![Robôs melhoram a produtividade na fábrica conectada](/content/dam/te-com/images/corporate/digital-strategy-and-solutions/global/story-hero-rendition/robotic-factory-warehouse-tech-manufacturing-story-hero-1024-400.jpg/jcr:content/renditions/hero-story.jpg)
Tendência
Optimização da Interoperabilidade
De carros autônomos a robôs de fábrica, os engenheiros estão projetando soluções para conectar máquinas habilitadas para IoT que integram processos de produção.
A cada dia, a mídia publica novas histórias sobre a Internet das Coisas (IoT), muitas vezes com foco nas promessas e perigos de permitir que máquinas se comuniquem de forma autônoma com outras máquinas. Enquanto muitas dessas histórias falam sobre máquinas que agem sozinhas ou que são remotamente hackeadas e representam uma ameaça para os humanos, a história da IoT que não é frequentemente contada fala sobre como as máquinas, equipadas com sensores, programadas (por humanos) com regras, podem efetivamente comunicar conjuntos específicos de dados. para outras máquinas, que por sua vez usam os dados para executar com eficiência, precisão e segurança certas etapas cruciais. A ideia é avançar no que conhecemos como comunicações máquina para máquina (M2M), criando uma rede de máquinas de aprendizado adaptável e automonitoradas com capacidade de gerar e transmitir dados – em tempo real – de maneiras que ofereçam interoperabilidade imediata e complexa projetada para atender a requisitos humanos específicos.
Para os fabricantes, não permitir que as máquinas se comuniquem é uma oportunidade perdida de coordenar a atividade de produção.
Alcançar esse nível de desempenho integrado, no entanto, está bem distante dos exemplos que vemos hoje. Atualmente, grande parte da discussão sobre IoT está acontecendo no espaço do consumidor, onde a IoT é discutida em relação a como os dispositivos fornecem conveniências que facilitam nossas tarefas diárias. Se quisermos mudar o canal da nossa TV ou mudar para outra estação de rádio, ajustar o brilho de suas luzes ou a temperatura da sala, basta pressionar um botão em, por exemplo, um dispositivo móvel. Este nível de conectividade é sobre funcionalidade remota em vez de integração M2M.
Noções básicas de interoperabilidade
As possibilidades significativas surgem quando pensamos em IoT em relação a máquinas que aprendem com nosso comportamento e seu próprio ambiente. Um exemplo é o termostato NEST. No entanto, sua capacidade de detectar e processar informações sobre as preferências humanas e usar essas informações para prever a temperatura interna de um edifício é apenas um vislumbre do que podemos alcançar. Para levar essa conectividade ao próximo nível, considere esta possibilidade: todos os dias da semana você normalmente chega em casa às 18h, e seu termostato NEST sabe disso e responde aquecendo sua casa para que, quando você chegar às 18h, o interior atinge a temperatura certa que você deseja. Mas então, um dia, ao dirigir para casa do escritório, você enfrenta um congestionamento do tráfego e acaba se atrasando e chega cerca de 20 minutos mais tarde do que o normal. O sistema do seu carro detecta esse atraso, calcula seu impacto e, em seguida, transmite um novo horário de chegada ao termostato, que responde se reprogramando para sincronizar sua operação - de pré-aquecimento/pré-resfriamento à temperatura desejada - com sua hora de chegada prevista e também informa as condições meteorológicas atuais e previstas. O resultado é menos energia usada em casa, o que se traduz em menores custos de energia para você. Esse tipo de cenário, especialmente em uma escala maior em prédios e cidades inteiras, é onde começamos a ver benefícios significativos da incorporação de conectividade inteligente em máquinas. É quando a IoT se torna parte de uma estratégia abrangente para melhorar o desempenho de custos a longo prazo, a alocação de recursos e a conveniência geral.
![Noções básicas de interoperabilidade](/content/dam/te-com/images/channel/global/story-hero-rendition/industrialcontrol-banner.jpg)
Atualmente em ambientes industriais, há pouca comunicação M2M. O que temos hoje principalmente são máquinas que exigem que humanos concluam uma única tarefa repetitiva. Uma analogia é um time de futebol: se os jogadores em campo não se comunicam, cada um age isoladamente, não trabalham em conjunto e, portanto, não alcançarão seu objetivo, que é vencer o jogo. Transponha essa analogia para um cenário industrial e você terá máquinas e robôs em uma fábrica hoje que não estão falando, e os dados que essas máquinas geram permanecem locais para cada máquina. Esse sistema não integrado não tem flexibilidade para executar tarefas de alto valor conforme necessário. Para os fabricantes, não permitir que as máquinas se comuniquem é uma oportunidade perdida de coordenar a atividade de produção. Desse tipo de falha surgem processos redundantes, tempos de inatividade frequentes para trocas e máquinas funcionando quando não são necessárias.
Alcançar este ponto com sucesso e de forma acessível requer uma abordagem de primeira vez para a produção, onde as comunicações M2M habilitadas para IoT podem ser o facilitador.
Na fábrica inteligente, as máquinas e robôs são equipados com a tecnologia – hardware e software – que possibilita a comunicação e interoperabilidade M2M. Essa tecnologia facilita a transferência de dados de uma máquina para outras máquinas da mesma fábrica – bem como para a infraestrutura e para usuários conectados pela Internet, por meio de todos os tipos de outros dispositivos, como smartphones e roupas inteligentes. Por meio dessa transferência, dessa conectividade inteligente, as máquinas geram dados brutos e os comunicam a outras máquinas (assim como a redes e nuvens) e, por meio de técnicas como análise de Big Data, processam tais dados em visualizações de produção em tempo real. A partir dessas informações, as máquinas podem tomar decisões de forma autônoma sobre possíveis ações, dentro dos parâmetros de padrões e regras específicos (que os engenheiros programam no sistema operacional da máquina) adaptados para obter certos tipos de melhorias de eficiência operacional, como mudar para o modo de pausa imediatamente após completar uma tarefa de produção, como forma de reduzir o uso de energia. Essas regras e padrões também permitem flexibilidade sem precedentes na produção.
![No espaço de trabalho conectado, os robôs realizam operações que frequentemente são muito perigosas para o ser humano.](/content/dam/te-com/images/corporate/digital-strategy-and-solutions/global/author-driven/robotics-blood-health-medical--medium-image-row-300-250.jpg)
![Robôs equipados com sensores permitem que as máquinas se comuniquem, criando um ambiente inteligente.](/content/dam/te-com/images/corporate/digital-strategy-and-solutions/global/author-driven/robotics-gold-blue-fragile--medium-image-row-300-250.jpg)
De uma visão de alto nível nas fábricas, tudo é controlado pelos consumidores. E como consumidores, todos nós queremos que cada nova versão de um produto seja melhor, mais rápida, mais barata e mais eficiente. Queremos também mais customização para nossas preferências e necessidades individuais, porque cada um de nós quer se expressar como indivíduos dentro do nosso mundo de produção em massa. O carro de passeio MINI é um excelente exemplo dessa personalização. Os clientes podem selecionar entre uma gama diversificada de opções disponíveis para construir o que acreditam ser um veículo único, que eles ajudaram a criar e que representa sua individualidade. Obter esse nível de personalização na produção em massa requer uma abordagem completamente nova para a produção. Para fazer isso, precisamos de algo como o Batch Size One (tamanho do lote um), que é a aspiração ideal e não é impossível para coisas como telefones celulares exclusivos. Alcançar este ponto com sucesso e de forma acessível requer uma abordagem de primeira vez para a produção, onde as comunicações M2M habilitadas para IoT podem ser o facilitador. Sem essa abordagem, alcançar a personalização com as abordagens de produção atuais torna o custo de um telefone celular exclusivo muito alto.
Pré-requisitos Cruciais
Ativação da mudança
A transição de uma fábrica convencional para uma fábrica inteligente precisa atender a quatro pré-requisitos cruciais:
Padronização
A padronização é uma lâmina de dois gumes. Por um lado, há necessidade de padrões para profissionalizar a abordagem e garantir a interoperabilidade, mas leva tempo para identificar e estabelecer os padrões. Esse atraso de tempo pode retardar a adoção. E com isso, uma vez que uma abordagem se torna um padrão, ela pode dissuadir a inovação porque as pessoas podem se opor ao desvio do padrão, especialmente quando Big Data se torna parte da conversa. O desafio é que a tecnologia evolui e amadurece muito rapidamente e, muitas vezes, os padrões não conseguem acompanhar a velocidade dessa inovação. O resultado pode ser que os padrões inibam as oportunidades de crescimento. No entanto, avançar e não reinventar a roda continuamente só é possível quando temos alguns padrões em vigor.
Conectividade Inteligente
Conectividade inteligente, que também envolve interoperabilidade, possibilitando soluções plug-and-play para uma ampla variedade de dispositivos e máquinas. Os blocos de construção da conectividade inteligente incluem detecção e conectividade. Os sensores criam um sistema nervoso digital e a conectividade permite entradas em rede. Essas entradas em rede são entradas digitalizadas (vindas de sensores) em redes e/ou nuvens, que devem ser integradas a máquinas e operações para dar suporte a pessoas, processos e sistemas, com o objetivo de melhorar a tomada de decisões. Nos ambientes industriais de hoje, muitas máquinas não estão conectadas e, portanto, não se comunicam. Depois de começar a conectar essas máquinas, você precisa pensar na quantidade de dados que elas geram. Na maioria dos casos hoje, esses dados ainda são limitados. Para se beneficiar totalmente do uso da IoT na produção, os fabricantes precisam de mais sensores dentro de suas máquinas e precisam desbloquear todos os dados para que possam contribuir com entradas em rede para uma melhor tomada de decisão.
Ao executar pequenos programas que geram a qualidade necessária, os resultados esperados e um ROI significativo rapidamente, os engenheiros podem estabelecer caminhos claros para impulsionar as melhorias da IoT.
![](/content/dam/te-com/images/corporate/digital-strategy-and-solutions/global/author-driven/robotics-orange-clipped-robot--pull-quote-1024-500.jpg)
Segurança
Quando se trata de Big Data, nuvens e IoT, há muito medo em relação à segurança e proteção das máquinas e dos dados. Há histórias de hackers assumindo veículos autônomos e acelerando ou freando à distância. Esses casos são assustadores. Esta área precisa de mais atenção. E com a proteção vem a necessidade de pensar nos dados. Há necessidade de legislação sobre os dados, especificamente sobre quem possui os dados e como eles são transmitidos e gerenciados.
ROI de curto prazo
Um retorno claro gerado a partir de um pequeno investimento cria o argumento para um suporte convincente de longo prazo e compra para melhorias M2M maiores. Em ambientes industriais, onde geralmente se espera que o retorno do investimento (ROI) seja alto, mas difícil de prever ou articular de forma significativa e concreta para a liderança sênior, é crucial começar pequeno e comprovar a eficiência da solução rapidamente. O custo de reconfigurar uma fábrica convencional em uma fábrica inteligente, adicionando nova infraestrutura, conectividade, nuvens e ferramentas de análise, é muito alto. O custo e a falta de expectativas claras de ROI geralmente dificultam muito a compra. Ao executar pequenos programas que geram a qualidade necessária, os resultados esperados e um ROI significativo rapidamente, os engenheiros podem estabelecer caminhos claros para impulsionar as melhorias da IoT.
Benefícios Primários
Apesar do exagero e da hipérbole comuns à maioria das discussões sobre IoT, há um crescente reconhecimento sobre o potencial ROI significativo que os fabricantes podem gerar a partir da conectividade inteligente. Essa é a chave para ajudar um fabricante a transformar uma fábrica convencional em uma fábrica inteligente ou conectada. Para chegar lá, os líderes seniores precisam de instantâneos realistas do sucesso que pode ser alcançado e precisam entender como a IoT pode resultar diretamente em aumentos significativos de produção e reduções de resíduos. Para satisfazer essas necessidades de informações, os engenheiros precisam primeiro responder a uma pergunta crucial ao defender os investimentos em IoT: a melhoria de desempenho esperada é um resultado direto da IoT ou a IoT apenas facilitará as melhorias? Para responder a isso, construa um caso em torno dos três benefícios de investir em IoT.
Economia
A principal economia está relacionada aos ganhos de eficiência operacional. À medida que a adoção se consolida e acontece em grande escala, o custo da mudança, incluindo a adoção e a implementação, também diminuirá.
Transparência
Obter mais informações sobre as operações ajudará os fabricantes a identificar onde podem ocorrer melhorias. Por exemplo, ao rastrear todo o ciclo de vida de produção de um produto, você pode acompanhar o custo real para fabricar cada unidade individual. Isso permitiria definir preços mais precisos e coletar dados sobre quais alterações afetam a vida útil ou o desempenho de produtos. Você também pode determinar se o produto está na especificação correta – acima ou abaixo da especificação – em relação ao seu uso. E você pode monitorar um produto ao longo de sua vida útil e acompanhar como ele se comporta conforme as condições mudam. Essa transparência permitiria que você fornecesse informações ao usuário sobre o desempenho do produto, inclusive quando é provável que ele falhe. Dessa forma, ele poderia solicitar e substituir o produto em tempo hábil, antes que a falha ocorresse. Isso permite que eles evitem interrupções não programadas.
Eficiência Energética
O uso de máquinas conectadas à IoT leva a um uso de energia mais responsável. Ao conectar todas as máquinas, você pode medir a quantidade de tempo que determinadas máquinas estão funcionando. Isso significa que as máquinas só funcionarão quando necessário, com base nos dados que a rede de máquinas recebe as comunicações através da fábrica conectada. E se uma máquina apresentar uma falha e desligar, as outras máquinas podem responder imediatamente e, posteriormente, desacelerar a produção ou alterar os processos de produção de acordo com a necessidade e conforme as máquinas forem programadas para solucionar o problema.
![Na fábrica conectada, as máquinas medem e comunicam informações cruciais que melhoram o tempo de resposta.](/content/dam/te-com/images/corporate/digital-strategy-and-solutions/global/story-hero-rendition/orange-robotics-three-warehouse--story-hero-1024-400.jpg)
Na fábrica conectada, as máquinas medem e comunicam informações cruciais que melhoram o tempo de resposta.
Nos próximos anos, chegará um ponto em que os fabricantes precisarão investir na tecnologia IoT. Para chegar lá, a comunidade de engenharia precisa comunicar os sucessos individuais uns aos outros, às organizações e à comunidade empresarial mais ampla. Atualmente na Alemanha, a Indústria 4.0 – a IoT Industrial – é compreendida como a quarta revolução da vida industrial. O que lembra a história de Henry Ford. Quando o Sr. Ford começou, ele estava competindo com o cavalo e carruagem, e havia muitas pessoas que diziam que o automóvel nunca substituiria o cavalo e carruagem, que era a forma padrão de viagem diária. Mas, como sabemos agora, essa maneira padrão de fazer as coisas foi substituída por uma nova maneira melhor de viajar e pensar sobre viagens.
Construa sua História de Sucesso
Para demonstrar o bem potencial da IoT, os engenheiros precisam mostrar o que a revolução da IoT significa para o desempenho dos negócios. Ao construir suas histórias de sucesso, comece pequeno, construa pontos de prova sólidos com base em dados comprováveis; comece em uma máquina, documente as economias alcançadas e, em seguida, crie uma história de sucesso e dimensione os ganhos potenciais em toda a sua organização. Essas histórias ajudarão a combater os preconceitos e medos comuns da IoT. Elas também podem ajudar a incutir confiança na IoT, na conectividade inteligente e na fábrica conectada. Ao mostrar a vantagem de conectar máquinas, podemos mostrar aos líderes de negócios que sua organização pode gerar resultados mais altos, experimentar menos tempo de inatividade não programado, aumentar a flexibilidade operacional e melhorar os rendimentos, tudo simplesmente conectando e integrando melhor todos os pontos de contato ao longo da linha de produção.