A análise baseada na borda viabiliza operações mais inteligentes

As instalações industriais estão evoluindo desde que Henry Ford produziu o primeiro automóvel Model T em uma linha de produção de fábrica. Hoje, automação e robótica são a norma no chão de fábrica. No entanto, os fabricantes e outros operadores de plantas devem manter e reparar essas máquinas para que suas fábricas continuem funcionando, o que requer coleta e análise de dados constantes.

Michael Perry, Vice-Presidente de Desenvolvimento de Negócios da Boston Dynamics, líder global em robótica móvel, descreve o problema: “A automação com robôs tradicionais não foi bem-sucedida devido à complexidade e escala dos locais, que podem ser limitados a robôs com rodas e rastreados que enfrentam dificuldades em espaços apertados, escadas e terreno desigual. Os robôs que coletam dados também são mais úteis quando conectados à inteligência, o que não é apenas a computação, mas também a comunicação entre o que está acontecendo no campo e o que quer que esteja processando todos os dados no local”.

Com o tempo, as empresas adotaram em grande parte uma das duas maneiras de coletar e analisar os dados que suas máquinas geram. O método mais tradicional envolve o envio regular de técnicos em toda a fábrica para gravar leituras de máquinas. Mesmo que uma máquina possa apresentar problemas apenas uma vez por ano, o técnico precisa registrar os dados dessa máquina diariamente ou semanalmente para detectar pequenos problemas antes que eles possam se tornar grandes falhas. E os trabalhadores devem manter e consertar equipamentos, às vezes em ambientes perigosos ou barulhentos.

O outro método é instalar sensores em cada peça de equipamento, depois coletar e analisar esses dados de sensores com aplicativos de gerenciamento de ativos. A IBM projetou seu IBM Maximo Application Suite para analisar esses dados de sensores, que são armazenados na nuvem. No entanto, os fabricantes primeiro se deparam com altos custos para instrumentar seus equipamentos, custos adicionais para armazenar os dados e, finalmente, a necessidade de comprar a solução para analisá-los. Isso muitas vezes coloca a instrumentação completa fora do alcance das pequenas empresas.

Nancy Greco, diretora de DE Research Cognitive IoT Solutions da IBM Research, explica: “Sensores baseados em borda geram uma enorme quantidade de dados que vão para a nuvem. Os fabricantes olham para a sua conta da nuvem e se perguntam por que estão gastando tanto dinheiro para ver se os dados lhes dizem que está tudo bem, que não há nada de errado”.

Uma terceira solução é enviar um robô projetado para inspecionar regularmente o equipamento e coletar dados de seus instrumentos de telemetria. Essa foi a inspiração para o Spot, o robô parecido com um cachorro criado pela Boston Dynamics. O Spot pode ir a qualquer lugar que uma pessoa possa ir e coletar dados com mais frequência e precisão. No entanto, mesmo com câmeras e outros sensores, o Spot não consegue interpretar os dados por si só. Os dados ainda precisam ser analisados, então, quando o Spot encontra uma anomalia, ele precisa de intervenção humana para resolver o problema.

A IBM e a Boston Dynamics decidiram fazer a pergunta: os dados da fábrica podem ser coletados e analisados com segurança na borda? As duas empresas poderiam ajudar a eliminar a necessidade de pessoal para coletar dados manualmente ou se colocar em perigo no chão de fábrica, reduzindo a necessidade e os custos associados de instrumentar cada equipamento? A resposta foi um sonoro “sim”.

A Boston Dynamics e a IBM estão unindo suas tecnologias para criar uma solução baseada em IA para o Spot. “A Boston Dynamics e a IBM vieram à mesa tentando resolver a mesma combinação de aquisição de dados e problemas de inteligência de dados”, diz Perry. “Ambas estávamos ouvindo as mesmas perguntas de nossos clientes. ‘Como posso ter uma imagem real e verdadeira do que está acontecendo nesse complexo complexo industrial?’”

Usar o Spot já ajuda a eliminar a necessidade de colocar sensores em cada peça de equipamento. Agora, a IBM está adicionando o poder das soluções de IA e Maximo ao Spot para fornecer funções analíticas na borda. Com a ajuda da IBM, a Spot pode interpretar o que “visita” por meio de suas câmeras e sensores a bordo. As funções analíticas acontecem no robô em tempo real, reduzindo a necessidade de armazenamento e análise de dados em nuvem separados. O Spot é uma extensão da estratégia IBM AI@Edge Hybrid Cloud.

“O Spot se torna um dispositivo de borda itinerante, carregando uma carga útil de tecnologia de análise de dados onde quer que o usuário precise que ele vá”, diz Greco. “Ele consegue entrar em espaços apertados. Consegue subir degraus. E trará consigo todas essas análises”.

Em vez de apenas identificar um problema, modelos de IA otimizados e altamente personalizáveis ajudam a detectar anomalias e iniciar ações corretivas imediatamente. De acordo com Perry, “o Spot pode percorrer um local, identificar um problema e, usando o Maximo, gerar automaticamente uma ordem de serviço com as próximas etapas para a resolução”.

Além do Maximo, a IBM está trazendo toda a amplitude e profundidade de sua experiência e conhecimento em gerenciamento de ativos, IA e tecnologia 5G para criar essa oferta conjunta com a Boston Dynamics de Spot com recursos de IA.

Os consultores da IBM Consulting estão fornecendo serviços de implementação e suporte para a Boston Dynamics. Eles também fornecerão consultoria do setor para ajudar a atender às necessidades específicas dos clientes. Por fim, usar a tecnologia Red Hat significa que as funções analíticas são facilmente implementáveis, de forma econômica, em um ambiente de nuvem híbrida.

Perry descreve o relacionamento desta forma: “A Boston Dynamics está trazendo a mobilidade e a flexibilidade do Spot como uma plataforma robótica, e a IBM está trazendo a inteligência de seus sistemas para entender os dados que o Spot está coletando”.

Para qualquer cliente industrial, manter as linhas de produção funcionando é a chave para a rentabilidade. Mais criticamente, a oferta conjunta do Spot ajuda a reduzir o tempo para detectar anomalias, identificando-as antes que elas possam se tornar problemas catastróficos. E o Spot pode fazer isso para empresas de qualquer tamanho, permitindo instalações pequenas que, de outra forma, não poderiam pagar 100% de instrumentação de equipamentos ou o custo do armazenamento em nuvem para se beneficiar da instrumentação de roaming que o Spot oferece.

“Nossos clientes precisavam de uma maneira econômica de reduzir o risco, para garantir que suas máquinas não ficassem inoperantes”, diz Greco. “Agora eles podem fazer isso de forma econômica, reduzindo a quantidade de instrumentação, a movimentação e a latência de dados, e melhorando a segurança dos dados”.

Com o IBM Maximo Analytics integrado, o Spot pode ajudar a aumentar o tempo de funcionamento do equipamento. Além de identificar anomalias, pode interpretar sua causa provável e sugerir soluções. Ele pode criar ordens de trabalho para problemas importantes ou dar uma segunda olhar em problemas menores. “O Spot conectado aos serviços IBM pode fornecer muitos insights, para que os clientes possam executar esses ativos por períodos mais longos de tempo, detectar problemas antes que eles aconteçam e evitar tempo de inatividade, mantendo seus ativos em pleno funcionamento”, diz Perry.

O Spot não se destina a substituir os trabalhadores humanos. Seu objetivo é ajudar a mantê-los seguros e torná-los mais eficientes. Em vez de Lauren se preparar para inspecionar um possível vazamento, ela pode enviar o Spot para inspecioná-lo e agendar a manutenção conforme necessário. Assim como um cão de busca e salvamento que aumenta a eficácia de seu condutor indo aonde ele não pode ir, um Spot ágil e móvel pode entrar em ambientes perigosos onde, atualmente, os trabalhadores não podem ir devido a produtos químicos, ruídos ou outros perigos.

Usar o Spot para detectar e reparar problemas não substituirá os trabalhadores, mas pode oferecer uma oportunidade para as empresas elevarem sua força de trabalho a funções que usem melhor as habilidades dos trabalhadores. Greco chama o Spot de “co-bot” porque ele trabalha com o humano, da mesma forma que o cão de busca trabalha com seu treinador. Um técnico como Lauren agora pode manusear e treinar o Spot para se deslocar pela fábrica e corrigir problemas. Ou ela pode passar para outras tarefas críticas de alta tecnologia que o fabricante não conseguiu realizar.

“É melhor aproveitar as capacidades das pessoas para resolver problemas... em vez de gastar tempo e energia, e potencialmente arriscar sua saúde, fazendo tarefas simples muito entediantes”, diz Perry. “Esta é uma oportunidade de pegar algumas dessas tarefas mundanas e repetitivas, algumas dessas tarefas em ambientes perigosos, e usar o Spot, liberando o ser humano para receber mais treinamento de alto valor”.

À medida que a IBM e a Boston Dynamics desenvolvem ainda mais o Spot com recursos de IA, a empolgação em ambas as empresas é nítida. Equipes em toda a IBM estão trazendo casos de uso que acham que poderiam se beneficiar com o uso do Spot e do IBM Analytics para a equipe trabalhando nesse projeto. A IBM está explorando o trabalho com parceiros de ecossistema em áreas como 5G para usar seus recursos para trazer a tecnologia mais recente para o Spot, criando o maior valor para os clientes da IBM e da Boston Dynamics.

A Boston Dynamics continuará aumentando os recursos do Spot, e a IBM continuará construindo modelos mais precisos. A IBM Research trará um pipeline contínuo de novas funções analíticas para o relacionamento com a Boston Dynamics, incluindo acústica, olfato, análise composicional e muito mais.

No caso do Spot, “A combinação de robótica e inteligência está impulsionando a inovação. Não é apenas a capacidade de sentir o mundo, mas de sentir o mundo e interagir com ele”, conclui Perry."

A Boston Dynamics (link externo ao site ibm.com) é a líder global no desenvolvimento e implementação de robôs altamente móveis capazes de enfrentar os desafios robóticos mais difíceis. A missão principal da empresa é liderar a criação e entrega de robôs avançados, projetados para impactar positivamente a sociedade. Fundada em 1992, a Boston Dynamics surgiu do MIT Leg Lab e é um dos melhores ambientes de trabalho de 2020 da Inc. Magazine.