Utilizar sensores industriais para melhorar a produtividade e a manutenção das instalações

Utilizar sensores industriais para melhorar a produtividade e a manutenção das instalações

A indústria transformadora tem vindo a utilizar sensores desde os primórdios da automação industrial. Inicialmente, eram utilizados para acionar respostas mecânicas e reduzir o trabalho manual. À medida que a tecnologia foi evoluindo, os sensores industriais começaram a ser utilizados para melhorar a produtividade e para identificar áreas a melhorar.

Com o aumento das soluções de monitorização de máquinas e da IoT industrial, a análise manual de dados e as respostas mecânicas simples às entradas dos sensores tornaram-se ineficientes e desnecessárias. Com o aumento exponencial da capacidade de recolher dados e analisá-los a uma velocidade e precisão impressionantes, a tecnologia de sensores evoluiu para alimentar o sistema IoT em vez de ser o ponto de paragem para processos automatizados.

Atualmente, os sensores de fabrico continuam a ser uma peça importante do puzzle da IoT, e a recolha de dados sobre os processos de produção. Os fabricantes estão a aperceber-se de que, embora os sensores industriais sejam necessários num futuro próximo, os avanços na IoT ajudaram a definir o seu papel no chão de fábrica e na recolha de dados.

O que são sensores industriais e qual a sua função na fábrica?

Os sensores de fabrico são utilizados na aquisição de dados para medir as condições físicas de uma máquina. São constituídos por um dispositivo que recebe ou mede entradas e gera uma saída de dados. Estes dados podem ser utilizados para acionar uma resposta da máquina, ou podem ser utilizados para recolher dados para análise e armazenamento.

Existem sensores industriais para uma vasta gama de tipos de medição. Atualmente, os sensores inteligentes podem transmitir dados para a periferia da nuvem, onde um dispositivo ou plataforma inteligente os pode processar e analisar, antes de os enviar para a nuvem. Estas informações podem permitir a tomada de medidas, quer se trate de preencher um painel de controlo da produção, de desencadear um pedido de manutenção ou simplesmente de recolher dados para análise histórica.

Graças a vários métodos de comunicação, como 5G, Wi-Fi, uma ligação celular e EtherNet, a recolha de dados em tempo real permite que a plataforma gere informações que ajudam a melhorar os processos de produção, a reduzir os custos e a permitir a manutenção preditiva. Mas os sensores, por si só, não recolhem dados suficientes para fornecer informações sobre o estado completo da máquina. É por isso que continuam a ser um complemento de uma solução de conetividade completa, em vez de uma solução por si só.

Os sensores são dispositivos bastante simples. Ajudam a desbloquear dados que nunca se pretendeu que fossem partilhados, como no caso de equipamento que não está habilitado para IoT ou quando o equipamento não fornece nativamente um ponto de dados de que um utilizador final necessita.

As plataformas de dados de máquinas permitem a recolha de dados em conjunto com sensores para garantir que os dados em bruto são captados de todos os equipamentos e normalizados num modelo comum para permitir a sua ação.

Apenas com sensores, os fabricantes teriam de recolher e normalizar os dados manualmente. E depois analisá-los manualmente ou criar aplicações que permitam a análise e a ação.

Tipos de sensores utilizados no fabrico

Na indústria, tanto os sensores industriais são utilizados para melhorar a produtividade como os sensores industriais para melhorar a manutenção.

1. Acelerómetros triaxiais

Existem muitas peças rotativas em equipamentos de fabrico. Um acelerómetro triaxial monitoriza e mede a vibração em peças e equipamentos rotativos. Estes sensores inteligentes também podem medir outras variáveis, como a deslocação, a aceleração e a velocidade. Juntamente com a análise IoT avançada, estes dados podem fornecer informações valiosas aos gestores e técnicos para saberem se uma máquina está a funcionar sem problemas ou se um desvio é um evento único ou um padrão preocupante.

2. Temperatura

O equipamento em movimento gera muito calor, e muitas indústrias utilizam calor de processo adicional para as suas instalações de produção. O calor é um excelente indicador do estado geral de uma máquina. Os sensores de temperatura industriais podem ajudar a identificar o desgaste da máquina, secções danificadas e sobreaquecimento, levando a falhas e problemas de controlo de qualidade.

3. Sensores de vibração

A vibração não ocorre apenas em peças rotativas. Os sensores de vibração podem ser utilizados em transportadores, painéis e outras peças de máquinas para informar os operadores e técnicos quando algo está errado. Recolha de dados para análise de vibrações ajudá-lo-á a evitar que uma pequena falha evolua para um desastre total.

4. Sensores MEMS (sistemas microelectromecânicos)

Os sensores MEMS são sensores de movimento industriais que registam o movimento e o desempenho. Na sua forma mais simples, detectam o movimento e accionam uma resposta da máquina para realinhar um componente do equipamento. Na maquinação CNC, podem ser mais complexos, acompanhando a inclinação, a aceleração e a gravidade numa grelha de eixos para ajudar a manter a precisão da maquinação.

5. Sensores de binário

Os motores de alta velocidade podem criar uma força de binário poderosa numa máquina. Estas forças são ainda mais significativas sob carga. Quando os sensores de binário industriais monitorizam um motor ou um veio, os conhecimentos obtidos podem ajudar os fabricantes a garantir a qualidade, a reduzir o desgaste da máquina e a resolver problemas antes que estes ocorram. Estes sensores inteligentes são frequentemente combinados com outros sensores para criar uma visão altamente detalhada do estado do equipamento.

6. Sensores de pressão

Um dos sensores industriais para melhorar a produtividade dos processos de produção com um elevado nível de eficiência são os sensores de pressão, que monitorizam qualquer componente da máquina que utilize fluidos ou gases, incluindo hidráulicos, água, químicos, ar e nitrogénio. Podem ser configurados para alarmar o sistema de monitorização da fábrica quando são atingidos limites altos ou baixos.

Gestão de dados para sensores inteligentes na indústria

Os sensores inteligentes desbloqueiam o potencial dos grandes volumes de dados porque fornecem os dados necessários para que a análise avançada da IdC funcione. No entanto, estes dados requerem contextualização e normalização para fornecer valor aos utilizadores e sistemas.

• Contextual

Os dados contextuais envolvem a adição de informações relevantes do mundo real aos dados dos sensores enviados para a plataforma IoT. Sem contexto, os dados em bruto podem não ser úteis para os utilizadores finais. Por exemplo, o acompanhamento e a análise do tempo de inatividade são importantes para os fabricantes. Mas se o operador não fornecer o "porquê" de um evento de inatividade, os dados são menos úteis.

• Dados relevantes

Não basta captar dados: os dados recolhidos devem ser relevantes. Isto significa que os sensores inteligentes devem selecionar informações de elevado valor e descartar informações redundantes ou desnecessárias.

• Dados normalizados

Os sensores industriais podem fornecer dados, mas a função de uma plataforma IoT é garantir que os dados sejam normalizados em todos os equipamentos e dispositivos. Sem a normalização dos dados, haverá uma confusão de diferentes tipos de dados que não permitirá que as partes interessadas e outros sistemas actuem.

• Dados accionáveis

Os dados do equipamento são vitais para aumentar a eficiência operacional e a produtividade, fornecendo uma imagem precisa do desempenho da produção que pode ser fornecida a toda a fábrica como informação acionável. Os dados accionáveis com notificações em tempo real permitem que os operadores tomem medidas proactivas para reduzir o tempo de inatividade e as falhas das máquinas. Também fornece aos gestores uma visibilidade operacional completa.

Como os sensores industriais melhoram o fabrico

Os sensores industriais melhoram o fabrico através da integração com plataformas IoT avançadas para fornecer informações accionáveis ao chão de fábrica e não só. A tecnologia de sensores inteligentes contribui para este ecossistema para proporcionar uma visibilidade superior das condições das máquinas, dos processos, da produção e muito mais.

Neste ecossistema, os sensores industriais ajudam a captar dados que podem melhorar os processos de produção, permitir a conceção de programas de manutenção preditiva e reduzir os custos operacionais.

Aplicações de sensores digitais no fabrico industrial

Existem muitas aplicações de sensores digitais no fabrico, entre elas:

• Perspectivas baseadas em dados

Quando combinados com a IoT avançada, os sensores industriais recolhem dados que podem ser devolvidos aos utilizadores em tempo real como informações valiosas e accionáveis. Isto revoluciona a fábrica e o chão de fábrica, permitindo ao pessoal monitorizar, regular e melhorar as operações.

• Segurança

Uma vez que fazem parte de um sistema profundamente ligado à análise orientada para a IA, os sensores digitais podem trazer benefícios de segurança a uma empresa. Isto pode incluir uma paragem de trabalho precisa quando é descoberto um perigo ou notificações em tempo real para o pessoal de emergência antes de uma crise.

• Dados históricos exactos

Muitas empresas de fabrico enfrentam uma extensa conformidade regulamentar. Com os dados devolvidos pela tecnologia de sensores inteligentes e organizados na nuvem, os registos de produção precisos permitem uma melhor transparência do produto e da cadeia de custódia. Isto permite que os gestores estabeleçam referências de produção exactas e prevejam o desempenho.

• Notificação dos procedimentos e da qualidade

Muitas empresas de fabrico exigem o cumprimento rigoroso de procedimentos operacionais normalizados. Isto é especialmente verdadeiro em indústrias como a maquinagem CNC para os sectores médico e aeroespacial. Uma vez que estes procedimentos podem ser agregados como dados contextuais, os sensores podem detetar se um procedimento se desvia e alertar os responsáveis. O mesmo se aplica às notificações de qualidade, uma função especialmente importante em ambientes altamente regulamentados.

• Melhorar o fluxo de informação e a capacidade de resposta do mercado

O poder dos dados em tempo real reside na sua capacidade de tomar medidas imediatas e proactivas. Isto significa que a informação está na ponta dos dedos de todos na empresa. Responder às tendências do mercado pode ajudar uma empresa a navegar em condições de rápida mudança e a manter-se competitiva.

• Melhorar os programas de manutenção

A IdC pode ser aplicada em sensores industriais para melhorar a manutenção, uma vez que podem detetar falhas no equipamento, permitindo que o pessoal de manutenção inicie um procedimento antes de o equipamento falhar. Também pode ser utilizada para programar a manutenção na altura ideal. Se quiser saber mais sobre tendências na recolha de dados para um programa de manutenção preditiva convidamo-lo a subscrever a nossa Boletim informativo onde encontrará informações úteis para implementar uma estratégia de manutenção preditiva adequada na sua fábrica.

Em última análise, tanto a utilização de sensores industriais para melhorar a produtividade como a utilização de sensores industriais para melhorar a manutenção permitem uma operação verdadeiramente conectada, fornecendo dados de diagnóstico em tempo real que possibilitam conhecimentos profundos a partir de motores analíticos avançados na nuvem. Isto assegura que os fabricantes podem aceder a todos os dados do equipamento, incluindo activos antigos, e garante que os sensores continuarão a desempenhar um papel no futuro previsível.

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