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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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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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