A fábrica inteligente da indústria 4.0 tem tudo a ver com esses dados

Oprimido pela promessa digital da Indústria 4.0? Não seja. A fábrica inteligente tem tudo a ver com obter informações precisas e precisas que devem ajudar os fabricantes a produzir mais peças e ajudar a eliminar os principais problemas de ferramentas e usinagem.

A fábrica inteligente:estava em toda parte no International Manufacturing Technology Show 2018. Desde o controle de uma máquina CNC por comando de voz até grandes fabricantes de ferramentas expandindo para software e usinagem digital, novas direções estão surgindo. A tecnologia habilitada para a Internet é uma parte importante do futuro da indústria.

Por quê? Porque agora é possível extrair informações mais precisas sobre as operações do que nunca.

Os sensores não são novos. A identificação por radiofrequência também não é nova. Mas informações operacionais com muito mais contexto que podem ser facilmente distribuídas e colocadas em uso é novo, dizem fontes de fabricação industrial.

“Hoje é o ‘momento da internet’ para manufatura”, diz Graham Immerman, diretor de marketing da MachineMetrics em entrevista ao Better MRO. “Enquanto muitas indústrias tiveram seu ‘momento da internet’ há 10 anos ou mais, a manufatura está tendo seu momento agora.”

“Os dados são a força vital para a fábrica do futuro”, escreve Tom Leeson, especialista em manufatura, na publicação Open Text “Six Trends Challenging the Factory of the Future”.

Leeson lança dados neste contexto tecnológico:“Através de IA aplicada e análises avançadas, os dados conduzirão todos os processos, detectarão erros operacionais, fornecerão feedback ao usuário e melhorarão o volume e a qualidade da produção”.

Apesar do jargão tecnológico sobre a Internet 4.0, os fabricantes também acreditam em sua promessa. Em 2017, 76% dos fabricantes disseram que tinham iniciativas de fábricas inteligentes “em andamento ou sendo formuladas”, com mais de 55% deles investindo US$ 100 milhões, segundo pesquisa da Capgemini. Infelizmente, apenas 14% estavam satisfeitos com seus esforços.

O atrito? A adoção exige esforço – o que significa investimento e tempo.

Dados precisos e completos são o motor da fábrica inteligente

“Um chão de fábrica com potencialmente milhares de dispositivos conectados agora tem um valor significativo do ponto de vista de dados”, diz Raj Batra, presidente da divisão de fábrica digital da Siemens nos EUA, em um artigo da IOT Evolution World. “A questão é, enquanto você agora pode coletar esses dados, como você os analisa e os torna significativos e valiosos para seus objetivos de negócios?”

É uma pergunta legítima. Há muito que pode ser analisado – portanto, transformar todos os dados em uma narrativa coesa de tomada de decisão não é necessariamente fácil. Requer um pouco mais de sistemas e habilidades do mundo da tecnologia da informação – e novas formas de pensar sobre como tudo funciona em conjunto em um mundo de tecnologia operacional tradicional.

O que não está mudando? A pressão para entregar mais peças em menos tempo.

Precisa de ajuda para aumentar a produção de peças? Leia “ 5 maneiras de prolongar a vida útil da ferramenta e aumentar a produtividade .”

Usinagem mais precisa e informações de ferramenta podem ajudar nessa causa, mas sem precisão de dados, pode ser um desafio. Hoje, muitos fabricantes estão capturando dados relevantes da máquina em quadros brancos e pedaços de papel, diz Immerman. Mas uma vez que você começa a colocar essas informações em rede e torná-las transparentes, os dados podem se tornar úteis de várias maneiras – e para mais equipes do que apenas aquelas próximas ao quadro branco.

“Posso lhe dar uma visão sobre nossos dados (MachineMetrics):A maioria dos fabricantes pensa que está trabalhando com cerca de 60 a 80 por cento da capacidade e utilização de seus equipamentos. Esses números são completamente imprecisos”, diz Immerman. “A utilização média de máquinas em todo o setor é de 27%. Há uma enorme desconexão entre o que realmente está acontecendo no chão de fábrica e o que os fabricantes pensam que está acontecendo em seus negócios.”

Os dados estão nessa desconexão, diz Immerman.

Há simplesmente uma falta de visibilidade no chão de fábrica, uma falta de integração de dados entre o chão de fábrica e outras partes de seu sistema de negócios, seja o sistema de planejamento de recursos empresariais (ERP), qualidade ou montagem, ou usinagem ou ferramentas.

“A verdade está nos dados, e a maioria das pessoas não tem os dados para dizer a verdade. Então, este é o estado da indústria”, diz Immerman.

O desafio de dados de fábrica inteligente:o volume de sistemas de fabricação discretos

Os dados da Capgemini realmente se destacam:apenas 14% das empresas estão satisfeitas com os resultados das fábricas inteligentes?

Eis o motivo:a visibilidade total em todo o ecossistema operacional é difícil e, para muitos fabricantes, parece esmagadora.

“As empresas estão reagindo, dizendo coisas como:‘Então, o que você está me dizendo é que preciso construir toda essa fábrica digital? E eu preciso implementar oito tipos diferentes de software? E como diabos eu vou fazer isso?'”, diz Immerman.

Se os dados vêm de ERP (planejamento de recursos empresariais), sistemas de qualidade, máquinas de medição por coordenadas (CMMS), dados de inspeção, sistemas de montagem, células de usinagem CNC, ferramentas – e vários outros processos de fabricação – há muito para conhecer e tornar visível, explica Immerman.

“Um dos desafios mais prementes é a enorme quantidade de dados que uma fábrica inteligente envolve”, diz a empresa de segurança digital Trend Micro, na postagem do blog “A Look Into Smart Factories:A Model of IIoT Innovation”. “Por causa dessa [enorme quantidade de dados], a empresa deve ter protocolos e sistemas para o uso e manuseio adequados de uma quantidade tão grande de dados antes de configurar uma fábrica inteligente.”

Um ponto de partida:isole os dados da máquina no PLC e trabalhe com eles

Pode não ser do interesse de todos tentar assumir toda a Indústria 4.0 de uma só vez. Uma fábrica inteligente pode ganhar vida começando pequeno com máquinas de fabricação de peças no chão de fábrica.

No caso do MachineMetrics, ele extrai os dados diretamente do PLC das máquinas e envia as informações por meio de um pequeno dispositivo de “borda” sem fio. As informações são criptografadas e distribuídas por meio de uma nuvem segura para serem visualizadas pelos clientes. Em sua essência, MachineMetrics é uma plataforma de análise que oferece dados de produção, integridade do sistema para equipes de manutenção e serviços remotos para fabricantes de equipamentos originais e distribuidores de equipamentos.

“Assim, obtemos a contagem de peças e obtemos até 200 pontos de dados do PLC… Também obtemos dados sobre a máquina-ferramenta, como em qual ferramenta está sendo usada”, diz Immerman. “Recebemos informações de carga, a pressão no fuso… Recebemos os alarmes diretamente da máquina.”

Esses são dados de desempenho e disponibilidade. Em essência:o como, o quê e o porquê. Com todos esses dados, as empresas podem começar a evitar o tempo de inatividade e responder a perguntas, como:

• Nossas máquinas estão inoperantes porque estamos trocando de ferramentas?
• As máquinas estão inoperantes porque estamos demorando muito para configurar?
• Estimamos mal quanto tempo o trabalho levaria?

“Você já ouviu falar de OEE (eficácia geral do equipamento)?” pergunta Immermann. “Muitas vezes, ao trabalhar com nossos clientes, descobrimos que a principal razão pela qual as máquinas estão sendo subutilizadas é porque suas expectativas de desempenho são completamente imprecisas… Quais são os tempos de ciclo esperados para cada peça produzida? Qual deve ser a duração das configurações? Quantas peças achamos que podemos produzir em um determinado turno?”

As expectativas de desempenho são impulsionadas por um sistema ERP, diz Immerman, e se for impreciso, então “deixa muito em cima da mesa para outras empresas assumirem seus negócios”.

Em última análise, a fábrica inteligente ajuda os fabricantes a melhorar, economizar tempo e tomar melhores decisões com as melhores informações que podem ser compartilhadas.

A MachineMetrics diz que todos os fabricantes estão usando apenas 27% de sua capacidade de máquina. Você acredita nisso? Reaja no fórum. [registro obrigatório]