Solução de gerenciamento do ciclo de vida completo de dispositivos inteligentes da Microcyber
Aproveitando mais de duas décadas de experiência acumulada em internet industrial e tecnologias de controle industrial, a Microcyber desenvolveu uma solução integrada de gerenciamento inteligente de dispositivos, com hardware e software, que atende aos padrões industriais nacionais, às especificações técnicas da Huawei Kunpeng e aos padrões da indústria de barramento de campo. Projetada para atender às necessidades de gerenciamento e controle inteligentes de instalações de fabricação de equipamentos e petroquímicas, a solução integra aquisição de dados na borda da rede, gêmeo digital, alerta precoce de falhas e tecnologias de gerenciamento de operação e manutenção de todo o processo. Ao eliminar os silos de dados entre os dispositivos, permite que as empresas passem de reparos emergenciais reativos para manutenção preditiva, alcançando assim o gerenciamento digital do ciclo de vida completo dos equipamentos, reduzindo custos, aumentando a eficiência e garantindo a segurança da produção.
Análise dos principais problemas do setor
1. Problemas existentes no local
Em instalações de fabricação de equipamentos e plantas petroquímicas, a variedade de equipamentos é extensa, incluindo unidades críticas como ventiladores, motores e bombas que dependem de inspeções periódicas manuais. Essa abordagem acarreta custos significativos de mão de obra e frequentes falhas na detecção de problemas. Falhas ocultas nos equipamentos não podem ser identificadas antecipadamente, levando a frequentes paradas não planejadas e perdas de capacidade de produção. Os registros de equipamentos ainda são mantidos em livros contábeis em papel, com registros de manutenção, peças de reposição e lubrificação dispersos e desconectados, impossibilitando a rastreabilidade completa dos dados ao longo de todo o ciclo de vida. A experiência operacional de técnicos experientes se perde com a rotatividade de pessoal, enquanto os novos funcionários enfrentam dificuldades com a baixa eficiência no diagnóstico de falhas. O gerenciamento de estoque de peças de reposição, lubrificantes e resíduos perigosos permanece rudimentar, resultando em excesso de estoque de materiais ou frequentes paralisações devido à escassez. Os sistemas DCS tradicionais fornecem notificações de alarme apenas quando os limites são excedidos, não conseguindo identificar anomalias nos equipamentos em estágios iniciais, deixando as operações de manutenção em um estado perpétuo de resolução de problemas após a falha.
2. Extração de Requisitos Essenciais
(1) Aquisição online em tempo real de todos os parâmetros do equipamento, permitindo alertas precoces de falhas e reduzindo a frequência de desligamentos não planejados.
(2) Estabelecer um sistema de livro-razão digital com operação e manutenção totalmente online, eliminando registros em papel.
(3) Capturar e acumular experiência em operação e manutenção, estabelecer uma base de conhecimento e abordar a questão das lacunas de conhecimento técnico causadas pela rotatividade de pessoal.
(4) Implementar uma gestão refinada de peças sobressalentes, lubrificantes e inventário de resíduos perigosos para reduzir os custos de perda de materiais.
(5) A solução suporta implantação flexível e é adaptável à modernização de linhas de produção novas e existentes, atendendo às necessidades de implementação de grandes, médias e pequenas empresas.
Arquitetura central da solução
A solução geral está estruturada em três camadas: a Camada de Percepção de Borda, a Camada de Plataforma PaaS e a Camada de Aplicação.
Camada de Percepção de Borda: Esta camada utiliza terminais de alerta de borda desenvolvidos pela Microcyber com classificação de proteção IP65, combinados com sensores de vibração, temperatura, ruído e deslocamento. Ela realiza aquisição de dados no local com alta precisão e diagnóstico preliminar de falhas, com os dados transmitidos via 4G/5G ou barramento de campo industrial.Camada PaaS da Plataforma: A plataforma de internet industrial nesta camada utiliza um mecanismo de baixo código e um mecanismo de integração de dados para realizar limpeza de dados, cálculos de modelos de mecanismos e modelos de IA, armazenamento de dados e gerenciamento de configuração.
Camada de Aplicação: Esta camada superior cria módulos de aplicação para telas grandes de PCs, aplicativos móveis, WeChat Work e DingTalk, abrangendo funções como alerta precoce de falhas, visualização de gêmeos digitais, registros digitais, gestão de inspeção e manutenção, gestão de peças de reposição e uma base de conhecimento inteligente. Ela também se integra a sistemas de negócios existentes, como MES, ERP e DCS, para alcançar a interoperabilidade de dados em toda a planta.
Principais vantagens da solução
1. Seleção e Configuração do Produto
O hardware adota o terminal de aquisição e alerta de borda multicanal de alta precisão de 24 bits desenvolvido pela Microcyber, complementado por uma gama completa de componentes de sensoriamento industrial. O software é equipado com a plataforma de nuvem de gerenciamento inteligente de dispositivos desenvolvida pela própria Microcyber, que suporta modelos de implantação privada tanto em SaaS quanto em infraestrutura própria, com funções modulares disponíveis para seleção sob demanda.
2. Vantagens Técnicas Específicas
Diagnóstico de falhas com modelo duplo: modelos baseados em mecanismos, combinados com modelos de falhas de IA específicos do setor, permitem a detecção de falhas latentes antes que os limites de alarme do DCS sejam acionados, fornecendo um alerta antecipado.
Visualização 3D de gêmeos digitais: modelagem 1:1 de equipamentos e tubulações da planta, com destaque de falhas e posicionamento preciso, além de controle de acesso baseado em funções para gerenciamento hierárquico de permissões.
Operação e manutenção totalmente digitais: perfilamento digital de um equipamento para um código, relatórios de inspeção e reparo móveis em circuito fechado, com geração automatizada de cronogramas de manutenção e lubrificação.
Base de conhecimento do setor: reúne uma vasta coleção de casos de manutenção, permite buscas inteligentes e perguntas e respostas, além de digitalizar e preservar a experiência prática para retenção a longo prazo.
Adaptabilidade de hardware de nível industrial: O equipamento suporta temperaturas extremas, névoa salina e poeira, tornando-o adequado para condições operacionais severas, com suporte para atualizações remotas online.
Resultados esperados e análise de valor
1. Melhorias no desempenho técnico
O intervalo de aquisição de dados dos equipamentos é reduzido de minutos para milissegundos, permitindo a emissão de alertas de falhas com vários dias a mais de dez dias de antecedência, com uma cobertura de identificação de falhas superior a 95% para equipamentos críticos. O MTBF (Tempo Médio Entre Falhas) geral do sistema pode atingir até 100.000 horas, enquanto a cobertura do monitoramento online dos equipamentos chega a 100%.
2. Benefícios econômicos e de gestão
A mão de obra anual para inspeções no local pode ser reduzida em 30% a 45%, e o consumo de peças de reposição pode ser diminuído em mais de 25%. O tempo de inatividade não planejado de equipamentos críticos pode ser reduzido em 40% a 60%, enquanto a eficiência geral do equipamento (OEE) pode ser melhorada em 10% a 20%. O gerenciamento online de resíduos perigosos e lubrificantes elimina o desperdício de materiais. A implementação de uma base de conhecimento reduz o ciclo de treinamento de novos funcionários em 60%, diminuindo a dependência de técnicos experientes para a manutenção. Na origem, mitiga os riscos de segurança causados por falhas de equipamentos, garantindo uma produção segura em toda a planta.
3. Casos de Implementação Bem-Sucedidos
PetroChina Qingyang Petrochemical: Com mais de 2.000 motores, painéis elétricos e inversores de frequência sob gestão digital unificada, a Microcyber implementou diagnósticos de modelo duplo com inteligência artificial e visualização de gêmeos digitais 3D para construir um sistema inteligente de operação e manutenção (O&M) para toda a planta. Os resultados incluem uma redução de 35% nas taxas de falhas não planejadas, ganhos de 60% na eficiência de O&M e mais de 20% de economia anual de custos. A mudança da manutenção reativa para a preditiva reduziu a frequência de grandes revisões, prolongou a vida útil dos ativos e estabeleceu um novo padrão de referência no setor para a gestão de instalações petroquímicas de grande escala.
Guangzhou Guangri Elevator, Hitachi Elevator e outras empresas líderes: A solução abrange a gestão digital de todo o ciclo de vida, tanto dos equipamentos de produção em oficina quanto dos elevadores acabados. Através de terminais de borda, coleta com precisão dados operacionais de componentes essenciais, como motores de tração e sistemas de controle, utilizando análises inteligentes para prever falhas com precisão e em curto prazo. O sistema integra todo o fluxo de trabalho, desde registros, inspeções, manutenção, reparos e gestão de peças de reposição, permitindo o controle online em circuito fechado das operações de operação e manutenção (O&M). A solução foi implementada com sucesso em diversas estações de metrô, estações ferroviárias de alta velocidade e outros locais públicos importantes. Após a implementação, o tempo de O&M dos equipamentos foi reduzido em 50%, os custos de manutenção caíram 30% e a segurança e a estabilidade das operações dos elevadores foram significativamente aprimoradas, estabelecendo uma solução padronizada e inteligente de O&M para o setor de elevadores.
Cenários típicos de aplicação
(1) Cenários da Indústria Petroquímica
Visando os desafios de gerenciamento e controle de equipamentos elétricos e de energia de grande porte em refinarias e plantas químicas — incluindo bombas, ventiladores, motores de alta e baixa tensão, painéis elétricos, inversores de frequência e outros ativos críticos — a solução permite gerenciamento centralizado, monitoramento unificado e operação e manutenção inteligentes em todas as categorias de equipamentos. Aproveitando a aquisição de dados na borda da rede e recursos de alerta precoce baseados em IA, ela captura com precisão falhas latentes de degradação sob condições de alta temperatura e alta carga, comuns em processos químicos. Em conjunto com um painel de visualização de gêmeo digital, oferece gerenciamento e controle visual abrangente de equipamentos e dutos da planta. Projetada para suportar as condições operacionais severas típicas da indústria petroquímica, a solução pode replicar rapidamente o modelo de implantação bem-sucedido estabelecido na Qingyang Petrochemical, ajudando empresas químicas a alcançarem melhorias na redução de custos, aprimoramento da qualidade e garantia da segurança.
(2) Cenários da cadeia de valor em toda a indústria de elevadores
A solução abrange todo o espectro de cenários da indústria de elevadores, da produção à aplicação. No âmbito da produção, permite a gestão digital de operação e manutenção (O&M) de equipamentos de produção e máquinas de processamento em fábricas, garantindo o funcionamento estável e confiável dos ativos de fabricação. No âmbito da aplicação, concentra-se em cenários públicos, como elevadores comerciais, elevadores de metrô e elevadores de estações ferroviárias de alta velocidade. Para componentes essenciais, incluindo máquinas de tração, rolamentos e sistemas de controle, a solução oferece monitoramento de condição em tempo real, alerta antecipado de falhas, gestão completa do ciclo de vida e manutenção em circuito fechado. Isso reduz significativamente as taxas de falha de elevadores, aumenta a segurança e a pontualidade da O&M de equipamentos em ambientes públicos e apoia integralmente a transição da indústria de elevadores para atualizações de O&M padronizadas e inteligentes.
(3) Cenários Gerais de Fabricação de Equipamentos
A solução se adapta a diversas instalações de produção nos setores de fabricação de máquinas, processamento de equipamentos e outros setores industriais. Voltada para equipamentos industriais de uso geral, como máquinas-ferramenta, ventiladores, bombas e dispositivos de transmissão, ela aborda problemas comuns, incluindo a baixa eficiência das inspeções manuais tradicionais, a detecção tardia de falhas, registros desorganizados e a gestão inadequada de materiais. Por meio de registros digitais, operação e manutenção (O&M) em circuito fechado habilitada para dispositivos móveis, gestão otimizada de peças de reposição e uma base de conhecimento inteligente, a solução padroniza de forma abrangente os processos de O&M de equipamentos, melhora a utilização geral dos equipamentos e reduz os custos de O&M para pequenas e médias empresas do setor industrial. É altamente adaptável à modernização digital de linhas de produção novas e existentes, oferecendo grande versatilidade e facilidade de implementação.
