvem e não podem apresentar vulnerabilidades.

Para tanto eles precisam de uma série de sistemas de segurança como: antivírus, Firewall, criptografia, autenticação de acesso etc. Isso ajuda a evitar que algum vazamento de informações passe despercebido.

Por fim vale considerar que o sucesso das estratégias de melhoria pode ser testado previamente, no modelo virtual, e caso obtenha sucesso elas passam a ser aplicadas.

Quais ferramentas de gestão operam no nível de digitalização da produção?

Como mencionado, a gestão digitalizada da cadeia de produção tem como força motora a Internet das coisas. Todavia, esse modelo não seria possível sem o complemento de outras tecnologias, a exemplo do Machine Learning (processo de aprendizagem das máquinas).

Outro componente indispensável para o processo da indústria 4.0 são os chamados Sistemas de Identificação por Radiofrequência RFID — eles são responsáveis por todo o rastreio da planta digital —, como o monitoramento da qualidade em tempo real e possibilidade da máquina agir de forma antecipada, fazendo as correções necessárias.

Nesse contexto, também temos a IoT Watson, inteligência cognitiva da IBM que propõe uma gestão empresarial com mais eficiência com coletas de dados em campo, uso de dispositivos como ferramenta de trabalho e análise de todas as classes de falhas em um aparelho.

Lembrando que, o Big Data Analytics, também ocupa a lista das ferramentas indispensáveis da produção digital. Ela oferece diferentes formas de coleta, análise e gerenciamento de dados.

A IoT na indústria 4.0 é, sem dúvidas, um grande passo em direção a uma performance de excelência, com a redução significativa de custos. Portanto, a tendência das empresas que insistirem em modelos antigos de negócio e não explorarem as oportunidades que essa tecnologia oferece, insistindo em antigos modelos de negócio, é perder espaço no mercado de forma gradativa.

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