Publicado em 28/07/2022

Estudos recentes buscam apresentar soluções para um dos grandes problemas gerenciais vivenciados pelas empresas, que consiste na necessidade de fazer um controle apurado e de localização de seus ativos, ainda mais para os casos onde se possui uma grande quantidade de equipamentos e máquinas.

Essas empresas necessitam ter um controle rigoroso destes ativos, identificando sua localização quando necessário, gerando relatórios periódicos para apresentação em auditorias e solucionando problemas de inventário com a baixa dos ativos.

Este estudo de caso apresenta uma possível solução a ser utilizada pelas empresas para o gerenciamento de ativos de alto valor agregado, de forma que não se percam no ambiente fabril, gerando contratempos e recursos adicionais para a companhia na busca e localização do item. Para tal solução, criou-se uma prova de conceito interna que auxilia neste gerenciamento e fornece a localização dos ativos dentro de range de cobertura.

A prova de conceito foi conduzida com a utilização de algumas placas de aplicação e serviços desenvolvidas pela equipe interna de pesquisa e desenvolvimento da SMART.

A seguir, uma descrição dos itens utilizados:

• Módulo SMART SWAP-LRSVCB01 (Figura 1), também conhecido como Service Call Button (SVCB);
• Gateway LoRa^® para estruturação de uma rede privada para possibilitar a conexão dos SVCBs com a rede LoRa^®;
• Plataforma voltada para o desenvolvimento de um dashboard para localização e gerenciamento dos dispositivos IoT atrelados aos ativos da empresa;
• Operadora de Rede LoRa^® para transmissão das informações de localização.

Para possibilitar a avaliação da solução, alguns equipamentos receberam em sua estrutura uma amostra do SVCB e a utilização deste módulo possibilitou a identificação da posição exata dos grandes ativos.

É importante ressaltar que não foi possível triangular a localização dos ativos pelo fato de ter sido utilizado apenas um gateway LoRa^®. Mas esse processo é totalmente pertinente à tecnologia atualmente disponível, bastando para isso algumas alterações no método adotado na medição do nível de sinal transmitido e com o desenvolvimento de um algoritmo de software que possibilite maior precisão na localização de ativos, principalmente para aqueles de menor dimensão.

O princípio técnico utilizado para determinar a posição estimada do ativo dentro de uma determinada área foi através da potência do sinal recebido pelo gateway em decibéis (dB), possibilitando determinar um raio de localização para o item monitorado.

Para determinar o range de variabilidade da potência do ambiente, foi realizado um survey de medições na área para estimar a potência do sinal em vários pontos da fábrica. Desta forma foi possível definir um intervalo de medidas para cada ponto da área de cobertura.

 A potência do rádio do módulo SVCB foi ajustada para que funcionasse com bom desempenho em uma área especifica de cobertura e tivesse uma atenuação rápida do sinal no momento em que se afastasse do gateway de gerenciamento.

Com o cadastro dos módulos SVCB na operadora LoRa^®, foi possível iniciar o processo de aquisição dos dados por meio dos serviços fornecidos. Em seguida, desenvolveu-se um dashboard para permitir o ajuste de algumas configurações do SVCB assegurando seu monitoramento. A Figura 2 apresenta a estrutura do sistema proposto para suportar o processo de monitoramento de ativos.

Atualmente, existem várias plataformas dedicadas ao desenvolvimento de dashboards para dispositivos IoTs. A SMART decidiu fazer o desenvolvimento da plataforma internamente para suportar este estudo de caso. O módulo SVCB por intermédio do Gateway e de uma operadora de rede são compatíveis com a maioria destas plataformas utilizadas para a construção dos dashboards, o que pode agilizar o processo, dando maior flexibilidade às empresas no desenvolvimento de suas próprias soluções.

A Figura 3 ilustra duas representações, uma pelo ponto de localização do ativo fixo, outra pelo retângulo, que nos mostra a possível área de localização atual do tag na planta baixa.

Definindo temos:

Retângulo verde – sinaliza que o ativo está dentro da área de atuação, a potência do sinal em dB não pode ser menor que -100dB.

Ponto verde – sinaliza que o dispositivo SVCB está ativo em pleno funcionamento e não foi acionado pelo acelerômetro e nem pelo aperto do botão de sinalização.

Alarmes – podem ser acionados nas seguintes situações:

• Em caso de aperto do botão ou movimento da máquina, o ponto verde passa para a cor amarela;
• Quando ocorrer um deslocamento do ativo para fora do limite da área verde;
• O Reception Signal Strenght Indication (RSSI) irá diminuir para um valor inferior a -100dB (p. ex: -112dB) resultando em um alarme de área. Dessa forma, o retângulo verde será substituído por um retângulo amarelo com uma área maior;
• Se o sinal for menor do que -115dB, o retângulo amarelo será substituído por um retângulo vermelho e, assim, permanecendo mesmo com o desaparecimento do sinal, sinalizando que o ativo saiu da área de cobertura do sistema.

Com base nos resultados alcançados com este estudo de caso, foi possível identificar benefícios relevantes que foram levantados com a realização da prova de conceito.

Segue abaixo uma lista dos benefícios mais relevantes:

1. Baixo custo do dispositivo SVCB, dependendo do tipo de ativo a ser monitorado;
2. Aprimoramento do processo de gestão de ativos da empresa, possibilitando a sua localização sempre que necessário;
3. Maior agilidade na localização de determinados itens sempre que necessário;
4. Dependendo da dimensão do ativo, há outras soluções da SMART que podem ser utilizadas para monitoramento do ativo, com implementação totalmente viável;
5. O dispositivo SVCB possui baixo custo de manutenção, limitada à substituição da bateria, que possui uma duração aproximada de um ano, dependendo da frequência de uso do dispositivo;
6. Os baixos custos com a contratação da operadora, levando em consideração que um contrato tenha cobertura para todos os ativos em monitoramento;
7. Curto prazo de desenvolvimento de uma solução, dependendo da plataforma escolhida e experiência do desenvolvedor;
8. Dependendo da plataforma selecionada, é possível gerar uma listagem de todos os ativos através do clique de um botão, e de forma remota.

Por Rodrigo Queiroz, Fabio Bauman e Cleber Figueira

Este conteúdo foi publicado originalmente sob a marca SMART Modular Technologies, atual Zilia Technologies.