Aproveitando Dados: Como Fábricas Inteligentes Impulsionam Eficiência na Indústria 4.0

Sobrecarregado pela promessa digital da Indústria 4.0? Não seja. A fábrica inteligente é toda sobre obter informação precisa e exata que deve ajudar fabricantes a produzir mais peças e ajudar a eliminar grandes problemas de ferramentas e usinagem.

A fábrica inteligente: Estava em toda parte na International Manufacturing Technology Show 2018. Desde controlar uma máquina CNC por comando de voz até grandes fabricantes de ferramentas expandindo para software e usinagem digital, novas direções estão amanhecendo. Tecnologia habilitada para internet é uma parte importante do futuro para a indústria.

Por que? Porque agora é possível extrair informação mais precisa sobre operações do que nunca.

Sensores não são novos. Identificação por radiofrequência também não é novo. Mas informação operacional com muito mais contexto que pode ser facilmente distribuída e posta em uso é nova, dizem fontes de manufatura industrial.

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

“Dados são a força vital para a fábrica do futuro”, escreve Tom Leeson, especialista em manufatura, no post da Open Text “Six Trends Challenging the Factory of the Future.”

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

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

O atrito? Adoção requer 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 valor significativo do ponto de vista de dados”, diz Raj Batra, presidente da divisão de fábrica digital da Siemens nos EUA, em artigo da IOT Evolution World. “A questão é, enquanto você agora é capaz de coletar esses dados, como você os analisa e os torna significativos e valiosos para seus objetivos de negócios?”

É uma pergunta legítima. Há tanto que pode ser analisado — então tornar 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 de tecnologia da informação — e novas formas de pensar sobre como tudo funciona junto em um mundo tradicional de tecnologia operacional.

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 da Ferramenta e Amplificar a Produtividade”.

Informação mais precisa de usinagem e ferramentas pode ajudar essa causa, mas sem precisão de dados, pode ser um desafio. Hoje, muitos fabricantes estão capturando dados relevantes de máquinas em quadros brancos e pedaços de papel, diz Immerman. Mas uma vez que você começa a colocar essa informação em rede e torná-la transparente, os dados podem se tornar úteis de mais maneiras — e para mais equipes do que apenas aquelas próximas ao quadro branco.

“Posso dar um insight sobre nossos dados (MachineMetrics): A maioria dos fabricantes acha que está trabalhando a cerca de 60 a 80% de capacidade e utilização de seus equipamentos. Esses números são completamente imprecisos”, diz Immerman. “A utilização média de máquinas na indústria é 27%. Há uma enorme desconexão entre o que realmente está acontecendo no chão de fábrica e o que os fabricantes acham que está acontecendo em seus negócios.”

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 do 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 dos Dados da Fábrica Inteligente: O Volume de Sistemas de Manufatura Discretos

Os dados da Capgemini realmente se destacam: Apenas 14% das empresas estão satisfeitas com resultados de fábrica inteligente?

Aqui está o porquê: Visibilidade total em todo o ecossistema operacional é difícil — e para muitos fabricantes, parece esmagador.

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

Seja dados vindos 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 manufatura — há muito para saber 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, no post do blog “A Look Into Smart Factories: A Model of IIoT Innovation.” “Por causa disso [enorme quantidade de dados], a empresa deve ter protocolos e sistemas em vigor para o uso e manuseio adequados de tal grande quantidade de dados antes de configurar uma fábrica inteligente.”

Um Lugar para Começar: Isolar os Dados da Máquina no CLP e Trabalhar com Eles

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

No caso da MachineMetrics, ela extrai dados diretamente do CLP das máquinas e envia informações via um pequeno dispositivo “edge” sem fio. A informação é criptografada e distribuída através de uma nuvem segura para ser visualizada pelos clientes. No seu núcleo, a MachineMetrics é uma plataforma de análise que oferece dados de produção, saúde do sistema para equipes de manutenção, e serviços remotos para fabricantes de equipamentos originais e distribuidores de equipamentos.

“Então obtemos contagem de peças, e obtemos até 200 pontos de dados do CLP… Também obtemos dados sobre a ferramenta da máquina, como em qual ferramenta está sendo usada”, diz Immerman. “Obtemos informação de carga, a pressão no fuso… Obtemos os alarmes direto da máquina.”

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

• Nossas máquinas estão paradas porque estamos trocando ferramentas?
• Máquinas estão paradas porque estamos demorando muito para preparar?
• Subestimamos quanto tempo o trabalho levaria?

“Você ouviu falar de OEE (eficácia geral do equipamento)?” pergunta Immerman. “Muitas vezes, trabalhando 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? Quanto tempo as preparações devem durar? Quantas peças achamos que podemos produzir em um determinado turno?”

Expectativas de desempenho são impulsionadas por um sistema ERP, diz Immerman, e se for impreciso, então “deixa muito na mesa para outras empresas tomarem seu negócio.”

Em última análise, a fábrica inteligente é sobre ajudar fabricantes a melhorar, economizar tempo e tomar melhores decisões com a melhor informação que pode ser compartilhada.

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