O setor de manufatura não é novato na aplicação de soluções tecnológicas para inovar, melhorar o planejamento e a produtividade no chão de fábrica. Na década de 60, o setor aproveitou a onda de avanços tecnológicos e adotou sistemas de cronometragem e sistemas de controle de produção para implementar conceitos de manufatura enxuta. Os fabricantes também se destacaram nos anos 80, aproveitando os aplicativos de projeto auxiliado por computador e manufatura auxiliada por computador para revolucionar o projeto industrial.
A tendência de adotar tecnologia continuou na era ponto-com, quando os fabricantes adotaram plataformas de relacionamento empresarial (ERP) e desenvolveram processos de gerenciamento de estoque para melhorar a satisfação do cliente. Atualmente, há soluções tecnológicas relativamente novas disponíveis para ajudar os fabricantes a navegar em um ecossistema de fabricação complexo, impulsionado pelo aumento da demanda, pelas regulamentações governamentais e pela necessidade de estratégias que garantam o crescimento sustentável da receita. A computação em nuvem ou a nuvem industrial é uma dessas soluções e, nesta postagem, serão discutidas cinco áreas críticas em que ela pode ser aplicada.
Conectando os pontos
As taxas de adoção de tecnologias de produção de dados no setor de manufatura estão em níveis sem precedentes. A implantação da IoT, de dispositivos inteligentes e de outros equipamentos no chão de fábrica médio leva à produção de grandes conjuntos de dados a partir da utilização desses ativos. Antigamente, os dados dessas fontes eram amplamente ignorados, desde que o rendimento dos ciclos de produção pudesse ser medido.
A introdução de sistemas interconectados defendidos pela Indústria 4.0 significava capturar e analisar os dados produzidos para desenvolver instalações de fabricação inteligentes que fossem mais eficientes e seguras para os operadores do chão de fábrica. Os grandes conjuntos de dados que o chão de fábrica médio produz exigem uma plataforma centralizada e dimensionável para coletar e normalizar os dados. Em geral, as tecnologias de armazenamento de dados no local eram usadas sob o pretexto de garantir a segurança das informações, mas o custo total de sobrecarga significa que isso não é mais viável.
O custo total da configuração de uma instalação de armazenamento de dados no local com 1024 GB de espaço de armazenamento é de aproximadamente US$ 235 mil em um período de sete anos. Por outro lado, o custo da assinatura de um serviço de computação em nuvem durante sete anos é de US$ 119 mil, o que destaca a relação custo-benefício da computação em nuvem quando usada para reunir os dados de fabricação em um único local. Outros custos a serem considerados incluem lidar com o tempo de inatividade, que é uma tarefa pessoal dos recursos de computação no local, enquanto a manutenção é feita pelo provedor de serviços de computação em nuvem.
Suporte a aplicativos de fabricação
A nuvem industrial é um ambiente virtual que oferece um ambiente de suporte para aplicativos específicos do setor. Uma analogia perfeita para a nuvem industrial é que ela serve como a base de um edifício que suporta estruturas como portas, janelas e outros pisos. A nuvem industrial fornece aos fabricantes as ferramentas para desenvolver aplicativos, como aplicativos OEE ou aplicativos de monitoramento de IoT, que podem ser adaptados para uso na Web e em dispositivos móveis.
Nesse cenário, a nuvem funciona como uma plataforma de software como serviço (SaaS) e os assinantes recebem uma infinidade de ferramentas de desenvolvimento para trabalhar. Os fabricantes podem capturar dados e desenvolver os aplicativos usados para obter insights orientados por dados a partir deles. A nuvem também suporta o uso de APIs que automatizam a coleta e a normalização de dados de diversas fontes produtoras de dados.
Por exemplo, as APIs podem oferecer suporte à coleta de dados de equipamentos implantados, dispositivos de borda e estruturas de IoT. Os dados coletados são então normalizados automaticamente em seções ou categorias específicas, dependendo de como pretendem ser usados. O suporte à automação da computação em nuvem evita que os analistas de dados executem a tarefa repetitiva e demorada de inserir dados em um aplicativo ou planilha.
Aprimoramento dos aplicativos de computação de borda
A necessidade de análise descentralizada de dados foi apontada como um dos requisitos cruciais para alcançar a fábrica inteligente. Aqui, a descentralização se refere à capacidade dos ativos individuais do chão de fábrica de analisar dados e agir sem precisar se comunicar ou receber instruções de uma plataforma centralizada. Embora os dispositivos de borda possam lidar com a análise de dados, eles são equipados com recursos de computação limitados para gerenciar análises menores.
Para a análise de toda a instalação ou para gerenciar implementações em larga escala de soluções de IoT, são necessários mais recursos de computador. A computação em nuvem fornece uma infraestrutura dimensionável para dar suporte aos dados que os dispositivos de borda produzem ou descartam. As plataformas de IoT de borda também são apoiadas pela infraestrutura de nuvem e essas plataformas são usadas para monitorar e gerenciar dispositivos de borda, como robôs autônomos e os diversos sensores implantados no chão de fábrica.
Habilitando aplicativos de transformação digital
A transformação digital do chão de fábrica trará grandes ganhos para os fabricantes que adotarem a digitalização. Os ganhos vêm da utilização de soluções como software de programação baseada em risco, o gêmeo digital, previsão de demanda e ferramentas de planejamento de capacidade para tomar decisões orientadas por dados e implementar atividades automatizadas.
A nuvem fornece uma plataforma de suporte que permite o uso das tecnologias mencionadas acima ao transformar processos. Por exemplo, a análise otimizada de plataformas de programação e simulação baseadas na nuvem pode ser acessada por meio de dispositivos móveis por diversos membros de um ciclo de produção, independentemente de sua localização. Assim, as partes interessadas têm uma única fonte de verdade ao implementar novas políticas de fabricação ou lidar com desafios operacionais complexos.
O gêmeo digital também aproveita a computação em nuvem para gerenciar os grandes conjuntos de dados transmitidos por dispositivos de IoT implantados no chão de fábrica para uma plataforma de gêmeo digital. A escalabilidade que a nuvem industrial oferece garante que os aumentos na produção de dados em tempo real não sobrecarreguem os recursos de computação dos aplicativos de gêmeos digitais.
Redução do custo operacional
Como dito anteriormente, confiar na nuvem industrial reduz drasticamente pela metade o custo de manter recursos de armazenamento e computação no local. A computação em nuvem dá suporte à mudança para o setor 4.0 e aos diversos aplicativos de hardware e software necessários para fornecer a fábrica inteligente. A assinatura de um provedor de serviços em nuvem deixa para o provedor de serviços a responsabilidade de configurar, atualizar e manter a infraestrutura.
Em média, os provedores de serviços em nuvem têm mais experiência em tecnologia da informação do que os operadores de manufatura, que se sentem mais à vontade com as tecnologias operacionais. Aproveitar o suporte que os provedores de serviços oferecem, capacita e dá ao fabricante a liberdade de se concentrar na importante tarefa de produzir rendimento de qualidade em um ambiente otimizado.
Conclusão
A nuvem industrial fornece os recursos de computação necessários para alimentar as implementações de transformação digital em grande escala que o setor de manufatura está realizando. Esses cinco casos de uso destacam as possibilidades de utilização da computação em nuvem para oferecer sustentabilidade, mas deixam a responsabilidade de decidir as estratégias de implementação individuais para o fabricante.