Internet das coisas industrial (IIoT):principais benefícios, aplicações do mundo real e desafios de implantação

A IIoT está preparada para atualizar todas as partes do cenário industrial. Vale a pena explorar a tecnologia IIoT devido às suas excelentes histórias de sucesso.

Além do mais, o tamanho do mercado global de IIoT deverá atingir 106,1 mil milhões de dólares até 2026, e isso não é surpresa! IIoT é o próximo nível de tecnologia IoT que revolucionou completamente o cenário de manufatura.

A tecnologia IIoT tem um impacto significativo na fabricação moderna. Ajudou as empresas a melhorar a eficiência, agilizar a manutenção, monitorar ativos e muito mais. É por isso que é imperativo adotar a IIoT para permanecer competitivo no mercado.

Acompanhe! Estaremos desmistificando os benefícios, os casos de uso e os desafios de implementação da IIoT.

O que é tecnologia IIoT?

As tecnologias IoT existem ao nosso redor e você está certo:a tecnologia IIoT pode ser um termo nebuloso. Portanto, é vital compreender a essência da IIoT.

Muitos avanços tecnológicos foram feitos. Semelhante à Fábrica Conectada e à Indústria 4.0 (I4.0), a IIoT significa que as organizações podem se conectar a muitos dispositivos diferentes. O foco principal desta tecnologia revolucionária é otimizar operações e processos industriais através de insights baseados em dados.

Resumindo, IIoT refere-se à rede de sistemas, dispositivos e sensores interconectados em ambientes industriais. Ele permite monitoramento de dados em tempo real, análise preditiva e gerenciamento remoto.

As soluções IIoT oferecem muitos benefícios para as empresas, incluindo a simplificação das operações, o aumento da produtividade e a promoção da inovação em todos os setores. Não é de admirar que a tecnologia esteja experimentando um crescimento fenomenal. Os especialistas prevêem um futuro próspero para a tecnologia IIoT e antecipam um valor de mercado global de 3,3 biliões de dólares até 2030.



Imagem 1:Tamanho do mercado de IoT industrial em todo o mundo de 2020 a 2030 (Fonte)

O crescimento e a transformação da IIoT estão a ter um impacto positivo nas indústrias, garantindo um sucesso fenomenal.

Diferença entre IoT e IIoT

Imagine que você tem um relógio e rastreador de fitness legal, digamos um Garmin Venu 3S ou Samsung Galaxy Watch 6. O dispositivo pode registrar e monitorar suas calorias queimadas diariamente, frequência cardíaca, contagem de passos e padrões de sono com base nos sensores. Entre na IoT! Com a tecnologia, os dados agora podem ser enviados para o seu smartphone ou computador, e você pode acompanhar seu progresso ao longo do tempo, definir metas e até compartilhar suas conquistas com amigos ou profissionais de saúde.

O que é IoT? IoT significa Internet das Coisas. Ele pode conectar dispositivos cotidianos à Internet, pois são incorporados a sensores, software e outras tecnologias, permitindo-lhes conectar, trocar e processar dados. Esses objetos abrangem desde itens de uso diário, incluindo dispositivos de saúde vestíveis, eletrodomésticos e veículos, até máquinas industriais e integrandos de infraestrutura.

O principal objetivo da IoT é transformar objetos comuns em dispositivos inteligentes. Permitindo-lhes assim interagir com humanos, outros dispositivos e o meio ambiente de muitas maneiras distintas. Pode potencialmente revolucionar indústrias, incluindo saúde, agricultura, manufatura, transporte e cidades inteligentes. Em última análise, pode melhorar a nossa qualidade de vida, melhorar a segurança e a proteção e impulsionar um crescimento económico significativo.

IIoT significa Industrial Internet of Things, e a tecnologia se concentra especificamente na aplicação da tecnologia IoT em ambientes industriais, como manufatura, energia, transporte e serviços públicos. Em suma, é um subconjunto da IoT com foco no setor industrial.

Imagine uma fábrica que produz peças automotivas. Esta fábrica está equipada com diversas máquinas e equipamentos, como braços robóticos, correias transportadoras e máquinas CNC, essenciais para a fabricação. Essas máquinas são conectadas a uma rede e equipadas com sensores que monitoram temperatura, vibração, pressão e consumo de energia. Com a IIoT, a fábrica pode implementar um sistema de manutenção preditiva.

A IIoT aproveita tecnologias como big data, aprendizado de máquina (ML), sensores inteligentes e comunicação M2M para agilizar vários processos. A tecnologia ajuda a melhorar a eficiência operacional, a produtividade e a segurança nas indústrias.

Embora a IoT e a IIoT compartilhem alguns princípios comuns, as diferenças são dignas de nota. A IoT concentra-se no uso do consumidor e na melhoria da qualidade de vida, enquanto a IIoT é mais aplicável a aplicações industriais e se concentra no aumento da eficiência e da produtividade em ambientes industriais.

Aqui está um rápido resumo destacando as diferenças críticas entre IoT e IIoT.

Aspecto <º>
IIoT
IoT
Escopo e escala
Aplica-se ao setor industrial e envolve comunicação M2M em larga escala e automação de processos industriais complexos
Dispositivos diários e aplicativos voltados para o consumidor
Ambiente e casos de uso
Plantas industriais, \\\[armazéns](/blog/using-blockchain-to-build-smart-warehouses/) e fábricas
Casos de uso:Manutenção preditiva, Automação e otimização de fabricação, Gestão de energia e redes inteligentes, Cadeia de suprimentos e gestão de logística

Varejo, casa, escritório
Casos de uso:casas inteligentes, veículos conectados, cidades inteligentes, dispositivos de saúde vestíveis

Complexidade
IIoT envolve operações complexas e alta precisão
Os dispositivos IoT podem funcionar em tarefas como monitorar atividades físicas ou ajustar a temperatura ambiente
Conectividade
Usa protocolos de comunicação industrial especializados (por exemplo, Modbus, OPC-UA, Profinet)
Usa protocolos de comunicação comuns como Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth, banda larga,
Volume de dados
Alto
Normalmente, moderado a alto
Protocolos de segurança
Necessidade de implementar protocolos de segurança avançados e rigorosos
Não precisa ser muito rigoroso
Programabilidade
Os sistemas IIoT são altamente programáveis e personalizáveis
Dispositivos IoT vêm com funcionalidades pré-programadas
Interoperabilidade
Integra-se com sistemas operacionais legados coexistentes
Funcionalmente independente

Aplicações do mundo real e casos de uso de IIoT

A IIoT está revolucionando a indústria e é a força motriz por trás do conceito de “fábrica inteligente”. A IIoT tem uma longa lista de casos de uso que facilitam o crescimento dos negócios, e aqui está uma prévia.

1. Fabricação e fábrica inteligentes

A IIoT pode ajudar a tornar a produção e as fábricas mais inteligentes. Usando a tecnologia, as fábricas podem conectar suas máquinas e outros componentes industriais necessários. Dispositivos e peças podem ser configurados com sensores, o que lhes permite compartilhar dados e se comunicar em tempo real. Os insights ajudam ainda mais a monitorar a produção, melhorar o fluxo de trabalho e prever reparos.

Assim, a IIoT permite manutenção preditiva, monitoramento em tempo real e automação. Não é nenhuma surpresa que o setor manufatureiro utilize a parte mais significativa da IIoT, aproximadamente 34%.

Aqui está um bom exemplo:sensores quando acoplados a máquinas podem ajudar a coletar dados sobre o processo de fabricação. Além disso, os algoritmos de IA e ML podem avaliar as informações em uma plataforma IIoT centralizada. Os insights podem ajudar a identificar os gargalos industriais e oferecer soluções lúcidas. Os ajustes podem ajudar a aumentar a produtividade e alcançar padrões de qualidade mais elevados.

Com 85% dos fabricantes dos EUA a implementar ou a planear implementar soluções IIoT, as estatísticas reiteram como a tecnologia está preparada para o futuro. A abordagem revolucionária ajudou a impulsionar novas oportunidades de negócio e a IIoT está a ajudar na mudança sísmica.

2. Energia e serviços públicos

Com a expectativa de que a procura global de energia cresça cerca de 25% até 2040, muitos líderes empresariais estão abertos à adoção de soluções IIoT. A tecnologia e sua aplicação podem ajudar a gerenciar a produção e distribuição de energia, melhorando as concessionárias que gerenciam as redes elétricas.

Outro benefício da IIoT para o nosso ambiente e para as empresas de petróleo e gás é moderar as condições que são arriscadas para o ambiente. Com dispositivos e equipamentos inteligentes reduzindo problemas e acidentes de produção, aplicações especializadas podem ajudar a rastrear e monitorar o impacto ambiental do processo de produção.

Aqui estão alguns exemplos excelentes de como a IIoT pode impactar as concessionárias e trazer grandes quantidades de novas fontes de dados:medidores inteligentes, disjuntores de carga, religadores, concentradores de medidores e subestações secundárias.

As soluções IIoT, utilizando Infraestrutura de Medição Avançada (AMI), transformaram as concessionárias de energia elétrica. Além disso, a tecnologia de sensores, big data e análises são agora utilizadas para otimizar operações, tais como equilibrar eficientemente a oferta e a procura à medida que os clientes se ligam a uma rede inteligente.

3. Automotivo

A IIoT na indústria automobilística desempenha um papel fenomenal, levando a uma nova era de veículos conectados e inteligentes. De acordo com um estudo, a receita total da IIoT para o Mercado Automotivo deverá crescer 33% de 2024 a 2030, atingindo quase US$ 26,63 bilhões.

Embora as soluções IIoT possam ajudar na eficiência funcional, elas também podem resolver problemas críticos de gerenciamento de dados. As tecnologias IIoT usam escalas, sensores e medidores. A rede de tais componentes ajuda a coletar dados e aproveitar o software de otimização de fabricação baseado em nuvem, transformando-os em insights acionáveis.

Um grande benefício é que a análise preditiva do controle de qualidade torna fácil descartar ou até mesmo retrabalhar peças. Assim, quaisquer peças defeituosas podem ser evitadas. As montadoras devem adotar uma abordagem multifacetada para criar modelos de negócios relevantes e aproveitar ao máximo as oportunidades.

4. Transporte e Logística

Qualquer empresa de transporte e logística que implemente soluções IIoT encontrará benefícios que vão desde o aumento da visibilidade geral da cadeia de abastecimento até à manutenção preditiva e logística inteligente. Também ajudou a reduzir os furtos com a ajuda de sensores, uma vez que é fácil identificar e alertar as partes interessadas sobre roubo de combustível ou quaisquer padrões de utilização incomuns.

Usando dispositivos IIoT, as empresas podem monitorar veículos, rastrear remessas e otimizar rotas com base no tráfego e nas condições climáticas. Assim, as empresas de logística podem implementar IIoT para rastrear frotas de camiões em tempo real, permitindo manutenção preditiva, melhor planeamento de rotas e otimização do consumo de combustível. Vários recursos como entrega, agendamento e colocação estão sendo automatizados usando IIoT em transporte e logística.

5. Saúde

A IIoT na área da saúde está na vanguarda da revolução digital. Está preparado para inaugurar uma nova era de redução de erros médicos, melhoria do atendimento ao paciente e melhores resultados de saúde.

Dispositivos com funções e aplicações IIoT, como monitores de glicose, sensores médicos, equipamentos de imagens médicas, monitores de eletrocardiograma, dispensadores inteligentes de comprimidos, sistemas habilitados para blockchain, monitores de saúde cardíaca e ferramentas, para os usuários podem coletar dados e apoiar os prestadores de cuidados de saúde em seus estudos.

O monitoramento remoto de pacientes tornou-se integrado com a IIoT porque os dados e informações médicas podem ser acessados facilmente. Assim, as tendências críticas de tratamento podem ser atualizadas, o que ajuda os profissionais de saúde a tomar decisões informadas com mais rapidez.

6. Varejo e cadeia de suprimentos

A IIoT na gestão da cadeia de abastecimento ajudou a melhorar a eficiência operacional, a melhorar a visibilidade e o acompanhamento, a permitir a tomada de decisões baseada em dados e a promover a inovação e a colaboração.

As soluções IIoT capacitaram os gestores da cadeia de abastecimento, com insights sobre a localização dos seus produtos em tempo real, informações sobre fornecedores e stocks. Com o uso de dispositivos habilitados para IIoT, como beacons e etiquetas RFID, é fácil rastrear os níveis de estoque. Além disso, é útil monitorar o movimento dos produtos e otimizar o layout das lojas para melhorar o envolvimento do cliente e as vendas.

Além disso, os dispositivos IIoT também podem ser programados para eventos em tempo real, oferecendo planeamento de contingência integrado que pode ajudar as empresas a obter uma vantagem competitiva e resiliente.

7. Agricultura Inteligente

A indústria agrícola irá, sem dúvida, beneficiar com o equipamento da IIoT. Os sensores IIoT capacitam os agricultores com dados críticos. Com os dados e insights, os agricultores podem prever com precisão a precipitação, os níveis de nutrição do solo e o rendimento das colheitas. Eles também podem trabalhar proativamente em infestações de pragas e quebras de colheitas.

É emocionante observar o desenvolvimento das práticas agrícolas, apoiadas pela evolução contínua da IIoT na agricultura. Os agricultores beneficiarão de uma melhor conectividade, resultando numa maior produtividade. À luz da tecnologia de nicho, muitos fabricantes tradicionais de equipamentos agrícolas estão dispostos a mudar para uma melhor conectividade e outras técnicas avançadas de fabricação inteligente.

8. Cibersegurança

A maioria das empresas é vulnerável a ameaças cibernéticas e qualquer comprometimento pode ter consequências graves para elas. A IIoT na segurança cibernética pode potencialmente manter a segurança e a integridade dos sistemas e dados industriais.

As soluções IIoT ajudam no monitoramento contínuo de redes e podem detectar padrões incomuns de atividade que podem indicar um ataque cibernético. Além disso, com algoritmos de IA e ML, os sistemas IIoT podem rastrear e monitorar o comportamento dos dispositivos para identificar anomalias e possíveis violações de segurança. Com vigilância contínua e atualizações e alertas em tempo real, as organizações podem melhorar significativamente a segurança e proteger-se contra ameaças cibernéticas.

9. Monitoramento Ambiental e Sustentabilidade

Os sistemas IIoT podem monitorar e analisar fatores ambientais, como qualidade do ar, uso de água e emissões em instalações industriais. Os insights apoiam iniciativas de sustentabilidade, identificando áreas para melhoria, reduzindo o impacto ambiental e garantindo a conformidade com os requisitos regulamentares.

Estes são apenas alguns casos de uso de IIoT em vários setores, como manufatura, energia, transporte, saúde, agricultura e muito mais. A adoção da IIoT continua a crescer à medida que as empresas procuram aproveitar os benefícios da conectividade, análise de dados e automação para impulsionar a excelência operacional e a inovação empresarial.

Desafios e soluções da implementação da IIoT

aqui estão alguns dos principais desafios da IIoT e suas soluções:

1. Segurança

Desafio: Os sistemas IIoT são vulneráveis a ameaças cibernéticas devido ao aumento da conectividade e da troca de dados. Proteger a rede, os dispositivos e os dados contra possíveis ataques cibernéticos, como acesso não autorizado, violações de dados e malware, é crucial. Além disso, é essencial garantir a integridade e a confidencialidade dos dados confidenciais.

Solução:

• Use mecanismos robustos de autenticação e controle de acesso para monitorar e impedir constantemente qualquer acesso não autorizado a dispositivos e dados IIoT.
• Implemente criptografia para proteger dados em trânsito e em repouso.
• Monitore continuamente ameaças e vulnerabilidades à segurança e aplique patches e atualizações imediatamente.
• Utilize segmentação de rede e firewalls para isolar sistemas críticos de possíveis ameaças.

2. Interoperabilidade

Desafio :Um dos principais desafios é integrar vários dispositivos, sensores e sistemas de diferentes fabricantes, cada um possivelmente usando diferentes protocolos e padrões. Garantir a interoperabilidade entre esses componentes díspares pode ser complexo e exigir um planejamento cuidadoso.

Solução:

• Use protocolos de comunicação padronizados, como MQTT, OPC UA ou CoAP, para garantir a compatibilidade entre dispositivos e sistemas.
• Implemente middleware ou gateways capazes de traduzir entre diferentes protocolos.
• Escolha fornecedores que ofereçam suporte a padrões abertos e soluções interoperáveis.

3. Escalabilidade

Desafio :À medida que as implantações de IIoT crescem, a escalabilidade se torna um problema. Os sistemas devem ser capazes de lidar com um número crescente de dispositivos, sensores e fluxos de dados sem sacrificar o desempenho ou a confiabilidade. As considerações de escalabilidade devem ser incorporadas na arquitetura desde o início para acomodar perfeitamente o crescimento futuro.

Solução :

• Projete sistemas IIoT tendo em mente a escalabilidade, usando arquiteturas modulares e infraestrutura escalável.
• Use técnicas de computação distribuída para distribuir a carga de trabalho e os recursos com eficiência.
• Utilize serviços em nuvem ou computação de ponta para lidar com o aumento do volume de dados e dos requisitos de processamento.

4. Conformidade Regulatória

Desafio :A conformidade com as regulamentações e padrões do setor, como regulamentações de privacidade de dados e padrões de segurança, acrescenta outra camada de complexidade à implementação da IIoT. As organizações devem garantir que as suas implementações de IIoT cumprem os requisitos regulamentares, como o GDPR e o HIPAA, para evitar repercussões legais e financeiras.

Solução :

• Mantenha-se informado sobre regulamentos e padrões relevantes do setor e garanta a conformidade durante todo o processo de implementação da IIoT.
• Implemente controles de segurança e privacidade para proteger dados confidenciais e garantir a conformidade com regulamentos de proteção de dados.
• Envolva-se com órgãos reguladores e associações do setor para se manter atualizado sobre regulamentações emergentes e práticas recomendadas.

5. Custo

Desafio :Embora a IIoT ofereça benefícios significativos a longo prazo, os custos iniciais de implantação podem ser substanciais. As organizações devem avaliar cuidadosamente o retorno do investimento (ROI) e desenvolver um caso de negócio claro para justificar as despesas na implementação da IIoT.

Solução :

• Realize uma análise completa de custo-benefício para avaliar o potencial retorno sobre o investimento (ROI) da implementação da IIoT.
• Explore medidas de redução de custos, como modelos de preços baseados em assinatura, soluções de código aberto ou aproveite a infraestrutura existente sempre que possível.
• Considere os benefícios de longo prazo, como maior eficiência operacional, redução do tempo de inatividade e maior competitividade ao avaliar os custos.

Enfrentar estes desafios requer uma abordagem holística, incluindo planeamento robusto, colaboração entre as partes interessadas, investimento em tecnologia e talento, e um compromisso com a otimização e adaptação contínuas.

Concluindo

A IIoT tem a capacidade de aumentar a eficiência operacional e de capital. Chegou a hora de os líderes empresariais realinharem suas estratégias para testar soluções de IIoT em seus negócios. Você está preparado para dar o próximo passo em direção ao futuro com a adoção de novas tecnologias? Prepare-se para perceber o valor das transformações inteligentes nas fábricas!

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