IoT na Manufatura: 8 Casos de Uso Principais e Tendências Emergentes para Sucesso na Indústria 4.0

IoT na manufatura está em alta no cenário de manufatura. Com a Indústria 4.0, líderes de negócios estão experimentando uma nova onda de mudança tecnológica.

A mudança de paradigma está ajudando a impulsionar uma estratégia preparada para o futuro. E a visão pode ajudar negócios a se tornarem mais adaptativos, inovadores e resilientes.

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

Tecnologias de nicho podem suportar os casos de uso de IoT na manufatura de maior valor e aumentar ROIs!

IoT na Indústria de Manufatura

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

IoT na manufatura está impulsionando disrupção sem precedentes e pode ajudar a tornar fábricas mais seguras para trabalhadores de linha de frente, aumentando produtividade e eficiência. E sim, pode economizar milhões de dólares! Aqui está um vislumbre de algumas estatísticas de apoio interessantes.

• Especialistas esperam que o tamanho do mercado global de IoT na manufatura cresça de USD 33,2 bilhões em 2020 para USD 53,8 bilhões em 2025, a uma Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de 10,1%. (Markets and Markets, 2020) (Fonte:)
• De acordo com relatório da PwC, 90% dos fabricantes acreditam que digitalizar o processo de produção trará mais benefícios de longo prazo que riscos. (PwC, 2020) (Fonte:)
• Segundo estudo, nos Estados Unidos, cerca de 35% dos fabricantes coletam e usam dados gerados por sensores inteligentes para aprimorar processos de fabricação. (Mordor Intelligence, 2021) (Fonte:)
• Outro estudo destaca que cerca de 34% dos fabricantes acreditam que é vital que fabricantes dos EUA adotem IoT em operações. Além disso, IoT tornou-se parte de um ecossistema para fabricantes, onde software, computação em nuvem e ferramentas de análise são mesclados para transformar dados brutos de várias fontes em previsões significativas e apresentá-los em interfaces amigáveis. (Mordor Intelligence, 2021) (Fonte:)
• A América do Norte fez avanços consideráveis na adoção de IoT, especialmente nos setores industrial, manufatura e automotivo. Segundo smartamerica.org, o governo dos EUA deve gastar cerca de $41 trilhões em 20 anos atualizando sua infraestrutura de segurança IoT. (AIMultiple, 2021) (Fonte:)
• Especialistas destacam que Manufatura Discreta, Transporte & Logística e Utilidades gastarão $40B cada em plataformas, sistemas e serviços IoT. (Statista, 2021) (Fonte:)
• 58% dos fabricantes dizem que IoT é necessária para transformar operações industriais digitalmente. A pesquisa também destacou que custos de investimento são a barreira mais significativa para adoção mais rápida de IIoT na manufatura. (GE, 2017) (Fonte:)
• Segundo Accenture, 46% dos respondentes entre empresas americanas veem IoT como oportunidade de aumentar produtividade dos funcionários. (Accenture, 2015) (Fonte:)

Conclusão: A mudança rumo à Indústria 4.0 é evidente na indústria de manufatura. Fabricantes estão ansiosos para abraçar manufatura inteligente, movendo-se para um novo nível de sistemas de manufatura interconectados e inteligentes.

Como a IoT Está Transformando a Indústria de Manufatura

A digitalização tem elevado o cenário de manufatura. Empresas buscam transformar seus ecossistemas através de tecnologia inovadora.

Estudos de pesquisa também mostram que líderes digitais adotam soluções Industry 4.0 que mudam o jogo. Hoje, as jornadas de sucesso digital são inspiradoras. E aqui está um olhar rápido de como a IoT está transformando a indústria de manufatura.

Prevê Falhas Antecipadas

Segundo uma empresa analista, 82% das empresas experimentaram tempo de inatividade não planejado; e tempo de inatividade não planejado na manufatura pode custar a uma empresa até $260.000 por hora. Paradas de máquinas e danos podem ser críticos para empresas de manufatura. Além disso, também podem colocar trabalhadores de linha de frente em perigo.

Dispositivos IoT têm vários sensores que podem monitorar temperatura, vibração, voltagem, correntes e mais. Então, esses sensores podem ajudar com sinais de alerta precoce de quaisquer falhas previstas, criando um local de trabalho mais seguro.

Margens Maiores e Níveis de Satisfação do Cliente Elevados

Fabricantes têm oportunidades empolgantes com o uso de IoT e produtos conectados. Os benefícios resultantes de produtos relacionados começam com aprimoramento da entrega de serviço existente. Diagnósticos remotos aumentam satisfação do cliente e reduzem tempo de reparo, o que ajuda a criar laços mais fortes com clientes.

Assim, sinais de alerta e detecção precoce podem impulsionar melhorias de qualidade em produtos futuros. E novos serviços podem garantir margens mais altas e níveis de satisfação do cliente aprimorados.

Gestão de Ativos Aprimorada via Cadeia de Suprimentos Conectada

Fabricantes têm enfrentado expectativas mais altas de serviço ao cliente. Uma das expectativas críticas é tempo de entrega mais rápido.

Contra esse pano de fundo, fabricantes têm explorado redes de micro-logística para atender necessidades de entrega acelerada. O uso de IoT na cadeia de suprimentos conectada no nível do ativo está ajudando a gerenciar posições de estoque. Além disso, obter maior visibilidade no estoque real por toda a rede logística complexa.

Implementa Inteligência Operacional

Máquinas autônomas podem assumir trabalhos humanos demorados e pesados, e especialistas preveem isso como o futuro da manufatura.

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

Aumenta a Qualidade

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

Os dados referem-se à composição dos recursos brutos utilizados e ao efeito de transporte e outros fatores nos bens acabados. Além disso, se integrado ao resultado, o sistema IoT fornecerá dados sobre reações dos consumidores ao produto. Os insights podem ajudar a encontrar e corrigir problemas de qualidade.

Planejamento e Programação de Produção Aprimorados

Mais uma transformação é com fabricantes se beneficiando de qualidade de produto aprimorada e rendimentos de fábrica com soluções IoT. Empresas experimentam melhor planejamento e programação de produção e monitoramento em tempo real de 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 por cento do tempo total de produção. O cenário pode ser virado automatizando as verificações de qualidade.

Melhor Segurança e Proteção da Planta

Tecnologia IoT mesclada com análise extensiva de dados pode facilitar segurança e proteção monitorando KPIs, incluindo acidentes com veículos, ausências de funcionários, quase acidentes, lesões e mais durante operações diárias.

IoT garante melhor segurança através de insights em tempo real nessas áreas significativas. Assim, problemas agora podem ser resolvidos imediatamente. Além disso, fabricantes podem garantir conformidade com regulamentações de saúde e segurança e preocupações ambientais.

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

A preocupação aumenta com fornecedores díspares e protocolos de segurança e nenhuma padronização atual. Tecnologia operacional e TI devem ser vinculadas para prevenir acesso não autorizado e lidar com a questão de segurança.

Casos de Uso Empolgantes de IoT na Manufatura

Monitoramento Remoto

Monitoramento remoto é um ótimo caso de uso para líderes com ativos industriais que podem encontrar imensa utilidade com ativos conectados via IoT. Aqui, sensores IoT podem monitorar uso e saúde do equipamento, o que ajuda a avaliar desempenho. Além disso, os sensores também podem ajudar a implantar serviço se houver problemas.

O modelo abre novos caminhos para um modelo de negócio totalmente novo como Equipamento como Serviço.

Por exemplo: Armal, um fabricante líder de banheiros portáteis, usa equipamento de moldagem para criar estruturas e componentes plásticos para seus produtos. Eles queriam monitorar e otimizar o consumo de energia das máquinas.

Com sensores IoT via software industrial IoT, eles puderam acompanhar remotamente o consumo de energia ao longo do 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 IoT capaz de monitorar energia em tempo real para cada máquina.

Gêmeos Digitais

Gêmeos digitais estão ganhando popularidade. IDC citou que empresas que investiram em tecnologia de gêmeo digital em 2018 poderiam esperar uma melhoria de 30 por cento nos tempos de ciclo de processos críticos. (IDC, 2017) (Fonte:)

Assim, líderes que podem aproveitar o poder de IoT mesclado com Gêmeo Digital podem desfrutar de uma análise aprofundada. Tecnologias de Gêmeo Digital são Nuvem, IoT, Realidade Estendida (XR) e IA.

Então, aplicando a abordagem IoT (também conhecida como Gêmeos Digitais), negócios 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 de reposição — gerentes podem simular processos, descobrir problemas e alcançar resultados necessários sem arriscar ou danificar ativos físicos.

Por exemplo: Kaeser, uma empresa de manufatura líder e fornecedora de produtos de ar comprimido, aplicou gêmeos digitais. A tecnologia ajudou a empresa a mudar de vender um produto para vender um serviço.

Sistema de Gêmeo Digital facilitou a Kaeser com dados operacionais do equipamento durante seu ciclo de vida, especialmente a taxa de consumo de ar.

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

Gestão de Logística

A logística em empresas de manufatura 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. Empresas que dependem significativamente de transporte podem considerar interconexão liderada por IoT entre vários dispositivos e sistemas.

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

Por exemplo: Amazon, beneficiou-se de bots de drop shipping independentes e lockers, aumentando conveniência de entrega e obtendo lucro. Assim, fabricantes podem desfrutar de custos de envio reduzidos.

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

Gerentes de logística podem usar IoT para reparos e despesas de combustível. Eles podem otimizar suas tarefas que cobrem monitoramento de custos de combustível, entregas inteligentes, diagnósticos e motoristas. Uma visão em tempo real do desempenho de motorista e veículo aumenta segurança dos técnicos, reduz danos de inventário e diminui pagamentos de seguros.

KPIs de Manufatura

Indicadores-Chave de Desempenho (KPIs) na manufatura são métricas quantificáveis que dão insights críticos sobre desempenho do negócio. As métricas são importantes para fabricantes porque são definidas e medidas para ajudar negócios a focar no que é mais importante. Além disso, podem rastrear, analisar e otimizar desempenho ao longo do tempo.

Existem muitos desses KPIs, e um KPI de manufatura comumente usado é eficiência global do equipamento (OEE) que é medido calculando desempenho da fábrica, disponibilidade e qualidade. Embora uma medida adequada de desempenho, especialmente no chão de fábrica, OEE idealmente deve ser usado com outros KPIs para melhor entender desempenho de perspectivas diversas.

Negócios de manufatura podem escolher vários KPIs para ajudar a guiar a tomada de decisão. Ter um painel de KPI prontamente disponível pode fazer as prioridades da empresa permanecerem em foco e garantir que a organização esteja no caminho certo.

Painéis, relatórios e análises — há muito a analisar sobre como um negócio está funcionando. O objetivo é reduzir o tempo e esforço que leva para entender se o desempenho corresponde às expectativas. Em última análise, plataformas IoT industriais estão ajudando a compilar e contextualizar dados em relatórios e painéis simplificados que podem explicar melhor o quão bem um negócio está performando.

Tendências de IoT na Manufatura para 2022

Segurança do Funcionário

Segundo o National Safety Council (NSC), o custo total de lesões no trabalho em 2019 foi $171,0 bilhões. A figura incluía perdas de salário e produtividade, despesas médicas e despesas administrativas. Também inclui custos não segurados, incluindo o valor do tempo perdido por trabalhadores além daqueles com lesões incapacitantes que estão direta ou indiretamente envolvidos em lesões.

Manufatura é um dos campos industriais mais perigosos com maiores possibilidades de acidentes anualmente. IoT na manufatura continuará como tendência quente para melhorar 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 medidas de segurança incluem:

• Wearables que rastreiam frequência cardíaca e pressão arterial dos técnicos. E pode-se receber notificações quando é perigoso para eles continuarem trabalhando.
• Sensores inteligentes que podem detectar nível excedido de calor, poluição do ar, radiação ou ruído e enviar alertas.
• Sensores de incêndio sensíveis a mudanças de temperatura e detectam fogo.
• Executar manutenção preditiva para descomissionar ou consertar equipamento defeituoso antes que possa causar dano ou acidente.

Segurança e Privacidade

Privacidade e segurança tornaram-se foco principal cada vez mais para especialistas de TI. Valor visível aumentado na manufatura expõe o sistema a ameaças cibernéticas, o que é uma preocupação para proprietários de IoT.

Existe uma necessidade crescente de lidar com vazamentos de dados ou infecções de malware (ou ransomware) para transformar fábricas tradicionais em fábricas inteligentes e seguras. Autenticação é crítica em todas as áreas da IoT, seja nuvem, rede ou aplicações de software. Aqui estão algumas formas de proteger o ecossistema IoT incluem:

• Rastrear dispositivos IoT físicos e evitar que se percam ou sejam roubados.
• Identificar riscos e executar avaliações de risco.
• Usar criptografia.

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

Automação Máquina a Máquina (M2M)

Tecnologia M2M foi inicialmente adotada em ambientes de manufatura e industriais, onde outras tecnologias, como SCADA e monitoramento remoto, ajudaram a gerenciar e controlar dados de equipamentos remotamente. O propósito principal da tecnologia M2M é acessar dados de sensores e transmiti-los a uma rede.

Uma das melhores facetas a observar é a comunicação entre dispositivos, e sensores inteligentes podem ser embutidos em dispositivos permitindo comunicação. Sistemas IoT podem usar sensores para comunicar e automatizar decisões, incluindo aquisição de materiais, previsão de demanda e vendas, e distribuição sem interação humana.

Fabricantes que desejam capitalizar automação M2M devem integrar dados com software empresarial. Com ERP se comunicando com produtos e máquinas, técnicos podem monitorar de perto desempenho de manufatura e capturar insights em uma solução. Aqui estão algumas formas que M2M pode ajudar:

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

IoT Mesclada com VR e AR Aproximando Mundos Digital e Físico

Quando mesclada com dados IoT, VR e AR podem trazer benefícios significativos. As vantagens econômicas incluem lucro melhorado, custos reduzidos, oportunidades inovadoras para linhas de produto ou serviço, e mais.

A tendência de IoT será algo a observar em 2022 e além. Aqui estão alguns exemplos de casos de uso de aplicações AR/VR e IoT trabalhando juntas:

• Gestão de equipamentos — dados coletados por sensores IoT no estado do equipamento podem ser colocados como elementos virtuais, e ajudar a visualizar falhas e colisões em tempo real.
• Gestão de espaços — AR pode ajudar a otimizar localizações de inventário da fábrica e criar rotas ótimas para trabalhadores navegarem pelas instalações com segurança.
• Educação de funcionários — Com o uso de dados IoT, pode-se criar um protótipo virtual de equipamento, máquina ou produto e ajudar com simulações onde funcionários podem aprender como usá-los corretamente.

Conclusão

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

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

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