A Indústria 4.0 Promove a Fabricação Inteligente
Da borda inteligente às cargas de trabalho de modelagem e simulação habilitadas por HPC, a tecnologia está impulsionando novas abordagens e resultados de negócios aprimorados em todo o setor de fabricação.
A Indústria 4.0 Promove a Fabricação Inteligente
As operações de fabricação e de negócios industriais estão sendo transformadas por meio da convergência de sistemas de tecnologia da informação (TI) e tecnologia operacional (TO) em plataformas de computação compartilhadas, inteligentes e otimizadas para o setor. Essa consolidação cria um sistema ágil e interconectado, que elimina os silos de dados e fornece acesso a percepções mais profundas — com tecnologia de computação de borda — e mais flexibilidade e controle.
Com mais inteligência na borda — habilitada pela computação de borda, inteligência artificial e convergência de cargas de trabalho — os fabricantes podem capturar, processar e armazenar mais dados de dispositivos de borda. Esses dados podem ser analisados mais próximo de onde são coletados e usados, e os fabricantes podem fazer ajustes nos sistemas operacionais quase em tempo real.
Os sistemas de borda inteligentes são a espinha dorsal da Indústria 4.0 e da fabricação inteligente. Eles permitem que dados e informações de vários sensores, aplicativos e processos sejam analisados mais perto da fonte, o que ajuda a reduzir o tempo de inatividade, otimizar operações, automatizar processos e informar novas soluções. As infraestruturas definidas por software permitem análises quase em tempo real em toda a cadeia de fornecimento para promover a eficiência, a produtividade e a visibilidade de dados.
À medida que a TI e a OT convergem, o HPC para fabricação permite que os fabricantes implantem cargas de trabalho de modelagem e simulação em sistemas de HPC distribuídos — na nuvem e no local — para aprimorar o design dos produtos, identificar desafios de produção e melhorar os resultados de negócios.
Juntas, essas mudanças de paradigma estão transformando as operações de fabricação para serem mais inteligentes, seguras e eficientes.
Como seu parceiro da Indústria 4.0, a Intel pode ajudar você a acelerar o tempo de retorno para soluções de Internet das coisas industrial (IIoT) orientadas por dados e interoperáveis. Com nosso ecossistema de inovadores e portfólio de soluções flexíveis, podemos ajudar você a desenvolver e integrar soluções de borda industrial e HPC inteligentes capazes de reduzir custos, aumentar os lucros e ficar à frente da concorrência.
Nosso portfólio de hardware abrange a variedade de soluções que as fábricas precisam, e nossa tecnologia para IoT abrange a borda, a rede, o data center e a nuvem para oferecer infraestruturas de IoT ágeis e inteligentes. Da computação de baixo consumo de energia, que pode trazer a inteligência artificial (IA) para novos lugares, até servidores de borda capazes de tarefas de análise, como previsão de demanda, a Intel pode ajudar você a implantar soluções de fábrica inteligente capazes de realizar novos níveis de produtividade e, ao mesmo tempo, revelar novas oportunidades para maximizar a receita.
Casos de Uso de Fabricação Inteligente
A fabricação inteligente e a fabricação digital empregam dados e conectividade em tempo real entre máquinas para permitir a automação e a análise.
Convergência de cargas de trabalho industriais
Uma variedade de cargas de trabalho de fabricação, muitas vezes executadas em dispositivos distribuídos por toda a fábrica, pode ser virtualizada e consolidada em um único PC industrial (IPC). Essa convergência permite vantagens como gerenciamento simplificado de dados e ativos, maior produtividade e análise quase em tempo real.
Modelagem, simulação e engenharia auxiliada por computação
Usando sistemas de HPC para executar cargas de trabalho complexas em centenas ou milhares de nós em paralelo, os fabricantes estão acelerando drasticamente o desenvolvimento de produtos, o refinamento de processos e as inovações de engenharia. Veja o que você pode alcançar com os processadores escaláveis Intel® Xeon® para HPC.
Visão de máquina
Do rastreamento de ativos à robótica, muito do que a IoT pode fazer na fabricação envolve dar às máquinas a capacidade de ver e tomar decisões em tempo real. A Intel tem uma variedade de soluções e ferramentas de desenvolvimento prontas para executar que podem acelerar o caminho para a visão da computação industrial.
Manutenção preditiva
Ao capturar e analisar dados de máquinas em tempo real, os fabricantes podem diagnosticar potenciais problemas antes que eles resultem em avarias e falhas dispendiosas.
Produção sustentável
Os processos ricos em dados na fabricação de bens e serviços podem revelar oportunidades para reduzir a poluição, conservar recursos naturais e reduzir os gastos de energia.
Robótica industrial
A automação e a visão de máquina habilitadas pela IoT na manufatura tornam a fabricação dedicada e a fabricação processual mais eficientes e adaptáveis. Os robôs não apenas aumentam a qualidade do produto, mas podem ser ajustados rapidamente para responder às mudanças na demanda.
Conectividade 5G e da Internet das coisas industrial
A troca de dados contínua e de alta velocidade entre máquinas e sistemas empresariais é fundamental da Indústria 4.0. Uma fábrica inteligente típica requer uma variedade de soluções de conectividade, e o 5G está revolucionando a velocidade e a disponibilidade dessas soluções.
Habilitando a Indústria 4.0
A Borda Inteligente
A consolidação de sistemas de TI e TO em uma borda inteligente unificada cria um sistema responsivo e interconectado que elimina os silos de dados e proporciona acesso a percepções mais profundas, além de maior flexibilidade e controle.
Com mais inteligência na borda — habilitada pela computação de borda, inteligência artificial (IA) e outras tecnologias, como computação em tempo real, virtualização, segurança funcional, etc. — os fabricantes podem capturar, processar e armazenar mais dados de dispositivos de borda. Esses dados podem ser analisados mais próximos de onde são coletados e usados, e os fabricantes podem fazer ajustes nos sistemas operacionais quase em tempo real para reduzir o tempo de inatividade, otimizar operações, automatizar processos e informar novas soluções. A fabricação definida por software permite análises quase em tempo real em toda a cadeia de fornecimento para promover a eficiência, a produtividade e a visibilidade de dados.
IA na Fabricação
Os dispositivos IIoT e fábricas conectadas geram imensas quantidades de dados. A IA e a computação de alto desempenho (HPC) permitem processar e analisar tudo de forma rápida e eficaz, resultando em eficiência e produtividade aprimoradas. Por exemplo, os dados de fábrica conectados podem gerar percepções de produção quase em tempo real que aprimoraram a tomada de decisões da sua organização. No design estrutural e de produtos, as abordagens de IA ajudam os engenheiros a definir o problema e estimar os recursos necessários para resolvê-lo. A IA baseada em física permite que os engenheiros projetem um design de solução a partir de uma base de conhecimento de soluções.
Como o mercado de fabricação envolve uma ampla variedade de operações, as soluções projetadas para cargas de trabalho de IA neste setor devem acomodar diferentes requisitos de desempenho, potência, tamanho, fator de forma e custo.
Computação em Tempo Real
Na automação industrial, certas tarefas em tempo real devem ser concluídas dentro de prazos rigorosos para evitar falhas críticas do sistema. Isso requer que sistemas executem essas tarefas operando dentro de limites de tempo previsíveis e específicos, garantindo que realizem as operações e respondam aos eventos prontamente. A transformação industrial contínua envolve o suporte de tarefas em tempo real juntamente com cargas de trabalho de melhor esforço no mesmo sistema, por meio da implementação de priorização de cargas de trabalho ou tarefas para aplicativos sensíveis ao tempo.
Além da operação em tempo real, o tráfego de rede dentro do ambiente de fabricação precisa atender aos requisitos de latência. A compatibilidade com padrões do setor, como a especificação TSN IEEE 802 para suportar aplicativos sensíveis ao tempo, permite uma comunicação de alta confiabilidade e de baixa latência, e fornece um ecossistema aberto para a interoperabilidade de dispositivos.
O Intel® Time Coordinated Computing (TCC) proporciona otimizações de plataforma para suportar melhor as cargas de trabalho em tempo real executadas ao lado das cargas de trabalho de melhor esforço. O Intel TCC é composto por otimizações no chip de silício e de software que incluem suporte para o IEEE TSN, o que reduz as latências e melhora a sincronização de clock para suportar melhor as cargas de trabalho em tempo real.
Virtualização
A tecnologia de virtualização é um fator essencial na consolidação de cargas de trabalho, que envolve a criação de ambientes distintos e isolados, cada um com seu próprio sistema operacional, em uma única plataforma robusta. Essa abordagem substitui várias máquinas de hardware construídas para um fim específico por um conjunto menor de plataformas de computação de uso geral, reduzindo a infraestrutura ampla de hardware. As organizações podem otimizar suas operações e reduzir os custos maximizando a utilização de recursos existentes. Nos setores de fabricação e automação industrial, as soluções de virtualização devem suportar a consolidação de cargas de trabalho também, seja em tempo real ou não.
Segurança Funcional
À medida que as interações homem-máquina se tornam cada vez mais essenciais à fabricação, a importância da segurança funcional também cresceu. A segurança funcional requer a implementação de sistemas de proteção automatizados capazes de detectar e mitigar avarias em sistemas de máquinas, como robôs, para garantir a segurança humana. A adesão aos padrões internacionais, como a IEC 61508 (para aplicações industriais) e a ISO 13849 (para controladores robóticos) acelera o desenvolvimento de aplicativos críticos de segurança.
O Que é a Indústria 4.0 e Como a Borda Inteligente a Está Impulsionando?
A Quarta Revolução Industrial — ou Indústria 4.0 — reúne o digital e o físico por meio de dados. Ao promover a captura e a análise de dados na borda e desbloqueando novos níveis de percepção analítica por meio de aplicativos de HPC, a Indústria 4.0 abre o caminho para novos avanços no setor de fabricação.
Por exemplo, os recursos de fabricação inteligente autônomos (como manutenção preditiva para reduzir o tempo de inatividade e o rastreamento de ativos inteligentes para uma cadeia de fornecimento mais eficiente), juntamente com análises mais potentes, aprofundadas e precisas para aplicativos (como a dinâmica de fluidos computacional) significam que a Indústria 4.0 está preparada para desbloquear novas possibilidades e vantagens de negócios para os fabricantes.
Com mais poder de computação na borda, as empresas podem conectar os desconectados, convergir e virtualizar as principais cargas de trabalho e estabelecer as bases para integrar a IoT mais recente em casos de uso de fabricação.
Para trazer a inteligência para mais máquinas e dispositivos, a Indústria 4.0 está sendo habilitada por arquiteturas abertas, soluções baseadas em padrões, tecnologia de borda, rede e nuvem, e outros avanços. Essas tecnologias estão permitindo que as empresas tragam as vantagens da TI para a TO.
Atualmente é mais simples do que nunca criar infraestruturas flexíveis e fáceis de atualizar definidas por software para gerenciar e otimizar os controles de máquinas em fabricação dedicada e fabricação processual. Com a chegada do 5G e as barreiras menores à implementação da IA, fábricas de todos os tamanhos e todos os níveis de digitalização podem adotar o que a Indústria 4.0 tem a oferecer.
Histórias de Sucesso de Fabricação Inteligente
A Indústria 4.0 está avançando com a tecnologia Intel®. Nossos parceiros estão encontrando novas maneiras de transformar os resultados de negócios com IoT, análise e tecnologias de modelagem.
Acelerando o desempenho do Ansys Fluent nos processadores escaláveis Intel® Xeon®
Os engenheiros da Intel e da Ansys trabalharam em conjunto para acelerar a modelagem computacional da dinâmica de fluidos e permitir a escalabilidade aprimorada. Os resultados são cronogramas reduzidos, modelagem de alta fidelidade e entrega de produtos mais rápida para usuários do Ansys Fluent.
A BMW facilita a entrada da IA na fábrica
A BMW fez parceria com a Intel e com a Robotron para superar as barreiras à implementação da IA na fábrica. A BMW introduziu um sistema com tecnologia Intel que permite que os trabalhadores criem aplicativos de IA sem código e que, ao mesmo tempo, ajuda a atender aos rigorosos requisitos trabalhistas.
A Royal Enfield acelera as operações e o desenvolvimento de produtos
Usando sistemas de HPC com processadores escaláveis Intel® Xeon®, este fabricante de motocicletas de longa data obteve tempos de execução 15x mais rápidos para simulações CAE em conjunto com o desenvolvimento de produtos mais eficientes.
A Indústria 4.0 e os Componentes da Fabricação Inteligente
A Intel está ajudando os fabricantes a adaptar-se e inovar à medida que adotam práticas e processos orientados por dados.
PCs industriais
Faça as cargas de trabalho industriais, como controles de máquinas e HMI, de uma variedade diferente de dispositivos, convergirem para um único dispositivo potente com IPCs reforçados com tecnologia Intel. Nossos parceiros oferecem uma variedade de IPCs com tecnologia Intel que suportam as cargas de trabalho industriais mais avançadas e vêm com aprimoramentos para a funcionalidade em tempo real.
Intel® Vision Products
Habilite os mais recentes casos de uso de fábrica inteligente, como a inspeção de qualidade de produtos automatizada, com soluções de visão computacional escaláveis do portfólio de produtos de visão Intel®. Oferecemos uma escolha robusta de computação de uso geral e aceleradores construídos para visão de máquina.
Aceleradores Intel®
Otimize seus sistemas industriais e atenda aos requisitos exclusivos e desafiadores dos casos de uso da Indústria 4.0 com o portfólio de aceleradores Intel® que oferecem desempenho flexível e aceleração de hardware específica da carga de trabalho.
Processadores Intel® para Internet das coisas industrial
Faça mais com seus dados trazendo a inteligência para a borda. A Intel oferece um amplo portfólio de soluções de computação escaláveis para fábricas inteligentes e tecnologias de fabricação digital, como robótica, automação de processos e análise de borda.
Processadores escaláveis Intel® Xeon® para implantações de HPC na indústria de fabricação
Saiba o que torna essas soluções de computação ideais para potencializar suas cargas de trabalho de modelagem, simulação e CAE distribuídas.
Ferramentas de Software na Indústria de Fabricação
Intel® Edge Insights para Indústria
Acelere o desenvolvimento e a implementação de soluções de IA, como visão de máquina na borda industrial, com o Intel® Edge Insights for Industrial. Essa plataforma de software de referência oferece um design de referência de software pré-validado para visão de máquina e ingestão de dados de séries temporais.
Intel® Edge Controls para a indústria
Crie soluções de fábrica inteligente por transformar os sistemas de controle industrial. Essa plataforma de referência de software possui hardware compatível que integra computação, conectividade, virtualização e gerenciamento semelhantes à TI.
Intel® oneAPI HPC Toolkit
Simplifique o desenvolvimento com um recurso gratuito que ajuda você a construir, analisar, otimizar e escalar aplicativos de HPC. Este kit de ferramentas equipa você com as mais recentes técnicas de vetorização, multithreading, paralelização de múltiplos nós e otimização de memória, para facilitar a construção de software de fabricação pronto para HPC.
Intel® oneAPI AI Analytics Toolkit
Otimize o software de IA e a análise para HPC com nosso Kit de ferramentas de análise de IA Intel® oneAPI. Este recurso fornece aos cientistas de dados, desenvolvedores de IA e pesquisadores ferramentas Python e frameworks de IA familiares para acelerar os pipelines de ciência de dados e análise de ponta a ponta em arquiteturas Intel®.
Base kit
Desbloqueie a programação entre setores, aberta e baseada em padrões. O Intel® oneAPI Base Toolkit oferece ferramentas e bibliotecas otimizadas pela Intel que ajudam os desenvolvedores a acelerar o desempenho e a implantar aplicativos em arquiteturas e modelos de processamento.
Distribuição Intel® do kit de ferramentas OpenVINO™
Otimize modelos treinados para aplicativos industriais, como visão de máquina. Este kit de ferramentas abrangente permite a construção, otimização e execução de inferência de alto desempenho com uma eficiência de gravação única e implantação em qualquer lugar.
Construído para a Indústria e Pronto para o Trabalho
O Intel® Partner Marketplace inclui uma ampla variedade de produtos e provedores de serviços, criando soluções para fabricação inteligente, CAE, modelagem/simulação e outros aplicativos da Indústria 4.0. Essas soluções são pré-validadas e totalmente interoperáveis com a arquitetura Intel® — da qual a maioria das empresas depende — e podem ajudar você a ir da ideia inicial ao valor de longo prazo mais rapidamente.
Perguntas frequentes
Perguntas frequentes
A Indústria 4.0 reúne as tecnologias digitais e físicas para criar operações responsivas e interconectadas. Habilitada pela convergência de sistemas operacionais e de TI em plataformas de computação compartilhadas, altamente industriais e otimizadas, as empresas podem analisar dados em toda a cadeia de fornecimento e ajustar os sistemas operacionais quase em tempo real para reduzir custos, reduzir o desperdício, prever problemas e inovar as ofertas.
A fabricação inteligente integra dados e informações de vários aplicativos, processos e produtos que podem ser compostos para formar novas soluções. Permite a fabricação e os processos de cadeia de fornecimento preditivos e adaptativos que permitem que as empresas atendam às solicitações de produtos personalizados de forma mais eficaz e respondam mais rapidamente às flutuações nos mercados por meio da previsão de demanda.
A fabricação do processo envolve a combinação de ingredientes e matérias-primas usando uma receita ou fórmula. Essa abordagem é frequentemente empregada em setores que produzem bens a granel, como alimentos e bebidas, refino de petróleo, produtos farmacêuticos e plásticos. A fabricação dedicada é focada na montagem final de unidades prontas para o mercado, como automóveis e eletrodomésticos.
Com tecnologias de fábrica inteligentes, como a manutenção preditiva, a fabricação processual e a fabricação dedicada podem se tornar mais eficientes devido ao tempo de inatividade reduzido e à produção aprimorada.
A fabricação sustentável é uma abordagem holística para a produção que envolve a aplicação da Indústria 4.0 e das tecnologias de fabricação digital para minimizar a poluição, conservar a energia e os recursos naturais, proteger a segurança dos trabalhadores e recompensar equitativamente todos os envolvidos na produção. Exige a captura e a análise de dados em toda a cadeia de fornecimento e o processo de fabricação, bem como o gerenciamento de energia e resíduos.
A borda inteligente é a fusão de desempenho de computação inteligente e escalável e a IA para cargas de trabalho operacionais industriais. Permite soluções como os gêmeos digitais de fábrica e os sistemas de execução de fabricação (MESs). Essa fusão é habilitada pela convergência de cargas de trabalho e pela otimização de infraestruturas de software para plataformas de computação de borda.
As plataformas de borda inteligentes oferecem uma série de benefícios, incluindo redução de custos, segurança aprimorada, produtividade aprimorada e desempenho em tempo real aprimorado. A borda inteligente permite que os fabricantes executem várias cargas de trabalho em equipamentos padrão, eliminando a necessidade de mover grandes volumes de dados do local para a nuvem. Também permite o gerenciamento de qualidade abrangente por meio da detecção de defeitos de produtos quase em tempo real, a otimização do processo e da cadeia de suprimentos e um aumento na utilização de ativos. Totalmente novos modelos de negócios também podem ser habilitados simplesmente adicionando novas cargas de trabalho.
Os fabricantes usam sistemas de HPC distribuídos para executar cargas de trabalho altamente complexas, como simulações de acidente ou modelagem dinâmica de fluidos. Como os sistemas de HPC são imensamente poderosos, eles são capazes de realizar os recursos necessários rapidamente e dentro dos parâmetros de tempo aceitáveis. Usando uma arquitetura de computação de alto desempenho para esses tipos de análise de HPC, IA de HPC e necessidades de simulações de HPC, os fabricantes são capazes de otimizar resultados, ajustar designs e sistemas e aumentar a eficiência.
Os sistemas de HPC fornecem a potência computacional exigida pelas cargas de trabalho e tarefas CAE avançadas. Seus especialistas e engenheiros podem aproveitar o desempenho e a flexibilidade dos sistemas de HPC para aumentar o escopo e a profundidade de seus esforços, realizar análises mais precisas e acelerar o tempo de valorização para seus projetos.