Principais aplicativos de IoT industrial para estimular a inovação

É difícil produzir e vender itens de qualidade quando você não sabe onde seus ativos estão localizados em um determinado momento. Ou quando seu inventário está constantemente ficando sem materiais essenciais. Ou quando o equipamento quebra inesperadamente, apesar das rodadas de inspeção programadas. E ainda por cima, seu fornecedor não se preocupa em informar sobre atrasos nas remessas ou entregas estragadas porque o sistema de refrigeração quebrou e ninguém notou.

Você deseja ter controle total sobre seu processo de fabricação e monitorar sua cadeia de suprimentos? Então, uma solução de Internet das Coisas Industrial pode ser exatamente o que você precisa.

Continue lendo este artigo para descobrir os principais aplicativos IoT industriais que garantirão que as situações infelizes acima não comprometam suas operações.

O que é IoT industrial e como funciona?

A Internet das Coisas Industrial (IIoT) é a utilização de sensores para coletar e processar dados de dispositivos conectados com o objetivo de entender e melhorar os processos industriais. A IIoT também pode usar atuadores e controladores programáveis para se comunicar com dispositivos e fazê-los agir de uma determinada maneira.

O número de dispositivos IoT está crescendo constantemente em todo o mundo. Statista relatou 11,28 bilhões de dispositivos em 2021 . E espera-se que esse número ultrapasse 29 bilhões até 2030, à medida que a demanda por IoT cresce. A Ericsson afirma que, para uma fábrica ser considerada “inteligente”, ela precisa implantar 0,5 dispositivos IoT por metro quadrado .

Então, como os dispositivos IoT funcionam juntos? E o que você precisa saber para utilizá-los em sua organização?

A anatomia da IoT

A arquitetura IoT consiste em componentes de software e hardware que interagem para agregar, transmitir e analisar dados provenientes de diferentes dispositivos. Abaixo, você encontrará uma breve descrição das cinco principais camadas de IoT. Para uma explicação detalhada, confira nosso guia detalhado sobre a arquitetura IoT .

1. Camada do dispositivo . Abrange vários dispositivos IoT equipados com sensores e atuadores. Os sensores coletam dados dos dispositivos correspondentes e os transmitem como um sinal para uma unidade de processamento. Os atuadores, ao contrário, recebem comandos — ou seja, sinais — dos centros de processamento e fazem com que os dispositivos atuem sobre eles.
2. Camada de rede . Abrange tecnologias de comunicação, como Bluetooth, 4G/5G e Wi-Fi, para citar alguns exemplos.
3. Camada de computação de borda . Compreende dispositivos intermediários entre unidades IoT e servidores em nuvem. Esses dispositivos processam dados críticos localmente e enviam as informações restantes para a nuvem em intervalos programados, reduzindo assim os custos de infraestrutura. Embora os dispositivos de computação de ponta não façam parte da arquitetura tradicional de IoT, eles estão se tornando cada vez mais populares entre os adotantes da Internet das Coisas.
4. Camada de suporte a dispositivos e aplicativos . Recebe, processa e armazena dados coletados de sensores IoT.
5. Camada de aplicação . Abrange diferentes aplicativos que funcionam com dados IoT. Isso inclui algoritmos analíticos, ferramentas de visualização de dados, software que emite comandos para atuadores, etc.

Enquanto a IoT “tradicional” é centrada no cliente e captura como as pessoas interagem com seus dispositivos inteligentes, a IoT Industrial se concentra em aplicativos corporativos e implica implementações em larga escala.

Plataformas IIoT para benefícios ainda maiores

A IoT não é um conceito novo e muitas organizações industriais usam sensores de IoT para coletar dados de dispositivos conectados. No entanto, a IoT geralmente é implantada em silos isolados para cada aplicativo Industrial IoT, o que limita o compartilhamento de dados e restringe os benefícios.

Para mitigar isso, as organizações podem se beneficiar dos serviços de desenvolvimento da Internet das Coisas para criar plataformas IIoT que abrangem toda a empresa. Essa configuração interromperá pipelines IoT isolados e estabelecerá um ponto centralizado para gerenciar dispositivos IoT em diferentes casos de uso. Também permitirá que você integre mais dados e tenha uma visão unificada de todas as operações.

As 10 principais aplicações de IoT industrial

Aqui estão 10 exemplos importantes da Internet das Coisas Industrial que ajudarão você a economizar tempo e dinheiro sem comprometer a qualidade:

1. Manutenção preditiva
2. Controle de qualidade
3. Gestão da cadeia de abastecimento
4. Acompanhamento de bens
5. Monitoramento de estoque
6. Equipamentos remotos e controle do local de produção
7. Gerenciamento de energia
8. Automação
9. Otimização de processos e análises avançadas
10. Controle de segurança

Manutenção preditiva

Os fabricantes passam anualmente por 800 horas de paralisação dos equipamentos , o que equivale a 15 horas semanais. Outra pesquisa mostra que a falha não planejada do dispositivo pode custar à empresa até US$ 260.000 por hora .

Felizmente, a IoT industrial pode ser aplicada para evitar falhas de equipamentos e reduzir as despesas associadas. Sensores de IoT colocados em equipamentos e veículos podem coletar dados sobre seu desempenho e condição, como vibrações, tensão e temperatura. Esses sensores detectam e relatam quaisquer alterações suspeitas e pequenas degradações de desempenho, dando aos técnicos tempo suficiente para interferir e corrigir o problema antes que ele afete o processo de produção.

A Volvo, uma das principais fabricantes de automóveis, equipa seus caminhões com sensores IoT que capturam dados do veículo e os enviam para análise. Sua plataforma IoT abrangente pode processar milhões de registros de dados instantaneamente. Essa tática permite que a Volvo reduza o tempo de reparo da via em 25% e o tempo de diagnóstico em impressionantes 70%.

Controle de qualidade

A IoT permite que os fabricantes monitorem seus produtos em qualquer estágio, começando com as matérias-primas e durante todo o processo ao longo da linha de produção. Isso inclui até mesmo a quantidade de resíduos emitidos durante o processo de fabricação. Os sensores de IoT podem continuar coletando dados mesmo após a compra do item. Eles podem transmitir informações sobre a satisfação do cliente e acompanhar quaisquer problemas que o cliente encontre com o produto.

Recentemente, uma equipe de pesquisa implantou sensores IoT juntamente com redes neurais convolucionais para identificar defeitos na fabricação de placas de circuito impresso (PCBs) antes que os produtos chegassem aos estágios finais de produção. Como resultado, eles puderam detectar PCBs defeituosos com 97% de precisão .

Há muitos benefícios em combinar IoT e IA, como no exemplo de IIoT acima. Para saber mais, confira esta postagem no blog de Inteligência Artificial das Coisas (AIoT) de nossos analistas de inovação.

Gestão da cadeia de abastecimento

Os sistemas IoT industriais permitem que os gerentes rastreiem diferentes eventos em toda a cadeia de suprimentos. Eles podem acessar informações em tempo real sobre a localização dos materiais em trânsito e receber uma notificação em caso de atraso imprevisto, acompanhada da justificativa do fornecedor. Os sensores também ajudam a monitorar temperatura, umidade e outras condições relevantes das mercadorias transportadas.

Em maio de 2021, a DHL transportou cerca de 200 milhões de vacinas COVID-19 para mais de 120 países em todo o mundo. A empresa usou sensores IoT para monitorar as condições de transporte e garantir que a temperatura não excedesse o limite, o que resultaria em deterioração.

Em outro aplicativo IIoT da vida real, a Golden State Foods, com sede na Califórnia, usa os rastreadores IoT da IBM para monitorar as condições de armazenamento durante o transporte de carne.

Além disso, a implantação da IoT nas cadeias de suprimentos pode ajudar na otimização da logística, pois as empresas podem identificar rotas mais curtas e menos movimentadas. Aprimorados com IA, esses sistemas podem prever congestionamentos de tráfego, levar em consideração as condições climáticas e acidentes na rota de transporte e fazer as alterações necessárias. Considere consultar fornecedores de serviços de inteligência artificial para obter soluções abrangentes de otimização de logística .

Um exemplo interessante de combinação de IA e IIoT vem de uma empresa de inovação em logística. O cliente procurou a ITRex para desenvolver um sistema de IoT com inteligência artificial que permite às empresas monitorar cargas em tempo real, calcular custos de remessa com base em 60 parâmetros, preencher documentos sem papel e muito mais. Atualmente, esta plataforma de IIoT conta com mais de 25.000 usuários, incluindo grandes players do setor de transportes, como DHL e Maersk.

Acompanhamento de bens

Grandes instalações geralmente têm muitos ativos que os funcionários não conseguem acompanhar. Por exemplo, estudos mostram que enfermeiros gastam cerca de 10% do tempo procurando equipamentos. Este problema não se limita aos cuidados de saúde. O mesmo vale para grandes fábricas, lojas, etc.

Uma das aplicações da IoT industrial é que ela pode automatizar a localização e monitoramento de ativos. As empresas podem equipar seus ativos, como produtos acabados, matérias-primas, ferramentas e embalagens, com etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID). Essas tags são digitalizadas com leitores RFID para exibir informações sobre o item correspondente. Outra opção é utilizar sensores de equipamentos que transmitem sinais via Bluetooth. Se o consumo de energia for um problema e você precisar de conectividade de longo alcance, opte por IoT de banda estreita (NB-IoT), que depende da tecnologia de rede de área ampla de baixa potência (LPWAN).

Além de localizar itens, o rastreamento de ativos com tecnologia IIoT pode ajudá-lo a proteger matérias-primas e evitar desperdícios. Por exemplo, se os funcionários estiverem trabalhando com grandes barris de tinta, é tentador pegar o barril mais próximo do ponto de entrada, em vez de caminhar pela unidade de armazenamento de barris verificando as datas de validade. Com as tags IoT, os funcionários serão notificados sobre a localização dos barris perto da data de vencimento e receberão um aviso se ainda pegarem o item mais próximo.

Existem muitos fornecedores que possuem seus próprios sistemas de rastreamento de IoT. Por exemplo, a Bosch criou uma solução de rastreamento de ativos Bluehound baseada em nuvem, que depende do Bluetooth para transmitir sinais. Esse sistema foi projetado em colaboração com empresas de construção e pode ser integrado a softwares populares usados em manufatura em toda a empresa. A Bosch afirma que as tags podem suportar água e poeira e suas baterias podem durar até dois anos. Este sistema captura informações detalhadas relacionadas a ativos. Por exemplo, ele pode entender quando uma ferramenta caiu. E se um item desaparecer, o sistema pode mostrar onde foi visto pela última vez.

Em outro exemplo, a Volvo usa rastreadores movidos a IoT para rastrear veículos em suas grandes fábricas de caminhões, onde montam cerca de 72 veículos por dia.

Monitoramento de estoque

Outra aplicação industrial da Internet das Coisas é equipar o inventário com sensores IoT que transmitirão seu status em tempo real. Por exemplo, se materiais ou produtos manufaturados forem superaquecidos no armazenamento, sensores inteligentes solicitarão que um termostato habilitado para IoT reduza a temperatura na unidade de armazenamento.

As empresas podem combinar a IoT industrial e a análise para reorganizar o estoque de maneira otimizada. Por exemplo, as ferramentas e matérias-primas usadas com mais frequência serão movidas para mais perto dos pontos de acesso.

A IIoT pode monitorar os níveis de estoque e fazer um pedido automaticamente se o estoque cair abaixo de um limite predeterminado. Isso elimina a necessidade de verificações manuais. Se você é um varejista que possui uma loja com prateleiras eletrônicas, pode implantar etiquetas eletrônicas. Alimentados por beacons Bluetooth, esses tags permitem que os clientes façam pedidos simplesmente pressionando-os. Os fornecedores receberão alertas de pedidos e podem confirmar ou recusar. O e-label também pode exibir a etiqueta “sob encomenda” para evitar que os clientes façam pedidos repetitivos.

A Levi Strauss, uma empresa de roupas, implanta etiquetas RFID para monitorar os níveis de estoque . Isso permite que a empresa saiba quantos itens ainda restam de cada modelo e quando estão previstas as novidades.

Equipamentos remotos e controle do local de produção

Dar aos gerentes controle sobre equipamentos remotos é outra importante aplicação de IoT Industrial. Sensores podem monitorar máquinas e permitir que operadores humanos ativem equipamentos, desliguem-nos ou alterem as configurações. Por exemplo, se for detectado vazamento na bomba de água, o técnico pode desativar a bomba sem ter que acessá-la fisicamente. Este caso de uso é particularmente conveniente para máquinas instaladas em locais de difícil acesso.

Falando em locais remotos, a IIoT pode ser implantada para controlar os faróis da torre. Essas luzes têm requisitos muito específicos e qualquer organização que possua torres, como o setor de telecomunicações, deve se adequar a esses padrões. Os sensores de IoT podem garantir que as luzes estejam localizadas na altura certa, tenham a cor e o brilho necessários e notifiquem o operador imediatamente em caso de violação.

A IIoT também é útil no monitoramento de sites remotos. Por exemplo, a empresa britânica de petróleo e gás Shell fez parceria com uma startup de IIoT Hiber para instalar sensores de IoT em seus poços. Os sensores devem coletar informações sobre a pressão e temperatura dos poços para minimizar a intervenção humana. Este não é o único aplicativo industrial de IoT implantado pela Shell. A gigante de petróleo e gás também usou a tecnologia para proteger seus oleodutos . A empresa afirma ter economizado US$ 1 milhão implantando sensores de IoT em seus campos de petróleo.

Gerenciamento de energia

As empresas podem anexar sensores IoT à sua infraestrutura para monitorar o ambiente e reduzir o consumo de energia quando possível. Por exemplo, sensores podem desligar as luzes quando todos saem do prédio. Eles também podem coletar e analisar dados sobre o sistema de aquecimento e ventilação para encontrar o desempenho ideal.

Outra aplicação da IoT Industrial é detectar quando um equipamento começa a consumir eletricidade em excesso. Isso geralmente é uma indicação de que a máquina está danificada e precisa de uma inspeção mais detalhada.

A empresa chinesa Chengdu Xihui Water Environmental Co., Ltd confiou no MindSphere, a solução de IoT industrial como serviço da Siemens, para economizar no consumo de energia. A empresa opera estações de tratamento de águas residuais e as contas de energia representam quase metade de seus custos operacionais. A Chengdu Xihui implantou sensores de IoT em seus equipamentos para coletar dados em tempo real. Após uma análise minuciosa, a empresa entendeu quando o equipamento está em seu maior índice de consumo de energia e conseguiu compatibilizá-lo com os preços de energia fora da ponta, reduzindo os gastos em 10% .

Automação

Com a ajuda da IIoT e da robótica, é possível automatizar tarefas tediosas que normalmente são executadas por funcionários humanos.

Um exemplo desse aplicativo de IoT industrial vem da Amazon. A gigante do varejo usa vários tipos de robôs em seus armazéns para automatizar tarefas tediosas e até perigosas. Por exemplo, o robô Cardinal pode levantar pacotes , ler seus rótulos com a ajuda de IA e visão computacional e colocar o pacote certo em um GoCart para mover pacotes dentro da instalação. A Cardinal pode levantar facilmente pacotes pesados que podem causar ferimentos em funcionários humanos.

Proteus é outro robô que pode mover GoCarts através de centros de atendimento de pedidos enquanto navega entre pessoas e robôs.

A automação baseada em IoT não se limita a atividades relacionadas a armazéns. Os robôs também podem assumir tarefas de produção. Por exemplo, a Lear Corporation, fabricante de assentos de carro, conta com robôs UR5 para montar assentos de carro. O UR5 trabalha ao lado de funcionários humanos e pode realizar tarefas como aparafusar, levantar e colocar assentos.

Os robôs também podem substituir os humanos em ambientes tóxicos, como instalações de pintura com emissões tóxicas.

Otimização de processos e análises avançadas

Outro exemplo de aplicação de IoT industrial é identificar oportunidades de otimização de processos e produtos com a ajuda de análises. A IoT permite que os fabricantes identifiquem e prevejam gargalos nos processos de produção e resolvam o problema preventivamente. A tecnologia também pode ajudar a atualizar os benchmarks de desempenho. Esses padrões de produção, como o tempo necessário para produzir uma peça do produto, são definidos e raramente atualizados. Ferramentas como o Machine Metrics permitem que os gerentes coletem dados de desempenho e otimizem os padrões de trabalho para definir prazos e preços realistas de novos produtos.

A aplicação de análises avançadas aos dados recebidos dos produtos adquiridos ajuda as empresas a entender como os clientes realmente utilizam os itens e a atualizar a política de garantia de acordo.

Os sensores de IoT anexados aos pacotes permitem que as empresas monitorem os produtos durante o transporte e otimizem a embalagem para minimizar os danos aos itens.

Controle de segurança

A IoT pode contribuir para a segurança dos trabalhadores monitorando o ambiente, o comportamento dos funcionários e a conformidade com os protocolos de segurança. Os funcionários que trabalham em grandes altitudes ou operam máquinas pesadas podem usar sensores que avaliam a temperatura corporal, transpiração e técnica de trabalho e alertam os gerentes se detectarem a probabilidade de um cenário perigoso. Dado que os distúrbios musculoesqueléticos são responsáveis por 33% das lesões no local de trabalho , esses sensores podem aumentar significativamente a segurança.

Por exemplo, uma empresa de wearables para o local de trabalho chamada Kinetic construiu um dispositivo inteligente do tamanho de um smartphone. Ele pode detectar posturas e movimentos altamente perigosos no trabalho e notificar o funcionário imediatamente por meio de vibrações leves.

Outro exemplo de IIoT vem do Uruguai, onde uma usina de biocombustíveis fornece a todos os trabalhadores um capacete inteligente . Ele contém sensores que rastreiam os movimentos das pessoas e detectam se alguém cai ou passa muito tempo em uma área com gases nocivos.

As fábricas também podem aumentar a segurança implantando sensores ambientais. Esses dispositivos podem monitorar os arredores em busca de perigos. Por exemplo, eles podem detectar temperaturas extremas que podem resultar em incêndio e detectar qualquer vazamento de gás perigoso, além de alertar os trabalhadores.

Em uma nota final

A IoT industrial tem muitas aplicações interessantes. Ele pode diminuir o tempo e os custos associados à falha do equipamento, assumir tarefas tediosas que representam riscos à saúde dos funcionários humanos, garantir que o estoque seja sempre reabastecido para que você não fique parado esperando por matérias-primas. E esses são apenas alguns de seus benefícios.

No entanto, existem desafios associados à implantação dessa tecnologia. O principal problema com aplicações IoT na indústria é manter a segurança dos dados . Quanto mais informações são agregadas, processadas e armazenadas, maior o risco de ataques cibernéticos. Outro desafio são os custos associados às soluções de IoT . Lembre-se desses aspectos ao escolher seu fornecedor de IIoT. Podemos ajudá-lo a equipar seus dispositivos com sensores, criar uma plataforma que permita gerenciar os dispositivos IoT, desenvolver soluções personalizadas de análise de big data adaptadas às suas necessidades de negócios.

Se você deseja construir uma infraestrutura IIoT do zero, melhorar suas iniciativas existentes ou complementar a IoT com IA e análises avançadas, envie-nos uma mensagem ! Trabalharemos com você para produzir uma solução personalizada que atenda às suas necessidades comerciais exclusivas.