27/11/2024Monitoramento de ativos alimentado por IA com o kit de iniciação digital twin

Experiência combinada da Bosch Digital Twin Industries e da Pepperl+Fuchs
A eficiência e a produtividade estão entre os parâmetros mais importantes na operação da fábrica, em particular, o tempo de inatividade não planejado deve ser evitado a todos os custos. Com a ajuda de digital twins, ou seja, representações virtuais de uma fábrica e de todos os seus componentes e sistemas, ambos podem ser significativamente aumentados na produção. O monitoramento consistente da fábrica, a comparação de ativos físicos com representações digitais e a análise de dados direcionada permitem previsões da condição da fábrica. Isso, por sua vez, pode ser usado para oferecer manutenção preditiva, determinar a vida útil restante (RUL) e derivar requisitos de manutenção ou outras medidas. As vantagens dos digital twins são óbvias. No entanto, implementá-las ainda é um desafio para muitas empresas. Especialmente em grandes fábricas, como as do processo, indústrias farmacêuticas ou de energia, os operadores precisam monitorar um número particularmente grande de máquinas com impactos crítico no processo e nas receitas da organização. O primeiro passo é, portanto, muitas vezes o mais difícil.
A Bosch Digital Twin Industries e a Pepperl+Fuchs oferecem o "Kit de iniciação digital twin" para facilitar a partida dos clientes e identificar e resolver rapidamente possíveis problemas de manutenção. Isso fornece aos operadores da fábrica uma solução completa de hardware e software que pode ser usada imediatamente na prática, tanto em instalações totalmente novas quanto em instalações industriais. "A grande vantagem do kit de iniciação não é apenas que os clientes recebem uma solução plug-and-play que podem usar imediatamente", explica Hans-Günter Busch, Gerente de Tecnologia de Desenvolvimento de novos Negócios na Pepperl+Fuchs. "A configuração pode ser expandida de forma flexível e adaptada às necessidades individuais do cliente, por isso é facilmente escalável. Isso permite que os operadores da fábrica maximizem o potencial de suas máquinas e unidades de produção."

Simbiose de hardware e software pré-configurados e provisionados automaticamente
O kit de iniciação digital twin tem vários componentes. O hardware inclui poderosos sensores de vibração de 12 kHz, um mestre IO-Link ICE2/3 e o PC incorporado BTC22 da Pepperl+Fuchs. Juntos, eles permitem a comunicação do nível de campo diretamente para uma instância em nuvem da Bosch que executa uma variedade de aplicativos em nuvem, como um digital twin, aplicativos de análise de AI e ML e um histórico de dados. Além do sensor de vibração atualmente incluído como padrão para a detecção de vibrações em peças de máquinas, outros sensores do portfólio da Pepperl+Fuchs também podem ser usados conforme necessário, incluindo variantes especialmente projetadas para áreas de risco. O mestre IO-Link coleta os dados do sensor do campo via IO-Link e, inicialmente, os transfere para a caixa industrial thin client BTC22 que serve como gateway Edge. O BTC é particularmente potente e projetado para operação ininterrupta em ambientes industriais. Com o software "Intelligence Core" da Bosch pré-instalado, é possível processar os dados do sensor do campo e encaminhá-los para a nuvem de forma agregada.
A análise e a derivação reais das medidas ocorrem em tempo real na plataforma Bosch Digital Twin. Ele é baseado em plataformas de nuvem estabelecidas, como AWS ou MS-Azure, e avalia os dados transferidos usando algoritmos de aprendizado de máquina e modelos de IA. "Nossos algoritmos podem usar os digital twins de máquinas para prever anomalias e possíveis falhas", explica Matthias Wieland, Gerente Global de Parceiros da Bosch Digital Twin Industries. "Podemos prever e visualizar problemas mecânicos em modelos detalhados em 3D. Isso permite que nossos clientes tomem medidas preventivas e garantam a operação tranquila de suas instalações de produção." Essa manutenção preditiva reduz significativamente a probabilidade de tempo de inatividade inesperado. Ao mesmo tempo, ele cria um alto grau de transparência e evita a substituição prematura das peças da máquina, o que, por sua vez, aumenta a eficiência de custo.

Benefícios imediatamente visíveis
O kit de iniciação digital twin é particularmente rápido e fácil de colocar em funcionamento. Os sensores e o mestre IO-Link são instalados no componente do sistema a ser monitorado e o BTC é conectado à rede. Depois de ligar, um processo de inicialização é iniciado automaticamente, no qual o sistema se configura. Isso é seguido por uma breve fase de aprendizado. Assim que isso for concluído, os dados do processo e do dispositivo serão imediatamente transferidos para a plataforma Bosch.
Uma vez em funcionamento, os usuários podem ver o status operacional, o consumo de energia e a condição geral de seus sistemas em tempo real em seu painel, de qualquer lugar do mundo. Como a plataforma Bosch está na nuvem, as informações podem ser visualizadas a qualquer momento, em qualquer lugar, quer você esteja trabalhando em casa ou no escritório, em um PC desktop ou em um smartphone. Além disso, as pessoas responsáveis recebem notificações de situações críticas por e-mail, mensagem de texto ou qualquer outro canal de comunicação preferido, para que possam intervir diretamente ou iniciar as medidas necessárias.

O painel fornece uma visão geral em tempo real de todos os dados. ©Bosch Digital Twin Industries
Do sensor até a nuvem
As empresas parceiras envolvidas combinam sua experiência em tecnologia de sensores, processamento de dados e IA no Kit de iniciação Digital Twin, fornecendo aos clientes uma solução completa. "Desde a captura dos dados necessários do sensor até a transmissão e o processamento de dados, até a análise baseada em IA e as recomendações resultantes para a ação, consideramos cada etapa do Kit inicial. Integramos a IA e a experiência em software da Bosch com a plataforma de comunicação IO-Link da Pepperl+Fuchs. Se necessário, a Syntax, nossa empresa parceira, também pode integrar os dados diretamente ao sistema ERP de nossos clientes", resume Brad Beale, Diretor Global de soluções IIoT. "Isso permite que os operadores se concentrem em seus próprios negócios principais e, ao mesmo tempo, aumentem significativamente a eficiência da fábrica, garantindo disponibilidade e tempo de atividade operacional com pouco esforço."
Destaques do kit de iniciação digital twin
- Alta produtividade e eficiência: a solução plug-and-play pronta para usar permite a análise suportada por IA em tempo real
- Previsões de manutenção precisas garantem uma economia significativa de recursos e custos
- Máxima transparência devido a uma ampla gama de simulações de cenários e detecção precoce de anomalias, incluindo ações recomendadas
- Facilmente escalável: a solução completa pode ser expandida e estendida conforme necessário
- Acessível de qualquer lugar: a plataforma em nuvem permite o acesso a partir de qualquer local
- Opcional: integração no sistema ERP via Syntax