Segundo o McKinsey Global Institute (MGI), unidade de pesquisa econômica e empresarial da McKinsey & Company e uma das principais consultorias de gestão e estratégia do mundo, a automação industrial, ou transformação digital, deverá aumentar a produtividade na indústria de 0,8 % a 1,4 % nos próximos anos. No entanto, sabemos que essa mudança no ambiente industrial, na era da Indústria 4.0, não ocorrerá da noite para o dia.

Uma transformação assim requer:

• planejamento;
• investimento;
• olhar inovador por parte das empresas.

Então, qual o primeiro passo? Quais são as novas tecnologias que podem ser utilizadas? O que deve ser priorizado dentro da indústria para promover a transformação digital? Vamos descobrir a seguir.

Manutenção preditiva é o primeiro passo para a transformação digital

Ainda de acordo com a consultoria McKinsey & Company, a manutenção preditiva é capaz de aumentar a disponibilidade de uma linha de produção em até 15%. Dessa forma, essa é considerada o primeiro passo para implementar a transformação digital na indústria.

Além do aumento da produção, a manutenção preditiva tem outros benefícios, como:

• previsibilidade;
• prevenção de paradas não programadas;
• eficiência energética (evita desgastes, superaquecimento, falta de lubrificação ou tubulações com vazamentos, que fazem o equipamento consumir mais energia);
• segurança do trabalho;
• redução de custos;
• aumento da produção.

Automação industrial e Indústria 4.0

Para esta etapa crucial rumo à transformação digital, a japonesa Macnica DHW, presente no Brasil desde 2012, possui soluções disruptivas de IoT e IA, como a Senspider. Trata-se de um dispositivo compacto desenvolvido pela Macnica Inc. para que empresas possam evitar paradas inesperadas na produção por falhas em grandes motores, o que resulta em custos elevados.

De acordo com uma pesquisa global da True Cost of Downtime, cerca de 8% da receita anual de uma empresa pode ser comprometida por problemas como esse. Essa pesquisa, realizada em 72 multinacionais, mostrou que plantas industriais perdem em média 323 horas de produção por ano por causa de falhas nos equipamentos.

Nesse cenário, a manutenção preditiva é uma importante aliada. Por meio do monitoramento constante e em tempo real dos equipamentos, é possível detectar potenciais falhas em seus estágios iniciais e planejar intervenções antes que a interrupção total da produção ocorra. Para as empresas, isso resulta em uma redução significativa dos custos operacionais.

Por isso, com o objetivo de ajudar os gestores a resolverem seus desafios em relação à manutenção preditiva, a Senspider coleta vários tipos de dados de sensores simultaneamente. A partir disso, cria alertas detalhados sobre a necessidade de manutenção baseada em condições (CBM, do inglês Condition Based Maintenance), utilizando inteligência artificial (IA).

Case Senspider: melhoria do processo e valor agregado ao produto final

A Citizen Machinery, empresa com sede no Japão que desenvolve, fabrica e vende tornos e máquinas-ferramenta, está utilizando a Senspider no seu processo de fabricação e no suporte aos clientes que compram seus produtos. Com a Senspider, a Citizen tem todos os benefícios da manutenção CBM na sua linha de produção.

Além disso, o Departamento de Planejamento da empresa, que desenvolve produtos de alto valor agregado, está explorando as funcionalidades desse dispositivo inteligente para levar todos os seus benefícios para os usuários finais dos tornos fabricados pela Citizen. Assim, a empresa poderá agregar ainda mais valor a seus produtos.

Todas essas iniciativas estão alinhadas com a Indústria 4.0, ou seja, colaboram para os seguintes objetivos:

• ter visibilidade do processo em tempo real;
• tomar decisões assertivas rapidamente.

Previsão de falhas na Indústria 4.0

Outra funcionalidade que a empresa de tornos e máquinas-ferramenta buscava oferecer era um sistema de previsão de falhas para seus produtos. Ou seja, implementar um conceito inovador para a indústria manufatureira que usa IA para analisar diferentes tipos de dados obtidos pelos sensores das máquinas e vinculá-los à previsão de falhas.

Nesse ponto, ao analisar os equipamentos do chão de fábrica da Citizen, descobriram que um dos pontos fracos dos tornos era o rolamento do fuso. Trata-se de uma peça que gira em alta velocidade e tem uma taxa alta de falhas se comparada às demais.

Assim, a empresa pôde focar no desenvolvimento de uma tecnologia de previsão de falhas baseada em CBM para essa peça. Com isso, também seria possível diminuir os custos de manutenção.

Até então, o foco da empresa estava na manutenção preventiva, em que as peças que necessitam de manutenção são substituídas em intervalos de tempo específicos, e na manutenção corretiva, na qual as peças são substituídas no momento da falha. Ambas as formas de manutenção dependem, principalmente, da subjetividade humana.

Com o novo sistema de manutenção baseada em condição, também conhecida como manutenção preditiva, a condição da máquina é monitorada em tempo real e as peças são substituídas apenas quando é necessário.

“Isso significa que clientes que substituem peças de reposição como parte de sua manutenção regular não vão mais precisar trocar as peças de forma desnecessária, o que irá diminuir muito os custos”, explica Yasuhiro Kera, do Departamento de Planejamento da Citizen.

Selecionando a Senspider: um registrador de dados inteligente

Inicialmente, a Citizen instalou um registrador de dados para coletar a vibração, medida pelos sensores, e conectou-o a um PC para avaliação de dados. Entretanto, o ambiente não era confiável o suficiente para máquinas-ferramentas, e a conexão era complicada devido à combinação de vários sensores.

No segundo momento, em parceria com a Macnica Inc., a empresa passou a testar a Senspider para essa funcionalidade, já que a ferramenta possui gateway de sensor e terminal de computação de borda desenvolvido para aplicações de CBM.

Qualidade do processo de fabricação

Atualmente, a Citizen usa a Senspider em seus processos de fabricação para melhorar sua visibilidade, e muitas plataformas foram implantadas nas linhas de produção de fábricas nacionais e estrangeiras. Dessa forma, a Citizen, que antes avaliava visualmente a condição do rolamento do fuso instalado na máquina-ferramenta, agora pode visualizar numericamente, analisar e usar os dados para confirmação do estado antes de iniciar a próxima etapa de produção.

Isso garantiu melhoria no processo de fabricação, substituindo a inspeção humana por tecnologia de ponta no monitoramento do rolamento do fuso. “Com a medição de vibração da Senspider, os dados podem ser coletados de forma adequada e o equipamento é fácil de usar. Além disso, o suporte é ótimo: quando temos dúvidas, obtemos uma resposta rápida”, destaca Nakahara, da Citizen.

Assim, com a utilização do sistema de CBM da Senspider, é possível analisar os dados de vibração utilizando uma abordagem de IA e tirar conclusões confiáveis ​​sobre as peças rapidamente.

“No passado, esse processo era feito pelos colaboradores da Citizen, com anos de experiência, e levava muito tempo para que a causa dos problemas fosse identificada. Agora, com esse dispositivo inteligente, é possível determinar rapidamente se o fuso não está balanceado, se os rolamentos foram montados corretamente ou se estão errados e decidir rapidamente o que fazer a respeito. Essas vantagens fazem da Senspider uma ótima opção para a inovação trazida pela Indústria 4.0”, salienta a Sra. Misono, do Departamento de Planejamento da Citizen.

Além desses benefícios para o processo de fabricação da Citizen, a empresa utiliza a Senspider para solucionar problemas dos seus clientes. Nesse caso, a Senspider é instalada no local e faz o monitoramento da situação individualmente. Isso é muito importante, já que, em alguns casos, o problema não é reproduzível em locais diferentes e ocorre a cada seis meses ou um ano, por exemplo.

Dessa forma, a Senspider e os sensores são instalados na máquina-ferramenta do cliente para monitorar seu estado em tempo real. “O tamanho compacto da Senspider e a instalação simples facilitam a implantação do serviço no chão de fábrica do cliente final. Embora seja relativamente fácil encontrar uma peça quebrada, a capacidade de realizar uma detecção preditiva de alto nível para verificações de integridade é muito relevante.”, diz Sr. Nakaya.

Por fim, para atender às necessidades de monitoramento remoto, a empresa espera criar um ambiente no qual as informações armazenadas pela Senspider possam ser carregadas automaticamente na nuvem via Wi-Fi. Assim, o status das máquinas dos clientes ficará visível a partir do dia em que a Senspider foi instalada, mesmo em locais remotos, trazendo visibilidade e agilidade para o processo.

“Com as APIs web implementadas na Senspider, é possível monitorar os dados remotamente. Um dos benefícios é que conseguimos expandir o escopo do suporte ao cliente”, enfatiza Nakahara. Isso proporciona ainda mais valor agregado às máquinas-ferramenta produzidas pela Citizen.

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