A análise de dados baseada na borda promove operações mais inteligentes
É sexta-feira à noite na planta da fábrica. Lauren, que trabalha na supervisão dos computadores que monitoram os sensores das máquinas de produção, acabou de iniciar seu turno.
Ao se acomodar em sua mesa para assistir a várias telas que exibem telemetrias das máquinas, ela pensa em como seu trabalho é entediante, mas fica contente por ser mais previsível e menos estressante do que quando ela tinha que inspecionar cada máquina pessoalmente.
Então, um alarme toca. Um sensor do equipamento indicou perda de pressão repentina, o que significa que Lauren deve inspecionar a máquina pessoalmente para verificar se há algum vazamento. Para fazer isso, ela deve vestir um capacete de segurança e óculos de proteção e se aventurar na planta da fábrica. Não é assim que ela imaginava que seria seu turno da noite de sexta-feira e ela se pergunta se ela deveria procurar outro trabalho, mais interessante e técnico.
Lauren não é a única. E as indústrias enfrentam problemas para atrair e manter bons profissionais como ela.
As linhas de produção industrial atuais são, na realidade, altamente técnicas, com automação e telemetria de máquinas que devem ser monitoradas 24 horas por dia. Todos esses dados devem ser coletados, seja manualmente por alguém com uma prancheta ou um tablet, ou por centenas ou milhares de sensores instalados no próprio equipamento. Em seguida, os dados devem ser analisados, manualmente ou por meio de sistemas de monitoramento de assets. Ainda assim, apesar de toda essa automação, muitas vezes, no momento de identificar e solucionar problemas como vazamentos, os profissionais como a Lauren ainda enfrentam condições perigosas.
Spot, um robô móvel com dispositivos de sensor e análise de dados em sua parte superior,
custos associados à instrumentação de IoT
As rotas de inspeção de rotina do Spot e as atribuições de tarefas de acompanhamento
a eficiência dos profissionais
Dilema industrial
As instalações industriais vêm evoluindo desde que Henry Ford produziu o primeiro automóvel Model T em uma linha de produção de uma fábrica. Hoje em dia, a automação e a robótica são pré-requisitos da linha de produção. Porém, os fabricantes e outros operadores de fábrica devem fazer a manutenção e os reparos dessas máquinas para manter as plantas funcionando, o que exige constante coleta de dados e análise.
Michael Perry, vice-presidente de Business Development da Boston Dynamics, líder global em robótica móvel, descreve o problema: "A automação com robôs tradicionais não tem sido bem-sucedida devido à complexidade e escala dos locais, o que pode ser limitante para robôs com rodas e esteiras que têm dificuldades em espaços apertados, escadas e terrenos irregulares. Os robôs que coletam dados também são mais úteis quando conectados a recursos de inteligência, o que não é apenas a computação, mas também a comunicação entre o que está acontecendo na fábrica e o que estiver processando todos os dados locais".
Com o tempo, as empresas adotaram amplamente uma das duas formas de coletar e analisar os dados gerados por suas máquinas. O método mais tradicional envolve mandar profissionais técnicos para a fábrica a fim de realizar leituras periódicas nas máquinas. Mesmo que uma máquina apresente problemas apenas uma vez por ano, o técnico deve registrar os dados dessa máquina diariamente ou semanalmente para detectar pequenos problemas antes que eles se tornem grandes falhas. E os profissionais devem fazer a manutenção e consertar o equipamento, às vezes em ambientes perigosos ou barulhentos.
O outro método é instalar sensores em todas as peças do equipamento e, então, coletar e analisar esses dados do sensor com aplicações de gerenciamento de assets . A IBM desenvolveu o IBM® Maximo® Application Suite para analisar esses dados do sensor, que são armazenados na nuvem. No entanto, os fabricantes primeiro enfrentam altos custos para instrumentar seus equipamentos, mais custos para armazenar os dados e, finalmente, a necessidade de adquirir a solução para analisá-los. Isso muitas vezes coloca a instrumentação integral além do alcance de empresas menores.
Nancy Greco, diretora, DE Research Cognitive IoT Solutions do IBM Research®, explica: “Sensores baseados na borda geram um grande volume de dados enviados para a nuvem. Os fabricantes olham a fatura da nuvem e se perguntam por que estão gastando tanto dinheiro para ver que os dados estão dizendo que está tudo bem, que não tem nada de errado".
Uma terceira solução é enviar um robô criado para fazer a inspeção periódica dos equipamentos e coletar dados de seus instrumentos de telemetria. Esta 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 maior precisão. No entanto, mesmo com câmeras e outro sensores, o Spot não consegue interpretar os dados sozinho. Os dados ainda precisam ser analisados, portanto, quando o Spot encontra uma anomalia, ele precisa da intervenção humana para resolver o problema.
A automação com robôs tradicionais não foi bem-sucedida devido à escala de complexidade dos locais, o que pode ser limitante para robôs com rodas e esteiras que têm dificuldade de se deslocar em espaços apertados, escadas e terrenos irregulares. Os robôs que coletam dados também são mais úteis quando conectados a recursos de inteligência, o que não é apenas a computação, mas também a comunicação entre o que está acontecendo na fábrica e o que estiver processando todos os dados locais.
Robôs móveis + IA
A IBM e a Boston Dynamics decidiram fazer uma pergunta: os dados da fábrica podem ser coletados e analisados com segurança na borda? As duas empresas poderiam ajudar a eliminar a necessidade de a equipe coletar dados manualmente ou se colocar em perigo na fábrica, reduzindo a necessidade e os custos associados a 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 se juntaram para tentar resolver a mesma combinação de problemas de inteligência e coleta de dados", diz Perry. "Ambas as empresas estavam recebendo as mesmas perguntas dos clientes. 'Como posso obter uma imagem real e verdadeira do que está acontecendo neste ambiente industrial complicado?'”
O uso do Spot já ajuda a eliminar a necessidade de colocar sensores em cada parte dos equipamentos. Agora, a IBM está inserindo os recursos das soluções de IA e do Maximo no Spot para oferecer análise de dados na borda. Com ajuda da IBM, o Spot pode interpretar o que "vê" por meio de suas câmeras e sensores integrados. A análise de dados acontece no robô em tempo real, reduzindo a necessidade de análise e armazenamento de dados separados na nuvem. O Spot é uma extensão da estratégia do IBM AI@Edge Hybrid Cloud.
"O Spot vira um dispositivo de roaming na borda, carregando uma carga útil de tecnologia de análise de dados onde quer que o usuário precise", afirma Greco. "Ele consegue acessar lugares apertados. Consegue subir degraus. E vai trazer a todas as análises de dados com ele".
Em vez de apenas identificar um problema, os modelos de IA otimizados e altamente customizáveis ajudam o Spot a detectar anomalias e imediatamente iniciar ações corretivas. De acordo com Perry, “o Spot pode percorrer um ambiente, identificar um problema e, usando o Maximo, gerar automaticamente uma ordem de serviço com os próximos passos para a resolução”.
Além do Maximo, a IBM está trazendo toda a amplitude e profundidade de sua experiência e conhecimento em gerenciamento de assets, IA e tecnologia 5G para criar essa solução conjunta com a Boston Dynamics do Spot com recursos de IA.
Os consultores daIBM Consulting oferecem serviços de implementação e suporte para a Boston Dynamics. Eles também fornecerão consultoria para a indústria a fim de atender às necessidades específicas dos clientes. Por fim, o uso da tecnologia Red Hat® significa que a análise de dados é prontamente implementável, com baixo custo, em um ambiente de nuvem híbrida.
Perry descreve o relacionamento desta forma: “A Boston Dynamics oferece a mobilidade e a flexibilidade do Spot como uma plataforma robótica, e a IBM oferece a inteligência de seus sistemas para entender os dados que o Spot está coletando”.
Explorando lugares de difícil acesso para humanos
Para qualquer cliente da indústria, manter as linhas de produção funcionando é essencial para a lucratividade. Mais importante, a solução conjunta do Spot ajuda a reduzir o tempo para detectar anomalias, detectando-as antes que se tornem problemas catastróficos. E o Spot pode fazer isso em empresas de qualquer porte, permitindo que pequenas instalações que em outras situações não poderiam arcar com todo a instrumentação do equipamento ou com o custo do armazenamento em nuvem, aproveitem os benefícios da instrumentação de roaming que o Spot oferece.
"Nossos clientes demandavam uma maneira acessível de reduzir o risco, para garantir que suas máquinas não parem de funcionar", diz Greco. "Agora é possível fazer isso de maneira acessível, reduzindo o volume de instrumentação, de transferência de dados e a latência, além de melhorar a segurança dos dados".
Com a análise de dados integrada do IBM Maximo, o Spot pode aumentar o tempo de atividade do equipamento. Ele não apenas identifica anomalias, mas pode também interpretar a possível causa e sugerir correções. Ele pode criar ordens de serviço para problemas mais graves ou fazer uma segunda verificação em problemas de baixa gravidade. “O Spot conectado aos serviços da IBM pode fornecer muitos insights para que os clientes executem esses ativos por períodos mais longos, detectem problemas antes que eles aconteçam e evitem o tempo de inatividade para manter seus ativos em funcionamento”, diz Perry.
O Spot não foi feito para substituir trabalhadores humanos. Seu propósito é 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 inspecionar o maquinário e agendar a manutenção conforme necessário. Como um cachorro de busca e resgate que aumenta a eficácia de seu dono fazendo o que ele não consegue, um Spot móvel e ágil pode entrar em ambientes perigosos nos quais os profissionais não podem acessar, devido às substâncias químicas, ao barulho, entre outros elementos de alta periculosidade.
O uso do Spot para detecção e reparo de problemas não substituirá os profissionais, mas pode oferecer uma oportunidade para as empresas poupar sua força de trabalho para funções que melhor aproveitem suas habilidades. Greco chama o Spot de "cobot", porque trabalha em colaboração com pessoais, assim como o cão de busca que trabalha para seu dono. Uma profissional técnica como a Lauren pode agora gerenciar e treinar o Spot para andar pela fábrica e resolver problemas. Ou ela pode mudar para cargos mais críticos e de alta tecnologia que o dono da empresa ainda não conseguiu preencher.
“É melhor aproveitar as habilidades das pessoas para resolver problemas… em vez de gastar tempo e energia e possivelmente arriscar sua saúde fazendo tarefas muito tediosas e repetitivas”, diz Perry. "Esta é uma oportunidade de delegar algumas dessas tarefas repetitivas e tediosas, algumas daquelas tarefas de ambientes de alta periculosidade, para o Spot, liberando os profissionais para obter treinamento de alto valor".
À medida que a IBM e a Boston Dynamics continuam a desenvolver o Spot com recursos de IA, podemos observar uma grande empolgação por parte das duas empresas Equipes de toda a IBM estão trazendo casos de uso nos quais o Spot poderia ser útil, em combinação com a análise de dados da IBM para a equipe que trabalha neste projeto. A IBM está aproveitando o trabalho com parceiros do ecossistema em áreas como 5G para usar seus recursos para trazer a tecnologia mais recente ao Spot, gerando maior valor para os clientes da IBM e da Boston Dynamics.
A Boston Dynamics continuará a aumentar os recursos do Spot e a IBM continuará a desenvolver modelos mais precisos. A IBM Research oferecerá um pipeline contínuo de novas análises para o relacionamento com a Boston Dynamics, incluindo acústica, odores, análise de composição e muito mais.
No caso do Spot: “A combinação da robótica com a inteligência está promovendo a inovação. Não é apenas a capacidade de entender o mundo, mas também de entender o mundo e interagir com ele”., conclui Perry.
Sobre a Boston Dynamics
Boston Dynamicslink externo é líder global no desenvolvimento e implementação de robôs altamente móveis capazes de enfrentar os desafios mais difíceis de robótica. A principal missão da empresa é liderar a criação e a entrega de robôs avançados, criados para gerar impacto positivo para a sociedade. Fundada em 1992, a Boston Dynamics surgiu do MIT Leg Lab e foi considerada pela Inc. Magazine um dos melhores lugares para se trabalhar, em 2020.
Sobre a Boston Dynamics
Boston Dynamicslink externo é líder global no desenvolvimento e implementação de robôs altamente móveis capazes de enfrentar os desafios mais difíceis de robótica. A principal missão da empresa é liderar a criação e a entrega de robôs avançados, criados para gerar impacto positivo para a sociedade. Fundada em 1992, a Boston Dynamics surgiu do MIT Leg Lab e foi considerada pela Inc. Magazine um dos melhores lugares para se trabalhar, em 2020.
© Copyright IBM Corporation 2021. IBM Corporation, IBM Consulting, New Orchard Road, Armonk, NY 10504
Produzido nos Estados Unidos da América, maio de 2021.
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Este documento foi atualizado desde a data inicial da publicação e pode ser modificado pela IBM a qualquer momento. Os parceiros de negócios da IBM definem seus próprios preços, que podem variar. Algumas ofertas não estão disponíveis em todos os países onde a IBM opera.
O Spot não é um produto ou solução IBM. O Spot é vendido ou licenciado, conforme o caso, para usuários de acordo com os termos e condições da Boston Dynamics, que são fornecidos com o produto ou solução. A disponibilidade e todas e quaisquer garantias, serviços e suporte para o Spot são de responsabilidade direta e são fornecidos diretamente aos usuários pela Boston Dynamics.
Os dados de desempenho e exemplos de clientes citados são apresentados somente para fins ilustrativos. Os resultados de desempenho reais poderão variar, dependendo das configurações e das condições operacionais específicas. AS INFORMAÇÕES NESTE DOCUMENTO SÃO OFERECIDAS NO ESTADO EM QUE SE ENCONTRAM ("AS IS") SEM QUALQUER GARANTIA, EXPLÍCITA OU IMPLÍCITA, INCLUINDO SEM QUAISQUER GARANTIAS DE COMERCIABILIDADE, ADEQUAÇÃO A UM PROPÓSITO ESPECIAL E QUALQUER GARANTIA OU CONDIÇÃO DE NÃO VIOLAÇÃO. Os produtos da IBM têm garantia de acordo com os termos e condições dos contratos sob os quais são fornecidos.