Indústria 4.0 e IOT expandem aplicações com sensores inteligentes
Os sensores são dispositivos importantes nas indústrias de processo e manufatura há longo tempo. Mais recentemente, ganharam destaque. Em razão das suas capacidades aumentadas, da sua flexibilidade e dos seus tamanhos menores, tornaram-se inteligentes. E esta é uma característica que faz do sensor inteligente um astro no panorama da Indústria 4.0 e da IoT. Para os usuários isto significa mais lucratividade por meio de ativos mais produtivos
É o que confirma Bruno Kim, Gerente de Marketing da Keyence. “São vários os retornos que uma solução inteligente pode trazer. Por exemplo, a confiabilidade na inspeção que deve ser feita (seja medição ou visual) é irrefutavelmente superior ao julgamento feito por uma pessoa. A inspeção automática não está sujeita ao viés humano, trazendo maior repetibilidade à etapa do processo e velocidade também. A redução de manutenção também é um fator importante, uma vez que a evolução da tecnologia fez com que os instrumentos de inspeção se tornassem mais robustos às intempéries do ambiente industrial; logo a produtividade da linha é preservada e melhorada. Economias de tempo e recursos também compõem a lista de benefícios, dado que a produtividade é infinitamente superior, fazendo com que haja redução dos custos de mão de obra”, comenta.
A Keyence aposta em seu Sistema de Visão, com o propósito de inspeções visuais superficiais. Recentemente a empresa lançou a tecnologia multiespectro, que conta com uma iluminação em diversas faixas do espectro de luz, para que se tenha o melhor contraste e estabilidade da aplicação. Dessa forma, o método de captura é um diferencial no mercado, e que se torna interessante para os clientes para que tenham robustez, além de uma inspeção livre do viés da interpretação subjetiva.
Confiabilidade de medição, redução de manutenção e recalibração, economia de tempo e recursos. Todos esses benefícios dos sensores inteligentes estão vinculados, na opinião de Gustavo Takizawa, Engenheiro de Aplicação da Divisão de Sensing and IoT da Honeywell. “Porém, eu diria que a confiabilidade na medição é a chave para que um sensor inteligente tenha sucesso. Uma vez que se possa confiar nas medições que o sensor realiza, os benefícios que ele trará acarretam nas questões de redução da manutenção, já que se pode prever alguma anomalia no sistema e, com isso, aumenta-se eficiência dos recursos (pessoas) e, em paralelo, os custos com os recursos que utiliza para esse tipo de tratativa”, justifica.
A Honeywell utiliza várias tecnologias em seus sensores para medições de diversas grandezas, tais como pressão, umidade, temperatura, posição, etc. Dentre elas, a Mems (Microelectromechanical) e a Asic (Application Specific Integrated Circuits) com o objetivo de obter dados de forma precisa e confiável. O sensor Smart Position (Superior Measurement. Accurate. Reliable. Thinking.), por exemplo, é um Asic com uma confiabilidade por agregar diversos circuitos integrados para detecção de campos magnéticos (sensores de efeito-hall) para a medição precisa da posição de um objeto.
Para o Gerente de Produtos da Rockwell Automation, Maurício César Brichesi Filho, o cálculo do ROI para a aplicação de sensores inteligentes será baseado nas condições anteriores da máquina/linha onde forem instalados (por exemplo, incidência de quebra, redução da qualidade do produto, redução de OEE). “Os sensores inteligentes têm a capacidade de reduzir os custos de manutenção por permitirem a troca automática de sensores, reduzindo-se assim o MTTR da máquina/linha, e são capazes de enviar informações contextualizadas sobre a situação real que acontece no campo, permitindo o usuário final a tomar decisões de forma mais rápida e eficiente”, explica.
Já a tecnologia de sensores inteligentes da Rockwell Automation é habilitada através de três componentes: sensores com diagnósticos avançados (IODD Advanced); a tecnologia de conexão IO-Link, para envio de mais informações aos sistema de controle; e a integração avançada que existe entre seus sensores e controladores, capacidade única no mercado.
Indústria 4.0 e IoT
O Gerente de Marketing da Keyence avalia que ainda é um pouco cedo para falar sobre o avanço da Indústria 4.0 no Brasil. Isto porque ele entende que não se trata apenas de uma mudança no plano de hardware, mas também envolve uma forte interação via software, ou seja, inclui também uma grande modificação na infraestrutura das fábricas. “De qualquer forma, o principal quesito é a possibilidade de se estabelecer a comunicação entre o sensor e a rede de informações, somada à automação de processos. Temos percebido uma grande movimentação do mercado em direção à procura de soluções para inspeções automáticas, e acreditamos que pode ser o primeiro passo para a evolução no parque fabril brasileiro”, visualiza. Kim pondera que é arriscado definir um tipo de sensor que será um destaque no mercado, porque varia em função de cada situação que se estabelece. “Considerando que o mercado tem pesquisado sobre automação na parte de inspeções, é provável que os sensores que estejam relacionados a esse tipo de propósito podem ter um maior destaque da em diante”, prevê.
“Indústria 4.0 e o IoT influenciam e demandam um avanço no mercado dos sensores inteligentes de uma forma muito agressiva, onde cada vez mais o mundo necessita de uma otimização de processos, recursos e aumento na rentabilidade 100% nos processos. Os sensores inteligentes são basicamente o coração da indústria 4.0 e IoT; eles têm o papel fundamental na aquisição de dados de forma rápida, eficiente e precisa”, pontua o Engenheiro de Aplicação da Divisão de Sensing and IoT da Honeywell. Ele acrescenta que as aplicações que mais crescem no Brasil são as de Smart Agriculture e de Smart Energy, pois são os mercados nos quais o Brasil possui know-how e grande capacidade produtiva e, com isso, maior concorrência, além de demandar uma atualização de tecnologia a cada ano. “O sensor combinado deve se destacar no mercado nos próximos anos”, garante Takizawa. “Esse tipo de sensor consegue coletar dados de diversos tipos, como, por exemplo, um sensor combinado como o nosso HumidIcon, que combina temperatura e umidade em um só sensor com uma saída digital para comunicação. O máximo de informações que um sensor conseguir combinar (pressão, umidade, temperatura, posição, etc.), mais otimiza o espaço em um equipamento e facilita para o trabalho de engenharia de produto transformar um projeto em realidade”, declara.
Da mesma forma, o Gerente de Produtos da Rockwell Automation reitera que a base para o avanço da indústria 4.0 e do IoT está focada na modernização dos sensores e atuadores. “Segundo o modelo ISA-95, o nível 0, que contém sensores e atuadores, eles são os responsáveis por fornecer informações confiáveis para os sistemas analíticos e de gestão. Caso essas informações sejam de má qualidade, as tecnologias de analíticos e Machine Learning terão sua perfomance reduzida”, resume. Brichesi diz que as principais aplicações estão na tecnologia analógica (pressão, temperatura, distância), que, além, de habilitar a produtividade, reduz custos com cabeamento dos seus dispositivos de campo. Por esta razão, o executivo assegura que os sensores analógicos terão um destaque maior, visto que as facilidades na implementação desse sensor serão superiores ao sensor digital como, por exemplo, sensores de distância, sensores de cor, sensores de condição, dentre outros.
Futuro
Quais segmentos industriais terão as maiores demandas por sensores inteligentes nos próximos anos, por enquanto, é um exercício futurista para o Gerente de Marketing da Keyence. “Mesmo que empresas diferentes produzam produtos de categoria similares, a forma com a qual podem ser produzidos é, na maioria dos casos, bem diferente. Acreditamos que todos os segmentos que atuam na manufatura de produtos, sem nenhuma limitação de categoria, são candidatos a aumentarem as suas demandas por tais produtos. O princípio que se considera é que todo produto que passa por um processo de beneficiamento está sujeito à inspeção para confirmar se está atendendo aos critérios de qualidade”, ensina Kim.
De acordo com o Engenheiro de Aplicação da Divisão de Sensing and IoT da Honeywell, os segmentos de agricultura, energia e médico devem demandar cada vez mais sensores inteligentes a cada passo que a tecnologia vem se atualizando. “Esses mercados têm um potencial enorme de tipos de sensores a serem utilizados como, por exemplo, em uma colheitadeira, na qual pode-se utilizar sensores de posição, IMUs, pressão, temperatura, velocidade, GPS, corrente e muitos outros. Além do mais, esses mercados demandam um acompanhamento em tempo real dos dados coletados por esses sensores, a fim de uma tomada de decisão por parte dos operadores que estejam realizando a operação do equipamento. Os mercados de energia e médico são os que demandam tecnologias mais atualizadas e com uma precisão para a coleta dos dados necessários, principalmente o médico, no qual é possível um médico realizar as análises de um só local para diversos pacientes em tempo real, além de aumentar confiabilidade dos sistemas e diminuir uma potencial falha”, detalha Takizawa.
Já o Gerente de Produtos da Rockwell Automation julga que os segmentos industriais que terão o maior benefício dessa tecnologia serão os de alimentos e bebidas, automotivo e pneu, e a manufatura clássica. “Esses setores possuem diversos sensores espalhados em suas instalações, os quais são ligados em cartões de I/O convencionais, e a falta de informação que isso traz ao usuário causa consequências graves, como parada de planta e redução da confiabilidade de operação. Dessa forma, terão um aumento significativo de produção/confiabilidade se aplicarem essa tecnologia”, orienta Brichesi.
De acordo com o estudo da Markets and Markets, empresa indiana que fornece pesquisa de mercado quantificada, o mercado de sensores industriais deve ser avaliado em US$ 16 bilhões em 2018 e deve chegar a US$ 21,6 bilhões até 2023, a uma taxa anual de crescimento de 6,16%. Segundo a pesquisa, esse crescimento é impulsionado pelo avanço da Indústria 4.0 e da IIoT, pela expansão do mercado de sensores sem fio e pela crescente demanda por robôs industriais.
Acredita-se que os avanços nos sensores inteligentes continuarão rapidamente, em especial em tamanho, desempenho e preço. Dessa forma, a sua proliferação seguirá evoluindo na medida em que a segurança na IoT melhorar e tornar mais segura a transmissão de dados importantes. E isso levará à adoção em outras indústrias.