A transformação digital está mudando as formas de produção, trazendo novos conceitos e tecnologias que chegam até o chão de fábrica.
Nesse contexto, inovações como a Internet Industrial das Coisas (IIoT) tornam-se indispensáveis para que as empresas estejam preparadas para aplicação de sistemas, dispositivos e modos de produção que possibilitem a digitalização de processos e operações para indústria 4.0.
A seguir, veja tudo o que você precisa sobre IIoT e o papel da CERTI para auxiliar as empresas rumo à indústria 4.0. Boa leitura!
O que é IIoT: Industrial Internet of Things
Industrial Internet of Things (Internet Industrial das Coisas – IIoT) é a aplicação de dispositivos inteligentes e conectados à internet nas áreas de manufatura e nos processos produtivos.
Por meio de sensores e equipamentos autônomos, capturam-se dados em tempo real para a realização de análises e monitoramento das atividades com o objetivo de aumentar a eficiência e reduzir os custos de produção.
Assim, a IIoT consegue criar uma rede de dispositivos interconectados capazes de monitorar, compartilhar e analisar dados. Essas informações servem como norte para a tomada de decisões e ajudam a garantir uma gestão mais eficiente.
Para se ter uma ideia de quão forte é essa tendência, segundo o site Statista, a IIoT já representa um mercado que vale mais de US$ 323 bilhões em todo o mundo. Até 2028, a expectativa é que este valor ultrapasse US$ 1,1 trilhão.
Qual a diferença entre IIoT e IoT?
A Internet das Coisas (Internet of Things – IoT) e a IIoT são dois dos avanços mais importantes em termos da digitalização.
As duas tecnologias se baseiam na coleta de dados e na comunicação entre dispositivos pela internet. No entanto, a principal diferença entre ambas está a quem a tecnologia se destina. Enquanto a primeira trata-se de um conceito mais amplo, a segunda é uma subcategoria específica para uso na indústria.
Sendo assim, a internet das coisas pode ser aplicada desde o uso residencial, com a conexão entre dispositivos eletrônicos, acessórios vestíveis e assistentes virtuais, até o uso em empresas, como concessionárias de energia ou água, por exemplo.
Tomando como exemplo as empresas fornecedoras de energia elétrica, o objetivo da IoT é que essas companhias façam uso de sensores e outros dispositivos que forneçam dados para uma gestão mais otimizada da rede e de seus recursos. A tecnologia pode auxiliar na identificação de falhas, na necessidade de manutenção em algum componente e na análise preditiva de eventos e resultados.
Outro exemplo é o emprego da IoT para automatizar tarefas e permitir o controle autônomo dos equipamentos. É o caso de sensores que controlam o fluxo do tráfego em rodovias com base em informações coletadas em tempo real.
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Por outro lado, a Internet Industrial das Coisas refere-se à IoT aplicada exclusivamente em ambientes industriais, sobretudo nos processos produtivos no chão de fábrica. Essa é uma tecnologia essencial para a indústria 4.0, possibilitando a implementação de máquinas e sistemas mais inteligentes, autônomos e interoperáveis.
Os objetivos são semelhantes: melhorar a eficiência, aumentar a produtividade, trazer mais segurança e permitir a análise preditiva de eventos. Um aspecto essencial da IIoT diz respeito à comunicação, por meio da coleta contínua de dados e o uso de tecnologias como Inteligência Artificial e Big Data para analisá-los e interpretá-los para extrair conhecimento e fornecer insights.
Qual a relação entre IIoT e Edge Computing?
Edge computing (computação de borda) trata da descentralização da infraestrutura computacional e de processamento de dados para garantir uma menor latência (tempo de resposta) e melhorar a comunicação entre pessoas, equipamentos e aplicações.
A ideia é deixar de trabalhar com um polo centralizado e distribuir as operações em micro-data centers periféricos e instalados mais próximos à fábrica.
Os dispositivos IIoT são elementos fundamentais quando falamos de edge computing. Afinal, máquinas e sensores conectados coletam dados do chão de fábrica em tempo real, permitindo a resolução de problemas com maior rapidez, aumentando a eficiência das operações e auxiliando na tomada de decisões.
Características da Internet Industrial das Coisas
Para ser caracterizado como IIoT, a tecnologia em questão deve estar conectada à rede e gerar dados que permitam a análise e auxiliem a tomada de decisões. Nesse sentido, o funcionamento da Internet Industrial das Coisas caracteriza-se por:
- Dispositivos: trata-se dos equipamentos em si, isto é, sensores, máquinas, localizadores, entre outros.
- Rede: refere-se à estrutura de conectividade, ou seja, é a rede que garante a comunicação entre sistemas e dispositivos. Isso pode acontecer tanto na nuvem (cloud computing) quanto na borda (edge computing).
- Serviços: consiste nas aplicações que fazem a análise e o processamento dos dados.
- Conteúdo: é a interface com interação humana, como computadores, dispositivos móveis e outros hardwares.
Trajetória de desenvolvimento da Indústria 4.0
A introdução da indústria 4.0 demanda avanços significativos na capacidade de manufatura da empresa e no uso de recursos digitais. Vale notar que essa transformação é extremamente complexa e pode levar anos até que seja completamente implementada e consiga trazer resultados mais robustos.
A trajetória dos setores produtivos no que se refere à sua maturidade para a indústria 4.0 pode ser dividida em seis etapas subsequentes de desenvolvimento, em que o estágio seguinte representa uma evolução em relação ao anterior.
As etapas são:
1. Computadorização
O primeiro estágio trata dos alicerces mais básicos para a digitalização da indústria. Nesta etapa, temos a implementação de tecnologias, mas ainda de forma isolada umas das outras.
É importante destacar que a computadorização já está bastante avançada na maioria das indústrias, sendo empregada, sobretudo, para a automatização de tarefas repetitivas com o objetivo de ganhar eficiência e assegurar os mais elevados níveis de qualidade e controle.
Aqui, ainda temos a presença de máquinas sem interface digital, operadas manualmente e sem conectividade. Isso gera um cenário de controle semiautomático, em que os poucos dados gerados não estão associados. O resultado é uma dificuldade muito maior para, por exemplo, identificar problemas de qualidade nos produtos.
2. Conectividade
No estágio de conectividade, as tecnologias deixam de ser empregadas isoladamente e são substituídas por componentes conectados.
Nesta etapa, a tecnologia operacional (OT) garante a conectividade a interoperabilidade dos sistemas. No entanto, ainda não vemos a convergência e integração entre OT e a tecnologia da informação (IT).
A conectividade se refere à possibilidade de máquinas comunicarem-se automaticamente trocando dados e informações de maneira padronizada, por exemplo. Isso impacta diretamente na produtividade e na qualidade do produto final.
3. Visibilidade
A presença de sensores possibilitam a captura de dados ao longo da cadeia. Em tempo real, é possível registrar e correlacionar eventos em toda a empresa, e não apenas em cada área isoladamente.
Isso é fundamental para a criação do chamado digital shadow, uma representação digital que ajuda a entender o que está acontecendo no chão de fábrica, facilitando a gestão e a tomada de decisões com base em dados reais e confiáveis.
Alcançar o estágio de visibilidade ainda é um desafio para muitos setores, principalmente em por conta de áreas como logística, em que poucos dados são coletados.
Além disso, as empresas costumam centralizar os dados e limitar seu acesso, restringindo seu poder transformador nos processos produtivos.
O acesso facilitado a essas informações é essencial para fornecer insights sobre o negócio. Isso torna mais fácil, por exemplo, a definição de KPIs (Key Performance Indicators) que ajudarão a monitorar a produção e a manter todos os envolvidos mais bem informados.
Cabe destacar que garantir a visibilidade exige mais do que adequações tecnológicas; passa diretamente por uma mudança na estrutura e na cultura organizacional, adotando uma comunicação não hierárquica e envolvendo mais pessoas no processo decisório.
4. Transparência
Esta etapa é quando a empresa entende por que as coisas acontecem e usa essas constatações para gerar conhecimento de forma a servir de apoio para a tomada ágil de decisões complexas.
Para isso, devem ser empregadas tecnologias capazes de lidar com grandes volumes de dados, como o Big Data, processando-as, analisando-as e combinando-as. Melhor ainda se o Big Data for aplicado em paralelo com outros sistemas, como ERP e MES.
No contexto do chão de fábrica, a transparência é fundamental para a realização de manutenções preditivas, uma vez que fornece um histórico dos equipamentos.
5. Capacidade preditiva
A capacidade preditiva refere-se à possibilidade de simular e prever diferentes cenários futuros e identificar os mais prováveis. Como resultado, a empresa consegue antecipar eventos e definir medidas para melhor atendê-los ou para reduzir potenciais impactos negativos.
Reduzir o número de ocorrências inesperadas, como a interrupção de máquinas, proporciona uma operação mais robusta e permite agir antes mesmo que esses problemas aconteçam.
A capacidade preditiva na indústria vai depender muito dos dois estágios anteriores: um digital shadow bem construído, combinado ao conhecimento extraído dos dados, é o que vai ajudar na realização de previsões mais precisas.
6. Adaptabilidade
A etapa final no processo de maturidade para a indústria 4.0 é a adaptabilidade. Junto ao estágio anterior, ela é essencial para possibilitar a automatização de ações, delegando decisões para os sistemas dotados de inteligência artificial de modo a garantir uma adaptação mais rápida às constantes mudanças do ambiente de negócios.
O grau de adaptabilidade vai depender da complexidade das decisões e do custo-benefício.
Além disso, é importante avaliar os riscos da automação dessas ações, assegurando os melhores resultados possíveis no menor período de tempo possível.
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Transformação digital e aplicações da IIoT
A tecnologia IIoT está diretamente relacionada à transformação digital e à indústria 4.0, sendo elemento-chave para o amadurecimento das empresas.
De fato, a Internet Industrial das Coisas tem muitos pontos de contato com os principais preceitos da indústria 4.0. Isso inclui a conectividade, transparência, capacidade preditiva e adaptabilidade, que caracterizam algumas das etapas no processo de maturidade que vimos anteriormente.
Mais do que isso, a IIoT também está ligada a conceitos de automação, Inteligência artificial, Machine Learning e BIg Data, que são algumas das inovações basilares da indústria 4.0
As aplicações da IIoT são as mais variadas e abrangem desde os processos produtivos ao produto final que é entregue aos consumidores. Destacamos algumas:
- Uso de veículos autônomos para transporte de componentes e insumos no chão de fábrica;
- Controle de estoque, com a utilização de sensores que indicam a necessidade de reposição de peças e direcionam as compras;
- Melhoria no desempenho de máquinas e diminuição do tempo ocioso;
- Redução de falhas humanas, ajudando a economizar tempo e evitar erros;
- Aperfeiçoamento da cadeia logística, com sensores que transmitem dados em tempo real sobre a localização e as condições dos veículos, do ambiente, entre outras informações;
- Redução de acidentes por meio de vestíveis inteligentes que fornecem dados em tempo real sobre o ambiente e os próprios operadores;
- Suporte à gestão através do envio de informações que permitem aumentar a rastreabilidade na cadeia de suprimentos.
Benefícios do IIoT para a indústria
Mais eficiência
Os dispositivos IIoT conseguem coletar dados de maneira contínua, sejam eles provenientes de equipamentos, processos ou recursos.
Isso proporciona uma gestão mais eficiente dos processos produtivos, destacando as oportunidades para redução de custos e/ou do uso de insumos e para melhora da produtividade.
Redução do tempo de inatividade
O monitoramento constante dos dados dos equipamentos permite um controle muito mais preciso sobre seu uso e sobre a necessidade de manutenções.
Com isso, a Internet Industrial das Coisas ajuda a reduzir o tempo de inatividade do maquinário e a potencializar a eficiência de cada ativo do chão de fábrica.
Isso não é importante apenas para aumentar a produtividade global da empresa, mas também para otimizar o uso de recursos e, assim, reduzir custos — inclusive com manutenção.
Controle remoto
Ao ter os equipamentos conectados entre si e à internet durante todo o tempo, é possível controlá-los remotamente.
Essa funcionalidade é importante para reduzir o tempo de resposta a eventos desfavoráveis e aumentar a adaptabilidade do sistema como um todo.
Maior qualidade
Se a Internet Industrial das Coisas proporciona uma maior precisão no processo produtivo, é de se esperar que isso se reflita em um melhor controle de qualidade do produto final.
A partir da comunicação entre dispositivos e sistemas, torna-se mais fácil identificar quaisquer inconsistências ou falhas.
Além disso, é possível garantir que o projeto que saiu da fase de engenharia seja produzido de acordo com as especificações, reduzindo e até mesmo eliminando desvios.
Melhor tomada de decisões
Dados são um insumo fundamental para embasar o processo de tomada de decisão.
Enquanto os dispositivos IIoT geram, coletam e fornecem informações em grande quantidade, o Big Data e IA ajudam a extrair insights dessas informações e orientar decisões melhores.
Além disso, essa análise aumenta a capacidade preditiva da indústria e a torna mais preparada para momentos de crise e para responder a quaisquer tipos de eventos.
Novos serviços e modelos de negócio
O crescimento da IIoT favorece o surgimento de novas oportunidades de negócio, principalmente por conta da maior eficiência na comunicação de dados.
Um exemplo acontece na indústria automotiva. É possível monitorar em tempo real os veículos entregues aos compradores, acompanhando cada variável de desempenho e integridade.
A partir dessas informações, as empresas podem oferecer novos serviços que agreguem mais valor aos seus clientes.
Como avançar na digitalização rumo à Indústria 4.0
Embora seja necessário que os setores produtivos se preparem para a indústria 4.0, é preciso ter em mente que, no Brasil, muitas indústrias sequer atingiram o nível de maturidade 3.0, isto é, elas ainda se encontram entre as etapas de computadorização e conectividade.
Para mudar esse cenário, é necessário não apenas garantir o avanço tecnológico, mas muni-las com conhecimento.
A Fundação CERTI auxilia a indústria a tornar-se mais competitiva por meio da exploração de conceitos para a análise de processo, criação de cenários, digitalização da planta e a criação de projetos de unidades fabris no estado da arte.
O objetivo é permitir que as empresas possam projetar, configurar, validar e simular o desempenho da sua produção antes de aplicar essas mudanças no mundo real.
Criado pela CERTI, o LabFaber é um laboratório-fábrica para o desenvolvimento, domínio, prática e difusão das tecnologias centrais para a transformação digital da indústria, com foco na competitividade.
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