Automação Baseada em Localização: Como Gêmeos Digitais de Ativos Móveis Impulsionam Sucesso na Automação Industrial

27 de agosto de 2021

Este artigo descreve por que o conceito promissor de gêmeo digital muitas vezes ficou aquém de seu objetivo de automação e conectividade ponta a ponta. Argumenta que, para alcançar uma transformação digital completa, as empresas precisam equipar seus gêmeos digitais com dados precisos baseados em localização de todos os ativos móveis no chão de fábrica e em sua cadeia de suprimentos. Esses dados abrangentes de localização permitem que gêmeos digitais criem insights acionáveis para excelência operacional, automação inteligente de processos e aumento da qualidade de produção. Casos de uso descritos incluem automação baseada em localização, desde gerenciamento de ativos até controle de ferramentas, resultando em maior produtividade, qualidade, flexibilidade e sustentabilidade.

Conforme definido pelo Consórcio de Gêmeos Digitais, gêmeos digitais são uma representação virtual de entidades e processos do mundo real, e o mecanismo pelo qual as entidades virtuais e do mundo real são sincronizadas.[1] Usando dados de sensores, gêmeos digitais criam um modelo virtual que pode ser usado para analisar, otimizar e automatizar o estado atual e futuro de ativos ou processos físicos em ambientes industriais. Da iteração de produtos, gerenciamento de ativos, manutenção preditiva e prevenção de tempo de inatividade, gêmeos digitais permitem uma variedade de casos de uso e permitem que empresas tomem decisões baseadas em dados sobre manutenção, sustentabilidade, eficiência de processo e desempenho.

A Parte Faltante para Automação Ponta a Ponta

Embora o conceito de gêmeo digital não seja novo, sua relevância para automação industrial e implementação de processos de manufatura inteligente está aumentando continuamente. No passado, tanto o chão de fábrica físico quanto seu gêmeo digital tinham uma desvantagem: a surpreendente falta de dados sobre ativos móveis no chão de fábrica. Mehdi Bentanfous, CEO Américas da KINEXON Inc. afirma que "o impacto de um gêmeo digital é tão forte quanto os dados dos quais ele está extraindo. Maquinário, que compõe apenas 1% de todos os ativos em uma instalação de produção típica, é a parte principal que foi digitalizada até agora. Isso significa que as empresas carecem de informações críticas sobre 99% de seu chão de fábrica – nomeadamente ativos que se movem pela planta, incluindo produtos, paletes, ferramentas, AGVs. A abordagem da KINEXON é baseada em localização, ou seja, sensores de rastreamento de ativos em tempo real ultra-precisos fornecem dados que realmente refletem os processos dinâmicos no chão de fábrica e cadeia de suprimentos e criam consciência situacional sem paralelos."

Portanto, enquanto gêmeos digitais têm sido aproveitados com sucesso para controle de máquinas e prototipagem, as empresas mal arranharam a superfície quando se trata do potencial de dados em tempo real sobre a localização e status de produto de ativos no chão de fábrica e na cadeia de suprimentos. A plataforma de automação baseada em localização (LAP) da KINEXON está aqui para fechar essa lacuna de dados atual, transformando dados de localização de diferentes fontes tecnológicas em um gêmeo digital baseado em localização. Este gêmeo digital então gera insights acionáveis em tempo real. Segundo Jan Burian, Diretor Sênior, Chefe de IDC Manufacturing Insights EMEA, "localização em tempo real é uma parte essencial e integral da fábrica inteligente do amanhã. Assim, com a transparência que pode ser alcançada no chão de fábrica, as empresas são capacitadas a melhorar sua produção e logística."

Dada a crescente automação de máquinas e processos, digitalizar os ativos móveis envolvidos está se mostrando inestimável para automação e otimização ponta a ponta do processo de produção. Ao longo da cadeia de suprimentos, dados em tempo real de ativos móveis podem ser rastreados por várias tecnologias, como UWB ou BLE em ambientes internos, e GPS ao ar livre. Eles são então processados e ativados em uma plataforma de automação baseada em localização, que simultaneamente alimenta outros sistemas de terceiros, como WMS, MES e plataformas IoT e de analytics. Um WMS, por exemplo, poderia reagir mais rápido e repriorizar gerenciamento de pedidos em tempo real, enquanto um MES se beneficiaria de melhor controle e planejamento de máquina baseado em dados de reposição de material em tempo real. Além disso, plataformas IoT e de analytics em geral normalmente se beneficiam da integração de uma plataforma de automação baseada em localização. Dados os dados superiores que recebem da LAP, eles podem analisar processos da cadeia de suprimentos pela primeira vez de forma holística, do fornecedor ao cliente. Isso é possível combinando dados baseados em localização do gêmeo digital com dados de sensores como temperatura, pressão e outros dados de contexto relacionados a pedidos. Essa transparência ponta a ponta é uma das entregas mais cruciais dentro de iniciativas de transformação digital.

Uma chave para capacitar empresas a aproveitar totalmente os benefícios da Internet Industrial das Coisas (IIoT) é o foco inigualável da KINEXON na interoperabilidade. Garantir que o gêmeo digital integre tecnologias ao longo de todo o espectro de localização e também se integre perfeitamente à pilha de software atual cria sinergias entre sistemas de software, usuários e processos ao longo de toda a cadeia de suprimentos. A KINEXON visa que seu gêmeo digital transforme silos de tecnologia em fontes de dados que agregam valor, e permita casos de uso de manufatura inteligente através de compartilhamento e integração de dados.

Não há dúvida de que gêmeos digitais vieram para ficar, e 2020 foi um caso em questão para seu valor na manufatura discreta. "Em tempos de disrupção econômica e volatilidade de demanda, como experimentamos durante a pandemia de COVID-19, Gêmeos Digitais podem ajudar empresas a desenvolver planos robustos e resilientes para suas cadeias de suprimentos e produção. Essa é uma vantagem inestimável," diz Bentanfous da KINEXON. Não surpreendentemente, há uma trajetória de crescimento tremenda para o mercado de gêmeos digitais. Antes da pandemia, a pesquisa da Gartner descobriu que 13% das organizações implementando projetos de IoT já usavam gêmeos digitais, enquanto 62% estavam no processo de estabelecer uso de gêmeo digital ou planejando fazê-lo. Após a pandemia, a Gartner espera que até 2023, um terço das empresas de médio a grande porte que implementaram IoT terão implementado pelo menos um gêmeo digital associado a um caso de uso motivado por COVID-19.[2] O mercado inteiro está previsto para atingir USD 48,2 bilhões até 2026.[3]

Top 5 Razões para Investir em um Gêmeo Digital Baseado em Localização

1. Otimização de Processo e tempo de produção acelerado

Gêmeos digitais baseados em localização podem alavancar dados para incontáveis casos de uso de IoT, incluindo gerenciamento de inventário, automação de processos, produção sem papel, rastreamento e rastreio, controle automatizado de ferramentas, operações de AMR, busca e localização. Os dados não são apenas uma fonte chave para automação, mas também rastreabilidade e criação de thread digital ao longo de toda a cadeia de suprimentos. Gêmeos digitais podem ajudar a reduzir desperdício, atrasos e ineficiências alavancando dados históricos e em tempo real e para fazer previsões futuras.

2. Avaliação de risco em tempo real e manutenção preditiva

Os dados processados por uma plataforma de automação baseada em localização (LAP) são cruciais para a identificação de riscos vis-à-vis trabalhadores e ativos. Em vez de confiar em cronogramas de manutenção genéricos ou periódicos, gêmeos digitais permitem manutenção preditiva baseada em condição. Isso previne tempos de inatividade indesejados de máquinas, otimiza recursos e melhora disponibilidade e confiabilidade de ativos. Ao mesmo tempo, eles têm tremendo potencial para segurança do trabalhador, prevenção de colisão e outras aplicações de segurança no local de trabalho.

3. Valor imediato e ROI rápido

Um Gêmeo Digital para coisas móveis é alimentado por dados de sistemas RTLS e outros de localização prontos para uso. Seus achados alimentam decisões baseadas em dados, ajudam a identificar gargalos e oportunidades de otimização.

Com uma interface amigável ao cliente, eles fornecem valor imediato em nível operacional sem sobrecarregar sistemas de TI ou OT existentes.

4. Integração de todos os sistemas IoT

Interoperabilidade é um aspecto chave de uma estratégia de transformação digital bem-sucedida. O Gêmeo Digital da KINEXON é projetado para se integrar perfeitamente em pilhas de software existentes e processar dados de qualquer fonte tecnológica. Sem demandas excessivas em TI ou OT, ele habilita diretamente automação baseada em localização enquanto fornece entrada superior para outros processos IoT e análises de big data em software de terceiros.

5. Preparando seu negócio para o futuro

Gêmeos digitais e automação baseada em localização são a base para colher os benefícios de novas tecnologias de ponta, como IA ou machine learning. Como um hub central de automação, eles reduzem silos de tecnologia e departamento e promovem colaboração e inovação. Isso se torna cada vez mais relevante ao considerar a demanda por monitoramento remoto em tempo real, solução de problemas, cooperação e realidades de trabalho em um mundo cada vez mais global e fragmentado.

Caso de Uso Exemplo:

Gêmeos Digitais são valiosos em verticais da indústria, mas automotivo e manufatura estão entre os setores-chave para seu uso:

–         Manufatura: 5% Mais Velocidade na Linha de Montagem através de Controle Automatizado de Ferramentas 

Um fabricante automotivo líder global tem alavancado a plataforma de automação baseada em localização da KINEXON para controle automatizado de ferramentas ao longo da linha de montagem. A configuração automatizada de ferramentas, a criação rápida e eficaz de geofences, e a visualização digital ultra-precisa do processo de montagem não apenas criaram milhões em economia, mas também ajudaram a reduzir erros manuais e recalls de produtos. A solução da KINEXON para a montadora multinacional foi reconhecida com múltiplos prêmios da indústria.

–         Fornecedor Automotivo: Economia Anual e Aumentos de Produtividade através de Otimização de Fluxo de Material

O principal fornecedor automotivo Continental alavanca o software da KINEXON para otimização de cadeia de suprimentos e fluxo de material. AGVs e caixas de coleta são equipados com sensores RTLS cujos dados são processados no gêmeo digital. A solução não apenas aumentou a utilização do AGV, também otimizou o provisionamento e reposição de material enquanto fornecia total transparência sobre processos intralogísticos. Mais detalhes sobre o espectro completo de soluções estão disponíveis neste estudo de caso.

Conclusão: Complete sua Transformação Digital com Gêmeos Digitais Habilitados para Localização 

"Dados de localização permanecem um dos maiores recursos inexplorados para empresas hoje. Ao mesmo tempo, derivar valor real de aplicações IoT depende de dados confiáveis e precisos do universo 'Localização das Coisas'," diz Bentanfous.

Investir em gêmeos digitais não é apenas uma decisão financeira razoável para o resultado final de hoje, prepara a empresa para mais economia de custos no médio e longo prazo. Dada a recente revolução de preços e taxa de adoção crescente de diferentes tecnologias de localização, como Ultra-Wideband (UWB) ultra-preciso para rastreamento interno ou GPS para rastreamento externo, o potencial de agregar valor através de automação baseada em localização com um gêmeo digital para coisas móveis está agora pronto e disponível para toda empresa aproveitar.

Jasmin Welter é a Gerente de Marketing B2B para a empresa global de tecnologia KINEXON. Com a KINEXON, Jasmin está impulsionando a utilização de tecnologias de localização para automação industrial baseada em localização. Jasmin tem mais de 10 anos de experiência trabalhando com e para empresas internacionais nas indústrias de manufatura e logística, com foco particular em manufatura inteligente e transformação digital. Você pode conectar com Jasmin no LinkedIn e seguir atualizações sobre automação baseada em localização aqui

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot-despite-the-impact-of-covid-19-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html