Unindo TI e OT: Impulsionando Sucesso do IoT Industrial Através da Convergência

Empresas perceberam os benefícios da tecnologia da informação por muitos anos. E com a chegada da tecnologia Internet Industrial das Coisas (IIoT), uma nova revolução de digitalização da produção está em andamento. Mas à medida que ambas as tecnologias continuam a amadurecer, a convergência TI/OT está se tornando uma realidade e promete entregar um benefício combinado mais significativo para adoção de IIoT do que qualquer uma poderia sozinha.

Qual é a Definição de Tecnologia da Informação (TI)?

Sistemas TI existem há muitas décadas. Eles consistem na coleção de software, sistemas, redes, manutenção e armazenamento de dados em um sistema combinado que processa e distribui dados. Gerentes e tomadores de decisão usam esses dados em todos os níveis para tomar decisões de nível empresarial ou de fábrica em ambientes industriais.

Para software, isso pode incluir sistemas MRP autônomos, sistemas ERP, plataformas especializadas de finanças ou qualidade, e outros. Inicialmente, essas plataformas de software eram sistemas on-premises que precisavam de atualizações regulares e eram custosos para quem os usava.

Tecnologia da Informação também requer uma rede. Tradicionalmente, isso significava servidores internos, cabeamento em cabo ou fibra óptica, e as habilidades de manutenção para instalar e manter o hardware de rede. Outros conjuntos de habilidades valiosos são necessários para conectar o software e hardware do sistema.

Sistemas TI eram frequentemente assolados pela incapacidade de dispositivos se comunicarem com outros programas de software, deixando dados isolados e sujeitos a viés de entrada e um atraso de tempo da aquisição de dados à distribuição acionável. Plataformas baseadas em nuvem substituíram grande parte da necessidade de redes internas, mas muitos sistemas legados de hardware ainda podem não ter interoperabilidade.

Qual é a Definição de Tecnologia Operacional (OT)?

Enquanto a tecnologia operacional original utilizava MES, SCADA e outras plataformas, como sistemas TI, esses sistemas de tecnologia operacional nem sempre eram conectados em rede. Avanços em plataformas de computação baseadas em nuvem e análises avançadas permitem que sistemas OT se integrem e migrem para uma plataforma centralizada de análise, processamento e integração em um período mais curto.

Esta melhoria foi possível por avanços em análise de computação, inteligência artificial (IA), aprendizado de máquina (AM), proliferação de dispositivos e outras tecnologias associadas. Como parte do movimento Internet Industrial das Coisas (IIoT), e mais amplamente como parte das tecnologias da Indústria 4.0, OT é um conjunto de sistemas de controle que monitora eventos.

Dados OT permitem que empresas monitorem processos e dispositivos como sensores, medidores de temperatura, saída vibracional e dados de alta frequência. Como pode realizar esse monitoramento em tempo real ou próximo a ele, ajustes industriais de nível empresarial e de fábrica podem ser feitos, resultando em processos mais otimizados.

A dependência da OT em dados em tempo real também permite que ajustes sejam detectados e realizados pelas máquinas mais rápido que operadores humanos. E sistemas avançados podem receber parâmetros definidos pelo usuário ou insights de motores de análise habilitados para IA e AM para realizar ajustes autônomos ou semi-autônomos.

Existe uma Distinção Entre TI e OT?

A distinção mais direta entre TI e OT é que TI lida especificamente com informação centrada em dados. Em contraste, OT foca em conectividade de máquina e análise centralizada de dados adquiridos para tomar melhores decisões em operações como processos de manufatura.

TI pode ou não consistir em plataformas de software interoperáveis, significando que software de qualidade em nível de fábrica pode não ser capaz de se comunicar com um MRP ou com software de planejamento de demanda, etc.

Esses dados isolados significam que a comunicação entre grupos funcionais não é transparente ou otimizada. Decisões são tomadas apenas dentro do contexto do software usado, o que pode estar em desacordo ou até contraditório a outro departamento.

OT foca na máquina e é dedicada a adquirir os dados corretos por dispositivo para executar e controlar processos do chão de fábrica. TI pode ter software isolado ou lacunas em cobertura de rede e entrada de dados no sistema; OT requer dados não isolados como absoluto.

Como a conectividade de máquina permite entradas massivas de dados, análises avançadas permitem que sistemas OT otimizem sistemas de manufatura e processos de chão de fábrica, processos de qualidade e processos de negócios de nível superior, como finanças, Planejamento de Vendas e Operações (S&OP) e planejamento de demanda. O ecossistema de dados OT é orientado a dados por máquina, em vez de simplesmente um sistema de processamento de dados orientado a atraso.

Por que OT Ainda é Distinta de TI?

OT ainda é distinta de TI por várias razões.

Idade da Tecnologia

TI existe há muito mais tempo que OT e consiste em uma coleção de tecnologias mais maduras. OT começou como uma tentativa de trazer o poder do software para o chão de fábrica, mas foi auxiliada no avanço de sistemas baseados em nuvem ágeis e flexíveis que combinam múltiplas funcionalidades dentro de um único sistema em tempo real usando dados adquiridos no nível da máquina.

Custos Afundados

OT também é distinta de TI porque muitas empresas afundaram consideráveis dólares de CAPEX em uma rede interna complexa de cabos, fibra, servidores e conjuntos de habilidades de manutenção. Empresas fortemente investidas hesitam em tornar seus sistemas obsoletos apesar dos custos de entrada mais baixos e encargos físicos e de manutenção reduzidos oferecidos por sistemas OT hoje.

Taxa de Adoção para Novas Tecnologias

Empresas de manufatura têm culturas corporativas diversas. E a adoção de novas tecnologias pode ficar para trás como resultado. Estima-se que em 2020, apenas 25% das empresas usavam sistemas baseados em nuvem distribuídos em toda a empresa. Outros 29% usavam tais sistemas em pequena escala, com todos os outros atrás ou em algum lugar no meio. A maioria das operações de manufatura gasta CAPEX considerável a cada ano na forma de equipamentos de produção caros. Alguns adotarão imediatamente, muitos adotarão uma abordagem incremental, e outros olharão para uma abordagem "esperar para ver".

Qual é o Significado de Convergência TI/OT?

Tanto TI quanto OT tiveram um tremendo impacto em eficiência melhorada e otimização de processos no nível de fábrica. Cada um pode analisar dados operacionais usando software. Mas convergência TI/OT significa criar sistemas ciber-físicos que vinculam ambos para aproveitar as melhores partes de cada um e entregar valor maior do que cada peça poderia produzir individualmente.

Esta convergência significa que eventos e processos físicos de sistemas de manufatura podem ser controlados com a estrutura e infraestrutura já em vigor de instalações legadas de TI e software, análises avançadas e outras tecnologias emergentes para digitalizar a manufatura.

À medida que dados de máquina são alimentados em fluxos massivos de dados para um motor de análise, controle de máquina, simulação, insights de processo e outras informações podem impulsionar otimização de processos e impactar significativamente eficiência, qualidade, controle de estoque e outra infraestrutura crítica dentro de uma empresa.

A convergência TI/OT também tem acelerado nos últimos anos à medida que empresas percebem que o valor das novas tecnologias não pode ser ignorado. Estima-se que até 2022, até 40% dos fornecedores de TI e OT unirão forças para entregar soluções combinadas que reduzem o custo de implantação e integração em 20%.

Qual Papel o IoT Industrial Desempenha em Aproximar TI e OT?

Sistemas TI e OT se desenvolveram em trilhos diferentes porque faziam coisas diferentes. Onde TI era baseada em dados que podiam ser usados no nível do chão de fábrica e eram frequentemente utilizados, OT foi projetada para usar o poder do software para melhorar processos no nível do chão de fábrica.

O papel mais significativo que a introdução da tecnologia IIoT traz para a convergência TI/OT é que IIoT atua como uma ponte entre os dois. Faz isso reduzindo atrasos de tempo para que ambos os componentes TI e OT tenham acesso aos dados à medida que são produzidos.

Também preenche a lacuna de ROI de equipamentos porque a tecnologia IIoT é altamente flexível e pode ser implantada em equipamentos legados analógicos através da instalação de dispositivos e com equipamentos OEM com conectividade incorporada. Também pode utilizar tecnologia celular para equipamentos de difícil acesso ou em operações usando espaço limitado ou eclético.

Esta ponte permite que a empresa realize maior ROI em equipamentos porque uma nova plataforma de análise usando IIoT não requer nova compra de equipamento para trazer todos os equipamentos físicos sob o mesmo guarda-chuva de sistema.

Finalmente, seu papel como ponte está em sua flexibilidade de programação e processamento. Isso significa que empresas podem comprar plataformas inteiras onde interoperabilidade de software é nativa ou onde pode ser combinada com APIs para dessilosar informações e ter todas as áreas funcionais vinculadas à mesma plataforma de análise.

Soluções IoT Industrial estão sendo implantadas a uma taxa crescente à medida que fabricantes buscam fundir os componentes físicos e digitais de seu chão de fábrica.

Quais são as Vantagens de uma Estratégia de Convergência TI/OT?

Plataformas TI e OT tradicionais eram baseadas em "ilhas de dados". Para operações críticas de chão de fábrica como tempo de ciclo, essas ilhas de dados podem esconder ineficiências, pois padrões de trabalho e tempos de ciclo devem ser medidos e registrados manualmente, e quaisquer ajustes devem vir manualmente.

Ao aproveitar dados em tempo real e impulsionar a tomada de decisão do chão de fábrica até as suítes C, maior valor é impulsionado por toda a operação, e empresas podem encontrar um caminho para inovação. Aquisição de dados em tempo real foca no desempenho real da máquina em vez do desempenho esperado.

Vantagens da convergência TI/OT incluem:

Visibilidade de Produção em Tempo Real

Viés e suposição do operador são substituídos por condições reais da máquina.

Capacidade Aumentada

Tomadores de decisão descobrirão o estado real de sua operação e desenvolverão soluções baseadas em dados. Eles podem realizar capacidade aumentada do mesmo equipamento, o que reduz desembolso de CAPEX.

Insights Acionáveis

Como os dados podem impulsionar imediatamente melhorias de processo, podem ajudar gerentes a desenvolver soluções como automação aprimorada, mudanças de layout de fábrica, necessidades de treinamento e utilização de mão de obra.

Design Melhorado

Dados digitais trazem funcionalidade em tempo real para design e desenvolvimento. Esta funcionalidade encurta projetos iterativos caros e reduz time-to-market para novos produtos e serviços. E permite o uso de software CAD/CAM e gerenciamento de ciclo de vida de projeto (PLM).

Fabricabilidade Melhorada

Verdadeira integração TI/OT usando tecnologia IIoT desbloqueia a capacidade de utilizar modelagem 3D avançada e simulações de desempenho. A criação de "gêmeos digitais" pode ajudar designers a criar produtos que podem ser otimizados para produção.

Custos Menores

Economia de custos através de uma convergência de TI e OT variam do nível holístico ao nível do fuso na máquina. Sensores IIoT e coleta e análise de dados em tempo real significam que processos podem ser otimizados no nível de fábrica. Mas IIoT pode permitir o desenvolvimento de planos de manutenção preditiva que baseiam reparos e substituições em dados reais. Gestão de calor, desgaste de ferramenta de máquina e outros fatores substituídos no ponto ideal são exemplos dessas economias de custos.

Quais são os Obstáculos que Organizações Enfrentam Quando se Trata de Convergência TI/OT?

Embora a convergência TI/OT esteja acelerando, alguns desafios impactam um movimento ainda mais rápido em direção à digitalização completa de fábrica. Esses desafios incluem:

Segurança

Como a convergência TI/OT utiliza tecnologia IIoT, segurança de dados é uma preocupação para muitos.

Escalabilidade

Empresas que buscam fundir TI e OT também têm que considerar como escalar. Devido ao grande volume de dados, muitos dispositivos e sensores podem empurrar tanta informação que cria um gargalo de largura de banda. Tecnologia está avançando para computação de borda, onde latência e problemas de largura de banda são reduzidos fazendo grande parte do processamento para que apenas os dados mais relevantes e parcialmente processados sejam necessários para a plataforma de análise baseada em nuvem.

Questões Legadas

Muitos dispositivos são unidirecionais em termos de comunicação. Sistemas TI e OT geralmente requerem capacidade de comunicação bidirecional. O tipo de sistema TI e OT em vigor também importa por causa de protocolos de comunicação, pois muitos dispositivos OT têm protocolos não padrão.

Convergência de TI e OT é Agora Possível Devido a Avanços Tecnológicos

Novos avanços tecnológicos estão ficando online que podem ajudar a mitigar muitos dos desafios enfrentados na convergência TI/OT. Essas tecnologias oferecem avanços como:

Aplicações Sem Código

Muitos novos dispositivos e sensores permitem o uso de programação em linguagem natural. Esta programação significa que expertise em codificação não é necessária para colocá-los online.

Gêmeos Digitais

Ao construir réplicas digitais de objetos, gêmeos digitais oferecem muitas vantagens. Podem ser máquinas inteiras ou sistemas de máquinas. Também podem ser peças únicas ou montagens que podem ser simuladas sob teste de estresse até falha. Ou podem ser novos desenvolvimentos de produtos.

Um gêmeo digital de uma Máquina CNC.

Realidade Aumentada

Realidade aumentada pode ser usada para inspeção. No entanto, também é uma forma de melhorar treinamento ou permitir que um técnico qualificado em local remoto auxilie reparos conduzidos por um operador não qualificado.

Computação de Borda

Vastos fluxos de dados criam gargalos para a nuvem. Usando computação de borda, dados são parcialmente processados antes de entrar na nuvem. Este processamento significa que a plataforma de análise pode ser melhor encarregada para análises, e significa que latência é reduzida na ponta da máquina.

Convergência TI/OT Usando MachineMetrics

A MachineMetrics entende o poder dos dados de máquina e sua necessidade de fundir sua funcionalidade legada TI/OT sob uma plataforma IoT best-in-class construída para fabricantes. A plataforma MachineMetrics conecta-se a qualquer marca e modelo de equipamento, e a instalação é rápida.

Monitoramento de produção, monitoramento de condições e outras soluções robustas permitem que você identifique gargalos em produção e aja rapidamente. Com análises de dados em tempo real, você pode otimizar seus processos com insights acionáveis conforme eles acontecem, e aproveitar dados em outros sistemas como qualidade, manutenção e cotação.

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