O processo produtivo na indústria depende de vários outros processos/departamentos, tais como a logística e a manutenção. Podemos definir, de uma forma simplista, que a Industrial Internet of Things (IIoT), além de todas as outras particularidades, é um conjunto de tecnologias que permitem que processos e equipamentos, que normalmente não estariam interligados on-site e/ou off-site, estejam conectados.
Esta interligação permite que todos esses processos possam ser analisados e controlados de uma forma mais estruturada e eficaz, já que toda a informação recolhida, depois de tratada, é uma ferramenta essencial para otimizar todos esses mesmos processos.
O valor acrescentado do IIoT para a manutenção preventiva
O processo de manutenção, seja ele preventivo, curativo ou corretivo, necessita de vários fatores para ser um processo competente, eficaz e eficiente, tais como, recursos humanos com a competência necessária, logística de suporte e informação de qualidade para que a gestão seja consequente e adequada.
Numa estrutura desenvolvida e construída já com a intenção de obedecer à filosofia defendida pela interação 4.0 da evolução industrial, todos os processos e equipamentos que estejam diretamente ou indiretamente ligados à produção encontram-se interligados de forma transparente. Assim, a manutenção tem acesso de forma rápida e clara a toda a informação que necessita para tomar decisões ágeis e planear com eficiência todos os seus procedimentos o que por sua vez, devido à interconectividade de todos processos, permitem que a produção e logística interajam com a maior eficácia possível, seja ao nível de recursos e/ou tempo, reduzindo, desta forma, os custos inerentes.
O número de empresas que têm uma estrutura desenvolvida de raiz para a indústria 4.0 em Portugal é muito reduzido, sendo muito comum existirem diferentes níveis de tecnologia e antiguidade de equipamentos, o que constitui uma matriz heterogénea que normalmente não está interligada, seja por utilizarem tecnologias não integráveis ou por integrarem protocolos de comunicação incompatíveis, sendo que com este tipo de dificuldades o volume e qualidade de informação que se possa retirar, de modo a otimizar o processo de manutenção, é muito baixo, ou mesmo inexistente. Por isso é extremamente complexo planear de forma competente um plano de manutenção preventiva, o que normalmente obriga que a manutenção efetuada seja, em sua grande maioria, curativa, com todos os custos associados.
Analisaremos de seguida um caso realista. Para esta análise, vamos tomar como exemplo uma empresa da área têxtil, com uma linha produtiva com diferentes níveis de tecnologia integrados ao longo de um período de 40 anos. O problema essencial é como efetuar a integração de todas as tecnologias e equipamentos que, quer pela sua idade e/ou pelo fabricante, são normalmente incompatíveis.
De forma a elucidar a abordagem a este problema é necessário definir um conjunto de requisitos e necessidades:
1 – Que nível de integração se procura?
• Nível 1 – Apenas recolha e tratamento de informação da estrutura produtiva;
• Nível 2 – Além do nível 1, acrescenta-se controlo das funções básicas;
• Nível 3 – Retroffiting completo da estrutura.
2 – Tenho Recursos Humanos para efetuar a integração e/ou utilizar a mesma da melhor forma?
Em relação ao ponto 1, a escolha depende sempre da quantidade de recursos que a empresa pretende alocar versus os previsíveis ganhos obtidos, sendo perfeitamente possível e até recomendável, que a modernização seja feita de forma faseada, aproveitando a informação e lições obtidas em cada nível para otimizar esse mesmo processo.
No que concerne ao ponto 2, será sempre crítico que as equipas de manutenção e integração recebam a formação adequada para poder desenvolver, utilizar e otimizar a modernização da estrutura, para poderem tirar o máximo partido de toda a estrutura.
Como é que o IIoT poderá ajudar?
Assumindo que a empresa pretende começar pelo Nível 1, a tecnologias e equipamentos desenvolvidos que se inserem na filosofia IIoT serão fundamentais na aquisição da informação e no tratamento da mesma.
Vamos utilizar, como exemplo, uma máquina de lavagem e branqueamento de tecido, que apresenta vários processos diferentes, onde diversas grandezas físicas são medidas e controladas, tais como: temperatura, pressão, caudal, PH, etc. É controlada por um sistema de processamento fechado sem qualquer integração ou rede de campo/comunicação, como grande parte do parque industrial típico instalado em Portugal.
Sendo um sistema fechado, muita da informação necessária para se monitorizar e manter a máquina é opaca para o técnico de manutenção. Não é aconselhável, ou mesmo possível, aceder a esses dados diretamente, por diversos motivos, como por exemplo: acesso limitado pelo fabricante, tecnologia obsoleta, o que leva a que não existam os conhecimentos para a aceder com segurança, ou o próprio sistema de controlo não acede nem regista dados requeridos.
Sendo assim, uma das opções possíveis é acoplar um sistema externo, podendo-se utilizar um sistema embebido com a capacidade de comunicação por rede de comunicação baseada em Ethernet ou rádio, ou um sistema baseado em PLC com a mesma capacidade de comunicação. Ambos os sistemas estão equipados com vários sensores e interfaces para recolher a informação pretendida. O objetivo fundamental da recolha destes dados é de os fazer chegar, com o maior grau de rapidez e fiabilidade, a quem necessita de tomar decisões.
Etapa seguinte – Como tirar partido da informação recolhida?
Num primeiro patamar, em que a informação é necessária em tempo real para que se possam tomar decisões imediatas, esta é apresentada através de interface homem-máquina no chão de fábrica e/ou mesmo no sistema de gestão técnica centralizada, em que as equipas de manutenção podem atuar de forma rápida. Ou seja, os dados apresentados, serão geralmente grandezas físicas críticas para o bom funcionamento do processo como: temperaturas, pressões, consumos, etc.
Num segundo patamar, que poderemos considerar intermédio, toda a informação recolhida e apresentada na primeira fase também está disponível, embora seja tratada e aglutinada com outros dados de modo a que a direção de manutenção possa planear as intervenções e otimizar as mesmas. Raw Data, aqui não tem tanto valor como no grau anterior, sendo que médias, valores mínimos e máximos, durações temporais e outras análises são muito mais valiosas, dando aos decisores a informação necessárias para, planear e otimizar a manutenção do processo produtivo. Neste patamar a informação, tendo sido já tratada e filtrada, é geralmente apresentada sobre a forma de Dashboard, permitindo diminuir o ruído típico originado pela quantidade de informação obtida.
Neste nível, deverão estar integrados todos os diversos processos produtivos, para que a direção de manutenção possa também planear e otimizar os recursos disponíveis. O objetivo primordial de um departamento de manutenção é garantir que o OEE (Overall Equipment Effectiveness) da máquina ou processo seja o mais próximo dos 100%. Este índice é um KPI fundamental para medir o sucesso do processo produtivo de uma indústria. Num terceiro patamar, temos a visão macro de todos os departamentos que diretamente e indiretamente afetam a produção, como por exemplo: manutenção, logística, a própria produção e mesmo os recursos humanos. Toda a informação recolhida sofre um maior grau de filtragem e tratamento, sendo que geralmente os Dashboards apresentados focam-se principalmente em KPI, análise de tendências e outras análises macro.
Resumindo, quanto mais alto for o patamar, maior a integração e disseminação digital necessária de todos os departamentos e processos na empresa. O que nos leva ao ponto 2: Estarão as equipas preparadas para lidar com este processo de digitalização?
A peça fundamental no processo de digitalização – Preparar os Recursos Humanos
A resposta à questão anterior é, de forma generalizada, que não estão totalmente preparadas. Este novo paradigma obriga as empresas a modernizarem, alterarem e mesmo criarem novas funções que permitam suprir estas necessidades. Para ultrapassar este desafio podem descrever-se 3 potenciais soluções, que, pela sua natureza, podem ser complementares:
- Preparar as equipas internas nas competências necessárias para o novo alinhamento;
- Contratar novos profissionais que já tenham adquirido as competências necessárias, seja através de formação ou experiência profissional;
- Recorrer a apoio externo através de serviços de consultoria/ integração das soluções pretendidas.
Qualquer que seja a escolha, a mesma irá permitir à organização iniciar e implementar o seu processo de digitalização. Embora todas sejam soluções válidas, cada uma apresenta um conjunto diferente de desafios, sejam eles de recursos humanos, económicos ou técnicos.
https://www.atec.pt/artigos-tecnicos/o-impacto-na-manutencao-preventiva.html
Author: Manuel Costa
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