A integração de dados industriais costuma ser associada à capacidade de estabelecer comunicação entre equipamentos e sistemas. Entretanto, em operações compostas por ativos de diferentes fabricantes, o principal desafio geralmente surge quando essas informações precisam ser consolidadas e interpretadas.
Embora as máquinas consigam transmitir seus dados, nem sempre eles seguem uma mesma lógica de organização, nomenclatura ou significado. Estados operacionais, contadores de produção, eventos e alarmes podem representar condições semelhantes utilizando nomenclaturas, estruturas e critérios distintos.
Nesse contexto, Weihenstephan Standard (WS) foi desenvolvido para estabelecer uma referência comum para a organização das informações operacionais geradas por máquinas industriais. Ao contrário de definir apenas como os dados devem ser transmitidos, o padrão especifica:
- Estrutura;
- Representação;
- Modelo de interpretação, permitindo que equipamentos distintos disponibilizem informações.
Desenvolvido inicialmente para o setor de bebidas, o WS reúne diferentes domínios de aplicação voltados a tipos específicos de processos industriais. Entre eles está o WS Packaging, que se consolidou como uma das principais referências para padronização de informações em linhas de alta velocidade.
Por exemplo, em uma linha dedicada ao envase e embalagem de um removedor de manchas líquido, a operação conta com algumas máquinas de fornecedores distintos:
- Enchedora;
- Tampadora;
- Rotuladora;
- Encaixotadora
Em operação nominal, a linha produz aproximadamente 240 frascos por minuto. Embora todas as máquinas disponibilizem informações como velocidade, produção acumulada, estados operacionais e alarmes, cada uma as organiza de maneira diferente.
Antes mesmo de iniciar qualquer análise de desempenho, torna-se necessário interpretar individualmente os dados de cada equipamento. Com WS Packaging, esses dados passam a seguir uma estrutura padronizada, permitindo que todos os equipamentos sejam interpretados de forma consistente por qualquer sistema compatível.
Padronização de estados operacionais entre diferentes equipamentos industriais
A necessidade dessa padronização torna-se mais evidente quando diferentes equipamentos precisam ser analisados como parte de um único processo produtivo. Em muitas operações, a disponibilidade dos dados deixa de ser o principal desafio e dá lugar à dificuldade de relacionar informações que foram estruturadas segundo modelos distintos.
Para isso, o padrão define um conjunto consistente de informações relacionadas ao desempenho da máquina, contadores de produção, parâmetros de processo, alarmes e estados operacionais. Entre esses elementos está um dos componentes mais conhecidos da especificação: Machine States, ou 16 estados de máquina de Weihenstephan.
Ao invés de cada fabricante representar situações utilizando códigos próprios, o padrão estabelece uma referência comum para as condições. Assim, diferentes sistemas conseguem interpretar automaticamente o comportamento dos equipamentos sem depender de conversões específicas para cada fabricante.
Nos últimos anos, essa padronização passou a ser representada também por meio da OPC UA Companion Specification for Weihenstephan Standards. A Companion Specification preserva o modelo de informações definido pelo WS Packaging e o disponibiliza utilizando a arquitetura do OPC UA.
Isso permite que clientes compatíveis naveguem pela estrutura de dados da máquina, compreendendo o significado das variáveis disponibilizadas e reutilizando integrações em diferentes equipamentos. Na prática, isso reduz customizações, simplifica expansões e favorece a interoperabilidade entre sistemas industriais.
Considerando a linha de envase de removedor de manchas, a produção diária alcança 172.800 frascos distribuídos em três turnos. Durante um dos turnos, a tampadora permanece 18 minutos em falha, enquanto a rotuladora registra 7 minutos de setup após uma troca de embalagem.
Como ambas seguem a estrutura definida pelo WS Packaging, esses estados operacionais são registrados utilizando a mesma lógica de classificação. Ao contrário de desenvolver regras específicas para interpretar cada equipamento, o sistema consegue identificar automaticamente, consolidando informações comparáveis para toda a linha.
Análise de linha industrial como um único processo
À medida que novas linhas são incorporadas às operações industriais, cresce também a necessidade de manter consistência na forma como os dados são coletados e analisados. Pequenas diferenças na interpretação de variáveis podem comprometer indicadores, dificultar comparações entre plantas e aumentar o esforço necessário para integrar novos equipamentos.
WS Packaging contribui para reduzir esse cenário ao oferecer um modelo de informações previsível para as máquinas da linha de produção. Ao contrário de concentrar esforços na adaptação das interfaces entre diferentes fabricantes, as equipes podem direcionar sua atenção para aquilo que realmente agrega valor:
- Compreensão do comportamento do processo;
- Identificação de restrições operacionais;
- Apoio para decisões baseadas em dados consistentes.
Essa abordagem torna-se ainda mais relevante quando combinada com plataformas capazes de consolidar informações provenientes de diferentes equipamentos. Como todos seguem uma mesma estrutura lógica, ela pode ser comparada uniformemente, reduzindo ambiguidades e aumentando a confiabilidade das análises realizadas sobre a linha.
Na linha de envase de removedor de manchas, uma redução da velocidade da enchedora de 240 para 226 frascos por minuto representa uma perda aproximada de 840 unidades por hora. Em uma análise inicial, a queda poderia sugerir um problema na própria enchedora.
No entanto, como todos os equipamentos disponibilizam velocidade, estados operacionais e eventos segundo o WS Packaging, torna-se possível correlacionar as informações da linha. Assim é possível identificar que, após a troca de lote, a tampadora passou a registrar 19 microparadas por hora, contra uma média histórica de apenas 6 ocorrências, sem depender da interpretação individual de cada fabricante.
Quando as informações operacionais seguem uma mesma estrutura, a análise das perdas deixa de depender da forma como cada fabricante representa seus dados e passa a utilizar uma referência comum. Dessa forma, WS Packaging contribui para tornar as análises mais consistentes e o processo de melhoria contínua mais fundamentado em dados comparáveis.
Saiba mais sobre a ST-One.