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O impacto do Digital Twin na Indústria 4.0

O conceito Digital Twin já existe há alguns anos, mas seu crescimento é mais recente devido ao uso de tecnologias mais sofisticadas, com mais recursos e mais baratas. Mas, o que significa o “gêmeo digital”? Basicamente, é uma réplica digital e interativa de um objeto, processo ou sistema, que atua como uma ponte entre o físico e o digital.  

Sua utilização surgiu na NASA, que criou maquetes em escala real de cápsulas espaciais para que os cientistas pudessem analisar possíveis problemas em órbita – esse modelo foi usado no resgate da Apolo 13 -, mas que, com o passar dos anos, deram lugar às simulações por computador. 

Na indústria 4.0, o digital twin cria modelos para otimizar produtos, máquinas e estratégias de manutenção e, quando integrado a IoT ou inteligência artificial, ajuda as empresas a prever e evitar falhas, reduzindo custos e o tempo de inatividade dos ativos e até para lançar novos produtos mais rapidamente no mercado.  

Por meio de sensores, dados são coletados em tempo real e usados para criar o gêmeo digital, permitindo que seja manipulado, analisado e otimizado. 

Os impactos na indústria 4.0

Com processos cada vez mais digitais, as indústrias precisam encontrar novas maneiras de entregar mais valor aos clientes ao mesmo tempo em que agregam valor aos próprios negócios. E o gêmeo digital permite às empresas terem em mãos todo o ciclo de vida de um produto, desde o design e seu desenvolvimento, de forma digital. 

 A tecnologia permite uma visão 360° e em tempo real dos ativos da empresa, de forma a tornar a estratégia de manutenção mais inteligente, as operações mais eficientes, permitir o treinamento dos funcionários e testar produtos antes do lançamento e, dessa forma, corrigir qualquer problema sem que os clientes sejam afetados. 

De acordo com a Forbes, o uso da tecnologia de gêmeos digitais pode melhorar a velocidade de processos críticos em 30% e também permitir que as empresas tenham uma maior compreensão de como seus processos podem ser simplificados e otimizados para reduzir o tempo de inatividade das máquinas por meio da manutenção preditiva. 

Da mesma forma, o uso de gêmeos digitais contribui para reduzir o desgaste dos componentes e gerar alertas em tempo real para que a equipe de manutenção realize reparos mais rapidamente, contribuindo para manter a produtividade. 

A tecnologia também permite resolver problemas remotamente. Por meio de réplicas digitais, a equipe de manutenção realiza diagnósticos de qualquer lugar e podem orientar os clientes no reparo de equipamentos. 

Para embarcar na tecnologia

Além dos sensores, o gêmeo digital precisa de uma rede de comunicação segura e confiável para a transmissão dos dados e uma plataforma digital que analise essas informações para criar insights que permitam decisões por meio da IA e aprendizado de máquina. Assim, antes de iniciar o projeto, é necessário analisar a infraestrutura de comunicação já existente para entender se ela é capaz de coletar e transmitir os dados de forma eficaz. 

Feito isso, a melhor maneira de embarcar na tecnologia é identificar quais ativos e processos têm maior potencial de serem beneficiados pela iniciativa de gêmeo digital e começar com um projeto piloto e evoluir de acordo com os resultados desse piloto e conforme a capacidade de TI da empresa. 

 O gêmeo digital contribui para que a empresa crie novos fluxos de receita, mas por onde começar? Fale com nossos especialistas e saiba como nossas soluções de gestão de ativos podem te ajudar nessa jornada. 

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As tendências da Indústria 4.0 pós COVID-19

Listas são uma tradição de todo começo de ano. E em um ano totalmente atípico, listar tendências que possam indicar um caminho menos conturbado se torna uma necessidade. Então, para a Indústria, 2021 pode significar um ano de mudanças, de desenvolvimento e, principalmente, resiliência.  

O ano de 2020 acelerou a transformação digital no setor produtivo de forma nunca vista anteriormente. Novas tecnologias otimizaram processos na cadeia de suprimentos e tornaram o compartilhamento de dados mais seguros. Além disso, a adoção da automação desses processos se tornou essencial para reduzir custos, aumentar a eficiência e produtividade e, assim, ajudar na sobrevivência das empresas. 

Olhar para o futuro pós-Covid pode mostrar o caminho que a indústria 4.0 tem pela frente e para se preparar para possíveis crises. O primeiro passo é o que fazer quando a pandemia finalmente chegar ao fim. É o momento para substituir as estratégias de recuperação de desastres por outras que garantam a continuidade dos negócios. Claro, muitas transformações feitas durante a crise podem (e devem) continuar, exigindo apenas alguns ajustes para uma nova realidade. 

A saúde dos funcionários também precisa estar no foco das empresas, para que não corram riscos de, no momento da recuperação, não poder contar com recursos importantes de suas equipes. Novos protocolos para manter a segurança e saúde dos funcionários podem ser implementados – como realizar check-ups regulares – e seguidos à risca. Agir de maneira proativa ajuda a reduzir riscos. 

 

Fábricas Inteligentes

Para 2021, e para os próximos anos, a tendência de tornar uma operação mais inteligente e conectada deve chegar com mais força. Operações devem se tornar remotas, com controle à distância, com maior uso da análise de dados, automação e tecnologias baseadas em Inteligência Artificial (IA) e hospedadas na nuvem. Isso garante a visibilidade de toda a operação e o progresso da produção diretamente na tela do computador ou de algum outro dispositivo. 

Otimizar e tornar a cadeia de suprimentos mais resiliente também são fatores considerados essenciais pelas empresas há alguns anos, e 2020 mostrou essa importância e deixou claro os riscos por toda a cadeia, o que exigiu das empresas uma grande agilidade para se adaptar. Esses desafios precisam ser analisados e considerados na hora de realizar as mudanças necessárias para garantir que não serão pegos desprevenidos nos próximos anos. Uma cadeia de suprimentos precisa ser ágil e forte para enfrentar qualquer tipo de mudanças no mercado, sem que isso afete a produção. Tecnologias para gerenciamento da cadeia de suprimentos baseadas em IA e aprendizado de máquina pode prever os possíveis problemas e ajudar a empresa a se adiantar a eles. 

Uma cadeia de suprimentos otimizada, com o uso de tecnologias baseadas em IA e aprendizado de máquina, também contribui para melhorar a tomada de decisões tornando-a muito mais ágil. Novas soluções baseadas em dados devem se tornar onipresentes no setor de manufatura, pois permitem analisar rapidamente as informações necessárias para criar insights acionáveis e buscar novas oportunidades de negócios, além de contribuírem para monitorar a fábrica, evitando problemas nas máquinas e interrupções inesperadas. 

Essas tendências também exigem que os funcionários tenham habilidades que, até então, não eram necessárias ou urgentes. Assim, para embarcar na indústria 4.0, as empresas também precisam buscar por esses talentos, ou desenvolvê-los internamente. Com o crescimento do trabalho remoto e o uso de novas tecnologias, é essencial que o RH esteja preparado para atender às necessidades que essas tendências devem trazer para o chão da fábrica. 

A indústria 4.0 traz diversas oportunidades para os mais diversos setores da economia, mas sua empresa está preparada para a transformação que essa jornada pode causar? Converse com nossos especialistas e conheça nossas soluções. 

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Será que a Indústria da mineração está pronta para o 5G?

De acordo com o World Mining Data 2020, a indústria de mineração extrai mais de 10 bilhões de toneladas de minérios todos os anos, com um faturamento bruto de US$ 1,5 trilhões, o que responde a cerca de 2% do PIB Global. Apenas um aparelho de celular precisa de dezenas de elementos minerais diferentes para funcionar, desde o silício, lítio até elementos de terras raras. 

 Essa indústria gigantesca é vital para a economia mundial, mas exige bilhões em investimentos em equipamentos, pesquisa, manutenção e sustentabilidade. Apesar disso, também é um setor que, em boa parte, mantém sistemas legados e em alguns pontos de mostra refratário a abordagens tecnológicas inovadoras.  

 Apesar disso, como todos os outros setores da economia, a indústria mineradora também foi afetada pela pandemia de COVID-19, o que exigiu das empresas repensarem sua abordagem tecnológica e começarem a pensar em alternativas para o futuro da mineração, e esse futuro implica em transformar seus processos operacionais, segurança da informação e, claro, buscar formas de tornar as operações ainda mais produtivas. 

 Relatório sobre riscos e oportunidades para o setor de mineração e metais, da EY, mostra que as mudanças que o setor implementou para lidar com a pandemia também criaram oportunidades para acelerar a adoção da transformação digital, ao mesmo tempo em que aumentaram a segurança e produtividade, além de permitir que as empresas do setor possam agir de maneira proativa para evitar riscos futuros. 

 Abordagem de rede sem fio 

E é exatamente a adoção de novas tecnologias para automatizar processos e tornar a operação autônoma e remota que pode levar o setor para um novo estágio de desenvolvimento, tornando as minas mais seguras, eficientes, produtivas, lucrativas e sustentáveis. 

 E nada melhor que implementar uma estratégia que contemple a conectividade sem fio para garantir o compartilhamento de dados de forma rápida e segura, garantindo maior eficiência para a implementação de sensores de IoT com transmissão em tempo real. 

 De acordo com a Mordor Intelligence, espera-se que 25% das minas tenham embarcado em uma estratégia de Mineração 4.0 até 2025. Para isso, é essencial implementar uma rede de conectividade sem fio robusta, que seja capaz de lidar com grandes quantidades de dados gerados em uma operação de mineração – logística, equipamentos e operacional. 

 Essa mina inteligente, que captura e analisa dados e implementa tecnologias avançadas, depende especificamente de uma conexão confiável e inteligente, com largura de banda que sustente o tráfego intenso de dados, e as Redes MESH conseguem atender a todos esses requisitos. 

 Monitorar as condições da mina em tempo real, realizar a perfuração da mina remotamente, controlar a ventilação e até usar veículos autônomos estão entre algumas das aplicações que podem ser implementadas no curto prazo com o uso das Redes MESH. 

 A indústria 4.0 traz uma série de inovações e novas possibilidades para o setor de mineração, como forma de aumentar a segurança, controle e melhorar a produtividade das minas. Mas sua operação está preparada para essa transformação? Conheça as soluções da Atech para o setor e descubra como podemos ajudar sua empresa. 

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Como a Indústria 4.0 está transformando a manufatura Lean

De acordo com a PwC, as empresas buscam novas tecnologias para tornar suas fábricas mais inteligentes e para melhorar processos de design e produção e otimizar o relacionamento com seus fornecedores, além de oferecer uma experiência mais completa aos clientes.  

Como o método Lean trouxe o desafio de tornar os processos e a cadeia de suprimentos mais enxutos e com muito menos desperdício, a união dessas duas abordagens, com ênfase na automação de processos, cria novas questões sobre como conectá-las de forma que as empresas consigam aproveitar ao máximo os benefícios do Lean e da Indústria 4.0. 

Para empresas que já utilizam o método Lean no seu dia a dia, investir em novas tecnologias pode ajudar a alcançar os objetivos do próprio Lean, como os do negócio, mais rapidamente, e ainda capacitar a equipe e impulsionar melhorias nos processos. Ou seja, os resultados esperados são familiares às duas abordagens. 

 Lean e a Indústria 4.0 podem conviver?

Enquanto o consumidor se digitalizou rapidamente, o mesmo não aconteceu com as empresas, que agora buscam investir em novas tecnologias baseadas em dados para atender às necessidades dos seus clientes. 

 E as empresas, em sua maioria, já tinham esses dados em mãos, mas em sistemas que não conversavam entre si, e que precisam se integrar às novas soluções para fornecer uma visão 360º. da produção. 

 Como a metodologia Lean também busca reduzir a complexidade operacional, ou seja, tornar os processos mais simples, essa abordagem, junto com o uso de tecnologias inovadoras, pode levar rumo ao Lean 4.0 e tornar as empresas mais eficientes e preparadas para se adaptar rapidamente às mudanças de mercado, além de contribuir para o sucesso dos negócios. 

 E até mesmo mudanças simples podem causar um impacto gigantesco, como trocar o uso de papel por versões digitalizadas de documentos e manuais, que reduz custos e aumenta a produtividade rapidamente. 

 Lean 4.0

 Pesquisa do The Boston Consulting Group mostrou que 97% dos entrevistados disseram que a gestão Lean deve ser altamente relevante até 2030, entre eles 70% afirmaram que a digitalização da operação também terá grande relevância no futuro. 

Isso deixa claro que, ao adotarem a metodologia Lean junto com tecnologias inovadoras, as empresas conquistam os benefícios das duas abordagens mais rapidamente que se elas fossem trabalhadas separadamente.  

O uso de dados em tempo real e a comunicação entre máquinas e pessoas podem transformar o chão de fábrica, e torná-lo realmente enxuto, reduzindo erros e desperdícios por toda a cadeia de produção, além de permitir aos funcionários que façam modificações necessárias nos sistemas rapidamente. 

Claro, é necessário adaptar o Lean 4.0 para a realidade de cada empresa, para lidar com os desafios característicos da cadeia de suprimentos e do chão de fábrica. Além disso, é importante analisar quais situações dentro da empresa podem ser mais beneficiadas pelo Lean 4.0, de forma tornar sua adoção mais eficaz – por exemplo, investir em sensores e tecnologias que tornem a linha de produção mais flexível para a produção de produtos diferentes -, eliminando processos desnecessários e ineficientes. 

Criar essa sinergia entre o Lean e a indústria 4.0 de forma holística pode ser a forma de alcançar a eficácia operacional tão desejada por todas as empresas, além de reduzir custos e contar com recursos analíticos importantes para a manutenção da saúde dos negócios. 

A Atech pode ajudar sua empresa a tornar seus negócios mais eficientes por meio da implementação de metodologias ágil e Lean. Entre em contato e saiba como podemos te ajudar.

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Manutenção preditiva: As mudanças que a IA pode trazer

Qualquer máquina, equipamento ou dispositivo, não importa o quão moderno seja, pode apresentar defeitos ou quebrar, mas, uma coisa é certa, eles sempre avisam quando algo errado está acontecendo, cabendo à equipe de manutenção entender esses avisos e agir proativamente para evitar interrupções. 

 Com o crescimento da adoção da Internet das Coisas (IoT) e o do uso de soluções baseadas em dados, nos mais diversos setores da indústria, as empresas conquistaram um grande aliado para reduzir o tempo de inatividade, custos com consertos e para aumentar a eficiência das operações. 

 Assim, especialistas indicam que a manutenção preditiva oferece o potencial de otimizar as tarefas de manutenção em tempo real, maximizando a vida útil dos equipamentos e evitando interrupções. 

 A manutenção preditiva nem sempre fez parte dos processos industriais, sendo criada para fins militares, e tem na tecnologia – Big Data, nuvem, IoT e seus sensores, Inteligência Artificial (IA) e aprendizado de máquina – importantes aliados para monitorar mais detalhadamente os equipamentos e detectar possíveis falhas de produção. 

 E são esses avanços tecnológicos que tornaram a manutenção preditiva mais acessível a empresas de todos os portes. Máquinas conectadas oferecem informações importantes para mensurar o desgaste de componentes, a integridade da máquina e qualidade das peças produzidas, além de permitir que o equipamento seja monitorado remotamente e, em alguns casos, tenha a capacidade de se reparar sozinho ou à distância. 

 O impacto da IoT e IA 

Sensores conectados à Internet das Coisas geram as informações necessárias para que as empresas possam monitorar todo o seu maquinário. Com o uso da IA e do aprendizado de máquina, a empresa analisa essas informações e consegue gerar alertas para as equipes de manutenção e produção sobre possíveis problemas.  

 No chão de fábrica, essas novas tecnologias são extremamente úteis para melhorar a qualidade e aumentar a rastreabilidade das peças por toda a cadeia de suprimentos, aumentando a eficiência, além de permitir que práticas sustentáveis sejam mais facilmente implementadas. Além disso, possibilita direcionar a equipe de manutenção para focar unicamente nas peças que precisam de atenção. 

 Como o monitoramento é realizado em tempo real, falhas ou desgastes mínimos são rapidamente detectados antes que se transformem em um incidente que prejudique a produção e cause prejuízos que vão além da simples paralização daquele equipamento. Como o foco é apenas nas peças que realmente precisam de atenção os custos de manutenção são reduzidos. 

 Estudo do Departamento de Energia dos Estados Unidos mostrou que um programa de manutenção preditiva pode reduzir em até 12% os custos com manutenção, em relação a um programa unicamente de manutenção preventiva. 

 Conexões inteligentes

Se há alguns anos os custos para implementar uma estratégia de manutenção preditiva eram muito altos, devido à necessidade de equipamentos e pessoal técnico especializado para implementar o hardware necessário e para analisar os resultados, com o crescimento dos dispositivos móveis e dos sistemas baseados na nuvem, essa estratégia se tornou mais fácil e barata de ser implementada. Entre em contato e conheça as soluções de gestão de redes da Atech.

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Tecnologias emergentes que estão transformando as redes elétricas

Nas próximas décadas, as tecnologias digitais farão com que os sistemas de energia em todo o mundo fiquem mais conectados, inteligentes, eficientes, confiáveis ​​e sustentáveis. Avanços na coleta de dados, análises e conectividade estão permitindo uma variedade de novos aplicativos digitais, como dispositivos inteligentes, medição inteligente, manutenção preditiva. Os sistemas de energia digitalizados podem identificar quem precisa de energia e fornecê-la no momento certo, no lugar certo e com o menor custo. Mas acertar tudo não será fácil.

A digitalização também está trazendo novos riscos de segurança e privacidade. Também está mudando mercados, negócios e emprego. Novos modelos de negócios estão surgindo, enquanto alguns modelos centenários podem estar saindo de cena.

Potencial impacto da Smart Grid nas concessionárias

Smart Grid é a terminologia usada para se referir a uma série de tecnologias que eventualmente se juntam para adicionar uma camada de inteligência, aproveitando as tecnologias de rede. Isso é obtido reunindo dados de vários componentes da rede em tempo quase real e colocando essas informações nas mãos dos usuários finais para que eles possam tomar melhores decisões. A concretização desse ambiente operacional dinâmico e flexível exige que as concessionárias:

  • Implantem medidores inteligentes que possam medir o consumo de eletricidade com precisão e fornecer esses dados de volta aos operadores das concessionárias por meio de conexões inteligentes de rede, como as Redes MESH
  • Implantem dispositivos de monitoramento em toda a rede que notifiquem os usuários quando o equipamento estiver danificado, quebrado ou sendo impactado por condições ambientais adversas
  • Estabeleçam linhas de comunicação entre esses diferentes dispositivos
  • Implemente dispositivos e máquinas automatizadas que possam analisar dados reunidos em toda as redes elétricas em tempo real e aprovar procedimentos automaticamente em resposta.

Como funciona uma Smart Grid?

A Smart Grid representa uma oportunidade sem precedentes de impulsionar o setor de energia para uma nova era de confiabilidade, disponibilidade e eficiência que contribuirá para nossa saúde econômica e ambiental. Durante o período de transição, será essencial investir em testes, melhorias tecnológicas, educação do consumidor, desenvolvimento de normas e regulamentos e compartilhamento de informações entre projetos para garantir que os benefícios se tornem realidade. Os benefícios associados à Smart Grid incluem:

  • Transmissão nas redes elétricas mais eficiente
  • Restauração mais rápida da eletricidade após falhas na distribuição
  • Custos operacionais e de gerenciamento reduzidos para empresas de serviços públicos e, finalmente, custos de energia mais baixos para os consumidores
  • Menor demanda de pico, o que também ajudará a reduzir as tarifas de eletricidade
  • Maior integração de sistemas de energia renovável em larga escala
  • Melhor integração dos sistemas de geração de energia do proprietário do cliente, incluindo sistemas de energia renovável
  • Segurança aprimorada.

Vamos agora identificar cinco áreas de tecnologias emergentes que podem ajudar as concessionárias a superar os desafios:

  • Colocando a IoT nas redes elétricas

A IoT (Internet das Coisas) desempenha um papel crescente nas configurações de rede inteligente, pois os dispositivos conectados, APIs e outras arquiteturas subjacentes à IoT podem ajudar os operadores de rede a integrar com êxito os dados nas operações diárias. As ferramentas de IoT usadas no setor de serviços públicos podem oferecer aos operadores amplos dispositivos para rastrear operações em toda a rede. Soluções especializadas provavelmente serão necessárias para uma ampla gama de aplicações, mas a crescente variedade de sistemas de IoT já existente no mercado pode ajudar as concessionárias a estabelecer uma base mais sólida para os sistemas de rede inteligente.

  • Tecnologias de redes de comunicação

Como as redes de comunicação são geralmente definidas pelo fornecedor e de natureza privada, a maioria das empresas de serviços públicos exige um grande investimento inicial para implantar dispositivos digitais de uma rede de fornecedores privada que não pode ser facilmente aproveitada para dispositivos de outros fornecedores. No setor elétrico, as redes MESH se encaixam com perfeição no ambiente desafiador, já que as áreas a serem cobertas são muito grandes e caras para se conectar à infraestrutura tradicional.

  • Tecnologias de gerenciamento de força de trabalho e de campo

Atualmente, a maior parte da automação presente do processo de restauração da entrega da energia elétrica está focada no envio de uma equipe e na identificação de ativos elétricos com falha. Não está bem integrado a outras dimensões das falhas no fornecimento, como a comunicação com o cliente e a execução do trabalho de campo. A integração de tecnologias como computação no veículo, dispositivos vestíveis, mobilidade da equipe, operações remotas e colaboração, proporcionará uma oportunidade única para permitir uma visão 360º. do processo de restauração.

  • A chegada da Inteligência Artificial

A integração de sistemas de análise de dados e Inteligência Artificial (IA) ajudará a interpretar, correlacionar e identificar o tipo de interrupção com informações precisas de localização, contribuindo para uma análise preditiva de problemas em evolução, detalhando a extensão do impacto e permitindo a manutenção antecipada. Os sistemas de IA são suportados por processamento massivo de dados e tecnologias analíticas, que ajudam na identificação proativa de problemas.

  • Tecnologias personalizadas de comunicação com o cliente

No mundo digital de hoje, os clientes esperam uma comunicação multicanal que ofereça um relacionamento transparente e sem atrito, em vez de receber mensagens desarticuladas através de vários canais tradicionais.

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Conheça 5 conceitos da Indústria 4.0 para o setor elétrico

A tecnologia tem sido cada vez mais adotada por todos os principais setores da indústria nos últimos anos – e o setor elétrico vem adotando as tecnologias e passando por grandes transformações, desde a forma de gerar e distribuir energia até a forma de se relacionar com os clientes. A Indústria 4.0 não está mais associada apenas à substituição da papelada por sistemas eletrônicos automatizados. O próximo passo é reinventar as maneiras pelas quais as empresas do setor elétrico fazem negócios, envolvem seus clientes e interagem com eles. E não vamos esquecer a Energy 4.0, uma palavra de ordem usada para entender a revolução digital neste setor.

Mas, para ir além do jargão, exploraremos os principais conceitos e tecnologias relacionados à Indústria 4.0 no contexto da gestão de ativos e do uso de conexões inteligentes no setor elétrico:

Monitoramento extensivo

O desenvolvimento de tecnologias para automação e monitoramento de processos industriais permite a captura de dados em quantidades cada vez maiores, permitindo análises cada vez mais poderosas. No gerenciamento do setor de energia, sofisticados equipamentos (soluções de Internet Industrial das Coisas – IIoT – e medidores inteligentes) são capazes de interpretar dados que permitem a compreensão de processos, monitorando variáveis ​​que avaliam desde a energia consumida, por exemplo, a índices que descrevem a qualidade da eletricidade consumida.

Além dos avanços tecnológicos, os custos de aquisição e instalação de sensores e instrumentos modernos tornaram-se cada vez mais acessíveis, permitindo uma compreensão ampla e profunda das características dos processos industriais, oferecendo redundância de medições e obtenção de dados de alta qualidade – essencial para planejamento, controle e melhoria da eficiência energética e eficiência operacional.

Internet Industrial das Coisas

A Internet Industrial das Coisas é outro conceito amplamente discutido e refere-se a toda uma “rede de dispositivos físicos que inclui sensores, atuadores, eletrônicos e conectividade, permitindo a integração do mundo físico com os sistemas de computadores”. Em nosso contexto, a Internet Industrial das Coisas, um termo frequentemente usado como sinônimo da Indústria 4.0, refere-se à aplicação de tecnologias como Machine Learning e Big Data para explorar dados de sensores, comunicação entre máquinas (M2M) e sistemas de automação para melhorar processos industriais e de fabricação.

Na gestão do setor de energia, a Indústria 4.0 é realizada a partir da conectividade entre instrumentos de medição e de toda a arquitetura de informações e automação, ampliando as capacidades de coleta, comunicação e armazenamento de grandes volumes de dados relacionados ao consumo, geração e transformação de insumos energéticos.

Energia inteligente como parte da cidade inteligente

A crescente urbanização tornou globalmente as cidades como ponto zero para o reexame das políticas ambientais. Ao implantar tecnologias de Internet das Coisas (IoT) e de conexões inteligentes, as chamadas smart cities pretendem aumentar a qualidade de vida e reduzir o consumo de energia. Empresas, gestores públicos e empreendedores nas cidades trabalharão juntos para garantir que as áreas urbanas participem da revolução energética.

Análise de grandes volumes de dados

Aplicações industriais típicas podem envolver milhares de medidores coletando dados em grande quantidade, gerando gigabytes de dados por dia – em aplicativos de qualidade de energia, por exemplo, medidores especializados hoje visualizam a rede a cada milissegundo.

Essa abundância de dados e a crescente disponibilidade de recursos computacionais permitem a aplicação de técnicas específicas de Inteligência Artificial com o objetivo de facilitar a previsão de variáveis ​​e a identificação de padrões de interesse em diversos processos industriais.

Devido à própria natureza dos fenômenos que produzem dados coletados de operações industriais e às limitações dos instrumentos usados ​​para capturá-los, o desenvolvimento de modelos de previsão baseados em dados coletados de operações industriais envolve níveis consideráveis ​​de ruído e impõe pressões adicionais sobre os requisitos de volume, variedade, velocidade e veracidade dos dados, algo comum aos aplicativos de Big Data. Algoritmos eficientes para o processamento da qualidade dos dados estão se tornando tão essenciais quanto os algoritmos para a construção de modelos de previsão.

Na gestão do setor de energia, os dados disponíveis podem dar origem, por exemplo, a:

  • Modelos de previsão para o consumo de energia (ou geração de energia) das operações, começando pelos níveis de produção planejados ou outras variáveis ​​contextuais
  • Modelos para aprender e estabelecer os modos ideais de operação, que permitem níveis efetivos de consumo de energia
  • Modelos para analisar a eficiência energética dos processos, a partir da captura de variáveis ​​de entrada e saída e conhecimento dos fenômenos de transformação envolvidos

Eficiência e sustentabilidade

Por trás de todo o investimento na Indústria 4.0, existe um objetivo comum: aumentar a eficiência e a competitividade de uma operação. Os benefícios são diretos e têm o potencial de estabelecer um ciclo virtuoso de investimento, resultado e reinvestimento: mais competitividade resulta em melhores resultados financeiros; com mais dinheiro disponível, mais investimentos podem ser direcionados à expansão da capacidade, tecnologias de produtividade, eficiência operacional e eficiência energética; maior eficiência garante níveis mais baixos de emissão de gases de efeito estufa, reduzindo o impacto ambiental, além de melhorar a qualidade do trabalho, que afetam positivamente a comunidade.

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Conectividade é fundamental para garantir melhor uso da tecnologia no agronegócio

 

O setor agrícola se tornará mais importante do que nunca nas próximas décadas. Antes da pandemia do Covid-19, a ONU projetava que a população mundial chegaria a 9,7 bilhões em 2050, demandando um aumento de 69% na produção agrícola global entre 2010 e 2050. Para atender a essa demanda, o agronegócio cada vez mais irá adotar soluções de IoT e de conectividade para análises e maiores capacidades de produção.

A inovação tecnológica na agricultura não é novidade. Ferramentas portáteis eram o padrão há centenas de anos e, em seguida, a Revolução Industrial trouxe o descaroçador de algodão. Os anos 1800 trouxeram elevadores de grãos, fertilizantes químicos e o primeiro trator movido a gás. E o avanço até o final do século XX foi bem rápido, quando os agricultores começaram a usar satélites para planejar seu trabalho.

A IoT está pronta para levar o futuro da agricultura para o próximo nível. A agricultura inteligente já está se tornando mais próxima dos agricultores, e a agricultura de alta tecnologia está rapidamente se tornando o padrão, graças aos drones, sensores agrícolas e conectividade.

As tecnologias que usam sensores e dados dependem cada vez mais da conectividade de alta velocidade à Internet para upload e processamento de dados em tempo real na nuvem. Se o setor agrícola não contar com conectividade de banda larga acessível, ou se a largura de banda for limitada, isso prejudicará bastante a capacidade de adoção de novas tecnologias.

Aplicativos e conectividade impulsionam avanços

Veja como os aplicativos de IoT no setor agrícola e como a “Internet das Coisas Agrícolas” ajudará a atender às demandas alimentares do mundo nos próximos anos:

Agricultura de alta tecnologia: agricultura de precisão e agricultura inteligente

Os agricultores já começaram a empregar técnicas e tecnologias inovadoras a fim de melhorar a eficiência de seu trabalho diário. Por exemplo, sensores colocados nas plantações permitem que os agricultores obtenham mapas detalhados da topografia e dos recursos na área, bem como variáveis ​​como acidez e temperatura do solo. Eles também podem acessar previsões climáticas para prever padrões nos próximos dias e semanas.

Os agricultores podem usar seus smartphones para monitorar remotamente seus equipamentos, culturas e gado, bem como obter estatísticas variadas e também usar essa tecnologia para executar previsões estatísticas para suas colheitas e gado.

E os drones se tornaram uma ferramenta inestimável para os agricultores fazerem um levantamento de suas terras e gerar dados sobre as colheitas e rebanhos. A tecnologia mudou ao longo do tempo e os drones agrícolas são um exemplo muito bom disso. Hoje, o setor agrícola é uma das principais indústrias a incorporar drones. As maneiras pelas quais os drones terrestres e aéreos estão sendo usados na agricultura são avaliação da saúde das culturas, irrigação, monitoramento das culturas, pulverização das culturas, plantio e análise de solo e campo, entre outras.

Superando a barreira da conectividade

A conectividade em áreas remotas tem sido uma barreira para a digitalização no setor agrícola – mas esse desafio vem sendo superado com a chegada de soluções de conexões inteligentes. A tecnologia não é mais uma barreira, e é preciso entender o modelo de negócios e como escolher, implementar e usá-la efetivamente. Mover fazendas para encontrar conectividade não é uma solução viável, portanto, os agricultores precisam encontrar maneiras de trazer conectividade a eles. Quando a conectividade estiver em vigor, a inovação seguirá.

O “como”

Uma das melhores opções para levar a conectividade a áreas remotas é a implantação de soluções de redes MESH, tanto em relação a custo, flexibilidade, confiabilidade quanto escalabilidade.

A rede MESH sem fio consiste em nós (pontos) de rádio organizados em uma topologia MESH (em malha), que se conectam sem fios, e sem envolver uma companhia telefônica ou um provedor de serviços de internet.

Analistas indicam que essa tecnologia deve predominar no futuro devido ao seu alto grau de escalabilidade, caráter colaborativo e baixo custo.  Redes do tipo MESH trabalham com a união de dois formatos sem fio já consagrados — Access Point, ou ponto de acesso (que distribui os dados a partir uma fonte central), e Ad-hoc (na qual cada equipamento controla sua comunicação com os demais). Na rede MESH, cada computador ou rádio ajuda a propagar os dados (funcionando como estações repetidoras), ampliando o alcance limitado do Access Point.

Em tese, não há limite para o tamanho da cobertura de uma rede de dados; ela será do tamanho do número de máquinas, terá a forma de sua distribuição geográfica e sua força será diretamente proporcional à densidade de equipamentos conectados, fazendo com que o uso das redes MESH no agronegócio seja uma vantajosa solução para garantir a conectividade.

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O futuro da eletricidade: saiba quais tecnologias estão transformando as redes elétricas

As previsões sobre o futuro da eletricidade são um excelente exemplo de como a Indústria 4.0, que faz que todos os setores passem por uma transformação, está tornando o cenário cada vez mais complexo, e, ao mesmo tempo, mais interessante, com tecnologias em rápida evolução, redução de custos e mudanças regulatórias.

Três tendências, em particular, estão convergindo para impulsionar o futuro da eletricidade: eletrificação, descentralização e digitalização. Atualmente, essas tendências estão no limite da rede física – tecnologias inteligentes e conectadas no final da rede elétrica. Elas abrangem todas as principais tecnologias – como armazenamento distribuído, geração distribuída, medidores inteligentes, aparelhos inteligentes e veículos elétricos – que estão impactando o sistema elétrico.

Segundo o WEF (World Economic Forum) globalmente a adoção dessas novas tecnologias “de ponta da rede elétrica” poderia gerar mais de US$ 2.4 trilhões em criação de valor para a sociedade e a indústria até 2027, aumentando a eficiência do sistema geral, otimizando a alocação de capital e criando novos serviços para os clientes.

Claro que essas previsões não levaram em conta a pandemia do Covid-19 e a crise econômica mundial que certamente virá. Mas precisamos nos lembrar que, quando a economia voltar a se reaquecer, quem estiver bem preparado para dar o seu start, ganhará vantagem competitiva.

Adoção deverá manter ritmo

A queda rápida dos custos das tecnologias de ponta da rede elétrica vem impulsionando sua adoção pelos clientes. Medidores inteligentes, dispositivos conectados e sensores de rede aumentarão a eficiência do gerenciamento de rede e, mais importante, permitirão que os clientes tenham informações em tempo real sobre a oferta e a demanda de energia em todo o sistema.

Para os consumidores, a implantação de tecnologias de ponta da rede permitirá que eles ocupem o centro do palco do sistema elétrico, produzindo sua própria eletricidade, e aí armazená-la e consumi-la em um momento mais barato ou vendê-la de volta à rede. Esse sistema permitirá até transações descentralizadas ponto a ponto.

Já o esperado aumento na adoção de veículos elétricos irá demandar uma grande flexibilidade da rede na forma de armazenamento, mas também pode representar desafios de congestionamento no local, por exemplo, se um grande número de veículos elétricos demandarem pontos de recarga em uma determinada região ao mesmo tempo.

Eletrificação, descentralização e digitalização

Assim como em diversos outros setores, o setor elétrico está no meio de uma transformação, onde a tecnologia e a inovação transformam modelos tradicionais de geração para além do medidor.

Três tendências em particular estão convergindo para impulsionar transformações no futuro da eletricidade:

Eletrificação de grandes setores da economia, como transporte e aquecimento

Descentralização, estimulada pela forte queda nos custos dos recursos energéticos distribuídos, como armazenamento distribuído, geração distribuída, flexibilidade de demanda e eficiência energética

Digitalização da rede, com medição inteligente, sensores inteligentes, automação e outros dispositivos digitais, tecnologias de rede e além do medidor, com soluções de Internet das Coisas (IoT) e de conexão inteligente, e uma onda de dispositivos conectados que consomem energia

Essas três tendências atuam em um ciclo contínuo, possibilitando, amplificando e reforçando melhorias e desenvolvimentos que vão além de suas contribuições individuais. A eletrificação é fundamental para redução de carbono a longo prazo e representará uma parcela cada vez mais relevante de energia renovável. Enquanto isso, a descentralização torna os clientes elementos ativos do sistema e requer uma maior coordenação entre concessionárias, distribuidoras e usuários. Por fim, a digitalização suporta as outras tendências, permitindo mais controle, incluindo otimização automática em tempo real de consumo e produção e interação com os clientes.

Atendendo a um novo usuário

O papel da rede elétrica, aliada a sistemas de conexão inteligentes, está evoluindo além do fornecimento de eletricidade e está se tornando uma plataforma que também maximize o valor dos recursos de energia distribuídos.

A distribuição de energia gerada centralmente representará uma parcela menor nos modelos de negócios, mas poderia ser compensada pela receita de novos serviços de distribuição e varejo. Clientes individuais serão capazes de selecionar as tecnologias de sua escolha, conectá-las à rede e, eventualmente, fazer transações com outros recursos distribuídos e descentralizados.

Esse sistema elétrico mais inteligente, mais descentralizado e ainda mais conectado pode aumentar a confiabilidade, segurança, sustentabilidade ambiental, utilização de ativos e abrir novas oportunidades para serviços e modelos de negócio, aumentando a eficiência do sistema geral, otimizando a alocação de capital e criando novos serviços.

Novas fontes de energia

Novas fontes de energia emergentes, como solar e eólica, estão mudando a maneira como armazenamos e distribuímos energia. De um sistema centralizado tradicional que contava com fontes simples de energia, a nova onda de energias renováveis é um desafio potencialmente desestabilizador para a rede elétrica tradicional.

A abordagem do tamanho único para o fornecimento de energia não se ajusta mais à variação do consumo público. A rigidez formal da configuração atual não foi projetada para lidar com a entrada de fontes de energia novas e inovadoras. Portanto, é preciso contar com uma nova infraestrutura rapidamente.

 

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Além de P&D: saiba como impulsionar a inovação no setor elétrico

Uma crença comum nos negócios é que o investimento em Pesquisa & Desenvolvimento (P&D) obrigatoriamente leva à inovação. Por esse padrão, uma empresa que investe pesadamente em P&D deve ter processos inovadores que resultam em aumento de vendas, e provavelmente sucesso no mercado. Empresa sem inovação? Elas provavelmente precisam dobrar seus esforços de pesquisa e desenvolvimento.

Mas não é assim tão simples. O setor elétrico, assim como outros setores e indústrias, são extremamente complexos. Dados mostram que investir em P&D não garante a inovação. E, em muitos casos, a inovação não vem de dentro da empresa, e sim de um parceiro, cuja oferta é o que falta para a empresa alcançar os seus objetivos de negócio. No setor elétrico, por exemplo, o foco não é investir em P&D na área de conectividade. O core business é geração e distribuição de energia. É muito mais produtivo procurar um parceiro que tenha a expertise necessária para impulsionar a inovação no setor elétrico, entre outros.

Ainda assim, as empresas buscam alguma combinação de P&D e inovação – o mercado exige. Compreender como a P&D e a inovação funcionam, conceitual e praticamente, e como financiar as duas coisas, pode ajudar a melhorar seus resultados.

P&D e inovação são a mesma coisa?

Não, P&D não é o mesmo que inovação. Algumas vertentes defendem que a P&D é um componente inicial da inovação, um termo genérico para comercializar descobertas. Já outros definem a P&D como um objetivo de longo prazo enquanto a inovação pode ser posta em prática, em uma variedade de necessidades de negócios, no curto prazo. Essas várias definições indicam que os conceitos de P&D e de inovação estão mudando no mercado interconectado de hoje, baseado em resultados.

Na maioria das empresas, são três os principais objetivos da P&D:

Desenvolvimento de conhecimentos fundamentais. Isso geralmente significa explorar certas tecnologias com potencial de grande impacto no setor, mas nem seu valor intrínseco nem sua aplicação prática ainda são conhecidos. O financiamento para esse fim é uma fração do todo, mas é estratégico, com pouca expectativa de crescimento ou desenvolvimento no curto prazo.

Suporte a áreas de negócios como gerenciamento de negócios, manufatura e satisfação do cliente. As funções são mais tangíveis, como procurar pontos fortes e fracos ou tendências futuras que permitam à empresa criar novas oportunidades de negócios. Este trabalho não está necessariamente em andamento todo o tempo, mas talvez se concentre em uma determinada linha do tempo ou área de negócios.

Criando e implementando novas tecnologias. O resultado dessa área de pesquisa e desenvolvimento pode ser qualquer “invenção” – um equipamento, um processo. As empresas tendem a ver essa área de P&D como um investimento, e não como um custo operacional necessário, especialmente para projetos de curto prazo, mais fáceis de medir e avaliar.

Nessa visão multifuncional de P&D, a inovação pode vir de qualquer área, mas quando as empresas reconhecem e agem de acordo com os três propósitos, a P&D pode estar mais diretamente ligada a um resultado inovador que realmente gere valor.

Financiando a inovação

Se a P&D é impulsionada pela necessidade de criar soluções melhores ou mais inovadoras, a inovação é impulsionada pelo valor. A P&D pode gerar descobertas interessantes ou importantes, mas sem um processo que resulte em valor, pode parecer supérflua, mesmo se concordarmos que é essencial.

A verdadeira inovação, então, não é simplesmente um produto “melhor”, mas a que oferece novo valor ao cliente. No setor elétrico, por exemplo, são as smart grids que permitem a entrega de serviço com mais qualidade, são os medidores inteligentes possíveis de serem implantados com a chegada de uma solução de conectividade com alta confiabilidade e escalabilidade – as redes MESH, que mudam todo o relacionamento entre consumidores e distribuidoras de energia.

Talvez, em vez de considerar a inovação como o resultado natural de P&D, vale reformular o que significa inovação:

invenção (via P&D) + valor do cliente + um modelo de negócios = inovação

Dados não são commodity

A energia que corre pelos fios pode até ser considerada uma commodity, mas não os dados. Quando se adiciona inteligência a esse processo, a energia passa a ser um serviço, voltado para entregar a melhor experiência ao cliente.

O futuro da inovação no setor elétrico certamente passa pela adoção de inovadoras tecnologias, como Internet das Coisas, Big Data, redes inteligentes, medidores inteligentes, processamento na nuvem. E essa transformação é fundamental para a implantação de redes elétricas inteligentes e automatizadas, controle da distribuição e redução dos tempos de falhas.

O futuro da energia está na mudança de um modelo único de alimentação centralizada, que atualmente ainda predomina no setor brasileiro, para modelos descentralizados, baseados em redes bidirecionais entre consumidores e fornecedores. Atualmente, quando a distribuição energética de uma fonte centralizada falha, ela prejudica o abastecimento de toda a rede. Por isso, as empresas de distribuição de energia têm investido cada vez mais em tecnologias que permitem medir em tempo real o consumo de energia para gerir e otimizar suas fontes de geração e também suas estratégias de distribuição, adotando medidores inteligentes e soluções para análise de dados.

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