A fascínio que é gerado pelas possibilidades e benefícios que o uso de técnicas de inteligência artificial pode entregar para as empresas e indústrias são realmente sem precedentes!
O potencial da Indústria 4.0 não está concentrado em uma região do mundo, ou uma indústria específica. O potencial da Indústria 4.0 está na nossa capacidade intelectual de criar novas relações de trabalho, com pessoas e as coisas.
Quando olhamos o descritivo das quatro características necessárias para que o conceito completo da Indústria 4.0 seja existente, é necessário buscar 100% de match com as características da própria solução que as empresas estão buscando.
Sendo elas:
(1) Interoperabilidade: a capacidade de equipamentos, pessoas, sensores, dispositivos de se comunicarem e conectarem entre si;
(2) Transparência de informação: habilidade de sistemas criarem cópias digitais do mundo físico para enriquecer modelos e a previsibilidade. O que demanda desde coleta de dados brutos, até alta capacidade de análises de dados complexos;
(3) Assistência técnica: tanto a habilidade do sistema de suportar tomada de decisão e solução de problemas no curtíssimo tempo, através da visualização amigável das informações e entendimento do contexto. Quanto para cyber-físico suportar humanos em trabalhos perigosos, cansativos e repetitivos;
(4) Decisões descentralizadas: sendo a habilidade do sistema cyber-físico tomar decisões de forma mais autônoma possível, escalando apenas em situações de conflitos e que demandam decisões realmente humanas.
De acordo com dados da CNI de 2018, 43% da indústria nacional não tem consciência de como alavancar competitividade por meio de sua tecnologia existente.
O uso de soluções tecnológicas emergentes entrega possibilidades, as quais os desafios não são mais os da tecnologia, os desafios são evidentemente a mudança cultural e do conhecimento dos tipos de técnicas e onde aplicá-las.
A primeira atitude deve ser a prática do desapego aos modelos tradicionais e garantir que sejam efetivamente exercitadas. Não só desapego em desafiar questões de inovação e produto, mas mais ainda, em processos e rotinas.
A segunda atitude é a intolerância à inércia…O começar a se movimentar em direção de um alvo ainda não claro pode ser congelante para empresas tradicionais, aqui precisa ficar a ousadia de romper a inércia inúmeras vezes até chegarmos lá.
Também é necessário o conhecimento em saber onde e quais técnicas de IA aplicar para se obter resultados que justifiquem os investimentos.
Algumas técnicas se destacam no mercado,
sendo principalmente as de controle avançado.
1- Controle Avançado por Lógica Nebulosa (Fuzzy Logic)
O uso da lógica nebulosa em conjunto com as técnicas de análise e inferências da inteligência artificial permitiu o desenvolvimento de controladores Fuzzy.
Em geral este tipo de controlador deve ser desenvolvido com regras e características internas específicas para cada sistema que se deseje controlar.
A lógica Fuzzy não necessita de conhecimento prévio dos fenômenos envolvidos.
Os sistemas atualmente disponíveis no mercado utilizam valores mínimos, médios e máximos dos sensores (temperatura, pressão e fluxo) e dos atuadores (válvulas, bombas e motores) para definir regras que podem ser posteriormente ajustadas.
2- Controle Avançado Preditivo com Otimização (MPC)
O Algoritmo MPC tem característica preditiva, ou seja, utiliza um modelo interno do processo para prever o comportamento das variáveis dependentes ao longo de um horizonte futuro, em função de variação nas variáveis manipuladas ou perturbações. Este modelo é gerado por meio de testes de variação na própria unidade de processo. Utilizando as predições futuras das variáveis dependentes, o algoritmo calcula os movimentos necessários nas variáveis manipuladas que minimizem a soma dos erros futuros.
Os modelos de controle avançado de Lógica Nebulosa Fuzzy e Preditivos MPC, entregam muitos benefícios e estabilidade aos sistemas, mas esses modelos não possuem o poder efetivo de aumentarem a performance global de indústria. Eles buscarão manter sempre a melhor estabilidade encontrada, cumprindo assim seu objetivo, são extremamente eficientes para modelos preditivos de falhas em máquinas e análises de passado.
Uma modelagem que passa muito desapercebido e bastante confundida é a de RTO (Real Time Optimazation) ou Otimização em Tempo Real, ela possui o poder de não apenas gerar a estabilidade operacional, mas de encontrar e entregar a máxima performance de forma global.
3- Otimização em Tempo Real (RTO) – Conhecida como Gêmeo Digital ou Digital Twin
O RTO procura otimizar o desempenho do processo; (geralmente medido em termos de lucro ou custo operacional) permite que as empresas possam aumentar a sua rentabilidade nas diversas condições da planta.
Baseia-se num modelo matemático da planta para “explorar” / simular regiões próximas da operação atual, e para então encontrar uma melhor condição de operação e definir um valor de set-point mais adequado para obtê-la.
Se a variável controlada for um indicador de qualidade, a sua estabilidade pode ser suficiente para redundar em ganho, pois se deixa de produzir itens com qualidade fora da especificação e se atinge uma maior produção.
No caso da produção, a redução da variabilidade não é suficiente para gerar benefício. O ganho se obtém com a mudança do patamar médio, o RTO reduz a variabilidade entregando o ponto ótimo, ou seja, a Máxima performance da Planta.
Essa tecnologia também é bastante confundida com Realidade Misturada / Virtual, onde a grande maioria entende como Gêmeo Digital ou Digital Twin a transformação virtual da planta em 3D (usando realidade misturada, virtual), esses sistemas possuem uma chamada muito forte, pois encantam, mas não entregam resultados, sem a modelagem são apenas cópias virtuais de uma planta cujos benefícios não justificam os investimentos.
Para se obter benefícios e otimização é necessário a modelagem dos dados e dos equipamentos, exigindo ainda um mapeamento com os inputs dos dados de cada equipamento no algoritmo de modelagem.
Esse tipo de modelagem está muitos passos à frente de sistemas de controle avançado, a qual ainda permite a integração de forma sistêmica e genuína de todas técnicas oferecendo valores sem precedentes aqueles que souberem como aplicá-las.
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