IoT industrial para brownfields

Como um indicador de desempenho abrangente, a eficácia geral do equipamento (OEE) pode desempenhar um papel importante ao tornar recursos de fabricação mais produtivos. As dificuldades em reunir os dados necessários para calcular o OEE, no entanto, muitas vezes impediram que ele fosse usado para melhorar os sistemas mais antigos. Agora, existe uma solução que permite que você aproveite facilmente os dados operacionais de equipamentos isolados digitalmente e se beneficie de aquisição, harmonização e análise automatizadas - incluindo o monitoramento OEE em tempo real.

Os sistemas de fabricação conectados com acesso à tecnologia mais recente são capazes de coletar e avaliar uma grande quantidade de dados técnicos e operacionais para implementar o tipo de soluções previstas para a Indústria 4.0 e a Internet Industrial das Coisas (IIoT). É fácil esperar esses recursos de um projeto greenfield ao iniciar praticamente do zero. Para a maioria dos gerentes de fábrica, entretanto, a realidade é um pouco mais complicada.

"Uma empresa não pode simplesmente derrubar todas as suas instalações e começar do zero", diz René Blaschke, especialista da B&R para integração IIoT brownfield. Ao fazer o retrofitting de equipamentos antigos para suportar novas soluções industriais IoT, o primeiro passo é encontrar uma maneira de automatizar a coleta e harmonização de seus dados operacionais. Então, você precisa usar esses dados para calcular o OEE, o que revela perdas de produtividade e serve de base para melhorar o desempenho geral.

Até hoje, não é incomum encontrar operadores de máquinas que escrevem dados de operação com um bloco de notas e lápis. "Este dado aterriza na mesa de um analista para ser processado", diz Blaschke. Não apenas é muito longe do ideal de análise em tempo real da era digital, como também não é realista esperar que cada turno registre seus dados de forma consistente e padronizada. "Este tem sido um problema notório na aquisição de dados de produção", observa Blaschke. Também torna muito difícil comparar o desempenho em diferentes máquinas.

O equipamento de fabricação industrial tem uma vida útil particularmente longa. Com máquinas tipicamente funcionando por 25 ou 30 anos, uma que foi instalada há 15 anos pode ser facilmente utilizada por mais uma década. Para uma empresa que procura implementar a Indústria 4.0, isso é simplesmente muito tempo para aguardar. "Então, o que você precisa é uma maneira de preencher a lacuna para a vida útil restante do equipamento de brownfield", diz Blaschke.

Para os gerentes de fábrica, isso significa encontrar uma maneira confiável de coletar e analisar dados de máquinas e equipamentos que, de outra forma, não possuem a conectividade necessária. Com o seu novo conceito Orange Box, a B&R provou que isso pode ser surpreendentemente fácil. "Uma Orange Box pode reduzir substancialmente o tempo de inatividade e aumentar a disponibilidade de máquinas e linhas existentes", diz Blaschke. "Isso torna sua operação toda mais produtiva e lucrativa".

A Orange Box pode notificar operadores de máquinas de eventos significativos - como uma porta de segurança aberta - diretamente no seu smartphone. Isso permite que eles reajam imediatamente e retomem a produção o mais rápido possível. Quando a frequência de paradas não planejadas é claramente documentada, torna-se óbvio onde as melhorias desejadas podem ser feitas.

Outros potenciais de melhoria podem ser identificados pela comparação da produtividade entre máquinas, linhas ou turnos. "Muitas vezes, ajustes relativamente menores podem ter um impacto dramático sobre a produtividade", relata Blaschke. Melhor sincronismo de tempos de manutenção e de interrupção é um exemplo perfeito.

Do ponto de vista técnico, o conceito Orange Box é notavelmente direto. Um controlador B&R lê os dados operacionais através de canais de I/O com fio ou diretamente do controlador da máquina usando protocolos de comunicação. A Orange Box lê dados dos controladores B&R, Siemens ou Rockwell através dos respectivos protocolos INA, ISO em TCP ou EtherNet/IP, converte-o em mensagens OPC UA e processa-o.

"Os resultados - como o valor OEE - podem ser exibidos diretamente na máquina e/ou transmitidos para sistemas de nível superior", explica Blaschke. A Orange Box possui um servidor OPC UA que permite que qualquer sistema de execução de manufatura (MES) ou sistema de planejamento de recursos empresariais (ERP) possa acessar os dados. Quando usado como um dispositivo Edge, a Orange Box também pode enviar dados para a nuvem.

"Para a Orange Box oferecer o maior benefício possível", lembra Blaschke, "nós sabíamos que teria que ser fácil de configurar e fácil de usar". É por isso que a solução é construída em torno dos componentes de software modulares da tecnologia mapp. Os componentes mapp - ou apenas "mapps" como são conhecidos - são pré-programados para trocar informações automaticamente. "Configurar um componente mapp não é mais difícil do que configurar uma conta de e-mail".

Algumas configurações rápidas, e o mapp OEE está pronto para começar a fornecer dados OEE de uma máquina, por exemplo. "Não há necessidade de escrever uma única linha de código", enfatiza Blaschke. mapp OEE possui um componente de IHM que acompanha o trabalho em segundo plano. Juntamente com o mapp View - Solução IHM baseada em HTML5 da B&R - este componente pode exibir conteúdo em tempo real em qualquer dispositivo habilitado para web. O painel de controle intuitivo fornece uma visão geral de todas as informações mais importantes.

Orange Box não é um produto tradicional, mas sim uma solução conceitual moldada pelas necessidades exclusivas de cada cliente e máquina. Suas funções específicas podem ser personalizadas sob demanda simplesmente adicionando os mapps apropriados. Configure um sistema de alarme com mapp Alarm, por exemplo, e use o mapp Tweet para alertar os operadores da máquina de alarmes relevantes via e-mail ou mensagem de texto. Padrões industriais, como o PackML, também são perfeitamente encapsulados em mapps para facilitar a integração na Orange Box.

"Como cliente, você pode selecionar e escolher exatamente as funções que você precisa", diz Blaschke. "E, como aplicativos em um smartphone, esses são os únicos que você paga". A funcionalidade de gerenciamento de software fornecida pela plataforma de Tecnologia mapp permite que os usuários da Orange Box instalem atualizações ou novos componentes do mapp via LAN, WLAN ou pen drive.

O software modular Orange Box é complementado por seu hardware igualmente modular. A forma mais compacta possui um controlador compacto de 25 milímetros de largura. "Isso e o mapp OEE são tudo o que você precisa para coletar os dados necessários e calcular OEE para uma máquina", explica Blaschke Para recursos mais avançados - como gerenciamento de alarmes ou monitoramento de energia - a solução pode ser ampliada facilmente com controladores mais poderosos e componentes de software adicionais. Os clientes que desejam dar à Orange Box uma interface de usuário moderna também podem adicionar um painel de operação com um controlador integrado ou uma unidade de PC montada em painel.

"Todo o hardware e software é completamente interoperável", observa Blaschke. Os gerentes de plantas podem usar diferentes combinações de hardware e software em diferentes máquinas sem despesas adicionais. A Orange Box rápida e facilmente leva equipamentos de brownfield para fora do isolamento digital para aproveitar todos os benefícios que a IoT Industrial tem para oferecer.

Autor: Carmen Klingler-Deiseroth, jornalista freelancer