Há pouco mais de trezentos anos, Abraham Darby se tornou o primeiro mestre de ferro a fundir ferro com sucesso usando coque, um combustível à base de carvão, e deu início ao que mais tarde ficou conhecido como a primeira Revolução Industrial, uma corrida movida a carvão que deixou de lado o trabalho humano e animal para se transformar em um novo e ousado mundo de produção em massa usinada. Desde então, o mundo da manufatura passou por uma série de outras revoluções industriais que culminaram na quarta e mais recente: o que é chamado de Indústria 4.0. É um nome atraente para uma ideia complexa. Com base nas grandes mudanças industriais alcançadas por meio do poder revolucionário do carvão, do gás, da eletricidade e da digitalização, o Setor 4.0 engloba os grandes saltos dados nos campos da automação, da conectividade e da digitalização do setor de manufatura. Nesta era moderna de avanços tecnológicos, os setores estão adotando rapidamente soluções digitais como computação em nuvem e inteligência artificial para aumentar a eficiência, a produtividade e as operações gerais. A Internet das Coisas Industrial (IIoT) é uma dessas novas ferramentas: uma rede de melhoria das operações que ganhou força significativa em vários setores, incluindo o setor de alimentos e bebidas. A integração das tecnologias de IIoT em alimentos e bebidas significa uma nova era de produção inteligente, garantia de qualidade e gerenciamento da cadeia de suprimentos, com benefícios e oportunidades inigualáveis.
IoT para IIoT
A Internet das Coisas (IoT) refere-se a uma rede de cerca de 30 bilhões de dispositivos e sistemas interconectados que coletam, compartilham e processam dados pela Internet. É quase certo que você já viu a IoT em ação na forma de dispositivos vestíveis, como smartwatches, sistemas domésticos inteligentes ou aparelhos conectados por Wi-Fi; dispositivos que conversam entre si sem a necessidade de intervenção humana.
Não é difícil reconhecer quantas aplicações uma rede desse tipo, que coleta e analisa dados em tempo real, tem para o mundo da indústria. A contraparte industrial da IoT, a IIoT, é feita sob medida para a manufatura e outros setores industriais. TI é tecnologia da informação, enquanto OT refere-se à tecnologia operacional e, juntas, elas conectam máquinas industriais, sistemas de controle, sensores e dispositivos para criar um fluxo contínuo de dados em todo o processo de fabricação. Alguns dos setores que estão aproveitando a IIoT incluem energia, agricultura, saúde, petróleo e gás, transporte, aeroespacial e defesa, e até mesmo cidades inteligentes.
Qual é a diferença entre a IIoT e os sistemas conectados já em uso? Tudo se resume às camadas que a compõem: os dispositivos que coletam dados, a rede que os conecta, os aplicativos que processam e analisam os dados e a interface com a qual um operador humano pode acessar esses resultados para obter insights valiosos e otimizar o processo.
Fique esperto
Uma grande vantagem da implementação da IIoT na fabricação de alimentos e bebidas é a capacidade de obter produção inteligente e otimização de processos. Com tantos sensores e dispositivos instalados em toda a linha de produção, os fabricantes obtêm uma visão granular de suas operações, ajudando a reduzir o desperdício de alimentos, cortar custos e melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos. Por exemplo, os dados de temperatura em tempo real podem garantir que os produtos perecíveis sejam mantidos na temperatura ideal durante todo o processo de produção, reduzindo a deterioração e o desperdício. A manutenção preditiva também se torna uma perspectiva muito mais fácil com a IIoT. Os sensores que monitoram continuamente a condição do maquinário podem detectar anomalias ou sinais de desgaste, permitindo que as equipes de manutenção resolvam os problemas antes que eles levem a quebras. Essa manutenção proativa pode ajudar a reduzir o tempo de inatividade e aumentar a eficiência operacional geral.
Segurança alimentar
Uma das maiores áreas de preocupação de qualquer fabricante de alimentos e bebidas, principalmente daqueles que trabalham com ingredientes perecíveis ou com alta probabilidade de contaminação, é a segurança dos alimentos. Um recall de produto e a consequente má impressão podem manchar a reputação de uma empresa e afetar negativamente seus resultados, além de prejudicar dezenas ou centenas de consumidores.
A grande quantidade de pontos de coleta de dados e a capacidade de análise em tempo real desses dados podem reduzir a necessidade de um recall, sinalizando produtos ruins antes que eles saiam da instalação. De forma mais proativa, os mesmos sensores de temperatura do nosso exemplo anterior podem notificar a equipe da instalação se as faixas de tempo e temperatura aceitáveis determinadas pela receita não forem atendidas. Um lote mal cozido pode ser tratado diretamente, em vez de ser enviado e posteriormente recolhido.
Garantia de qualidade
No setor de alimentos e bebidas, garantir a qualidade e a segurança do produto é de suma importância. E é mais fácil obter um produto consistente em várias instalações quando, com o pressionar de alguns botões, é possível enviar receitas, procedimentos e quaisquer alterações de um único servidor para cada uma das linhas de produção. Supondo que as instalações utilizem uma configuração semelhante, você pode esperar sempre o mesmo produto, independentemente da instalação que o produziu.
Quaisquer inconsistências seriam então capturadas na análise de dados, permitindo que os fabricantes aprimorassem continuamente as receitas e os procedimentos e, ao mesmo tempo, sinalizassem quaisquer problemas. Ao monitorar de perto os parâmetros predefinidos durante a produção, os fabricantes podem detectar desvios dos padrões desejados em tempo real, garantindo que os produtos atendam às especificações de qualidade de forma consistente.
Fornecimento transparente e rastreável
A cadeia de suprimentos é um termo inocentemente direto que simplifica demais a complexa rede de participantes que ela compreende, desde os fornecedores até os consumidores. Manter o controle de ingredientes e produtos acabados pode ser difícil, mesmo nas melhores e mais organizadas situações. Mas com a IIoT, as partes interessadas da cadeia de suprimentos podem estabelecer níveis de visibilidade do processo sem precedentes.
Entre os transmissores RFID e o GPS, os fabricantes podem ter olhos digitais em seus produtos durante a remessa e o armazenamento. Essa maior rastreabilidade ajuda os fabricantes a responder às necessidades do mercado e, ao mesmo tempo, melhora o gerenciamento do estoque e minimiza o desperdício. No caso de um problema de qualidade ou de um recall de produto, os fabricantes podem rastrear rapidamente a origem do problema e tomar as medidas adequadas, minimizando o impacto sobre a segurança do consumidor e a reputação da marca.
Uma cadeia de suprimentos inteligente pode até mesmo ajudar os fabricantes a criar estratégias para o futuro. Ao analisar dados históricos de vendas e fatores externos, os fabricantes podem prever padrões de demanda e ajustar seus níveis de produção e estoque de acordo com eles. Isso não apenas evita o excesso de estoque ou a falta de estoque, mas também otimiza toda a cadeia de suprimentos, levando à economia de custos e à maior satisfação do cliente.
Tomada de decisão orientada por dados
A abundância de dados gerados pelos dispositivos de IIoT oferece aos fabricantes uma mina de ouro de percepções. A análise avançada e os algoritmos de aprendizado de máquina podem processar esses dados para descobrir padrões, tendências e correlações que, de outra forma, seriam difíceis de discernir. Ao analisar dados históricos de produção, os fabricantes podem identificar ineficiências, gargalos e áreas de melhoria.
Por exemplo, um fabricante de bebidas poderia usar os dados da IIoT para otimizar suas programações de produção com base nas flutuações da demanda. Ao analisar dados de vendas anteriores, previsões meteorológicas e até tendências de mídia social, o fabricante pode ajustar rapidamente os volumes de produção e as rotas de distribuição, garantindo que os produtos estejam prontamente disponíveis quando e onde os consumidores precisarem deles.
Embalagem
A embalagem, sempre uma área aprimorada por eficiências, é uma escolha clara para a implementação da IIoT. As trocas e o tempo de inatividade afetam diretamente a receita máxima que uma linha pode produzir, portanto, a integração de soluções inteligentes no processo de embalagem pode significar um resultado final mais saudável para o fabricante.
Os sensores nos equipamentos de embalagem podem ser programados para esperar SKUs predeterminados da área de processamento, verificar se a embalagem correta está sendo usada e interromper imediatamente o processo em caso de discrepância. Tradicionalmente, se um operador colocasse um produto no filme de embalagem errado, isso poderia não ser detectado até muito mais tarde, resultando em desperdício de produto e embalagens que teriam de ser jogadas fora. Atualmente, essas discrepâncias podem ser praticamente eliminadas com a detecção de erros de embalagem antes ou no momento em que eles ocorrem.
Assim como as receitas e os processos, os parâmetros de rotulagem podem ser baixados de um servidor central e enviados para equipamentos conectados à Internet, reduzindo a possibilidade de erro do operador no chão de fábrica. Em vez disso, os operadores podem se concentrar na solução de problemas e verificar se a rotulagem está correta.
Um toque humano
Uma das principais preocupações da manufatura inteligente é a suposição de que, quanto mais inteligentes forem as máquinas, menor será a necessidade de operadores humanos, o que afastará a equipe da fábrica dos empregos. Há sempre um equilíbrio a ser alcançado entre automação e trabalho humano, mas a integração da IIoT não precisa significar menos empregos para os trabalhadores humanos. As máquinas mais inteligentes do mundo ainda exigem interação humana, transformando o trabalho no chão de fábrica em uma conversa de mão dupla. Quando as máquinas podem sinalizar para seus operadores humanos que algo está errado ou capacitar os operadores a trabalhar de forma mais eficiente e com melhor foco, a produção ocorre de forma muito mais tranquila.
E, apesar do advento do Setor 4.0, ainda não chegamos ao ponto em que as instalações possam funcionar de forma totalmente autônoma. A questão de como equilibrar melhor os trabalhadores humanos e as máquinas inteligentes ainda está em andamento.
Qual é o motivo da demora?
Apesar dos muitos benefícios de se instituir a IIoT nas instalações de produção de alimentos e bebidas, a implementação em todo o setor teve um início lento, em parte devido à injeção de dinheiro necessária para substituir os equipamentos mais antigos. "A maioria dos fabricantes não adotará uma abordagem completa, o que exigiria um investimento de capital significativo para substituir todos os sensores e controladores que não estão habilitados para a rede", diz Nichols. "Levará tempo para superar as preocupações significativas com a segurança da exposição dos dispositivos do chão de fábrica à rede. E a adoção da IIoT vai muito além das mudanças de hardware/software - ela exige modificações significativas nos próprios processos. Por todos esses motivos, a IIoT será introduzida lentamente e em aplicações muito específicas."
Embora a integração com a IIoT exija algumas etapas extras e leve em consideração os prós e os contras antes da implementação, não há dúvida de que ela é um divisor de águas no setor de fabricação de alimentos e bebidas. Como os fabricantes continuam a adotar a IIoT, o setor está pronto para testemunhar níveis sem precedentes de inovação, eficiência e satisfação do cliente, contribuindo, em última análise, para um ecossistema de alimentos e bebidas mais seguro, sustentável e tecnologicamente avançado.
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