Como a IoT é usada na fabricação:8 casos de uso e tendências futuras

A IoT na fabricação está em alta no cenário de fabricação. Com a Indústria 4.0, os líderes empresariais estão experimentando uma nova onda de mudanças tecnológicas.

A mudança de paradigma está ajudando a impulsionar uma estratégia de ajuste ao futuro. E a visão pode ajudar as empresas a se tornarem mais adaptáveis, inovadoras e resilientes.

Incorporar tendências de IoT bem-sucedidas é fundamental para se destacar como um parceiro global. Portanto, os líderes devem aspirar a criar um ecossistema combinado com tecnologias de ponta, como IA, wearables e impressão 3D.

As tecnologias de nicho podem dar suporte à IoT de maior valor em casos de uso de fabricação e aumentar o ROI!

IoT na indústria de manufatura

A Internet Industrial das Coisas (IIoT) é um passo para transformar fábricas tradicionais em espaços inteligentes.

A IoT na fabricação está gerando uma disrupção sem precedentes e pode ajudar a tornar as fábricas mais seguras para os trabalhadores da linha de frente, aumentando a produtividade e a eficiência. E sim, você pode economizar milhões de dólares! Aqui está uma olhada em algumas estatísticas de apoio emocionantes.

• Os especialistas esperam que o tamanho do mercado global de IoT na manufatura cresça de US$ 33,2 bilhões em 2020 para US$ 53,8 bilhões em 2025, a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 10,1%. (Mercados e Mercados, 2020) (Fonte:)
• De acordo com um relatório da PwC, 90% dos fabricantes acreditam que a digitalização do processo produtivo trará mais benefícios a longo prazo do que riscos. (PwC, 2020) (Fonte:)
• De acordo com um estudo, nos Estados Unidos, cerca de 35% dos fabricantes coletam e usam dados gerados por sensores inteligentes para aprimorar os processos de fabricação. (Mordor Intelligence, 2021) (Fonte:)
• Outro estudo destaca que cerca de 34% dos fabricantes acreditam que é vital que os fabricantes dos EUA adotem a IoT nas operações. Além disso, a IoT se tornou parte de um ecossistema para fabricantes, onde software, computação em nuvem e ferramentas de análise são combinados para transformar dados brutos de várias fontes em previsões significativas e apresentá-los ainda mais em interfaces amigáveis. (Mordor Intelligence, 2021) (Fonte:)
• A América do Norte avançou consideravelmente na adoção da IoT, especialmente nos setores industrial, de manufatura e automotivo. De acordo com smartamerica.org, espera-se que o governo dos EUA gaste cerca de US$ 41 trilhões em 20 anos atualizando sua infraestrutura de segurança de IoT. (AIMultiple, 2021) (Fonte:)
• Especialistas destacam que indústrias discretas de manufatura, transporte e logística e serviços públicos gastarão US$ 40 bilhões cada em plataformas, sistemas e serviços de IoT. (Estatista, 2021) (Fonte:)
• 58% dos fabricantes dizem que a IoT é necessária para transformar digitalmente as operações industriais. A pesquisa também destacou que os custos de investimento são a barreira mais significativa para impedir a adoção mais rápida da IIoT na fabricação. (GE, 2017) (Fonte:)
• De acordo com a Accenture, 46% dos entrevistados entre as empresas americanas veem a IoT como uma oportunidade para aumentar a produtividade dos funcionários. (Accenture, 2015) (Fonte:)

Resumo: A mudança para a Indústria 4.0 é evidente na indústria manufatureira. Os fabricantes estão ansiosos para adotar a manufatura inteligente, avançando para um novo nível de sistemas de manufatura interconectados e inteligentes.

Como a IoT está transformando a indústria de manufatura

A digitalização tem melhorado o cenário de manufatura. As empresas estão procurando transformar seus ecossistemas por meio de tecnologia inovadora.

Os estudos de pesquisa também mostram que os líderes digitais adotam soluções revolucionárias da Indústria 4.0. Hoje, as jornadas de sucesso digital são inspiradoras. E aqui está uma rápida olhada em como a IoT está transformando a indústria de manufatura.

Prevê avarias precoces

De acordo com uma empresa de análise, 82% das empresas sofreram paralisações não planejadas; e o tempo de inatividade não planejado na fabricação pode custar a uma empresa até US$ 260.000 por hora. Os tempos de inatividade e os danos das máquinas podem ser críticos para as empresas de manufatura. Além disso, eles também podem colocar em risco os trabalhadores da linha de frente.

Os dispositivos IoT têm vários sensores que podem monitorar a temperatura, vibração, tensão, correntes e muito mais. Assim, esses sensores podem ajudar com os primeiros sinais de alerta de qualquer mau funcionamento previsto, criando um local de trabalho mais seguro.

Margens mais altas e níveis de satisfação do cliente

Os fabricantes têm oportunidades interessantes com o uso de IoT e produtos conectados. Os benefícios resultantes dos produtos relacionados começam com o aprimoramento da prestação de serviços existente. O diagnóstico remoto aumenta a satisfação do cliente e reduz o tempo de reparo, o que ajuda a criar laços mais fortes com os clientes.

Assim, os sinais de alerta e detecção antecipados podem gerar melhorias de qualidade em produtos futuros. E os novos serviços podem garantir pontuações mais altas e melhores níveis de satisfação do cliente.

Gerenciamento de ativos aprimorado por meio da cadeia de suprimentos conectada

Os fabricantes têm enfrentado expectativas mais altas de atendimento ao cliente. Uma das expectativas críticas é o tempo de entrega mais rápido.

Nesse contexto, os fabricantes têm explorado redes de micrologística para atender às necessidades de entrega acelerada. O uso de IoT na cadeia de suprimentos conectada no nível de ativos está ajudando a gerenciar as posições de estoque. Além disso, obtenha maior visibilidade do estoque real em toda a complexa rede de logística.

Implementa Inteligência Operacional

Máquinas autônomas podem assumir trabalhos demorados e pesados ​​de mão de obra humana, e os especialistas prevêem isso como o futuro da fabricação.

Quando as máquinas estão conectadas, ajuda a criar redes inteligentes que se comunicam e se coordenam com pouca intervenção humana.

Aumenta a qualidade

Os sensores de IoT capturam dados sobre especificações de produtos e outras métricas, incluindo dados de terceiros em diferentes estágios do ciclo do produto. Além disso, os fabricantes podem determinar quais produtos atendem às especificações de qualidade e precisam de uma inspeção física.

Os dados dizem respeito à composição dos recursos brutos utilizados e ao efeito do transporte e outros fatores sobre os produtos acabados. Além disso, se integrado ao resultado, o sistema IoT fornecerá dados sobre as reações do consumidor ao produto. Os insights podem ajudar a encontrar e corrigir problemas de qualidade.

Planejamento e programação de produção aprimorados

Ainda outra transformação é com os fabricantes se beneficiando da melhoria da qualidade do produto e dos rendimentos da fábrica com soluções de IoT. As empresas experimentam melhor planejamento e programação de produção e monitoramento em tempo real das linhas de produção.

Por exemplo, digamos que sua organização exija mais de cem inspeções manuais. Você percebe que os check-ups estão consumindo cerca de 20% do tempo total de produção. O cenário pode ser revertido automatizando as verificações de qualidade.

Melhor segurança e proteção da planta

A tecnologia IoT combinada com uma extensa análise de dados pode facilitar a segurança ao monitorar KPIs, incluindo acidentes com veículos, ausências de funcionários, quase acidentes, lesões e muito mais durante as operações diárias.

A IoT garante melhor segurança por meio de insights em tempo real sobre essas áreas significativas. Assim, os problemas agora podem ser resolvidos imediatamente. Além disso, os fabricantes podem garantir a conformidade com os regulamentos de saúde e segurança e as preocupações ambientais.

A segurança tem sido um desafio da IoT, com invasores maliciosos visando a tecnologia como um ponto de acesso fácil aos dados de uma empresa.

A preocupação aumenta com fornecedores e protocolos de segurança díspares e sem padronização atual. A tecnologia operacional e a TI devem estar vinculadas para impedir o acesso não autorizado para lidar com o problema de segurança.

Casos de uso de IoT empolgantes na fabricação

Monitoramento Remoto

O monitoramento remoto é um ótimo caso de uso para observar se os líderes com ativos industriais podem encontrar imensa utilidade com ativos conectados à IoT. Aqui, os sensores de IoT podem monitorar o uso e a integridade do equipamento, o que ajuda a avaliar o desempenho. Além disso, os sensores também podem ajudar a implantar o serviço se houver algum problema.

O modelo abre novos caminhos para um modelo de negócios totalmente novo como Equipment-as-a-Service .

Por exemplo:Armal, líder na fabricação de vasos sanitários portáteis, usa equipamentos de moldagem para criar estruturas e componentes plásticos para seus produtos. Eles queriam monitorar e otimizar o consumo de energia do maquinário.

Com sensores IoT via software industrial IoT, eles podem acompanhar remotamente o consumo de energia durante todo o ciclo de produção.

O sistema de monitoramento IoT em tempo real da linha de produção ajudou a reduzir os custos de energia das máquinas em quase 40%. Assim, a Armal completou sua jornada de digitalização obtendo uma solução de IoT capaz de monitorar a energia em tempo real para cada máquina.

Gêmeos Digitais

A geminação digital está ganhando popularidade. A IDC citou que as empresas que investiram em tecnologia de gêmeos digitais em 2018 podem esperar uma melhoria de 30% nos tempos de ciclo de processos críticos. (IDC, 2017) (Fonte:)

Assim, os líderes que podem aproveitar o poder da IoT combinado com o Digital Twin podem desfrutar de uma análise aprofundada. As tecnologias Digital Twin são a Nuvem, IoT, Realidade Estendida (XR) e IA.

Assim, aplicando a abordagem IoT (também conhecida como Digital Twins), as empresas podem criar cópias digitais robustas, cópias virtuais de objetos físicos e sua aplicação no chão de fábrica pode ser útil. Com cópias virtuais de equipamentos e peças sobressalentes, os gerentes podem simular processos, descobrir problemas e obter os resultados necessários sem arriscar ou danificar ativos físicos.

Por exemplo:Kaeser, uma empresa líder em fabricação e fornecedora de produtos de ar comprimido, gêmeos digitais aplicados. A tecnologia ajudou a empresa a deixar de vender um produto para vender um serviço.

O sistema Digital Twin facilitou a Kaeser com dados operacionais sobre o equipamento durante seu ciclo de vida, especialmente a taxa de consumo de ar.

O monitoramento permitiu que a Kaeser cobrasse dos clientes com base no consumo de ar em vez de uma tarifa fixa. Como resultado, a empresa reduziu os custos de commodities em 30% e integrou quase metade de todos os principais fornecedores usando gêmeos digitais.

Gestão Logística

A logística em empresas manufatureiras é arriscada devido à falta de controle sobre o clima. Além disso, a alta probabilidade de fraude e o grande número de ativos que precisam ser gerenciados. As empresas que dependem significativamente do transporte podem considerar a interconexão liderada pela IoT entre vários dispositivos e sistemas.

Os aplicativos de IoT para logística podem lidar com muitos casos de uso ao longo de uma cadeia de suprimentos típica, desde armazenamento até gerenciamento de frota e rastreamento de carga. Assim, a tecnologia atua como uma força vital por trás da transformação digital.

Por exemplo:Amazon, se beneficiou de bots e armários autônomos de envio direto, aumentando a conveniência de entrega e obtendo lucro. Assim, os fabricantes podem desfrutar de custos de envio reduzidos.

O processamento automático de pedidos e as atualizações de status ajudam as empresas a reduzir o número de funcionários de entrega e os custos operacionais gerais. Além disso, os bots conectados, quando usados ​​para entrega de última milha, podem reduzir significativamente os custos e aumentar a satisfação do cliente.

Os gerentes de logística podem usar a IoT para reparos e gastos com combustível. Eles podem otimizar suas tarefas que abrangem o monitoramento de custos de combustível, entregas inteligentes, diagnósticos e motoristas. Uma visão em tempo real do desempenho do motorista e do veículo aumenta a segurança dos técnicos, reduz os danos ao estoque e diminui os pagamentos de seguros.

KPIs de fabricação

Os principais indicadores de desempenho (também conhecidos como KPIs) na fabricação são métricas quantificáveis ​​que fornecem informações críticas sobre o desempenho dos negócios. As métricas são importantes para os fabricantes porque são definidas e medidas para ajudar as empresas a se concentrarem no que é mais importante. Além disso, eles podem rastrear, analisar e otimizar o desempenho ao longo de algum tempo.

Existem muitos desses KPIs, e um KPI de fabricação comumente usado é a eficiência geral do equipamento (OEE), que é medida pelo cálculo do desempenho, disponibilidade e qualidade da fábrica. Embora seja uma medida adequada de desempenho, especialmente no chão de fábrica, o OEE deve ser idealmente usado com outros KPIs para entender melhor o desempenho de diversas perspectivas.

As empresas de manufatura podem escolher vários KPIs para ajudar a orientar a tomada de decisões. Ter um painel de KPI prontamente disponível pode manter as prioridades da empresa em foco e garantir que a organização esteja se movendo no caminho certo.

Painéis, relatórios e análises – há muito o que analisar sobre como uma empresa está funcionando. O objetivo é reduzir o tempo e o esforço necessários para entender se o desempenho corresponde às expectativas. Por fim, as plataformas industriais de IoT estão ajudando a compilar e contextualizar dados em relatórios e painéis simplificados que podem explicar melhor o desempenho de uma empresa.

Tendências de IoT na manufatura para 2022

Segurança do funcionário

De acordo com o Conselho Nacional de Segurança (NSC), o custo total de acidentes de trabalho em 2019 foi de US$ 171,0 bilhões. O número inclui perdas salariais e de produtividade, despesas médicas e despesas administrativas. Também inclui custos não segurados, incluindo o valor do tempo perdido por trabalhadores que não tenham lesões incapacitantes que estejam direta ou indiretamente envolvidos em lesões.

A manufatura é um dos campos industriais mais perigosos e com maiores possibilidades de acidentes anualmente. A IoT na fabricação continuará como uma tendência em alta para melhorar a segurança e prevenir lesões relacionadas ao trabalho.



Com o uso de sensores, pode-se esperar dados precisos sobre o estado de uma instalação ou equipamento. Além disso, é fácil detectar riscos e perigos potenciais. Alguns casos de uso de IoT para melhorar as medidas de segurança incluem:

• Vestíveis que rastreiam a frequência cardíaca e a pressão arterial dos técnicos. E pode-se receber notificações quando for perigoso continuar trabalhando.
• Sensores inteligentes que podem detectar o nível excedido de calor, poluição do ar, radiação ou ruído e enviar alertas.
• Sensores de incêndio que são sensíveis a mudanças de temperatura e detectam incêndio.
• Execute a manutenção preditiva para desativar ou consertar equipamentos defeituosos antes que possam causar danos ou acidentes.

Segurança e privacidade

Privacidade e segurança tornaram-se o foco principal cada vez mais para especialistas em TI. O aumento do valor visível na fabricação expõe o sistema a ameaças cibernéticas, o que é uma preocupação para os proprietários de IoT.

Há uma necessidade crescente de lidar com vazamentos de dados ou infecções por malware (ou ransomware) para transformar fábricas tradicionais em fábricas inteligentes e seguras. A autenticação é fundamental em todas as áreas da IoT, seja em nuvem, rede ou aplicativos de software. Aqui estão algumas maneiras de proteger o ecossistema de IoT:

• Acompanhar dispositivos físicos de IoT e evitar que eles sejam perdidos ou roubados.
• Identificando riscos e realizando avaliações de risco.
• Usando criptografia.

O fato é que a conscientização e o processo de segurança são primordiais, e essa tendência precisa estar enraizada na cultura corporativa.

Automação máquina a máquina (M2M)

A tecnologia M2M foi inicialmente adotada em ambientes industriais e de manufatura, onde outras tecnologias, como SCADA e monitoramento remoto, ajudaram a gerenciar e controlar remotamente os dados dos equipamentos. O objetivo principal da tecnologia M2M é explorar os dados do sensor e transmiti-los para uma rede.

Uma das melhores facetas a serem observadas é a comunicação entre dispositivos, e sensores inteligentes podem ser incorporados em dispositivos que permitem a comunicação. Os sistemas IoT podem usar sensores para comunicar e automatizar decisões, incluindo aquisição de materiais, previsão de demanda e vendas e distribuição sem interação humana.

Os fabricantes, que desejam capitalizar a automação M2M, devem integrar os dados ao software corporativo. Com o ERP se comunicando com produtos e máquinas, os técnicos podem monitorar de perto o desempenho da fabricação e capturar insights em uma solução. Aqui estão algumas maneiras pelas quais o M2M pode ajudar:

• Monitoramento remoto.
• Reabastecimento de produtos.
• Acompanhamento e monitoramento de ativos.

IoT combinada com VR e AR aproximando os mundos digital e físico

Quando combinados com dados de IoT, VR e AR podem trazer benefícios significativos. As vantagens econômicas incluem lucro aprimorado, custos reduzidos, oportunidades inovadoras para linhas de produtos ou serviços e muito mais.

A tendência da IoT será algo a ser observado em 2022 e além. Aqui estão alguns exemplos de casos de uso de aplicativos AR/VR e IoT trabalhando juntos:

• Gerenciamento de equipamentos:os dados coletados pelos sensores de IoT sobre o estado do equipamento podem ser colocados como elementos virtuais e ajudam ainda mais a visualizar falhas e falhas em tempo real.
• Gerenciando espaços— A RA pode ajudar a otimizar os locais de estoque da fábrica e criar rotas ideais para que os trabalhadores naveguem pelas instalações com segurança.
• Educar funcionários— Com o uso de dados de IoT, pode-se criar um protótipo virtual de equipamento, maquinário ou produto e ajudar com simulações onde os funcionários podem aprender a usá-los corretamente.

Conclusão

A IoT na Manufatura apresenta oportunidades de crescimento lucrativas. E alguns dos principais players já estão explorando tecnologias de nicho para alavancar a digitalização e otimizar os benefícios.

Em última análise, a tecnologia promissora pode abrir caminho para a indústria de manufatura e alcançar a próxima geração de excelência em manufatura.

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