Os softwares industriais já fazem parte da realidade da maioria das grandes fábricas, no entanto, é comum que sejam utilizados sistemas diferentes para cada nível ou área da empresa. No entanto, ter sistemas que funcionam de forma separada causa uma descentralização das informações, dificultando o controle sobre o que acontece no chão de fábrica. Para tomar decisões mais acuradas, é necessário realizar a integração de sistemas na indústria, cruzando e comparando as informações obtidas a fim de evitar discrepâncias e erros, além de trazer mais precisão.
Quais são os principais tipos de sistemas na indústria?
Os sistemas industriais são fundamentais para a eficiência e para o bom funcionamento das operações nas indústrias. Dentre os principais sistemas, destacam-se o MES (Manufacturing Execution System) e o ERP (Enterprise Resource Planning). Além desses, existem diversos outros sistemas que também desempenham papéis cruciais. Aqui está uma explicação sobre os principais tipos de sistemas industriais:
Sistema MES (Manufacturing Execution System)
O MES é um sistema que gerencia e controla as operações de manufatura no chão de fábrica. Ele é responsável por garantir que a produção ocorra de acordo com o planejamento, monitorando e documentando a transformação de matérias-primas em produtos acabados. As principais funções do MES incluem:
Planejamento e programação de produção: Organiza e sequencia as operações de produção.
Controle de qualidade: Verifica a conformidade dos produtos com os padrões de qualidade.
Rastreamento e genealogia: Acompanha a trajetória dos produtos ao longo do processo de fabricação.
Gestão de desempenho: Avalia a eficiência e a eficácia dos equipamentos e processos.
ERP (Enterprise Resource Planning)
O ERP é um sistema integrado que gerencia todas as áreas de uma empresa, desde finanças até a produção, passando por recursos humanos e logística. O ERP oferece uma visão unificada e em tempo real das operações empresariais, facilitando a tomada de decisões estratégicas. As principais funções do ERP incluem:
Gestão financeira: Contabilidade, controle de custos e gestão de ativos.
Gestão de recursos humanos: Folha de pagamento, recrutamento e treinamento.
Gestão da cadeia de suprimentos: Compras, inventário e distribuição.
Gestão de projetos: Planejamento, execução e monitoramento de projetos.
Gestão de vendas e atendimento ao cliente: Processamento de pedidos, faturamento e suporte ao cliente.
Outros sistemas industriais
Além do MES e ERP, existem diversos outros sistemas industriais que atendem a necessidades específicas:
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition): Sistema de supervisão e controle de processos industriais em tempo real, comum em indústrias como petróleo e gás, energia e água.
PLM (Product Lifecycle Management): Gerencia o ciclo de vida completo de um produto, desde a concepção até o descarte, incluindo design, fabricação e manutenção.
CMMS (Computerized Maintenance Management System): Gerencia a manutenção de equipamentos e instalações, ajudando a garantir a disponibilidade e a confiabilidade dos ativos.
LIMS (Laboratory Information Management System): Sistema de gerenciamento de informações de laboratório, usado para gerenciar dados e operações laboratoriais.
DCS (Distributed Control System): Sistema de controle distribuído utilizado para gerenciar processos industriais complexos, como em plantas químicas e petroquímicas.
Como funciona a integração entre softwares ou sistemas e por que isso é tão importante na indústria 4.0?
A integração entre sistemas na Indústria 4.0 envolve a conexão contínua e a comunicação eficiente entre diversos sistemas e tecnologias, como MES, integração com ERP, SCADA, PLM, e outros, através de uma infraestrutura de rede avançada. Isso é realizado por meio de APIs, protocolos de comunicação padrão, como OPC-UA e MQTT, e plataformas de integração que permitem a troca de informações em tempo real.
A coleta e compartilhamento de dados provenientes de sensores IoT, máquinas e sistemas de gestão são fundamentais para criar uma visão holística das operações, facilitando a automação de processos onde a informação flui automaticamente entre os sistemas. Isso possibilita, por exemplo, que uma ordem de produção gerada no ERP seja automaticamente processada pelo MES, que coordena as atividades no chão de fábrica.
Com os dados integrados, é possível aplicar análise avançada e inteligência artificial para extrair insights valiosos, prever falhas e otimizar processos, permitindo decisões baseadas em dados que melhoram a eficiência e reduzem desperdícios. A interoperabilidade é crucial, garantindo que sistemas e dispositivos de diferentes fabricantes trabalhem em conjunto de forma harmoniosa, utilizando padrões abertos e tecnologias compatíveis.
Na Indústria 4.0, essa integração é vital para aumentar a eficiência operacional, proporcionando maior flexibilidade e capacidade de personalização dos produtos, melhorando a qualidade e consistência dos produtos fabricados.
Diferença entre a integração de sistemas na indústria: integração horizontal e vertical
A integração de sistemas na indústria 4.0 pode ser dividida em dois tipos principais: integração horizontal e integração vertical.
Cada uma delas desempenha um papel fundamental na conectividade e na eficiência dos processos industriais, mas se concentram em diferentes aspectos da operação e da cadeia de valor.
Integração vertical
A integração vertical refere-se à conexão e à comunicação entre os diferentes níveis de um sistema de produção, desde o chão de fábrica até o nível corporativo. Isso envolve a integração de sistemas na indústria que operam em diferentes camadas hierárquicas, como sensores e dispositivos no chão de fábrica (nível de operação), sistemas de controle e supervisão (nível de controle), e sistemas de planejamento e gestão empresarial (nível de gestão).
A integração vertical garante que os dados e as informações fluam sem interrupções entre esses níveis, permitindo uma visão unificada e a tomada de decisões mais eficazes. Por exemplo, um comando de produção emitido no ERP pode ser passado ao MES, que, por sua vez, orienta as máquinas e monitora a produção em tempo real, integrando informações desde a execução até o planejamento estratégico.
Integração horizontal
Já a integração horizontal refere-se à conexão e à comunicação entre diferentes sistemas e unidades operacionais dentro de uma mesma linha de produção ou entre diferentes instalações e fábricas. Isso abrange a interconexão de máquinas, equipamentos, sistemas de gestão, e outras tecnologias em uma rede integrada.
A integração de sistema na indústria horizontal permite que diferentes sistemas e dispositivos trabalhem juntos de maneira eficiente, facilitando a comunicação entre diferentes áreas da empresa e até mesmo entre empresas colaboradoras. Isso pode incluir, por exemplo, a troca de dados entre diferentes máquinas ou a comunicação entre diferentes plantas fabris para coordenar a produção e a logística. A integração horizontal promove a interoperabilidade e a eficiência operacional, reduzindo os silos de informação e aumentando a agilidade e a resposta aos desafios do mercado.
Requisitos necessários para realizar com sucesso a integração entre sistemas industriais
Para realizar com sucesso a integração entre sistemas industriais, é necessário atender a uma série de requisitos que garantam a eficiência, a interoperabilidade e a segurança dos dados. Entre os principais requisitos, destacam-se:
Compatibilidade entre softwares: Um dos itens mais importantes é a compatibilidade entre os softwares utilizados. Isso inclui a capacidade dos sistemas de se comunicarem e trocarem informações de maneira eficiente e sem interrupções.
Padrões de comunicação: A adoção de padrões de comunicação abertos e amplamente reconhecidos, como OPC-UA, MQTT, e HTTP/HTTPS, é essencial para garantir que os sistemas possam se integrar de forma padronizada e eficiente, facilitando a interoperabilidade entre diferentes fabricantes e tecnologias.
Infraestrutura de rede: Uma infraestrutura de rede robusta e segura é fundamental para suportar a comunicação entre os sistemas. Isso inclui a implementação de redes industriais confiáveis, com alta capacidade de transmissão de dados e protocolos de segurança para proteger as informações durante a transmissão.
Interface de programação de aplicativos (APIs): A disponibilização de APIs bem documentadas e fáceis de usar é crucial para facilitar a integração. APIs permitem que diferentes sistemas se conectem e se comuniquem entre si de maneira programática, simplificando o desenvolvimento e a manutenção das integrações.
Compatibilidade com padrões e protocolos: Além dos padrões de comunicação, é importante garantir que os sistemas sejam compatíveis com padrões industriais específicos, como ISO, IEC, e outros protocolos relevantes para o setor.
Capacidade de escalabilidade: Os sistemas integrados devem ser escaláveis para acomodar o crescimento e a evolução das operações industriais.
Segurança da informação: A segurança é um componente crítico na integração de sistemas na indústria. Isso envolve a implementação de medidas de segurança robustas, como criptografia de dados, autenticação e controle de acesso, para proteger contra ameaças cibernéticas e garantir a integridade e confidencialidade dos dados.
Suporte técnico e manutenção: É fundamental contar com um suporte técnico adequado e uma estratégia de manutenção contínua para assegurar o bom funcionamento e a atualização dos sistemas integrados.
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Essa compatibilidade é essencial para garantir que os dados fluam de maneira integrada e eficiente, permitindo uma gestão de produção otimizada e uma tomada de decisão baseada em dados em tempo real.
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