A lista de razões pelas quais os fabricantes devem

integrar sistemas de controlo de equipamentos e de

linha no software de gestão empresarial de alto nível

está a crescer. A "magia" tecnológica para convertê-la

em realidade já é um feito e está caracterizado por

mais rapidez, mais simples e mais "inteligência" sem

precedentes.

Como bem poderia afirmar qualquer chefe delonha, a tendência dos fabricantes de supervisionara eficiência operativa para otimizar os benefíciosestá adquirindo cada vez mais força. Tem havido umincremento das empresas que desejam medir aeficiência geral dos equipamentos (OEE) paraidentificar limites e pontos fracos no processo deprodução. Estes cálculos serão válidos se reunirmosdados suficientes de toda a aplicação e se osarmazenar-mos de forma fiável.

Aumento da pressão do cliente e regulamentarAo mesmo tempo, alguns sectores, como ofarmacêutico, alimentar e automóvel,experimentam uma crescente pressão normativa edos clientes, orientada a que registrem os dados deprocesso essenciais com um nível de detalhe cadavez maior e oferecendo uma rastreabilidadecompleta. Isto não significa apenas o fim da era doregistro manual de dados, mas também oabandono de algumas modalidades mais lentas deregistro eletrónico da informação a favor detecnologias de réplica e processamento em temporeal muito mais rápidas.

Para além da unidade fabrilComentário de Gonzalo Alía, Product Marketing Manager - Omron Iberia

OPINIÃO

“Verdadeiramente, encontramo-nos peranteuma realidade onde a troca de informação

em tempo real e de forma segura a todos osníveis numa unidade fabril é a chave do

sucesso. Disto dependerá em grandemedida o nível produtivo e os pedidos dos

seus clientes, por exemplo, nos sectoresimportantes como o da alimentação e

farmácia."

Gonzalo Alía,Product Marketing Manager - Omron Iberia

Por exemplo, a diretiva CFR21 parte 11 da Food &Drug Administration (FDA) para o sectorfarmacêutico está plenamente consolidada, e prevêa recolha e armazenamento de dados de produçãosem a possibilidade de intervenção humana.

A diretiva Good Manufacturing Practice (BoasPráticas de Fabrico) da UE estabelece padrõessimilares no que diz respeito a registos seguros efiáveis.Mesmo em aplicações não críticas, os sistemas derecolha de dados ad hoc são suscetíveis a omissõese erros. Ao mesmo tempo, a recuperação de dadosarmazenados de forma tradicional é muitas vezes, namelhor das hipóteses, pouco fiável.Tomemos como exemplo o reconhecimento óticode caracteres (OCR) ou a verificação ótica decaracteres (OCV) numa aplicação farmacêutica. Umsistema de visão moderno como o FH da Omron écapaz de processar um produto a cada 30 ms,aproximadamente. No entanto, esta capacidade éacompanhada por uma expectativa de que osistema compare dados inspecionados com dadosde referência armazenados externamente, os registede forma segura e permita o acesso imediato, senecessário. Isso coloca prolemas ao método derecolha tradicional baseado em PLC, em que osdados são armazenados em áreas temporárias comoa memória interna ou um cartão de memóriaamovível. Tipicamente, estes dados são "despejados"periodicamente ou extraídos de uma localização dearmazenamento, como uma base de dados ou umservidor de rede, utilizando muitas vezes umsoftware de SCADA (controlo da supervisão eaquisição de dados) como "intermediário". Assim,qualquer elemento em tempo-real é perdido,juntamente com a capacidade de consultar ourecuperar imediatamente dados históricos.

Desta forma, se o tradicional middleware SCADA ficaaquém do esperado, qual é a solução? A respostaestá numa combinação de comunicações muitomais rápidas (velocidades abaixo das milésimas desegundo) e sistemas de controlo local, quepermitem que este diálogo direto e bilateral combases de dados relacionais de nível empresarialpossa ocorrer.

Industry 4.0

Muito se tem escrito na imprensa sobre a "Industry4.0", um mundo industrial futurista ecompletamente ligado, em que todos oscomponentes podem comunicar em tempo real.Bem, esse futuro já está, lentamente, a tornar-se umarealidade.

As redes baseadas em Ethernet, como a EtherCAT,permitem que todas as partes de um sistema deautomação, desde os sensores aos robots, troqueminformações a velocidades que eram inimagináveisno passado. Isso permite ao controlador ter umacesso imediato a todos os detalhes da informaçãoda produção. Assim que este controlador estejatambém ligado a um nível empresarial,Planeamento dos recursos da empresa (ERP),Planeamento dos recursos de fabrico (MRP) ousistemas de execução de fabrico (MES), por exemplo,poderemos começar a ver a visão "Indústry 4.0" atornar-se realidade. Por último, isto significa integraros clientes e parceiros de negócios do própriofabricante no processo de produção, não apenaslocalmente, mas globalmente.

Isto não é algo sonhado pelos departamentos demarketing dos fabricantes de componentes deautomação. No recente encontro da Associação demáquinas de processo e embalagem (PPMA) emBirmingham, o prof. Duncan McFarlane daUniversidade de Cambridge falou sobre este tópico.Ele destacou como a "inteligência localizada" e a"personalização" dos processos de fabrico permitemao cliente moldar diretamente e mudardinamicamente aspetos da execução daencomenda. Apesar de esta filosofia ter ganho maisforça na engenharia de elevado valor, por exemplono sector automóvel, esta é uma abordagem com aqual todos os negócios integrados e cadeias defornecimento podem aprender. O prof. McFarlanecomentou que esta filosofia requer que o produtotenha uma maior inteligência incorporada,especialmente na forma como o produto está

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diretamente ligado às informações e regras quedeterminam a forma como deve ser utilizado,armazenado ou transportado, permitindo destaforma, que o produto apoie ou influencie estasoperações.

Para tornar esta visão uma realidade, o hardware docontrolador tem de estar directamente ligado àsmesmas redes que as bases de dados que formam aespinha dorsal de qualquer sistema de nívelempresarial.

Como vimos até agora, foram os módulos dehardware adicional ou o middleware SCADA que opermitiram, mas introduziram tambémconstrangimentos ao processo, perdendo o aspectode tempo real na troca de dados. A introdução destenível intermédio nas comunicações tambémintroduz um elemento de risco, com requisitos demanutenção, actualizações de sistema e umaconstante vulnerabilidade a vírus.No entanto, este é, de várias formas, um exemploclaro de como a necessidade é a mãe da invenção:as exigências da indústria estão simplesmente aultrapassar as capacidades destas tecnologiasdenominadas com "antigas".Aceitar os PLC como peças de coleção pode

parecer estranho a muitos, tendo em conta como oseu desempenho e capacidade de programaçãomelhorou ao longo dos anos. Contudo, ainda que osdiferentes módulos e controladores, como um PLC,estejam completamente integrados num nível, asvelocidades de comunicação contam pouco se ocontrolo não estiver completamente sincronizadocom a melhor saída operacional de qualquer linha.

Pensar para além da utilização do SCADA implicauma mudança de mentalidade similar e umaredefinição dos padrões de funcionamento. Emtermos práticos, significa que os departamentos deTI do utilizador final terão de trabalhar em conjuntocom os engenheiros para permitir que osequipamentos no local de produção tenham acessodireto aos sistemas a nível empresarial sem utilizar omiddleware.

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PROGRAMMING

Software

SIMULATIONINFORMATION

SQL-Database

As soluções que permitem a troca de dados emtempo real já existem. As CPU do controlador deautomação de máquinas NJ501-1_20 da Omrontêm este nível de funcionalidade integrado, graçasas ligações a bases de dados relacionais, incluindoMicrosoft SQL, Oracle, MySQL, IBM DB2 e Firebird.Os blocos de funções pré-definidos permitementão que os dados da máquina ou processo sejammapeados, inseridos, atualizados ou consultados nabase de dados.

Parece paradoxo que a nova geração decontroladores de máquinas não só sejam capazesde controlar e sincronizar todos os elementos quefazem parte da máquina, mas que também possapartilhar os seus dados com um nível superior deinformação. Dizendo de outra maneira, os nossos

novos controladores de máquinas combinam omelhor do PLC com o melhor do PC.

Enquanto o hardware PLC utiliza uma tecnologiaASIC (Application Specific Integrated Circuits) parafuncionar, com as suas várias CPU embaladas comouma unidade resistente, o soft PLC utiliza softwarepara realizar as mesmas funções, estando alojadonum PC industrial. Com o soft PLC permanecem

Plataforma de automação SysmacOs controladores mais recentes, como a sérieSysmac NJ da Omron, combinam a fiabilidade edesign resistente de um PLC tradicional, masutilizam uma arquitectura de hardware abertocombinada com "motores" de software numa CPUúnica, em vez de várias CPU, para gerir as suasdiferentes funções.

Os benefícios mais amplos desta abordagem estãobem ilustrados numa instalação recente na Ricoh,uma empresa especializada em reprografia. O seucentro de fabrico e recarga de tinteiros em Telfordno Reino Unido está atualmente a migrar para autilização de uma ligação direta entre "receitas"numa base de dados de produtos e controladoresNJ locais na linha de produção. O seu fabrico detinteiros dependia, até agora, dos PLC convencionaispara garantir que eram utilizados os equipamentoscorretos para montar cada uma das suas amplasgamas de produtos. O código em cadacomponente é analisado e verificado. No passadoisso significava que, quando se introduzia um novoitem, tinha de ser adicionado manualmente umnovo código a cada PLC, um trabalho laborioso emoroso.

No futuro, a Ricoh pretende utilizar umacomunicação imediata com uma base de dados denível empresarial para analisar os códigos nostinteiros usados e enviados para as instalações emTelford para a sua reciclagem. Neste caso, umcontrolador NJ permite que os dados, incluindo o

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número de recargas anteriores, sejam verificados.Por sua vez, isso permitirá que o sistema determinese dado tinteiro deve ser recarregado novamente,enquanto atualiza a base de dados.Este nível de consultas inteligentes, locais e atomada de decisões no processo de produção emtempo real, nunca foi alcançado no passado e só épossível com este tipo de tecnologia.

Outros sectores também têm a ganhar. Nascomplexas cadeias de fornecimento da indústriaalimentar, a rastreabilidade dos seus ingredientes demúltiplas fontes é mais importante do que nunca.Na indústria da carne, estas exigências atingiram umnível em que a origem tem de ser rastreável até umanimal individual. A quantidade de pormenores, avelocidade da aquisição e os requisitos desegurança de quaisquer dados vão continuar aaumentar nas áreas de produtos sensíveis, como ada alimentação ou a farmacêutica.

Os reguladores e retalhistas destes sectores estão jáa ser pressionados de forma concertada, masexistem muitas vezes vantagens de bons controlosinternos de qualidade que guiam os fabricantes namesma direcção. Com uma produção cada vezmaior de várias versões e sabores dos produtos, emuitas vezes na mesma linha, os proprietários dasmarcas precisam de soluções que garantam deforma rápida e fiável que existe umacorrespondência entre o produto e a embalagem.

Este tipo de opção tornou-se realidade, não só paraalguns dos maiores fabricantes internacionais deautomóveis, mas também para empresas maispequenas no segmento de bens de consumo(FMCG). É apenas uma questão de tempo até quemais proprietários de marcas percebam o que estanova filosofia de produção pode fazer por eles.

Produtos e serviços a clientes dos mais variadossectores, incluindo a automação industrial, indústriasde componentes electrónicos e o sector da saúde. AOmron Electronics Ltd oferece um amplo serviço deapoio de vendas para a vasta gama de produtos deautomação industrial da Omron, incluindocomponentes industriais, detecção e segurança,sistemas de detecção e drives.

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