Ingredientes inteligentesComo a produção inteligente pode ajudar a aumentar o rendimento, a produtividade e a eficiência nas operações de alimentos e bebidas

Calor.Vivendo em uma panela de pressão

Pense nos desafios que sua empresa enfrenta hoje em dia. O que vem à mente?

Uma resposta mais rápida à mudança dos mercados e dos gostos dos consumidores? Satisfazer as necessidades dos consumidores, que estão mais conectados, informados e abertos? Competir com novos concorrentes, como fornecedores de alimentos on-line, produtores de especialidades ou marcas de supermercado? Cumprir com novas regulamentações para maior rastreabilidade dos alimentos?

Está claro que essa não é a indústria de alimentos e bebidas de antigamente. Ela é mais complexa, voltada ao consumidor e de rápida mutação.

Apesar dessas pressões, suas operações de produção devem manter-se atualizadas, se deseja continuar competitivo. Uma parte essencial disso significa aumentar produtividade e eficiência — não com uma única solução definitiva, mas de forma contínua e em todas as suas operações.

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Crescimento.O crescimento da produção inteligente

Por sorte, o mundo da produção também está evoluindo rapidamente. A produção conectada, habilitada para o fluxo de informações — ou produção inteligente — está criando novas oportunidades para ajudá-lo a entender melhor suas operações e obter mais delas.

A produção inteligente conecta processos previamente isolados. Ela cria uma visão única de operações e permite comunicações integradas

entre pessoas, dados e ativos. Isso pode ajudá-lo a melhorar a colaboração em tempo real, otimizar continuamente processos e manter as operações em movimento, mesmo ao lidar com os maiores desafios de hoje.

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Mescla.O poder das suas informações

A produção inteligente capitaliza os últimos avanços tecnológicos para redefinir o que a produção pode ser.

l A internet das coisas, a proliferação de dispositivos inteligentes conectados via protocolo de internet permite que você acesse dados que até agora estavam presos em suas máquinas, processos e cadeia de fornecimento.

l Tecnologias de mobilidade e wireless permitem que dados sejam acessados e coletados de praticamente qualquer lugar, e criam novas maneiras para que ocorram comunicações e colaboração.

l Os grandes dados e dados analíticos ajudam a gerenciar grandes quantidades de dados em toda a sua empresa e os contextualiza em informações acionáveis.

l Uma infraestrutura de rede segura, baseada em protocolos Ethernet industriais como EtherNet/IP™, suporta um compartilhamento de dados integrados e em tempo real e comunicações em toda a sua empresa.

Ao trabalhar juntas, essas tecnologias fornecem uma capacidade sem precedentes para acessar, analisar e atuar em dados a partir de suas operações. Para obter o máximo delas, é necessário, contudo, convergir seus sistemas de chão de fábrica e TI em uma única arquitetura de rede.

Uma arquitetura de rede convergida ajuda a simplificar a operação dos sistemas e otimiza a coordenação de dados a partir de várias fontes em todas as operações. A Rockwell Automation chama isso de The Connected Enterprise.

“Os dados de sensor que são usados para prever quando os equipamentos estão ficando desgastados ou precisam de reparos podem reduzir os custos de manutenção em até 40% e cortar o tempo de parada não programada pela metade.” 1

1 An Executive’s Guide to the Internet of Things, McKinsey & Company, agosto de 2015

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Sabores.O que a produção inteligente pode fazer por você?

Unir redes diferentes, melhorar a visibilidade da produção e obter um melhor controle de seus processos pode ajudá-lo a fazer melhorias operacionais e conduzir a ganhos em eficiência, especialmente para atividades complexas como mudanças na produção. Além disso, uma disponibilidade mais ampla de informações pode ajudá-lo a ser mais responsivo a desenvolvimentos de cadeia de fornecimento e melhorar a produção sob demanda.

Em especial, a produção inteligente pode ajudá-lo a:

l Aprimorar a utilização de recursos.

l Aumentar o rendimento.

l Aumentar a produtividade da mão de obra.

l Otimizar o gerenciamento de recursos.

l Reduzir os riscos de segurança.

“Ao unir máquinas, linhas de produção, operadores e serviços de suporte, a produção inteligente pode ajudar as empresas a otimizar seus processos de negócios a um nível que antes só poderia ser imaginado.” 1

1 Is Smart Manufacturing the Food Industry’s Next Revolution? Food Online, 21 de julho de 2015

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Saboroso.Aprimorar a utilização de ativos

Melhor inteligência

Produzir informação é a base para uma análise mais profunda para melhorar as operações. Sistemas integrados e dados coordenados a partir de várias fontes estão transformando a produção de alimentos e bebidas. Por exemplo, a capacidade de acessar em tempo real a informação de parâmetros como temperatura, pressão, tempo de cozimento e limpeza no local pode ajudá-lo a criar uma abordagem mais proativa para a qualidade e a segurança alimentar. Coleta de dados, registro e relatórios automatizados também podem ajudar a reduzir o peso da conformidade com a regulamentação.

O software Inteligência de produção do empreendimento (EMI) organiza, relaciona e apresenta a informação de produção para ajudar os operadores a localizar problemas e ajustá-los em tempo real. Painéis ricos em dados exibem como uma máquina ou linha está operando, e notificações alertam os operadores se os parâmetros de produção excederem os limites pré-selecionados.

Controle aprimorado

Um sistema de controle distribuído (SDCD) moderno integra todos os seus processos de automação em um sistema ampliado para toda a planta. Os recursos do SDCD, como o controle de modelagem preditiva (MPC), gestão de alarme e gestão de lotes podem ajudar a melhorar a eficiência das fábricas e o desempenho operacional. Servidores virtualizados e estações de trabalho podem ajudar a reduzir investimentos de TI, melhorar o tempo de disponibilidade e prolongar os ciclos de vida.

Máquinas mais inteligentes

Máquinas e dispositivos inteligentes podem fornecer acesso sem precedentes ao elemento mais poderoso que pouquíssimos produtores de alimentos e bebidas capitalizam totalmente: seus próprios dados.

Dados em tempo real podem ser registrados e analisados para ajudar os operadores a tomar melhores decisões e otimizar não só suas máquinas, mas todo o seu processo de produção.

O fabricante de chocolates Barry Callebaut usou o software de inteligência de produção para rastrear a Eficiência Geral do Equipamento (OEE) e notificar operadores sobre perdas de produto conforme elas ocorriam por meio de um painel de rastreamento de ingredientes. Essa facilidade transformou as perdas de material em um ganho líquido.1

1 Barry Callebaut Finds Sweet Savings With OEE Solution, IndustryWeek, 26 de setembro de 2015

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Preenchimento.Aumentar o rendimentoA produção inteligente dá oportunidades para:

l Seguir o fluxo de ingredientes e rastrear o rendimento por toda a produção.

l Monitorar áreas-chave da produção e usar os conhecimentos para melhorar as operações.

l Responder aos desenvolvimentos da cadeia de fornecimento para melhorar a produção sob demanda.

l Ajudar a prevenir e gerenciar recalls.

O software do sistema de execução de manufatura (MES) automatiza a coleta de dados para proporcionar uma visibilidade de produção mais profunda e mais imediata. Isso pode ajudá-lo a tomar melhores decisões com base em suas operações, no mercado de commodities e ingredientes crus para ajudar a gerenciar a variação dos materiais e aumentar o rendimento.

Isso também pode fornecer a base para um sistema de qualidade/segurança alimentar mais forte e ajudar a rastrear ingredientes. A rastreabilidade dentro da cadeia de fornecimento de alimentos está se tornando essencial para

responder com eficácia às demandas do consumidor ou ajudar a prevenir e gerenciar recalls.

O software EMI pode consolidar dados de várias fontes dentro de suas operações, e fornecer relatórios e análises para ajudar a aumentar o rendimento. Gestores da qualidade podem analisar eventos de produção e monitorar células de trabalho para rastrear o rendimento de primeira passagem. Gerentes de fábrica podem monitorar o rendimento como parte de seus dados de toda a planta e rastreamento de métrica.

Os sistemas integrados de linha permitem configurar, controlar e analisar o desempenho da linha a partir de uma estação de operador padrão, para que seja possível implementar e otimizar mais rapidamente os equipamentos de produção.

O software MPC (controle de modelagem preditiva) utiliza modelos de previsão para calcular os pontos de ajuste ideais durante a produção. Então, ele monitora continuamente múltiplos parâmetros para ajudá-lo a maximizar o desempenho dos equipamentos e gerenciar melhor processos complexos.

Um grande processador de leite em pó utilizou o controle de modelagem preditiva (MPC) para reduzir os níveis de variabilidade de umidade em seus secadores em uma média de 52%. Isso resultou em um aumento geral no rendimento de uma tonelada por dia.

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Hillshire Brands implementou um sistema de inteligência de produção em sua fábrica em Haltom City, Texas, que produz 58 variedades de refeições "no palito". O sistema dá uma noção aos operadores sobre onde há problemas, onde eles podem surgir e onde há uma capacidade de produção adicional.

A visibilidade aprimorada ajudou a fábrica a reduzir as metas de produtos não comestíveis e resíduos em 0,8% — ou uma economia anual de 5,5 milhões de salsichas empanadas. Além disso, o sistema fornece uma rastreabilidade e geração de relatórios aprimorados para a compatibilidade com novas regulações sob a Lei de Modernização da Segurança Alimentar (FSMA).1

Agitação.Aumentar a produtividade da mão de obraProdutores de alimentos e bebidas de todas as dimensões enfrentam muitos dos mesmos desafios, incluindo a necessidade de aumentar a produtividade, ajudar a proteger os operadores e preservar o conhecimento de funcionários aposentados. A produção inteligente pode ajudá-lo a lidar com esses desafios.

Utilização da mão de obra

O acesso a dados em tempo real que são contextualizados e relevantes ao trabalho que está sendo executado pode criar uma produtividade sem atritos. Isso pode ajudar as empresas de alimentos e bebidas a responderem melhor às

necessidades do fluxo de trabalho e reduzir o tempo de resposta para o mercado.

Segurança da mão de obra

Os sistemas de segurança que estão integrados com os sistemas de controle da máquina podem ajudar a diminuir os riscos e não são tão propensos a paralisações incômodas como é o caso de outros sistemas conectados mais antigos. Além disso, os dados sobre acidentes de segurança podem ajudá-lo a identificar riscos e fazer ajustes em áreas onde os desligamentos relacionados à segurança estiverem ocorrendo.

1 Case Study: Hillshire Brands Mobilizes Information to Improve Compliance, Reduce Quality Deviations and Waste Background, Food Manufacturing, 18 de maio de 2015

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Disponibilidade de mão de obra

Conforme os operadores mais velhos e com mais experiência se aposentam, operadores com menos experiência e mais jovens estão tomando os seus lugares. As operações devem se preparar para o futuro tendo isso em mente.

Instruções específicas ao operador e informações de produção contextualizadas podem ajudar a reduzir a complexidade para estes novos trabalhadores, e dispositivos móveis podem lhes fornecer informações em um formato interativo e familiar. A digitalização de processos também podem capturar "conhecimentos coletivos" essenciais de operadores com experiência antes de que se aposentem.

Você também pode alavancar serviços externos para aumentar sua mão de obra existente quando talentos qualificados não estiverem disponíveis localmente. Alguns exemplos incluem o seguinte:

l Serviços de monitoramento remoto de terceiros podem fornecer um monitoramento contínuo da máquina, coleta de dados e suporte ao vivo se sua equipe de manutenção estiver escassa ou sobrecarregada. Esses serviços podem ser especialmente valiosos para processos críticos, operações contínuas e operações baseadas em localizações remotas.

l Serviços de engenharia incorporados podem ajudar a manter as operações funcionando tranquilamente, caso ocorram desafios relacionados ao pessoal. Profissionais de serviços de campo treinados na fábrica podem fornecer suporte de engenharia e serviços de manutenção específicos, e complementar as habilidades de sua mão de obra existente.

1 The Skills Gap in U.S. Manufacturing 2015 and Beyond, Deloitte, 2015

“Na próxima década aproximadamente 3,5 milhões de vagas relacionadas a operações de manutenção precisarão ser preenchidas. A estimativa é que a lacuna de habilidades resulte no não preenchimento de 2 milhões dessas vagas.” 1

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Preparo.Criar uma mão de obra completamente preparada

Em operações de produção inteligente, a produtividade depende cada vez mais das tecnologias de rede e análise de dados. Você precisa estar seguro de que seus operadores têm o conhecimento e habilidade necessários para projetar, manter e apoiar a infraestrutura de rede. Eles também devem ser capazes de capitalizar os dados que podem manter suas linhas operando por mais tempo e aumentar a produtividade.

A convergência de sistemas de TI e de chão de fábrica em combinação com a mudança no cenário tecnológico está trazendo indefinição nas funções e responsabilidades do pessoal de TI e de operações. Isso apresenta desafios para que você se certifique de que os operadores têm as habilidades e conhecimento necessários para maximizar o tempo de disponibilidade da rede e obter o máximo de seus dados.

Serviços de treinamento e certificação podem ajudar a aumentar as habilidades de seus operadores para ambientes convergidos e uma afluência de dados. Cursos de nível introdutório dão aos operadores as habilidades básicas que eles precisam para gerenciar e administrar os sistemas de controle industrial em redes. Cursos mais avançados se aprofundam mais nos tópicos, como os protocolos Ethernet industriais, implementação de tecnologia wireless e localização de falhas avançadas.

Quase dois terços dos executivos de empresas de alimentos, bebidas e bens de consumo dizem que a contratação e manutenção de talentos-chave será um desafio significativo para os próximos três anos.1

1 2014 Food, Drink and Consumer Goods Industry Outlook Survey, KPMG, 2014

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MedirOtimizar o gerenciamento de recursosA produtividade aumentada pode ser um benefício corolário quando se usa a produção inteligente para atender outras áreas de necessidade. Uma dessas áreas é a gestão de recursos, incluindo água, ar, gás, eletricidade e vapor (WAGES).

A gestão de energia é um exemplo-chave. Alimentos e bebidas são classificados consistentemente como altos entre os setores de produção dos EUA no que se refere ao uso de energia. Como resultado, as organizações querem maximizar seu retorno em seu custo controlável.

Tecnologias inteligentes podem tornar dados de energia mais acessíveis e aumentar a visibilidade para ajudar a tomar decisões mais inteligentes quando se trata de controlar o uso de energia. Equipados com esses recursos, os fabricantes de alimentos e bebidas podem gerenciar requisitos de carga de forma proativa, melhorar o desempenho do sistema e reduzir custos.

Produtor de alimentos reduz o uso de energia e água como parte da revisão da produção

Um produtor de alimentos enlatados dos EUA atualizou sua infraestrutura de automação para satisfazer as necessidades de produção e sustentabilidade.

Os novos controles executam um sistema de recuperação de energia e calor de última geração, que reutiliza 100% do calor do processo de refrigeração das latas para aquecer a água da cidade para os procedimentos de imersão, branqueamento e cozimento. O resultado: uma diminuição de 38,2% no uso de gás natural.

O sistema também reutiliza água arrefecida para reduzir a temperatura das latas no processo de cozimento. Isso reduziu o uso de água geral da empresa em mais de 100 milhões de galões por ano.

Enquanto isso, a empresa está produzindo a mesma quantidade do produto em cinco dias no que antes levava sete, ao mesmo tempo em que também alcança uma melhor qualidade do produto.

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Em camadas.Reduzir os riscos de segurança

Para todos os benefícios que a produção inteligente pode oferecer às suas operações, ela também requerer uma abordagem de segurança mais abrangente. Dispositivos inteligentes e conectividade integrada são os catalizadores da produção inteligente, mas também podem ser um condutor para ameaças de segurança.

A segurança da rede é fundamental para qualquer empresa de produção inteligente. Na indústria de alimentos e bebidas, você precisa proteger não só sua propriedade intelectual e tempo de disponibilidade, mas também os processos, equipamentos e o pessoal responsável pela manutenção de seus produtos em segurança e com alta qualidade.

Seu programa de segurança deve ser holístico. Ele deve se estender da empresa até o nível da fábrica e todos os dispositivos finais. E deve abordar os riscos para seu pessoal, processos e tecnologias.

Algumas considerações para ter em mente ao desenvolver um programa de segurança industrial incluem:

l Começar com uma avaliação de segurança para identificar suas áreas de risco e ameaças em potencial.

l Aplicar uma abordagem de segurança em multicamadas, como uma segurança de defesa em profundidade para estabelecer várias frentes de defesa usando proteções de segurança processuais, eletrônicas e físicas.

l Alavancar as tecnologias em suas operações de modo a otimizar a segurança.

l Usar recursos — como as arquiteturas de referência Converged Plantwide Ethernet (CPwE) da Rockwell Automation e Cisco.

l Implantar os esforços de segurança adequados para novas tecnologias, como usar a gestão de dispositivos móveis para restringir e monitorar o acesso móvel.

1 Rockwell, Cisco Launch New Architectures to Reduce Security Risks, Food Engineering, 28 de julho de 20152 Kaspersky Lab Survey: One in Every Five Manufacturing Businesses Has Lost Intellectual Property to Security Breaches Within the Past Year, Kaspersky Labs, 13 de agosto de 2014

“Quanto mais operações da indústria de alimentos e bebidas se tornarem automatizadas, os riscos de segurança, como roubo de dados/receitas e desligamentos da fábrica causada por hackers, estão se tornando dores de cabeça para os engenheiros.” 1

Kaspersky Labs descobriram que 21% dos fabricantes sofreram com alguma perda de propriedade intelectual no período de um ano.2

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Pronto.A produção inteligente tem o potencial de transformar completamente as operações de fabricação de alimentos e bebidas.

A capacidade de acessar em tempo real informações relevantes e baseadas em funções pode permitir uma tomada de decisões mais informada em todos os níveis e criar oportunidades quase infinitas para melhorar os processos. Além disso, avanços em equipamentos, sistemas de controle e de informação podem ajudá-lo a estabelecer operações mais flexíveis e responsivas.

E os benefícios da produção inteligente vai muito além das melhorias operacionais. Uma infraestrutura de rede segura, maior conectividade e acesso à informações também cria oportunidades para aumentar a qualidade, a segurança alimentar e segurança do operador, ajudando a reduzir o peso da conformidade com a regulamentação.

Para saber mais sobre como a produção inteligente pode ajudar a melhorar suas operações, entre em contato com seu representante de vendas da Rockwell Automation ou e saiba mais aqui.

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Publicação FOOD-SP025A-PT-P – novembro de 2016 © 2016 Rockwell Automation, Inc. Todos os direitos reservados.