Para qualquer fabricante envolvido na transição digital, a digitalização da energia é uma questão de extrema importância. Mas o que abrange esta área? Qual é o papel da conversão de dados físicos em estímulos digitais úteis na evolução para uma maior eficiência energética?
Matthieu Vivier trabalha na METRON há 4 anos. Lidera a equipa de digitalização, que é constituída por 7 colaboradores em 3 continentes (Ásia, América Latina e Europa). Ele fala sobre o papel desempenhado pela digitalização da energia na indústria, o seu alcance e os seus desafios.
Como definir a digitalização da energia na indústria?
Na sua definição mais básica, a digitalização é a conversão de um parâmetro físico em dados virtuais que podem ser processados num computador.
Para instalações industriais, a digitalização da energia significa:
- Captação segura de dados sobre energia física (temperatura, pressão, velocidade, dimensões e restrições dos produtos, etc.); não só a partir de instalações industriais, mas também através de fontes de dados externas (preços da energia, informações meteorológicas, etc.).
- Conversão de leituras físicas em dados virtuais que podem ser processados numa rede local, num computador ou numa máquina.
- Fornecimento de dados para análise, tanto por engenheiros no domínio da energia como por especialistas em Ciência de Dados.
A digitalização é o primeiro marco fundamental na implementação de um Sistema de Gestão de Energia Digital.
Por que a digitalização da energia é importante para a indústria?
Ao contrário dos sistemas bancários ou médicos, a indústria foi relativamente lenta a abraçar a digitalização, por duas razões fundamentais:
- na década de 1980, a energia era mais barata;
- a grande complexidade dos processos industriais (muitas vezes únicos) envolvidos e os constrangimentos técnicos para a captação e o armazenamento de dados dificultaram a sua aceitação.
Com o advento da Nuvem, que permitiu a criação de serviços como o Aprendizado de Máquina (Machine Learning) e a Ciência de Dados (Data Science), a digitalização da energia para as indústrias tornou-se um conceito verdadeiramente significativo: os fabricantes são agora capazes de explorar os dados energéticos. Estes fabricantes compreenderam a necessidade de utilizar ferramentas potentes para monitorar a energia. Rapidamente atingiram a maturidade através da instalação de sensores e medidores para recolher uma multiplicidade de indicadores físicos e permitir a análise da energia por sistemas mais complexos, tais como nuvens.
Além disso, a transição energética tornou-se uma realidade – e até mesmo uma prioridade – para os fabricantes, que procuram soluções para descarbonizar as suas emissões e reduzir os seus custos energéticos. Podem agora optar por consumir menos ou consumir melhor e no momento certo, utilizando análises de dados energéticos e a arbitragem dos mercados energéticos liberalizados (por exemplo, na América Latina mas também cada vez mais na Europa).
Isto contribui não só para a eficiência energética mas também para o desempenho industrial, através de um consumo mais eficiente de matérias-primas, elevados padrões de qualidade e reduções nas perdas e rejeições dos produtos.
Segurança e interoperabilidade: que desafios de digitalização enfrentam os fabricantes?
Comunicar os dados certos
A estratégia de digitalização tem que ser concebida com a energia em mente. Um fornecedor de soluções de digitalização tem que possuir conhecimentos profundos do contexto para poder escolher os dados e as informações certos com valor acrescentado, realizar análises e obter o melhor desempenho energético, ao mesmo tempo que evita a comunicação de dados desnecessários.
Um dos principais recursos é uma solução digital agnóstica capaz de recolher dados independentemente do equipamento envolvido, dos seus fabricantes ou dos processos em que é utilizada. Esta grande flexibilidade torna possível a pesquisa de dados em qualquer âmbito, correlacioná-los durante a fase de análise e então retirar valor acrescentado.
Isso traz um benefício direto para os fabricantes: compreensão, monitoramento em tempo real, alertas para permitir reações rápidas e minimizar os impactos das discrepâncias, ferramentas de simulação para antecipar as necessidades energéticas otimizadas da instalação, etc. Os problemas são rapidamente identificados e é possível uma ação rápida, com uma diferença clara observada no final do ano.
Assegurar a segurança destes dados
Algumas práticas bem conhecidas, tais como a espionagem industrial, estão a forçar as instalações a cumprir as mais elevadas normas de segurança de dados. O perigo existe a dois níveis: armazenamento (o local a partir do qual os dados são acessíveis) e transmissão (quando os dados deixam a instalação ou entram na nuvem). Para garantir que não existe risco na perspetiva do cliente, são feitas verificações para assegurar que as soluções cumprem as políticas de segurança para cada grupo ou instalação industrial e são compatíveis com as normas mais comuns e importantes do mercado, tais como as publicadas por entidades como AWS, Azure e OVH.
Estes métodos variam entre grupos industriais. Para assegurar a compatibilidade, tem de ser escolhida uma solução digital que não esteja vinculada a um método de segurança em particular. Também tem de apresentar flexibilidade para satisfazer requisitos, uma procura e um mercado de segurança que estão em constante mudança para responder à procura de melhorias.
Explorar o aumento do poder computacional
A potência e capacidade de computação que as nuvens conseguem oferecer são necessárias para utilizar e executar algoritmos de Inteligência Artificial e da Ciência de Dados. Também permite aos usuários processar um grande volume de dados em tempo real através da plataforma de desempenho energético a partir de qualquer local no mundo.
Uma grande vantagem da nuvem é oferecer aos clientes uma plataforma que é atualizada em tempo real e, por isso, disponibiliza as funcionalidades mais recentes. Este processo é impossível de replicar com servidores locais, que não são tão potentes como os servidores de um centro de dados.
Quais são as características específicas da digitalização na METRON e como funciona?
Digitalização é o monitoramento em tempo real da energia nas instalações dos clientes, utilizando ferramentas eletrônicas. O objetivo é atingir a eficiência energética através da análise de dados.
A equipe de digitalização configura o mecanismo de coleta de dados nas instalações industriais e envia os dados em segurança para a nossa nuvem. O nosso principal objetivo é permitir uma coleta confiável, criando uma ligação segura aos sistemas de informação do fabricante. Somos o primeiro elo entre os dados que são recolhidos e os dados que serão depois analisados.
Uma solução compatívelA solução da METRON consegue criar uma interface com os sistemas existentes. Por exemplo, consegue extrair dados de um EMS já implementado ou de um PLC na rede industrial. O resultado é um verdadeiro valor agregado, consolidando o sistema existente e aumentando a maturidade da instalação ao permitir não só a análise em tempo real de diversas fontes de dados, mas também a análise retroativa dos ativos de dados históricos. |
Coleta de dados: quais são os dois métodos possíveis?
Obter dados diretamente do cliente
As equipes da METRON coletam os dados do cliente utilizando o METRONLab (uma máquina virtual ou física) que funciona como um servidor OPC e contém os controladores necessários para comunicar com todos os tipos de protocolos industriais para enviar os dados de forma segura e em tempo real para a nuvem e depois para a plataforma METRON-EVA®. A METRON também fornece um serviço de recuperação de dados diretamente através de ligações diretas entre nuvens, utilizando API padrão se estiverem disponíveis para essas nuvens.
Dados enviados pelo cliente
Os grandes grupos industriais, que já possuem uma infraestrutura de nuvem, preferem enviar dados através da ligação direta entre nuvens. Neste caso, o principal desafio é a interoperabilidade. Os dados têm de ser convertidos para um formato que corresponda às análises e às bases de dados na nuvem da METRON.
A diversidade dos sistemas de informação industriaisA informação física recolhida nas instalações industriais é de natureza díspar, sendo os dados obtidos de sistemas muito variados:
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Quais são as fases do envolvimento da equipe de digitalização da METRON?
Fase de delimitação do âmbito do projeto
Definir as especificações técnicas e os esquemas de arquitetura de rede seguros que irão permitir a coleta de dados.
Fase de implantação
Disponibilizar equipes operacionais no local da implementação de ligações entre os sistemas internos e a nuvem da METRON.
Fase de apoio
Para assegurar que os fluxos de dados funcionam corretamente, lidar com desconexões e atualizar os protocolos de segurança ou de transmissão de dados do sistema de informação no local.
O ponto forte da METRON são os seus especialistas de campo que compreendem as instalações industriais, os seus processos, equipamentos e os sistemas de informação em todas as áreas.
A equipe sabe como encontrar soluções rápidas que criem uma localização central para reunir dados de consumo de energia, parâmetros de processo e dados de produção necessários para cada análise energética.
A nível industrial, a digitalização da energia é uma etapa essencial para melhorar o desempenho energético, pois converte dados coletados de múltiplos pontos em dados com elevado valor agregado dentro de um sistema virtual modelado. Depois de digitalizados, os dados contextualizados tornam-se passíveis de estabelecer modelos de referência e apontar áreas que carecem de melhorias de desempenho graças aos conhecimentos especializados dos engenheiros de energia e cientistas de dados.
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