Como Sensores Transformam Eficiência e Insight na Fabricação

Desde o início da automação industrial, a indústria de fabricação utilizou sensores. Originalmente, eram usados para disparar respostas mecânicas para reduzir trabalho manual. À medida que a tecnologia de sensores evoluiu, os dispositivos foram melhorados para coletar dados de máquinas individuais para que empresas pudessem usar os dados para analisar processos de produção e identificar áreas de melhoria.

Dada a ascensão de soluções de monitoramento de máquina e IIoT Industrial, análise manual de dados e respostas mecânicas simples a entradas de sensores tornaram-se ineficientes e desnecessárias. Com aumentos exponenciais na capacidade de coletar dados e analisá-los em velocidade e precisão impressionantes, a tecnologia de sensores evoluiu para alimentar o sistema IoT em vez de ser o ponto de parada para processos automatizados.

Hoje, sensores de fabricação permanecem uma peça importante do quebra-cabeça de IoT e coleta de dados. Fabricantes estão descobrindo que, embora sensores industriais serão necessários no futuro previsível (devido a equipamentos legados), avanços em IoT ajudaram a definir seu papel no chão de fábrica e na coleta de dados.

O Que São Sensores de Fabricação?

Sensores de fabricação são usados em aquisição de dados para medir condições físicas em uma máquina. Consistem em um dispositivo que recebe ou mede entradas e gera uma saída em dados. Esses dados podem ser usados para disparar uma resposta da máquina, ou podem ser usados para coletar dados para análise e armazenamento.

Sensores industriais existem para uma ampla gama de tipos de medição. Hoje, sensores inteligentes podem transmitir dados para a borda da nuvem onde um dispositivo inteligente ou plataforma pode processar e analisá-los, antes de serem enviados para a nuvem. Esta informação pode então permitir acionabilidade, seja populando um dashboard de produção, disparando uma solicitação de manutenção ou simplesmente coletando dados para análise histórica.

Um exemplo de sensor de fabricação. Estes dispositivos têm a capacidade de conectar equipamentos legados, ou "burros", e monitorar várias condições de máquina e ambientais.

Usando vários métodos de comunicação como 5G, Wi-Fi, conexão celular e EtherNet, coleta de dados em tempo real permite que a plataforma gere insights que ajudam a melhorar processos de produção, reduzir custos e permitir manutenção preditiva. Mas sensores sozinhos não coletam dados suficientes para entregar insights sobre saúde total da máquina. É por isso que eles permanecem um complemento a uma solução de conectividade completa, em vez de uma solução em si mesmos.

Sensores são dispositivos relativamente simples. Eles ajudam a desbloquear dados que nunca foram destinados a ser compartilhados, como no caso de equipamentos "burros" (ou seja, equipamentos que não são habilitados para IoT) ou no caso de equipamentos que não fornecem nativamente um ponto de dados que um usuário final requer.

Plataformas de dados de máquina permitem coleta de dados junto com sensores para garantir que dados brutos sejam capturados de todos os equipamentos e padronizados em um modelo comum para permitir acionabilidade.

Com sensores sozinhos, fabricantes teriam que coletar e padronizar os dados manualmente. E então analisá-los manualmente ou construir aplicações que possam permitir análise e acionabilidade.

Tipos de Sensores Usados na Fabricação

Quais são alguns dos tipos comuns de sensores usados em ambientes industriais?

1. Acelerômetros Triaxiais

Existem muitas peças giratórias em equipamentos de fabricação. Um acelerômetro triaxial monitora e mede vibração em peças e equipamentos rotativos. Esses sensores inteligentes também podem medir outras variáveis como deslocamento, aceleração e velocidade. Em conjunto com análises avançadas de IoT, esses dados podem gerar insights valiosos para permitir que gestores e técnicos saibam se uma máquina está operando em boa saúde ou se um desvio é um evento único ou um padrão preocupante.

2. Temperatura

Equipamentos móveis geram muito calor, e muitas indústrias usam calor de processo adicional para seu chão de fábrica. Calor é um excelente indicador da saúde geral de uma máquina. Sensores de temperatura podem ajudar a identificar desgaste de máquina, seções danificadas e superaquecimento, levando a falhas e problemas de controle de qualidade.

3. Sensores de Vibração

Vibração não ocorre apenas em peças giratórias. Sensores de vibração podem ser usados com transportadores, painéis e outras peças de máquina para permitir que operadores e técnicos saibam quando algo está errado.

4. Sensores MEMS (Sistemas Microeletromecânicos)

Sensores MEMS são sensores de movimento que rastreiam movimento e desempenho. Em sua forma mais simples, detectam movimento e disparam uma resposta da máquina para realinhar um componente do equipamento. Na usinagem CNC, podem ser mais complexos, rastreando inclinação, aceleração e gravidade em uma grade de eixos para ajudar a manter usinagem de precisão.

5. Sensores de Torque

Motores de alta velocidade podem criar força de torque poderosa em uma máquina. Essas forças são ainda mais significativas sob carga. Quando sensores de torque monitoram um motor ou eixo, os insights podem ajudar fabricantes a garantir qualidade, reduzir desgaste de máquina e solucionar problemas antes que ocorram. Esses sensores inteligentes são frequentemente combinados com outros sensores para criar uma visão altamente detalhada da saúde do equipamento.

6. Sensores de Pressão

Sensores de pressão monitoram qualquer componente de máquina usado por fluido ou gás, incluindo hidráulica, água, químicos, ar e nitrogênio. Podem ser configurados para alarmar o sistema de monitoramento de fábrica quando limites altos ou baixos são atingidos.

Gestão de Dados para Sensores Inteligentes

Sensores inteligentes desbloqueiam potencial de big data porque entregam os dados necessários para as análises avançadas de IoT funcionarem. No entanto, esses dados requerem contextualização e padronização para que possam impulsionar valor para usuários e sistemas.

Contextual

Dados contextuais significa adicionar informações relevantes do mundo real aos dados de sensores enviados à plataforma IoT. Sem contexto, dados brutos podem não ser úteis para usuários finais. Por exemplo, rastrear e analisar eventos de tempo de inatividade é importante para fabricantes. Mas sem entrada do operador sobre o "porquê" por trás de um evento de tempo de inatividade, os dados são menos úteis.

Dados Relevantes

Não basta simplesmente capturar dados - os dados coletados devem ser relevantes. Isso significa que sensores inteligentes devem extrair informações de alto valor e descartar informações redundantes ou desnecessárias.

Dados Padronizados

Sensores podem fornecer dados, mas o trabalho de uma plataforma IoT é garantir que os dados sejam padronizados em todos os equipamentos e dispositivos. Sem padronização de dados, haverá uma bagunça de tipos de dados variados que não permitirão acionabilidade por parte de partes interessadas e outros sistemas.

Dados Acionáveis

Dados de equipamento são vitais para aumentar eficiência operacional e produtividade, pois oferecem uma imagem precisa do desempenho de produção que pode ser entregue a todo o chão de fábrica como insights acionáveis. Dados acionáveis com notificações em tempo real permitem que operadores tomem medidas proativas para reduzir tempo de inatividade e falhas em máquinas. Além disso, dá aos gestores visibilidade operacional completa.

Como Sensores Industriais Estão Melhorando a Fabricação

Sensores industriais melhoram a fabricação integrando-se com plataformas IoT avançadas para entregar insights acionáveis ao chão de produção e além. Tecnologia de sensores inteligentes contribui para este ecossistema para fornecer visibilidade superior de condições de máquina, processos, produção e mais.

Neste ecossistema, sensores industriais (combinados com uma conexão direta a dados de máquina onde sensores não são necessários) ajudam a capturar dados que podem melhorar processos de produção, permitir o design de programas de manutenção preditiva e reduzir custos operacionais.

Aplicações de Sensores Digitais na Fabricação

Existem muitas aplicações de sensores digitais na fabricação, incluindo:

Insights Orientados a Dados

Quando combinados com IoT avançado, sensores industriais coletam dados que podem ser retornados aos usuários em tempo real como insights valiosos e acionáveis. Isso revoluciona a fábrica e o chão de fábrica ao permitir que a equipe monitore, regule e aprimore operações.

Segurança

Como são parte de um sistema profundamente ligado a análises alimentadas por IA, sensores digitais podem entregar benefícios de segurança a uma empresa. Isso pode incluir parada precisa de trabalho quando perigo é descoberto ou notificações em tempo real para equipe de emergência antes de uma crise. Por exemplo, se uma ferramenta de máquina está experimentando carga maior que o normal, pode ser parada automaticamente para evitar falha catastrófica da ferramenta.

Programas de Manutenção Melhorados

IoT com sensores digitais pode detectar falha de equipamento, permitindo que equipe de manutenção inicie um procedimento antes que o equipamento falhe. Também pode ser usado para agendar manutenção no momento ideal.

Dados Históricos Precisos

Muitas empresas de fabricação lidam com conformidade regulatória extensa. Com dados retornados de tecnologia de sensores inteligentes e organizados na nuvem, registros de produção precisos permitem melhor transparência e cadeia de custódia do produto. Isso permite que gestores definam benchmarks de produção precisos e prevejam desempenho.

Notificação de Procedimento e Qualidade

Muitas empresas de fabricação requerem adesão rigorosa a POPs. Isso é especialmente verdadeiro em indústrias como usinagem CNC para médica e aeroespacial. Como esses procedimentos podem ser adicionados como dados contextuais, sensores podem detectar se um procedimento está fora do caminho e alertar gestores. O mesmo vale para notificações de qualidade, uma função especialmente importante em ambientes de alta regulamentação.

Melhorar Fluxo de Informação e Resposta de Mercado

O poder dos dados em tempo real reside em sua capacidade de tomar ação imediata e proativa. Isso significa que a informação está na ponta dos dedos de todos na empresa. Resposta a tendências de mercado - boas ou ruins - pode ajudar uma empresa a navegar condições em rápida mudança e permanecer competitiva.

O Futuro dos Sensores na Fabricação

Sensores tornam uma operação verdadeiramente conectada possível ao entregar dados de diagnóstico em tempo real que permitem insights profundos de motores de análises avançadas na nuvem. Isso garante que fabricantes possam acessar dados de todos os equipamentos, até ativos legados, e faz o caso de que sensores continuarão a desempenhar um papel no futuro previsível.

No entanto, sensores sozinhos não são capazes de impulsionar casos de uso avançados ou monitoramento eficaz de máquina. Eles requerem recursos técnicos para coletar, padronizar e visualizar dados. Mas sensores, junto com uma Plataforma IoT, ajudam a garantir captura de dados precisa e confiável em todo o chão de fábrica.

O MachineMetrics permite integração direta com controles de máquina e oferece a capacidade de adicionar sensores para coletar muito mais dados de forma plug-and-play que imediatamente transforma dados em um modelo comum em todos os equipamentos. Além disso, oferecemos relatórios pré-construídos e personalizáveis para acionabilidade imediata out-of-the-box.

Conectar diretamente a máquinas é um componente crítico do sistema MachineMetrics, assim como a transformação de dados. A plataforma MachineMetrics transforma dados de máquina e sensores em um modelo comum no qual partes interessadas e sistemas podem confiar para melhor tomada de decisão, mais rápida.

Isso garante que fabricantes possam monitorar efetivamente sua produção enquanto criam uma base para melhoria contínua com casos de uso mais avançados.

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