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Dados oferecem mais precisão e confiabilidade à gestão de ativos

Por Fábio Vieira, responsável pelos produtos de Gestão de Ativos da Atech

Se antes a coleta de dados via sensores era vista como algo “inovador demais” muito distante, hoje a avaliação dessas informações é fundamental para gerar confiabilidade e dar mais inteligência aos negócios, tornando-se algo fundamental para a gestão de ativos.

A gestão de ativos baseada em dados cria um cenário em que as empresas usam uma enorme quantidade de informações à sua disposição para alinhar as atividades de manutenção de acordo com as necessidades e riscos de ativos individuais, no qual definem prioridades e organizam cronogramas com base em previsões altamente precisas, e não em relatórios improvisados após um evento ou cronogramas predefinidos para manutenções periódicas. Com isso, as equipes de manutenção podem atualizar as informações e gerenciar os ativos quase em tempo real.

Como alternativa aos métodos preventivos de rotina, a gestão de ativos baseada em dados oferece maior precisão e confiabilidade a um custo mais baixo. Um exemplo disso é o setor de transmissão e distribuição elétrica, em que algumas operadoras podem reduzir em até 10% os custos com redes de média tensão, e em 15% as linhas aéreas e os cabos subterrâneos de média e alta tensão. O uso de subestações de média e alta tensão podem reduzir até 20%.

Alertas inteligentes

Com isso, é possível, ao mesmo tempo, aumentar consideravelmente a confiabilidade dos ativos. As novas soluções de gestão de ativos baseadas na coleta e na integração de dados dos equipamentos permitem estabelecer parâmetros e gerar alertas inteligentes, permitindo que a estratégia de manutenção seja baseada em condição – a manutenção preditiva. O objetivo da gestão de ativos baseada em dados é prever possíveis falhas, com base no histórico de desempenho do ativo e análise integrada de informações.

Para isso, é preciso reunir dados que estejam alocados em múltiplas bases e organizados de formas diferentes, extraí-los e colocá-los em uma única base de dados categorizada de maneira uniforme, permitindo que possam ser acessados com facilidade e usados por todos os envolvidos na gestão de ativos.

Essa base de dados, bem estruturada, com todas as informações técnicas de registros de serviços realizados, é que vai permitir avaliar o desempenho do ativo, entregando relatórios e informações técnicas para entender qual o ativo que possui os maiores problemas crônicos e que impactam o processo (quebras constantes e maior tempo de downtime) que necessitam de uma intervenção para evitar maiores custos de manutenção e operação em um determinado período de tempo.

Dados confiáveis permitem prever a probabilidade de falha de um ativo e então usar essas previsões para direcionar as tarefas de manutenção aos que mais necessitam delas. Analistas apontam que empresas que já implantaram com sucesso uma estratégia de gestão de ativos baseada em dados têm uma série de benefícios em comum, como a possibilidade de contar com recursos dedicados para monitorar o sistema de gestão de ativos, identificar ativos e processos críticos que devem ser monitorados e avaliar constantemente variações de custos e de desempenho.

A gestão de ativos baseada em dados de tempo real pode compor um programa mais amplo de melhoria do desempenho, oferecendo uma tomada de decisões mais rápida e inteligente, menores despesas de capital, melhor gestão do pessoal, maior segurança e conformidade.

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Wireless IIoT: a próxima geração de conectividade industrial

As condições operacionais e ambientais encontradas em setores industriais como manufatura, distribuição e serviços públicos (gás, eletricidade, água) sempre apresentaram um desafio para a conectividade. Conexões com fio seriam usadas onde existisse uma rede clara e definida, dando a garantia de confiabilidade para sistemas de missão crítica. O wireless seria usado para fornecer mais de uma conexão ad hoc ponto-a-ponto, especialmente em ambientes industriais nos quais a infraestrutura com fio é deficiente ou impraticável. Historicamente, não era comum que os dois tipos de rede estivessem conectados, mas a Internet mudou tudo isso.

Embora inicialmente as redes com fio sigam os padrões do setor, as soluções sem fio iniciais costumavam usar algum tipo de protocolo proprietário. Hoje, o cenário mudou: redes sem fio baseadas em padrões reconhecidos estão desafiando o status quo, e substituindo conexões de rede com fio, e por boas razões.

Uma rede sem fio oferece muitos dos benefícios em relação a redes com fio, com maior mobilidade, flexibilidade, gerenciamento de rede mais simples e menor custo de propriedade. Uma das tecnologias sem fio mais amplamente utilizadas no setor industrial, o WirelessHART, foi desenvolvido pela fundação americana HART Communication Foundation (HCF), no final da década de 80. O protocolo HART veio se desenvolvendo com o passar dos anos, até chegar ao padrão HART 7 e, finalmente, houve a inclusão do WirelessHART™, um padrão aberto e interoperável que endereça a comunicação wireless – com simplicidade, robustez e segurança entre instrumentos de campo HART.

Como as demandas mudaram, o uso de outros protocolos sem fio aumentou. A Industrial IoT (IIoT) será possibilitada por redes sem fio e, com tantas opções disponíveis, pode ser um desafio escolher a solução certa. Aqui, oferecemos algumas comparações que devem ajudar a simplificar o processo de decisão.

Com fio ou sem fio?

Na medida em que a automação evolui, é preciso trabalhar a partir de uma perspectiva mais ampla, considerando as demandas globais, logística local e cadeia de fornecimento geral. Gerenciar o movimento de todos esses dados requer uma topologia de rede, e a maioria das redes atuais é baseada em pacotes. Dentro de cada pacote há uma carga útil (os dados), normalmente precedida por um cabeçalho (informações de roteamento) e seguida por uma trilha de dados (contendo informações úteis, como correção de erros).

Este formato básico está presente em redes com fio e sem fio. Parâmetros como latência e largura de banda são usados ​​para avaliar o quanto uma rede pode fornecer dados, o que se torna mais importante à medida que os setores ganham mais automação. Para uma rede sem fio, existem outros parâmetros importantes a serem considerados, como alcance, robustez e consumo de energia.

O consumo de energia é uma consideração importante nas redes sem fio IIoT. Com as redes com fio, a energia necessária para conduzir a conexão pode, na verdade, ser impulsionada pela própria conexão. No entanto, com redes sem fio, a energia precisa ser fornecida ou colhida. Isso significa que o consumo de energia é uma consideração importante para redes sem fio IIoT. Por causa disso, os dispositivos sem fio IIoT precisam fazer concessões em áreas como potência de saída, ciclo de trabalho e taxa de transferência.

O alcance está intimamente relacionado à frequência de operação de uma rede sem fio; aqueles que operam na faixa de sub-GHz geralmente têm maior alcance (para uma determinada potência) do que aqueles que operam na faixa de 2,4 GHz. No entanto, a rede mesh sem fio pode ajudar a ampliar a cobertura de 2,4 GHz. Esses protocolos também são importantes para o futuro da IIoT, devido à aceitação de padrões e bandas de 2,4 GHz. Por essa razão, espera-se que o IIoT adote protocolos operando nas bandas de 2,4 GHz e sub-GHz.

Tecnologia de malha

Atualmente, muitos protocolos suportam tecnologia de malha, incluindo Bluetooth, Zigbee, Thread e Z-Wave (que é popular na casa conectada). A malha de rede amplia o alcance das redes sem fio, permitindo que os dispositivos nas proximidades sejam parte do caminho ativo do tráfego de rede.

Com efeito, um pacote poderia passar por uma rede de malha usando qualquer número de caminhos, mas o escolhido dependerá das condições. Por exemplo, dois nós podem estar se comunicando quando a comunicação entre os nós falha devido a interferência, perda de sinal ou falha no dispositivo. Em vez de causar uma falha geral nas comunicações, a mensagem simplesmente procurará outro nó próximo e continuará a funcionar normalmente.

A natureza de autocorreção da rede em malha também fornece uma rede mais robusta, capaz de lidar com ambientes hostis. Por exemplo, uma fábrica que contém grandes equipamentos metálicos criará vários caminhos para sinais de RF, com grandes níveis de atenuação. Rede de malha permite que os sinais encontrem o melhor caminho através de tal ambiente.

Comunicação de longo alcance

Uma alternativa a uma rede em malha é uma topologia em estrela (consulte a Figura 1) na qual cada nó fala diretamente com um gateway. Esta é a abordagem adotada pelas Redes de Área Ampla de Baixa Potência (LPWANs), tais como LoRa e Sigfox, bem como variantes celulares como NB-IoT e LTE-M. Operando na faixa de sub-GHz e mantendo a largura de banda de dados relativamente baixa (dezenas de bits por mensagem), os LPWANs podem atingir um alcance medido em dezenas de quilômetros.

Essas tecnologias são ideais para a infraestrutura emergente, como cidades inteligentes e monitoramento remoto, onde a distância entre os nós é significativa, mas os dados que estão sendo trocados são relativamente baixos. No entanto, eles são menos otimizados para fábricas inteligentes, em que o intervalo é menos importante que a largura de banda e a latência.