Quatro maneiras de usar a IIoT que os fabricantes de embalagens empregam para resolver os maiores desafios

Os fabricantes de papel e embalagens continuam enfrentando cenários sem precedentes em um mercado competitivo e em constante evolução. Soluções digitais, incluindo uma Plataforma de Internet das Coisas Industrial (IIoT), podem ajudar as empresas de papel e embalagens a resolver seus maiores desafios. 

Em uma indústria com milhares de variáveis em um único processo, os fabricantes de embalagens devem encontrar maneiras de impactar seus resultados financeiros. Gastar horas procurando novas otimizações, vasculhando um mercado movimentado de fornecedores ou dependendo da tomada de decisões no momento oportuno, não é o caminho ideal para chegar ao topo.

A seguir, identificamos como a IIoT ajuda os fabricantes de embalagens a enfrentar quatro desafios comuns para se manter competitivos e obter sucesso contínuo neste mercado agressivo. 

Reduzir o tempo de inatividade não planejado

O tempo de inatividade não planejado é caro para os fabricantes de papel e embalagens. Dependendo da tonelada por hora de sua empresa, cada minuto que você não está produzindo pode custar milhares de dólares.

O tempo de inatividade não planejado é particularmente crítico porque afeta negativamente a receita e o custo. Além de não ganhar dinheiro ativamente porque as linhas param de operar, também é necessário levar em consideração os custos não planejados de substituição de equipamentos – e da pessoa que tem que largar tudo para consertá-los. Existe também a possibilidade muito real de que mais de uma peça do equipamento esteja danificada. Por exemplo, se uma bomba falhar, talvez você acabe explodindo uma válvula de caixa de entrada. 

A substituição de equipamentos já é cara, mas também pode resultar em produtos danificados, que seria mais um golpe para seus resultados financeiros. O efeito de gotejamento, tanto em termos de múltiplos danos ao equipamento quanto de perda de produtos, custa tempo e dinheiro.

A tecnologia IIoT pode ajudar os fabricantes de papel e embalagens a identificar sinais de alerta antes que se tornem problemas. Esta é uma ferramenta poderosa no combate ao tempo de inatividade não planejado.  

O Braincube permite que você visualize e analise facilmente os sinais de alta frequência da máquina. Isso ajuda os técnicos de vibração a entender quando as vibrações de uma máquina estão fora de sua faixa normal, indicando um possível problema. Esse insight ajuda os técnicos a saber quando algo pode dar errado antes que seja tarde demais. Fornecer esses dados diretamente para os técnicos de vibração economiza tempo, já que não é preciso monitorar cada máquina individualmente. 

O aplicativo Alerts do Braincube pode ajudá-lo a maximizar o tempo de atividade com alertas antecipados para possíveis problemas. Por exemplo, as equipes podem configurar um alerta de notificação quando a frequência das vibrações do rolo de impressão começar a aumentar ou diminuir. O aplicativo Alerts notifica as equipes por e-mail ou texto, permitindo que as equipes de manutenção e técnicos de vibração investiguem o problema. O alerta precoce ajuda as empresas de embalagem a maximizar o tempo de atividade, resultando em economia de tempo e dinheiro.   

Rastrear e monitorar esses insights é fundamental para aprimorar seus esforços de manutenção preditiva em longo prazo. À medida que suas equipes informam a IA do Braincube, ela aprende os resultados de diferentes cenários e pode fornecer recomendações quando algo começa a se transformar em um problema. As equipes podem receber recomendações de IA que possibilitam o controle da manutenção antes que surjam problemas. Isso o ajuda a passar de uma estratégia de manutenção preditiva ou reativa para uma estratégia otimizada e prescritiva. 

Melhorar a qualidade  

Manter ou melhorar a qualidade do produto é um aspecto vital, porém desafiador, da indústria de papel e embalagem. Por exemplo, os fabricantes de embalagens devem encontrar uma maneira de produzir papel kraft de alta qualidade com o menor custo possível. Se o papel não funcionar bem em uma unidade de conversão, seus clientes podem não comprá-lo novamente. Atender ou superar as expectativas do cliente em um mercado competitivo significa que a qualidade é essencial. 

Para a maioria dos fabricantes de papel e embalagens, o objetivo final é cumprir os testes de resistência com a menor quantidade possível de fibras e insumos químicos. Determinar as receitas certas para atingir esse objetivo costuma ser uma tarefa difícil e demorada. Muito disso depende de tentativa e erro, isolando as causas prováveis e realizando análises avançadas. Com milhares de variáveis a serem consideradas, as equipes de engenharia podem precisar de muito esforço para empurrar levemente o ponteiro na direção certa.

A tecnologia da Indústria 4.0 faz o trabalho pesado para suas equipes de engenharia, permitindo que utilizem totalmente seu conhecimento intrínseco exclusivo. O aplicativo de Análise avançada do Braincube usa CrossRank, uma poderosa IA que analisa todos os seus dados históricos em minutos. Ele também classifica as variáveis de maior impacto para seus objetivos, apontando as equipes para os parâmetros corretos a serem investigados a fim de obter uma saída específica. 

No caso da fabricação de embalagens, a IA CrossRank do Braincube pode considerar todas as variáveis, desde o refino até as dosagens químicas e como a fibra é colocada no fio. O CrossRank então fornece às equipes as faixas operacionais ideais para equipamentos a fim de atender a metas específicas, como manter a qualidade. As equipes de engenharia podem verificar essas recomendações, definir regras, alertas e configurações e, depois, enviar as alterações diretamente para o chão de fábrica para implementação. Isso possibilita o seu melhor trabalho sempre, repetidamente. 

A IIoT fornece às empresas de papel e embalagem a capacidade de ver o impacto das mudanças nas receitas digitalmente (antes de entrarem em produção) e avaliar o resultado. Elas podem escolher se podem ou não implementar as recomendações de IA e levar à fabricação em circuito fechado. 

O acesso a dados e a IA, todos acessíveis digitalmente via IIoT, permitem que os fabricantes de embalagens sejam mais ágeis e adaptáveis. Os usuários têm maior flexibilidade na substituição de novas matérias-primas, utilizando diferentes polpas e desenvolvendo novos produtos para atender às demandas dos consumidores. À medida que os consumidores continuam exigindo embalagens mais ecológicas e aumentam seus hábitos de compra online, as empresas de embalagens equipadas com ferramentas da Indústria 4.0 podem se adaptar melhor a essas tendências e permanecer competitivas. 

Melhorar a OEE

A eficácia geral do equipamento (OEE) é frequentemente citada como o “padrão ouro para medir a produtividade da manufatura”. Ter um pulso consistente sobre quantas peças boas você está fabricando, bem como a rapidez com que elas saem da linha, é uma forma importante de medir sua saúde operacional. 

Apesar de a OEE ser comumente usada como referência, seu cálculo pode ser extremamente demorado. Também é quase impossível calculá-la em tempo real devido à complexidade de se obter dados limpos e estruturados do Edge para uso nas ferramentas de análise de Big Data. 

Plataformas IIoT, como o Braincube, permitem que os fabricantes de embalagens visualizem tendências de dados e rastreiem OEE com mais facilidade. A plataforma Smart IIoT do Braincube centraliza dados limpos e estruturados dos gêmeos digitais do Braincube em uma interface amigável para usuários técnicos e não técnicos. 

Os usuários podem construir painéis customizados e interativos no aplicativo Studio para uma visão robusta em tempo real e/ou dados históricos de produção no Edge e/ou no Cloud. Isso concede a todos em suas equipes de operações uma visibilidade aprimorada das métricas que compõem sua OEE geral (disponibilidade, desempenho e qualidade). 

O aplicativo OEE do Braincube automatiza cálculos e facilita o monitoramento da OEE em tempo real, junto com outros KPIs importantes, como OOE, TEEP, Qualidade, Desempenho e Disponibilidade. Muitas vezes, a OEE é calculada na pós-produção, permitindo o uso de dados históricos para impactar execuções futuras. No entanto, o Braincube usa dados de streaming, capitalizando informações em tempo real. Isso permite resolver um problema antes que mais tempo, produto ou equipamento seja desperdiçado.

Embora o acesso e a visibilidade sejam cruciais para melhorar a OEE, na realidade eles podem não ajudar a determinar como melhorar a OEE. O aplicativo OEE do Braincube também aproveita os poderosos algoritmos de Inteligência artificial (AI) e Aprendizado de máquina (ML), o que faz uma diferença drástica no foco das equipes nas principais áreas de melhoria.

Esses algoritmos permitem exibir as razões mais prováveis pelas quais você está enfrentando limitações de produção, facilitando a adaptação imediata de sua estratégia de produção. Os resultados são divididos em quatro categorias: tempo de inatividade não planejado, tempo de inatividade planejado, desvios de taxas e defeitos. Ferramentas de visualização de dados, como gráficos e painéis, ajudam a apontar as equipes na direção certa para melhorar os processos. O aplicativo OEE identifica as causas subjacentes da perda de produtividade, o que economiza tempo e esforço, possibilitando a melhora gradativamente das métricas da OEE à medida que novos dados chegam.  

Minimizar custos

A IIoT é um fator exponencial que acelera seus principais objetivos de embalagem. Conforme você aprimora a OEE, reduz o tempo de inatividade e melhora a qualidade, o resultado final são custos minimizados. Cada nova vitória gera economia de custos adicionais, resultando em uma economia coletiva que continua aumentando à medida que mais e mais dados são aproveitados na otimização do processo.

Vamos revisitar o aplicativo de Análise avançada do Braincube. As equipes podem usar este aplicativo para atender às especificações do produto enquanto o produzem a um custo mais baixo. Isso pode ocorrer por meio da identificação de quais fornecedores levam a uma melhor qualidade do produto, como substituir fibras por substitutos químicos ou como os níveis de umidade variáveis afetam a sucata. Usando a IA CrossRank de propriedade do Braincube, as equipes podem determinar como produzir um revestimento de caixa de papelão que é vendida a um peso de 42 lb, porém feito com o menor custo possível, resultando em receita maximizada. 

Outro exemplo de uso do aplicativo de Análise avançada para reduzir a superprodução vem da Oji Paper, uma das clientes do Braincube. A Oji produz papéis especiais para uma variedade de produtos diferentes. Suas tintas de formulação somente para esses papéis especiais representam 16% do custo do produto acabado.

A equipe usou o aplicativo de Análise avançada do Braincube para analisar a quantidade de revestimento químico usado na produção de papel especial. Isso revelou que dois terços de seus lotes de papel ultrapassavam a quantidade de revestimento de conformidade, criando um custo injustificado e evitável. O objetivo da equipe era limitar a quantidade de revestimento aplicada a um determinado produto, garantindo que a qualidade do produto acabado permanecesse inalterada. 

Usando o Braincube, a equipe da Oji analisou as condições de produção dos produtos em conformidade para que eles pudessem repetir de forma consistente suas melhores condições. Das 2.450 variáveis envolvidas no processo, a IA CrossRank do Braincube revelou uma combinação de quatro parâmetros que possibilitou manter-se dentro da meta de revestimento. 

Essas combinações de parâmetros se tornaram uma regra sistematizada que os operadores podem acompanhar usando sua interface do Braincube Live. Mesmo nos primeiros dias, essas mudanças mostraram uma redução de 5% no consumo de produtos químicos, resultando em uma economia significativa de custos sem afetar a qualidade. Aprenda mais sobre o sucesso dessas mudanças no estudo de caso completo.

Resumo

A indústria de papel e embalagem sempre foi competitiva, mas as apostas são maiores do que nunca. Felizmente, existem soluções tecnológicas que podem ajudar as empresas de embalagens a enfrentar seus maiores desafios e ter sucesso contínuo, ao mesmo tempo que superam as demandas dos consumidores em constante mudança.

Melhorar a OEE significa maior eficiência e melhor resultado geral, agilizando o uso de recursos e, ao mesmo tempo, otimizando produtos e processos. Reduzir o tempo de inatividade (especialmente o tempo de inatividade não planejado) economiza dinheiro e permite manter a produção necessária para atender às demandas do cliente. Os materiais de embalagem de alta qualidade resultam em menos rasgos, menos produtos semiproduzidos com defeito e menos desperdício de produto. Minimizar esses custos coletivos afetam os resultados financeiros, permitindo produzir mais a um custo geral mais baixo.

A IIoT ajuda os fabricantes de embalagens a alcançarem essas metas tangíveis e, ao mesmo tempo, capacita os indivíduos com as ferramentas para fazer melhorias contínuas.