Amber Biela-Weyenberg | Estrategista de Conteúdo | 15 de setembro de 2023
Os fabricantes estão aproveitando as mais recentes inovações digitais para repensar suas operações. Em uma pesquisa de 2023 com 1.350 fabricantes em 13 países feita pela Sapio Research e pela Rockwell Automation, 97% dos entrevistados disseram que planejam usar tecnologias de manufatura inteligente – que podem incluir tudo, desde robótica até a Internet das Coisas (IoT) – nos próximos um a dois anos.
Embora esses investimentos forneçam benefícios imediatos ao aumentar as práticas de automação convencionais, eles também estabelecem as bases para que os fabricantes repensem como suas instalações funcionam através da criação de fábricas inteligentes, que enfatizam a interconectividade do sistema e o compartilhamento de dados, ajudando os fabricantes a produzir produtos com mais rapidez e menos defeitos, reduzindo ainda mais os custos.
Uma fábrica inteligente usa sistemas e maquinários interconectados para gerar dados, muitas vezes em tempo real, para melhorar os processos de produção de ponta a ponta e ajudar os operadores de máquinas, supervisores de linha, engenheiros, executivos de empresas e outros profissionais a tomar melhores decisões. Máquinas e dispositivos de fábrica inteligentes também geram dados sobre sua própria integridade para que a manutenção possa ser aplicada antes que eles falhem.
Vale ressaltar que as fábricas utilizam robótica e automação há muitos anos. No entanto, essas instalações não são consideradas fábricas inteligentes, a menos que utilizem sistemas e máquinas totalmente integrados, reunindo os mundos físico e digital. As fábricas inteligentes geralmente implementam robótica avançada e, às vezes, impressão 3D. As fábricas inteligentes são a manifestação do mundo real do conceito mais amplo de manufatura inteligente.
Manufatura inteligente é o conceito de usar tecnologias para coordenar processos físicos e digitais nas fábricas e na cadeia de suprimentos de manufatura. Esses processos incluem fornecimento de materiais, logística, produção e descarte. Os principais objetivos da manufatura inteligente são melhorar o desempenho operacional e responder rapidamente às oscilações de oferta e demanda.
Principais conclusões
Embora os termos manufatura inteligente e fábricas inteligentes sejam frequentemente usados de forma intercambiável, eles são diferentes. Manufatura inteligente é o conceito de usar tecnologias avançadas e conectadas para coordenar processos físicos e digitais nas fábricas e na cadeia de suprimentos de manufatura para aumentar o desempenho. As fábricas inteligentes colocam essa ideia em prática, usando dados coletados de equipamentos em rede incorporados com sensores, conhecidos como Internet das Coisas Industrial (IIoT), emparelhados com robôs e linhas de montagem automatizadas. Por exemplo, uma fábrica inteligente pode identificar possíveis erros de produção no início usando sensores incorporados e conectados a máquinas e dizer a um robô para intervir antes que haja um problema. Avanços tecnológicos como esses impulsionam a Quarta Revolução Industrial, comumente chamada de Indústria 4.0.
O principal objetivo de uma fábrica inteligente é acelerar os processos e eliminar erros. Mesmo com a automação da fábrica inteligente, as pessoas ainda desempenham um papel vital. Os operadores de linha, por exemplo, podem acompanhar os dados de produção em um dispositivo móvel e decidir carregar uma máquina de forma diferente com base nos dados, ajudando a melhorar o desempenho da máquina ou de toda uma linha de produção.
As fábricas inteligentes contam com uma rede de sensores e softwares para coletar e compartilhar dados em todas as etapas do processo de manufatura, ajudando os fabricantes a acelerar a produção e melhorar a qualidade dos produtos e a manutenção do sistema. Por exemplo, dentro de uma fábrica, um compartimento em uma linha de produção pode ser equipado com um sensor que aciona uma solicitação de reabastecimento quando está com poucos suprimentos, solicitando que um robô entregue novos suprimentos a tempo de evitar atrasos. Além disso, as máquinas geram continuamente dados sobre sua própria integridade, prevendo necessidades de manutenção e reduzindo falhas. As máquinas conectadas em uma fábrica inteligente também evitam defeitos ao detectar problemas com materiais.
As fábricas inteligentes geralmente evoluem nos quatro níveis ou estágios a seguir. A maioria das fábricas hoje se encontram no Nível 1.
Segundo uma estimativa da Grand View Research, o mercado global de tecnologia de manufatura inteligente, que engloba vendas de sensores, robôs, software avançado e outros ativos de tecnologia, crescerá de USD 254,24 bilhões em 2022 para USD 787,54 bilhões até 2030. Os fabricantes estão investindo nessa tecnologia porque estão buscando os seguintes benefícios:
Em uma pesquisa de 2023 da EY, 97% dos CEOs de manufatura industrial disseram que a continuidade dos projetos de transformação digital e tecnológica é uma prioridade de curto prazo. Esses projetos geralmente envolvem as seguintes tecnologias.
As fábricas inteligentes ainda são uma aspiração para a maioria dos fabricantes, mas os primeiros adotantes estão mostrando o caminho a se seguir.
É o caso da LG Electronics, cujo estacionamento inteligente em Changwon, na Coreia do Sul, foi designado uma fábrica “Farol” pelo Fórum Econômico Mundial por sua eficiência de produção, segurança e baixo impacto ambiental. Dentro da fábrica, que fabrica eletrodomésticos, peças para refrigeradores e outros aparelhos são entregues em linhas de produção por um sistema de transporte aéreo ou por veículos guiados automatizados (AGVs) gerenciados pela rede 5G da instalação. Cada linha tem um “depósito inteligente” vinculado que monitora o estoque em tempo real e solicita peças e suprimentos adicionais, conforme necessário. Um sistema de automação de logística 3D minimiza a quantidade de espaço no depósito necessária em 30% em comparação com os sistemas convencionais, diz a empresa, enquanto reduz o tempo necessário para transportar materiais em 25%. Sensores conectados a e dentro de máquinas identificam possíveis problemas de fabricação e faz os robôs corrigi-los antes que haja um problema. Os robôs também realizam trabalhos perigosos, como soldagem e levantamento de equipamentos pesados, tornando a fábrica um lugar mais seguro para os funcionários. Em 2022, a LG disse que planeja aplicar essas e outras tecnologias de produção inteligente, pioneiras em seu estacionamento inteligente de Changwon, a um total de 26 instalações de produção em 13 países.
Ao adquirir os direitos de 50 MHz de largura de banda, a John Deere, fabricante de equipamentos agrícolas, construiu sua própria rede 5G para suas fábricas no Centro-Oeste para ajudar a empresa a analisar dados de linhas de produção para melhorar a montagem. Ela planeja equipar essas fábricas com robôs que possam trabalhar lado a lado com os funcionários. A empresa também está criando modelos 3D ou gêmeos digitais de suas máquinas de produção para monitorar o desempenho, treinar técnicos e ajudá-los na manutenção de equipamentos. Esses modelos podem ser acessados a qualquer momento em tablets e smartphones.
Na fábrica da Ford em Dearborn, Michigan, onde fabrica a picape elétrica F-150 Lightning, os funcionários da linha de produção usam tablets conectados à rede 5G da fábrica para acessar dados sobre suprimentos de materiais e status de equipamentos. Veículos individuais colocados em AGVs passam de um grupo de funcionários para outro. Enquanto isso, na fábrica de veículos elétricos da montadora no Reino Unido, os sensores permitem que a Ford capture fotos do processo de soldagem (é necessário milhares de soldas para motores e baterias de veículos elétricos), e uma análise baseada em IA determina se uma solda específica atende aos padrões. Se não atender, a solda é refeita antes que a peça passe para o próximo estágio da produção. Essa funcionalidade economiza tempo e reduz o desperdício porque as peças que poderiam ser inutilizáveis são regularmente reparadas.
Os fabricantes usam as soluções de manufatura inteligente da Oracle para maximizar a produtividade e eficiência, melhorar a qualidade do produto, ajustar cronogramas de produção e evitar tempo de inatividade dispendioso ao prever falhas de máquinas e acompanhar mercadorias e processos nas cadeias de suprimentos.
Qual é a diferença entre manufatura inteligente e uma fábrica inteligente?
A manufatura inteligente é o conceito amplo de usar tecnologias totalmente integradas para coordenar e melhorar os processos físicos e digitais nas fábricas e na cadeia de suprimentos. As fábricas inteligentes colocam essa ideia em prática.
Quais tecnologias fazem parte de uma fábrica inteligente?
As fábricas inteligentes contam a Internet das Coisas Industrial, que possibilita aos fabricantes coletar e analisar dados gerados por inúmeros ativos da cadeia de suprimentos, máquinas de fábrica e outras “coisas” para tomar melhores decisões. Fábricas inteligentes também fazem uso de IA, machine learning, robótica avançada, impressão 3D, gêmeos digitais e outras tecnologias.
Que tipo de dados devem ser acompanhados em uma fábrica inteligente?
As fábricas inteligentes acompanham dados de ativos que se movem por uma cadeia de suprimentos, máquinas de fábrica, processos de produção e muito mais.