Do ponto de vista da produção industrial, conectividade é a capacidade de diferentes equipes e equipamentos envolvidos em um processo produtivo de trocar dados digitalmente.
A definição é do professor do curso Indústria 4.0 da Fundação Vanzolini, Ricardo Caruso.
“Em todas as indústrias, independentemente do seu nível de maturidade tecnológica, encontramos fluxos de informações que permitem a coordenação de suas funções para que atinja seus objetivos da forma mais eficiente possível”, completa.
No entanto, quando esses fluxos acontecem de forma desestruturada e baseados em processos manuais, como formulários em papel, o sistema produtivo tem uma capacidade menor de adaptação, podendo apresentar respostas mais lentas a problemas e mudanças na cadeia de suprimentos.
Por outro lado, a conectividade na indústria pode apoiar o negócio a tomar decisões mais ágeis e com dados mais confiáveis, e eventos da linha produção passam a ser visualizados em tempo real por todas as áreas.
Como exemplos, Caruso cita que a área de qualidade pode tratar um desvio assim que ele for detectado pelo chão-de-fábrica, e que uma parada de equipamento pode acionar automaticamente a equipe de manutenção para seu reparo, ao mesmo tempo em que informa a indisponibilidade à equipe de planejamento de produção.
Indústria 4.0 e conectividade
O professor lembra que a conectividade é um pré-requisito para as tecnologias da Indústria 4.0.
A implantação de sistemas de inteligência artificial ou integração com sistemas de negócio não é possível sem antes passar pela digitalização, uma fase de maturidade tecnológica que engloba a adoção de sistemas computadorizados e conectividade.
Isso não significa que este processo seja inalcançável para indústrias de menor porte.
Novas tecnologias, como 5G, sistemas de IoT e nuvem (cloud), vêm tornando a conectividade na indústria mais acessível.
“Tecnologias em nuvem, por exemplo, trazem uma escalabilidade em custo que permite que sejam feitos projetos bastante pequenos para atender necessidades de áreas com dados específicos e pequeno investimento, que depois sejam escalados para aplicações mais complexas”, explica.
Do chão-de-fábrica aos sistemas de negócios
A visão clássica da conectividade industrial passa pela organização dos sistemas em camadas que vão do chão-de-fábrica aos sistemas de negócio.
O modelo mais popular é o Computer-Integrated Manufacturing (CIM), amplamente adotado pela International Society of Automation (ISA) em sua norma ISA-95.
Por isso, é também conhecido como pirâmide da ISA ou pirâmide de automação, e se estrutura em cinco níveis:
Nível 0 - Instrumentação dos equipamentos da linha
É de onde se originam os dados de monitoramento dos processos e chegam os comandos que controlam o comportamento das máquinas. Exemplos: sensor de temperatura, contador, válvula.
Nível 1 – Controladores
São os equipamentos responsáveis pela automação das máquinas, que concentram as informações adquiridas pelo nível 0. Exemplo: Controlador Lógico Programável (CLP).
Nível 2 - Interface Humano-Máquina (IHM)
É o primeiro nível de software, responsável pela interação entre os sistemas de controle e operadores em tempo real e pela adição de contexto aos dados originados dos sensores. Exemplo: Sistema Supervisório (SCADA).
Nível 3 - Sistema de gestão de produção
Traz o contexto produtivo aos dados dos equipamentos, permitindo rastreabilidade entre linhas, interpretação de status da produção em relação ao planejamento e monitoramento de qualidade com base em padrões de produtos. Exemplo: Manufacturing Execution System (MES).
Nível 4 - Sistema de negócio
Responsável pela gestão do negócio, incluindo custos, pedidos comerciais e estoques. Ele se utiliza do nível 3 para obter informações precisas da produção e envia para ele os planejamentos e padrões de produção. Exemplo: Enterprise Resource Planning (ERP).
Caruso ressalta que, à medida em que novas tecnologias vão surgindo e se desenvolvendo, a divisão entre os níveis tende a se tornar menos rígida.
Gateways industriais podem, por exemplo, receber dados de sensores, fornecer capacidade de visualização de dados aos operadores e comunicá-los a sistemas inteligentes de análise de dados, tudo ao mesmo tempo.
Desafios da conectividade
No momento em que uma indústria compartilha dados sensíveis na nuvem, um dos riscos potenciais é a abertura a um ataque cibernético.
Por isso, é importante que sejam estabelecidos protocolos de cibersegurança e governança dos novos sistemas.
Normalmente, as equipes de TI das empresas já têm rotinas estabelecidas para os sistemas administrativos, mas no que se refere à tecnologia industrial, acostumada a sistemas menos conectados, a novidade pode ser um desafio.
Caruso recomenda que a melhor forma de minimizar este tipo de risco é ter uma definição clara das equipes responsáveis pela gestão do sistema de integração e das políticas de segurança a serem aplicadas.
“Um ponto importante a ser lembrado é que, embora os sistemas de integração sejam muito semelhantes aos sistemas corporativos, eles guardam algumas particularidades, como protocolos específicos, processamento em tempo real e acesso aos sistemas de automação dos equipamentos. Essas características podem exigir algumas adaptações e repriorizações das práticas em vigor.”
Outro desafio se refere à mão-de-obra, já que o conhecimento sobre as novas tecnologias ainda é apontado como a maior barreira para a adoção em massa da conectividade na indústria. A falta deste conhecimento pode limitar a operação, implantação, manutenção e até o entendimento do valor desses sistemas pela liderança da empresa.
Segundo Caruso, já existe um movimento das instituições de ensino técnico, graduação e pós-graduação em oferecer cursos que preparem os profissionais para esses novos desafios.
Dentro das empresas, porém, é preciso implementar programas que conduzam os colaboradores a buscarem os conhecimentos adequados para sua atividade e estabelecer uma rotina constante de capacitação.
“O mercado industrial tem sofrido mudanças contínuas cada vez mais frequentes, e a única alternativa para nos mantermos profissionalmente eficientes é adotarmos um programa de educação continuada”, conclui.
Sua indústria já se encontra em um nível avançado de conectividade? Quais têm sido os principais desafios?
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