A Internet das Coisas (IoT) consiste em uma rede de dispositivos conectados que se comunicam entre si. Para tanto, eles precisam contar com sistemas centrais. É dessa forma que conseguem coletar e analisar dados em tempo real.
Na indústria 4.0, a IoT tem uma importante função: a de transformar as operações tradicionais em processos mais eficientes, inteligentes e integrados.
A seguir, entenda como a IoT está revolucionando fatores como manufatura inteligente, manutenção preditiva e otimização da cadeia de suprimentos, a partir de exemplos de organizações reconhecidas globalmente.
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IoT e manufatura inteligente
A manufatura inteligente integra a IoT criando ambientes de produção mais adaptáveis e eficientes. Isso é possível a partir da aplicação de dispositivos conectados, os quais coletam dados de máquinas, processos e produtos.
Dessa forma, permite-se a automação e a otimização em tempo real dos processos que integram a indústria 4.0. Mas, a fim de tornar a compreensão ainda mais prática, confira alguns exemplos praticados por companhias internacionais.
Siemens e a fábrica digital
Líder em automação industrial, a Siemens implementou uma fábrica digital em Amberg, Alemanha, conhecida como Siemens Electronics Works Amberg (EWA). Para tanto, a empresa utiliza IoT, o que fez com que a filial alcançasse níveis de automação de até 75%.
Nesse caso, sensores e sistemas conectados monitoram todas as fases da produção, ajustando automaticamente parâmetros para otimizar a qualidade e reduzir desperdícios. Essa abordagem permitiu à Siemens oferecer aos seus clientes melhorias na eficiência em 20% e redução do tempo de produção.
Ao todo, a Siemens realiza 350 trocas de produção por dia. Seu portfólio é composto de 1,2 mil produtos, além de 17 milhões de componentes Simatic — sistema que programa sequências de movimento — produzidos anualmente. A companhia estima que lida com cerca de 50 milhões de dados avaliados e usados para otimização das operações.
Adicionalmente, a Siemens emprega outros recursos para tornar o processo mais inteligente e acelerar sua transformação digital: Inteligência Artificial (IA), computação Industrial Edge e computação em nuvem.
No caso da IoT associada à IA, os dados dos sensores são transferidos para a nuvem por uma tecnologia chamada Totally Integrated Automation. Ela consiste em um controlador e um dispositivo Edge. Na sequência, algoritmos baseados em IA são treinados, considerando os parâmetros processuais.
General Electric e Predix
Outra grande companhia que emprega a IoT para digitalizar e acelerar suas operações de manufatura é a GE. Isso é feito por meio da Predix, considerada uma Plataforma como Serviço (PaaS) baseada em nuvem e voltada para a internet industrial.
Para tanto, sensores são instalados em equipamentos de produção, coletando dados em tempo real para serem analisados e prever falhas. Isso resultou em uma redução de 20% no tempo de inatividade das máquinas e uma melhoria de 10% na eficiência da produção.
A plataforma, convertida em produto que compõe o portfólio da GE, também oferece as mesmas vantagens aos clientes que a utilizam.
IoT e a manutenção preditiva
Recursos como IoT também são empregados para realizar a manutenção preditiva a partir de dados coletados pelos dispositivos. Prevê-se, desse modo, quando os equipamentos precisarão de manutenção, o que contribui para evitar falhas inesperadas e minimizar o tempo de inatividade das operações, como feito pela Siemens.
Estima-se que o fato de máquinas precisarem parar, de forma não planejada, faz com que indústrias possam perder até 50 milhões de dólares por ano, de acordo com estudo da Deloitte. Na mineração, por exemplo, o tempo de inatividade custa cerca de US$ 3 mil por hora.
Assim, uma série de companhias utilizam a IoT para evitar problemas como o destacado. É o caso da Rolls-Royce, que você confere a seguir.
Rolls-Royce e motores
A Rolls-Royce implementa IoT em seus motores para monitorar o desempenho em tempo real. Para tanto, sensores são aplicados nos equipamentos a fim de coletar dados sobre temperatura, pressão e vibração, analisados posteriormente para identificar padrões que antecedem falhas.
A empresa desenvolveu um rastreador de baixo custo para acompanhar o motor. Todos os dados gerados pelo dispositivo são transmitidos às equipes de atendimento ao cliente por meio de uma aplicação web.
Os rastreadores foram desenvolvidos para serem unidades alimentadas de forma independente, posteriormente instaladas nos motores. Por serem compactos, podem caber nos compartimentos do motor suportando condições adversas, como altas temperaturas e umidade.
Outro benefício da tecnologia desenvolvida é o fato de serem econômicos, permitindo a rápida implantação e, na mesma medida, obter melhores insights com agilidade. Com isso, a Rolls-Royce reduz o tempo de inatividade dos motores, seus e de seus clientes que utilizam o recurso, melhorando a segurança operacional.
A rápida prototipagem e o teste das primeiras 100 unidades em 3 meses foram cruciais para que a equipe por trás do projeto ganhasse o prêmio interno Sir Henry Royce de Tecnologia e Inovação nos Negócios. A premiação recompensa a inovação como parte dos seus esforços para que seja líder mundial em tecnologia industrial.
Thyssenkrupp e elevadores
Outra organização reconhecida mundialmente que usa a IoT é a Thyssenkrupp. Nesse caso, a tecnologia é empregada para realizar a manutenção preditiva de suas fábricas.
Tudo começou com um caso em particular, na filial da Thyssenkrupp em Puebla, no México, devido a uma falha urgente em uma máquina. Os motores integram um conjunto de maquinário e precisavam de manutenção em curto prazo, resultando em paradas inesperadas durante as quais a produção não pôde ocorrer.
Como resultado da inatividade, a companhia acumulou custos elevados e tempo perdido. Foi o que a levou a desenvolver uma solução para evitar paradas não programadas no futuro e evitá-las por meio de manutenção preditiva.
Com a ajuda de medições de vibração do motor, especialistas monitoram o estado das máquinas em tempo real. Para tanto, sensores instalados enviam dados continuamente para uma central, na qual algoritmos de machine learning analisam as informações para prever falhas. Assim, podem agir mais rapidamente em uma fase inicial caso surja um defeito potencial.
Com a manutenção preditiva, o estado real das plantas é monitorado 24 horas por dia, 7 dias por semana, a partir da coleta e análise de dados. Por meio de intervalos de manutenção planejados, as causas de potenciais danos e a necessidade de reparação são corrigidas rapidamente sem que, para isso, seja necessário parar por um longo período.
Internet das Coisas: o que é? Basicamente, são tecnologias, como sensores que, associadas a IA e machine learning, podem prever falhas e otimizar processos em cadeia. (Fonte: Getty Images/Reprodução)
IoT na otimização da cadeia de suprimentos
Em outra esteira de processos, como a cadeia de suprimentos, a IoT permite uma visão abrangente e em tempo real, desde o fornecimento de matérias-primas até a entrega do produto final. Dessa forma, a tecnologia melhora a eficiência e a capacidade de resposta às demandas do mercado.
Amazon e automação de armazéns
A Amazon implementou sistemas de IoT em seus centros de distribuição para automatizar e otimizar a logística, empregando para tanto robôs. Entre eles, estão dois chamados de Proteus e Cardinal, cada um desenhado para desempenhar uma atividade específica.
Esses robôs movimentam mercadorias dentro dos armazéns, enquanto sensores e algoritmos de IA monitoram os estoques em tempo real, ajustando automaticamente as ordens de reposição. Ao todo, a companhia usa 750 mil deles.
Por exemplo, o Proteus levanta e move GoCarts, transporte não automatizado sobre rodas que leva pacotes pelas instalações da Amazon, incluindo centros de distribuição e de classificação. Ao andar pelo local, a máquina emite um feixe de luz verde à sua frente. Dessa forma, caso encontre uma pessoa pelo caminho, ela para, evitando acidentes.
Já o robô chamado de Cardinal utiliza IA e visão computacional para selecionar pacotes, levantá-los, ler rótulos e colocá-los em um carrinho de transporte. Dessa forma, reduz o risco de funcionários se ferirem ao manusear cargas grandes e pesadas. Além disso, o Cardinal acelera o processo de envio por conta da automatização.
Maersk e monitoramento de contêineres
Provavelmente você já deve ter se deparado com algum container da Maersk em um dos portos espalhados pelo Brasil. A companhia é considerada líder global em transporte marítimo que também utiliza a IoT para monitorar suas operações.
Para isso, sensores são instalados nos contêineres para transmitirem dados sobre localização, temperatura e umidade. Dessa forma, permitem à Maersk rastrear os produtos em tempo real e garantir condições ideais de transporte, melhorando a eficiência logística e reduzindo perdas de produtos perecíveis.
A medida, além de otimizar processos, pode ser considerada uma vantagem competitiva. Isso porque a maior eficiência no processo de monitoramento preditivo impulsiona o capital de giro das empresas. Por exemplo, são usados US$ 50 milhões para investimentos em navios porta-contêineres. Assim, ao diminuir o tempo de trânsito e o tempo de entrega na cadeia de abastecimento, o valor usado pode ser reduzido, resultando em economia para a organização.
Benefícios da IoT para a Indústria 4.0
A partir dos exemplos apresentados, é possível identificar que a incorporação da IoT na indústria gera uma série de vantagens, as quais transformam a maneira como as empresas operam e competem no mercado global.
Entre os principais benefícios da IoT, estão os seguintes:
Eficiência operacional
A IoT permite a automação e a otimização de processos, resultando em operações mais rápidas e com menos desperdícios.
Ao fazer uso da análise de dados em tempo real a partir dos dados coletados por sensores, facilita-se a identificação de gargalos e a implementação de melhorias contínuas em qualquer estágio dos processos.
Redução de custos
Com a manutenção preditiva e a otimização da cadeia de suprimentos, a partir dos exemplos de players do mercado como Amazon e Thyssenkrupp, reduz-se custos associados ao tempo de inatividade, reparos inesperados e gerenciamento de estoques.
Qualidade e consistência
A realização do monitoramento constante e ajustes automáticos podem auxiliar as companhias na garantia de uma produção que preza pela alta qualidade.
Em certa medida, o uso da tecnologia nessa parte também permite uma maior variabilidade na produção, resultando em maior satisfação dos clientes.
Flexibilidade e personalização
A capacidade de responder rapidamente às mudanças na demanda do mercado, a partir da análise dos dados que são coletados por meio de sensores, permite a personalização em massa.
Ao utilizar a IoT com essa finalidade, atende-se às necessidades dos clientes, melhorando, inclusive, a competitividade do negócio.
Sustentabilidade
Em tempos nos quais coletivamente organizações e nações estão com os olhos voltados para questões como o aquecimento global, a sustentabilidade dos processos também pode ser influenciada positivamente pelo uso da IoT.
A eficiência energética e a redução de desperdícios promovidas pela tecnologia contribuem para que as operações possam acontecer de forma mais sustentável e ecologicamente responsável.
O uso da IoT gera uma série de vantagens competitivas aos negócios, independentemente de seu porte ou segmento de atuação. (Fonte: Getty Images/Reprodução)
Da Primeira Revolução Industrial à Indústria 4.0
Ao olhar o passado, pode-se notar que a indústria vem passando por uma série de transformações de ordem tecnológica nos últimos séculos. O que torna válido fazer uma breve contextualização histórica sobre o cenário.
Primeira Revolução Industrial
Voltando ao passado, especificamente no século XVIII, a chamada Primeira Revolução Industrial foi marcada pela produção em massa. Para tanto, algumas inovações tecnológicas precisaram ser utilizadas, como a energia gerada a partir de recursos como água e vapor.
Esse também foi o momento histórico em que o processo artesanal da manufatura foi, gradualmente, dando lugar ao emprego das máquinas, associado ao trabalho humano. O que garantiu maior agilidade operacional e, de certa forma, menores riscos associados à vida das pessoas.
Segunda Revolução Industrial
O que se convencionou chamar de Segunda Revolução Industrial, iniciada na segunda metade do século XIX e finalizada em meados da Segunda Guerra Mundial, deu lugar a mais mudanças. Foi o momento, por exemplo, em que as linhas de montagem passaram por nova transformação. É quando passam a ser usadas, por exemplo, as esteiras rolantes.
No que diz respeito ao uso de energia, o petróleo ganhou a vez, junto de outros recursos, como gás e a energia elétrica que conhecemos hoje. A operação também foi auxiliada por inovações que ocorreram no campo das telecomunicações, com a introdução e uso em massa de itens como o telefone.
Terceira Revolução
O século XX foi marcado, sobretudo, pela Terceira Revolução Industrial. Em especial nas suas últimas décadas, quando recursos como computadores permitiram acelerar ainda mais os processos, dinamizando a transformação digital das organizações.
Um outro fator que começa a marcar a produção industrial é a análise de dados viabilizada pela transformação digital computadorizada. Fábricas passaram a ser reformuladas com os insights gerados a partir da avaliação dos dados, que passaram a serem mais facilmente computados.
É quando se vê, inclusive, a disputa por mercado na produção de computadores, por gigantes como IBM, Microsoft e Apple, as quais, de forma vanguardista, perceberam nos recursos produzidos uma grande e valiosa oportunidade de negócio.
Indústria 4.0
É, basicamente, a Quarta Revolução Industrial. Nela, além do emprego massivo da digitalização, ganha cor na mesma proporção a automação dos processos.
Máquinas passam a ter um novo destaque, agora em formatos que simulam inclusive a forma humana, com braços inteligentes. Associados a elas, a análise dos dados passa por um novo momento. Outra vantagem garantida pelo incremento de máquinas cada vez mais sofisticadas e inteligentes é o fator personalização de produtos.
Em resumo, como foi possível notar ao longo deste artigo, a IoT está revolucionando a indústria ao permitir maior conectividade e inteligência nos processos produtivos.
Os exemplos de empresas como Siemens, GE, Rolls-Royce, Thyssenkrupp, Amazon e Maersk ilustram como a adoção de tecnologias IoT está transformando a manufatura, manutenção e cadeias de suprimentos.
Tais avanços não apenas melhoram a eficiência e reduzem custos, mas também promovem a inovação e a sustentabilidade, posicionando a IoT como um pilar central da Indústria 4.0.
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Referências:
Siemens, General Electric, Deloitte, Rolls-Royce, Thyssenkrupp, About Amazon, Amazon on YouTube, Maersk.
