Indústria 4.0

A Indústria 4.0 e a Agroindústria

O agronegócio representa hoje 26% do PIB brasileiro e é responsável por uma grande revolução do campo. As agroindústrias estão instaladas de norte a sul do país, bem próximas aos grandes centros de produção agrícola, gerando milhares de empregos. 

Estas indústrias usam o que existe de mais moderno em termos de tecnologias e sempre focam a alta produtividade, baixo custo operacional e segurança. 

Trata-se de uma revolução no campo, de ponta a ponta, basta viajar um pouco para o interior que começamos a ver os polos produtores de cana de açúcar, soja, algodão, leite, etc. e junto destes as agroindústrias. 

Entre as grandes inovações, gostaria de citar o exemplo das fazendas 4.0 – pecuária leiteira onde todo o processo de produção de leite é 100% automatizado.

Todo o mercado do agronegócio está investindo pesado em tecnologias inovadoras, que propiciem maiores e melhores resultados e a indústria 4.0 está na vanguarda destas inovações.

Visando atingir este mercado da indústria 4.0, alguns jovens engenheiros idealizaram a produção de sensores para monitoramento de condição de máquinas. Localizada em Araras, interior de São Paulo, a Tebe vem revolucionando o mercado com a mais moderna tecnologia disponível no Brasil, usando tecnologia de ponta para o desenvolvimento da Indústria 4.0, através do monitoramento e predição de defeitos. Um orgulho! Tecnologia e fabricação 100% Brasileira!

A predição de falhas de máquinas via sistema IoTebe minimiza os custos de reparo e perda de produção devido a paradas não programadas da produção, ou seja, menor MTTR e maior MTBF. Além disso, a tecnologia proporciona significativos avanços na segurança.

Principais tecnologias da Indústria 4.0 utilizadas pelo Sistema IoTebe para Predição de Falhas.

Internet das coisas ou Internet of Things (IOT)

A Internet das coisas (IoT) consiste na conexão de vários sensores à uma rede, interligando uns aos outros, o que disponibiliza um grande volume de dados sobre a condição das máquinas. Entre outras coisas estes dados podem ser integrados com dados de processo e melhorar o diagnóstico do problema. Ela é baseada na computação em nuvem e em redes de coleta de dados, que acontece de forma instantânea ou em intervalos pré estabelecidos.

Sem dúvida alguma, a IOT é um dos grandes pilares das tecnologias da Indústria 4.0, já que contribui para a integração entre máquinas, equipamentos e sensores e outros, aumentando a eficiência dos processos.

Todos os dados do sistema IoTebe são armazenados em nuvem através da aquisição de dados dos sensores via protocolo BLE5.2 e transmitidos para a nuvem via ethernet, WiFi ou Modem. 

Big Data

Deve-se destacar, que não é o volume de dados que mais importa, mas sim a forma como as empresas trabalham com as informações, usando-as para obter insights relevantes que direcionem a decisões mais acertadas.

Todos os bancos de dados são armazenados em nuvem através do IoTebe. Todos estes dados estão disponíveis para uso em outros softwares tipo Machine Learning ou SAP, PIN, etc.

Computação na nuvem ou cloud Computing

Podemos resumir a computação na nuvem como a possibilidade de executar tarefas, acessar arquivos e sistemas de informação pela internet.

Com essa tecnologia, portanto, deixa de existir a necessidade de instalar aplicativos no computador ou no smartphone, já que existem serviços online que armazenam softwares e dados. 

O armazenamento em nuvem está diretamente relacionado a menor custo para os clientes com servidor, software, back up, firewall, etc. Além disto, você consegue atingir um público maior ao mesmo tempo (não existe limite de número de acessos simultâneos) e todos os upgrades são disponibilizados automaticamente para todos os usuários. 

O software em nuvem não tem custo, normalmente paga-se uma taxa de hospedagem e telefonia, quando for o caso (via modem).

Lembro-me que os primeiros sistemas online a cabo, que as empresas tinham de fazer, também, um grande investimento na área de TI, o número de acessos era limitado e somente de máquinas específicas. 

Inteligência artificial

Podemos dizer que um equipamento programado para usar a inteligência artificial tem o poder de tomar decisões e fazer escolhas adequadas, com base em bancos de dados constantemente atualizados com novas informações. A programação envolve a definição de traços como: aprendizagem; planejamento; conhecimento; raciocínio; solução de problemas.

O software IoTebe utiliza a inteligência artificial para fazer diagnósticos mais precisos.

Impressoras 3D

Trata-se de um processo pelo qual objetos são criados com base em um modelo digital e impressos por meio de deposição em camadas. Para isso, é necessário um trabalho conjunto entre os materiais, o hardware e o software.

A Tebe utiliza uma impressora 3D para fazer alguns componentes dos sensores de vibração.

Outras Tecnologias da industria 4.0

Além das tecnologias apresentadas acima, temos ainda, outras tecnologias aplicadas a Indústria 4.0 (Digital Twin, Realidade aumentada, Realidade virtual, Business Intelligence) e que não serão alvo deste artigo.

Integração de um sistema IoTebe com uma planta industrial

Para instalar um sistema de monitoramento IoTebe temos de conhecer o processo, e preferencialmente, trabalhar em parceria com os clientes. Nesta etapa inicial desenvolvemos um anteprojeto para o monitoramento proposto, isto pode variar de uma máquina a um processo completo. Precisamos receber dos clientes algumas informações importantes:

  • Desenhos dos processos, principalmente os fluxogramas de produção, indicando o que está interligado uns com os outros.
  • Lista dos equipamentos críticos que se pretende monitorar com números de pontos ou mancais.
  • Definição do protocolo de comunicação com a nuvem.

Após reunir os dados é feita uma listagem de pontos monitorados, gateways e modems necessários para o projeto e o orçamento detalhado. Todos estes dados farão parte da proposta comercial.

Por se tratar de tecnologia “plug and play” o próprio cliente pode fazer a instalação e configuração, mediante treinamentos ministrados via Web. 

Principais Justificativas para implantação de Sistemas de Monitoramento de Condição de Máquina vibração IoTebe
  • Aumento da confiabilidade operacional – Certeza que os prazos contratuais para entrega da produção serão cumpridos.
  • Menor tempo de reparo de máquinas (MTTR) e maior disponibilidade de máquina (MTBF).
  • Menor custo de reparo – as falhas catastróficas ficam no passado.
  • Maior segurança operacional e ocupacional – os sistemas IoTebe ajudam a sua empresa a se adequar aos regulamentos das normas NR12, NR33 e NR35.
  • Maior ROI do investimento.

Usinas de produção de álcool e açúcar e a indústria 4.0

Um dos pólos de modernidade da agroindústria são as usinas de produção de álcool e açúcar. É impressionante a diversidade e complexidade dos equipamentos instalados nestas empresas. Para avaliar a complexidade destas usinas temos ainda de considerar aspectos como criticidade e backup dos equipamentos, complexidade, dificuldades de acesso e custo de manutenção.

Os processos são quase sempre em série, tomemos como exemplo os transportadores de cana picada, de bagaço para alimentação das caldeiras para geração de vapor para o processo e geração de energia. Qualquer destes transportadores que parar vai provocar um “efeito dominó”, com a parada em sequência dos demais processos, causando prejuízos enormes para a produção e altos custos de manutenção. 

Ainda deve-se destacar que todas as usinas são geradoras de energia e estão interligadas ao sistema de produção e transmissão de energia elétrica do Brasil e no caso de quedas do fornecimento as geradoras estão submetidas a pesadas multas contratuais.

Quanto aos custos de manutenção temos de ressaltar que se os reparos forem executados numa fase inicial, ou seja, início de falha ou talvez até antes, quando temos um desalinhamento, um início de falha de lubrificação ou um desbalanceamento, etc., as despesas serão muito menores. Tomemos o exemplo do custo de reparo de um redutor planetário, o custo do reparo pode variar de R$200.000,00 – quando o defeito é identificado em início de falha, a mais de R$ 1.000.000,00 – quando o defeito só é identificado em uma quebra catastrófica com grandes danos ao equipamento. 

O pessoal especializado em confiabilidade nos diz que o custo da manutenção varia e é diretamente proporcional com o momento que identificamos o problema, assim podemos trabalhar com a seguinte regra:

  • Custo Corretiva = 20 x Custo Preditiva = 5 x Custo Preventiva; 
  • Tempo Corretiva = 12 x T. Preditiva = 6 x T. Preventiva;
  • Perda de produção na corretiva: muito alto, deve-se levar em conta inclusive, o tempo necessário para nova padronização do processo.

Para identificar estes defeitos numa fase inicial, quando temos um baixo custo de reparo e pequena parada programada para a intervenção, temos de monitorar estes redutores continuamente, onde são necessários vários sensores em pontos de maior transmissividade da vibração dos rolamentos dos planetas. Estes sensores têm medir os níveis de vibração em altas rotações (entradas) e baixíssimas rotações nos eixos de saída do redutor

A indústria 4.0 é o mais novo aliado das agroindústrias, possibilitando o monitoramento online de seus equipamentos durante as 24 horas do dia, sete dias por semana. Neste caso, mesmo quando os especialistas não estão presentes em suas unidades, o próprio operador do processo tem condições de ver os gráficos de tendência, os alarmes e insights gerados pelo software de predição IoTebe. Além destes indicadores o software ainda dispõe de recursos de inteligência artificial, com geração automática de diagnósticos. Dependendo ainda da gravidade, o operador pode solicitar um apoio dos especialistas e via celular. O especialista tem acesso a todas as informações conectadas diretamente na nuvem e verificando os problemas da máquina em questão.

Exemplo de Monitoramento instalado em um turbo gerador de um cliente

A Chave do sucesso de um sistema de monitoramento online

    • Uma plataforma de monitoramento confiável e distribuída ao longo do processo, monitorando todos os equipamentos críticos.
    • Mudança cultural da empresa, fazendo os reparos na fase inicial e priorizando os equipamentos críticos.
    • Uma boa inteligência embarcada no sistema de monitoramento que gere insights e alertas confiáveis.