Manutenção Preditiva: Impulsionando Fiabilidade e Poupança na Indústria 4.0

A manutenção preditiva, que pode identificar problemas de manutenção em tempo real, permite que proprietários de máquinas e veículos realizem manutenção custo-efetiva e a determinem antecipadamente antes que a unidade falhe ou seja danificada. Quando usada corretamente, a manutenção preditiva pode prolongar a vida útil de ativos industriais, reduzindo custos e aumentando a disponibilidade.

Espanha tem a segunda maior rede ferroviária de alta velocidade globalmente, com mais de 4.900 km (3.050 milhas) de linhas ferroviárias de alta velocidade. E a Renfe, o operador ferroviário, promete chegada pontual em todos os seus comboios AVE (Alta Velocidade) pelo país.

Até recentemente, para fornecer tal serviço e disponibilidade, um operador ferroviário precisava de ter um número significativo de comboios em standby para cobrir quaisquer falhas imprevistas e problemas de manutenção.

No entanto, a Renfe é agora capaz de manter mais de 99% dos seus comboios de alta velocidade operacionais em todos os graças a monitorização em tempo real, manutenção preditiva e substituição de componentes a pedido.

Imagem cortesia da Renfe.

A Siemens, que constrói e mantém a maioria dos comboios, usa uma combinação de milhares de sensores, edge computing e analytics em tempo real para prever potenciais avarias e determinar o melhor momento para manutenção ou substituição de componentes. Quando um sistema ou componente requer manutenção, o sistema agenda o downtime necessário e garante que tanto os técnicos como as peças de substituição estão disponíveis para evitar quaisquer atrasos.

Graças a esta tecnologia de ponta, atrasos causados por falhas técnicas com mais de 10 minutos ocorrem em média apenas a cada 1,5 milhões de quilómetros. Os comboios estão disponíveis para operação 99,94% do tempo.

Adicionalmente, como componentes e sistemas são reparados ou substituídos apenas quando necessário, há poupanças significativas em peças e custos de mão-de-obra. Alguns elementos podem continuar em serviço após o seu tempo de operação projetado.

Manutenção preditiva ajuda indústrias a realizar benefícios da digitalização

A manutenção preventiva baseia-se em verificações regulares e substituição de peças específicas em intervalos agendados. Embora tenha sido eficaz em muitas indústrias e ajudado a evitar reparações mais caras, cria um sistema de desperdício. Muitas peças substituídas ainda estão em condições suficientes para continuar a funcionar corretamente.

Ao contrário da manutenção preventiva, a manutenção preditiva substitui apenas a peça necessária no momento necessário. Não só deteta condições de máquina que levarão a falha, mas também estima a quantidade de tempo antes que essa falha ocorra, permitindo que o serviço seja planeado.

Este conceito está agora a começar a ser aplicado a ativos industriais. Um dos desafios mais mencionados para avançar na Indústria 4.0, é o grande investimento em maquinaria legada. Agora, muitos fabricantes de maquinaria pesada estão a olhar para um modelo de "aluguer", onde o ativo é alugado ao operador, que paga pelo uso real da máquina. Manutenção e peças sobresselentes fazem parte do serviço.

Usando monitorização em tempo real e manutenção preditiva, o fabricante pode determinar quando é necessário enviar um técnico para realizar uma tarefa de manutenção ou instruir o operador da máquina a substituir um componente que está prestes a falhar. Desta forma, o downtime do ativo é reduzido ao mínimo e garante o melhor desempenho da máquina por muitos anos.

Manutenção preditiva chega a produtos de consumo, incluindo carros e eletrodomésticos

Tradicionalmente, um veículo recebe serviço preventivo quando atinge uma certa distância percorrida ou um tempo específico desde a última verificação, o que vier primeiro. Este é o sistema usado por fabricantes e concessionários de carros há décadas.

Hoje, o preço da maioria dos carros elétricos não inclui a bateria. A bateria está lá mas é alugada ao fabricante. Em vez de pagar por combustível, muitos proprietários de VE pagam uma taxa mensal baseada no quanto usam o carro. Sensores instalados na bateria, motor e portas de carregamento enviam informação para o fabricante. Quando a bateria já não consegue manter uma carga razoável para as necessidades do utilizador do carro, é substituída.

Essas baterias de carro substituídas podem ter uma segunda vida, geralmente por dez anos ou mais, como armazenamento de eletricidade para energia renovável ou para equilibrar a rede. Depois disso, as unidades são desmontadas e os materiais recondicionados para serem usados novamente em novas baterias ou para fabricar outras peças.

Embora haja um movimento definitivo para eletrificação, a maioria dos carros vendidos hoje ainda usa combustão interna. Fabricantes e concessionários de carros procuram formas de otimizar manutenção monitorizando continuamente todos os sistemas críticos do veículo. Usando sensores conectados e analytics onboard é possível prever quando a manutenção é necessária.

Por exemplo, se conduzir em certas condições requer travagem contínua, gastando pastilhas e fluido de travões, os subsistemas do carro alertam o condutor e agendam serviço muito antes de esses travões falharem.

Os sensores do veículo também podem medir condições ambientais, como humidade, temperatura, peso e stress, mais outras medições como superfície do pavimento e inclinação. A recolha de todos esses pontos de dados pode fornecer aos fabricantes e centros de serviço informação completa sobre as condições ambientais onde o veículo tem operado, algo precioso ao avaliar necessidades avançadas de manutenção.

Fabricantes de eletrodomésticos estão a olhar para o mesmo conceito. Ao contrário de maquinaria pesada e outros ativos industriais, a maioria dos eletrodomésticos domésticos são desenhados para durar cinco a dez anos. A razão por trás disto é que os consumidores querem um produto barato e estão habituados a comprar um novo quando falha.

Se vendedores de máquinas de lavar, por exemplo, pudessem receber receita estável alugando as unidades aos consumidores, fariam os seus produtos com melhores materiais e componentes que durassem mais e equipá-los-iam com um exército de pequenos sensores para fornecer monitorização contínua da saúde da máquina.

Quando os sensores embarcados na máquina detetarem que um componente crítico falhará em breve, a unidade agendará uma chamada de manutenção, as peças necessárias e um técnico para fazer a mudança. O utilizador já não precisa de experienciar um eletrodoméstico avariado e ter de esperar por um reparador para chegar, diagnosticar o problema e voltar mais tarde com as peças de substituição.