Gestão de equipamentos e sustentabilidade | Revisão de Tecnologia do MIT

Uma área em que a Castrip vem trabalhando nos últimos dois anos é aumentar o uso de inteligência de máquina para aumentar a eficiência do processo no rendimento. “Isso é bastante afetado pela habilidade do operador, que outline os pontos para a automação, por isso estamos usando redes neurais baseadas em aprendizado de reforço para aumentar a precisão dessa configuração para criar uma máquina de fundição autônoma. Isso certamente criará mais ganhos de eficiência energética – nada como as grandes mudanças anteriores, mas ainda são mensuráveis.”

Reutilizar, reciclar, remanufaturar: design para fabricação round

O crescimento no uso de tecnologias digitais para automatizar máquinas e monitorar e analisar processos de fabricação – um conjunto de recursos comumente chamado de Indústria 4.0 – é impulsionado principalmente pelas necessidades de aumentar a eficiência e reduzir o desperdício. As empresas estão ampliando as capacidades produtivas de ferramentas e maquinário nos processos de fabricação por meio do uso de tecnologias de monitoramento e gerenciamento que podem avaliar o desempenho e prever de forma proativa os ciclos ideais de reparo e reforma. Essa estratégia operacional, conhecida como manutenção baseada em condições, pode prolongar a vida útil dos ativos de fabricação e reduzir falhas e paralisações, o que não apenas cria maior eficiência operacional, mas também melhora diretamente a eficiência energética e otimiza o uso de subject material, o que ajuda a diminuir um a pegada de carbono da unidade de produção.

O uso de tais ferramentas também pode colocar uma empresa nos primeiros passos de uma jornada em direção a um negócio definido pelos princípios da “economia round”, em que uma empresa não apenas produz bens de maneira neutra em carbono, mas também depende de insumos reformados ou reciclados para fabricá-los. A circularidade é uma jornada progressiva de muitas etapas. Cada etapa requer um plano de negócios viável de longo prazo para gerenciar materiais e energia no curto prazo e fabricação “projetada para sustentabilidade” no futuro.

Os sensores de monitoramento e medição de IoT implantados em ativos de fabricação e em linhas de produção e montagem representam um elemento crítico dos esforços de uma empresa para implementar a circularidade. Por meio de iniciativas de manutenção baseada em condições, uma empresa pode reduzir seu gasto de energia e aumentar a vida útil e a eficiência de suas máquinas e outros ativos de produção. “Os dados de desempenho e condição coletados por sensores IoT e analisados ​​por sistemas de gerenciamento fornecem um ‘próximo nível’ de visão em pace actual do chão de fábrica, o que permite muito maior precisão nas avaliações de manutenção e cronogramas de renovação de condições”, observa Pierre Sagrafena, circularidade líder de programa no negócio de gerenciamento de energia da Schneider Electrical.

A Nestlé, fabricante international de alimentos, está passando por uma transformação virtual por meio de sua iniciativa Hooked up Employee, que se concentra em melhorar as operações aumentando o fluxo de informações sem papel para facilitar a tomada de decisões. José Luis Buela Salazar, gerente de manutenção da Nestlé na zona do euro, supervisiona um esforço para aumentar as capacidades de controle de processo e desempenho de manutenção para as 120 fábricas da empresa na Europa.

“O monitoramento de condições é uma longa jornada”, diz ele. “Costumávamos contar com um longo processo de ‘Nível Um’: especialistas de conhecimento no chão de fábrica analisando o desempenho e escrevendo relatórios para estabelecer as configurações do sistema de alarme e os cronogramas de manutenção. Agora estamos entrando em um processo ‘4.0’, onde os sensores de dados estão on-line e nossos processos de agendamento de manutenção são preditivos, usando inteligência synthetic para prever falhas com base em dados históricos coletados de centenas de sensores, muitas vezes de hora em hora.” Cerca de 80% das instalações globais da Nestlé usam monitoramento avançado de condições e parâmetros de processo, o que, segundo Buela Salazar, reduziu os custos de manutenção em 5% e aumentou o desempenho do equipamento em 5% a 7%.

Buela Salazar diz que grande parte dessa melhoria se deve a um conjunto cada vez mais denso de sensores baseados em IoT (cada fábrica tem entre 150 e 300), “que coletam dados cada vez mais confiáveis, permitindo detectar até mesmo pequenas deteriorações em estágios iniciais, dando mais pace para reagir e reduzindo nossa necessidade de soluções de manutenção externa.” Atualmente, explica Buela Salazar, os benefícios de redução de carbono da manutenção baseada em condições estão implícitos, mas isso está mudando rapidamente.

“Temos uma grande iniciativa de equipamentos de uso intensivo de energia para instalar sensores de IoT para todas essas máquinas em 500 instalações globalmente para monitorar o consumo de água, gás e energia para cada um e fazer correlações com seus respectivos dados de desempenho do processo”, diz ele. Isso ajudará a Nestlé a reduzir o consumo de energia de fabricação em 5% em 2023. No futuro, essa análise de correlação ajudará a Nestlé a realizar “análises de giant information para otimizar as configurações da linha de produção em um nível integrado” combinando insights sobre medições de uso de materiais, eficiência energética de máquinas, horários de rotação de motores e redutores e até 100 outros parâmetros em uma complexa unidade de produção de alimentos, acrescenta Buela Salazar. “Integrar todos esses dados com IoT e aprendizado de máquina nos permitirá ver o que não conseguimos ver até hoje.”