Fábricas Digitais: Manufatura Inteligente para a Indústria 4.0

O que é uma Fábrica Digital?

Uma fábrica digital usa tecnologia para compartilhar informações digitalmente de forma automática em toda a operação, incluindo dados de materiais, pessoas e máquinas. A manufatura digital depende de um sistema integrado composto por tecnologias de simulação, equipamentos conectados e ferramentas de colaboração.

Não existe uma única tecnologia que transforme uma fábrica analógica em uma fábrica digital. No entanto, existem muitas tecnologias e características comuns que as fábricas digitais compartilham, e fabricantes que combinam múltiplas tecnologias são os mais propensos a serem considerados "fábricas digitais".

Fábricas digitais são o resultado de uma estratégia de transformação digital para permitir o uso de dados de pessoas, equipamentos e sistemas para identificar e priorizar iniciativas de melhoria contínua. Tecnologias que você pode encontrar em uma fábrica digital incluem:

Internet Industrial das Coisas (IIoT)

Consiste em pequenos sensores e outro hardware que estão conectados e se comunicam entre si. Podem ser usados para gestão de ativos, redução de energia através de HVAC e iluminação inteligentes, ou coleta de dados de máquina, embora existam casos de uso quase ilimitados para IIoT na manufatura.

Big Data

Quando dispositivos IIoT coletam dados, eles precisam ir para algum lugar. O mesmo vale para outros dados que fabricantes comumente coletam como dados de clientes, dados de produção, dados de fornecedores, etc. Big data simplesmente se refere a esses enormes repositórios de informações que os fabricantes podem consultar, bem como maneiras de classificar e gerenciar essas informações para uso com outras ferramentas e software de análise. Interessado em saber mais sobre este conceito? Leia nosso artigo completo sobre "Industrial DataOps".

Análise Preditiva e Machine Learning

Em relação à manufatura, assim como em outros setores, machine learning e análise preditiva são um caso de uso para os dados coletados mencionados acima. Dados podem ser combinados e usados para alimentar modelos de machine learning que oferecem insights para tomada de decisão a partir de conjuntos de informações complexos demais para humanos derivarem valor sozinhos. Machine learning e análise preditiva podem ser usados para prever demanda, realizar manutenção preditiva e prescritiva em máquinas, identificar aberturas e oportunidades no mercado, e muito mais. Este é um aspecto muito poderoso de uma fábrica digital.

Automação

Com máquinas inteligentes e conectadas vem a oportunidade para humanos saírem do ciclo e permitirem que a automação entre. Em muitos casos, máquinas são mais capazes de lidar com tarefas mais rápido e com mais precisão que seus equivalentes humanos. A automação industrial liberta esses humanos para focar em outras tarefas cognitivas complexas mais adequadas para mentes humanas do que para mentes de máquina (pelo menos por enquanto).

Algumas fábricas digitais levam a automação ao próximo nível usando técnicas de manufatura lights-out, removendo humanos do processo de manufatura completamente. O termo vem da capacidade de iniciar a fábrica, apagar as luzes e sair com a compreensão de que a fábrica continuará a produzir, até 24 horas por dia, sem intervenção humana.

Tecnologia de Computação em Nuvem e Edge

A tecnologia em nuvem capacita fábricas digitais com a capacidade de armazenar e analisar vastas quantidades de dados usando equipamentos seguros que compartilham com outros, acessados via web. A tecnologia em nuvem oferece aos fabricantes máquinas mais rápidas e poderosas e maiores capacidades de armazenamento (com maiores proteções) do que geralmente é viável comprar e manter internamente.

Edge computing pega dados vindos do chão de fábrica e os processa nas proximidades, removendo o tempo de espera que pode levar para enviar à nuvem, analisar e redistribuir informações para o chão de fábrica. Edge computing permite análise em tempo real e tomada de decisão ultra-rápida usando dados, sendo perfeita para mecanismos de segurança, manutenção preditiva e tarefas de computação igualmente sensíveis ao tempo.

O mais que as fábricas digitais têm em comum?

• Sem Papel: Como processos são digitalizados, não há necessidade de papel em uma fábrica digital. Tudo é armazenado na nuvem ou localmente, em formato digital.
• Stack Conectado: Como mencionado, é menos sobre ter uma tecnologia ou outra, e mais sobre ter um sistema de tecnologias integradas. Isso pode incluir informações de PLC do chão, mescladas com dados de ERP, mescladas com dados de MES e SCADA, etc. Essa troca de informações entre máquinas permite tomada de decisão rápida, orientada a dados e liderada por máquinas em todos os níveis do processo de manufatura.
• Métricas em Tempo Real: Para operar com o tipo de eficiência esperado de uma fábrica digital, fabricantes devem ter acesso a métricas em tempo real que permitam ajustes imediatos para garantir que metas de produção e outras iniciativas da empresa continuem sendo atingidas — sem surpresas.
• Análise de Big Data: Ter toneladas de dados não adianta nada a menos que sejam processados e analisados. Este tipo de análise ajuda fábricas digitais a tomar decisões mais informadas baseadas nos números, permitindo identificar tendências, oportunidades, problemas e áreas para aumentar eficiências.

Quais são os Benefícios de uma Fábrica Digital?

Um dos benefícios mais óbvios de uma fábrica digital é um grande impulso à eficiência. Ao remover processos de tomada de decisão humana ineficientes que podem ser não apenas lentos, mas também tendenciosos ou simplesmente incorretos, fábricas podem produzir mais com menos — menos tempo, menos recursos materiais, menos mau funcionamento e peças de sucata, etc.

Embora muitos funcionários de manufatura se preocupem que a influxo de automação e outras tecnologias digitais os coloquem fora do emprego, a manufatura digital abre oportunidades para mais empregos novos e mais bem remunerados que muitas pessoas consideram mais envolventes e gratificantes. Esses empregos mais bem pagos também atraem jovens talentos para o campo com novos insights e conceitos para melhorar a instalação.

No mesmo sentido, fábricas digitais são berços de inovação. Devido à agilidade imbuída no sistema por meio de análises em tempo real, há mais espaço para experimentar, ser criativo, encontrar soluções para novos problemas no mercado e testar ideias em escala sem gastar recursos desnecessários.

Fábricas digitais até veem um aumento na satisfação do cliente, porque custos podem diminuir, prazos de envio podem diminuir, tudo enquanto qualidade e consistência aumentam.

Software para Fábrica Digital

A MachineMetrics suporta iniciativas de fábrica digital em todos os níveis de implementação. De nossos conectores de dados de alta velocidade que coletam dados de máquina diretamente da fonte a 1kHz (1000x mais rápido que o 1Hz disponível na maioria dos sensores industriais) até nosso software de padronização de dados que garante que as informações que você coleta funcionem bem juntas e possam gerar resultados imediatamente.

Nossas capacidades de computação em nuvem e edge suportam tanto análises profundas e armazenamento de longo prazo na nuvem quanto análise em tempo real quasi-instantânea para alimentar tomada de decisão rápida no edge.

E na superfície, nossos dashboards personalizáveis oferecem uma variedade de visões dos seus dados, seja uma visão trimestral para diretores ou estatísticas de produção em tempo real no chão de fábrica, todos podem acessar as informações de que precisam quando precisam em um formato simples de entender, colorido. E para trabalhadores do chão de fábrica, oferecemos tablets diretamente nas máquinas para que possam sobrepor contexto humano aos dados que coletamos — empoderamos humanos, não os removemos do ciclo. Tudo isso mais segurança de nível industrial tem nossos clientes vendo ROI em apenas cinco dias.

Entre em contato com nossa equipe para saber mais sobre a MachineMetrics, ou agende uma demonstração hoje.