O que é manufatura?

A manufatura é o processo de transformação de matérias-primas ou componentes em produtos finalizados. É um setor muito importante para a economia mundial, contribuindo com trilhões de dólares ao comércio global todos os anos, além de gerar milhões de empregos. Desde suas origens humildes na Idade da Pedra, a manufatura transformou-se em um setor impulsionado pela inovação e tecnologia, progredindo de ferramentas neolíticas básicas de seu passado para as complexas fábricas inteligentes de hoje com processos automatizados, equipamentos sempre conectados e fabricação rica em dados.

O que é software para manufatura?

Recentemente, a alta expectativa dos clientes trouxeram mudanças dinâmicas sobre a demanda e personalização dos pedidos. Como resultado, os fabricantes precisam contar com avanços no poder de computação e no software de manufatura para automatizar fábricas tradicionais e tomar as decisões certas.

O software de manufatura gerencia as informações e os processos em todo o processo de manufatura. Quando o software de ERP de manufatura está na nuvem, ele pode ajudar a unificar dados no chão de fábrica e disponibilizá-los para outros sistemas departamentais para finanças, engenharia e operações. Ao integrar o software ERP e o software SCM de gerenciamento da cadeia de suprimentos, os sistemas de software de manufatura baseados na nuvem podem se tornar a base para iniciativas do Industry 4.0 que ajudam os fabricantes a tornar os produtos mais metodicamente, usando os materiais e recursos certos em diversas fábricas, eliminando o desperdício e resultando em produtos de alta qualidade, eficiência aprimorada e margens aumentadas.

Quais são os tipos de software para manufatura?

O software de agendamento de fabricação considera o estado dos recursos de mão de obra, os materiais e o equipamento para criar cronogramas detalhados de produção. Este software usa os sistemas de planejamento e controle de estoque de planejamento de requisitos de material (MRP) ou manufatura just-in-time (JIT) para garantir que os requisitos de demanda detalhados sejam atendidos após levar em conta todas as restrições de suprimento.

O software de sistemas de execução de manufatura (MES) gerencia a execução de processos físicos que transformam matérias-primas em produtos acabados executando ordens de serviço e monitorando a eficiência da produção e os dados de controle de qualidade em linhas de produtos ou mesmo em vários sites.

O software de manutenção da fábrica é necessário para maximizar a confiabilidade e o tempo de atividade dos ativos, especialmente o equipamento da linha de produção, para garantir a produção contínua. Juntamente com inovações, como os sensores Internet of Things (IoT) para monitoramento de ativos e gêmeos digitais, este software permite manutenção preditiva em que as falhas podem ser previstas e programas de manutenção que podem ser otimizados para reduzir os custos de mão de obra e peças sobressalentes. Isso substitui o software de manutenção preventiva mais antigo para a manufatura, o que pode resultar em tempo de inatividade desnecessário e custos de manutenção mais altos.

Conheça o valor da manutenção preditiva (PDF)

Outros tipos de sistemas de software, como o Product Lifecycle Management (PLM, Gerenciamento do Ciclo de Vida do Produto), podem ser conectados com o software de fabricação para garantir que os designs de produtos sejam fabricados metodicamente usando os materiais e recursos certos em várias fábricas. Isso resulta em produtos de alta qualidade que podem ser fabricados em grandes volumes e boas margens de lucro.

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Uma breve história sobre a manufatura

A fabricação pode datar até a Nova Idade da Pedra, quando ferramentas básicas para moagem de alimentos, tingimento e tecelagem de têxteis, e fermentação e destilação de licor foram criadas pela primeira vez. A próxima fase de desenvolvimento foi inaugurada pelos gregos e romanos antigos, que são creditados com a invenção de parafusos, polias e alavancas - os blocos de construção das primeiras máquinas. Durante esse tempo, o trabalho foi feito por artesãos experientes que acabaram se unindo para proteger suas criações e privilégios.

Na Grã-Bretanha do final do século XVIII, a introdução do sistema de fábrica criou a primeira revolução industrial, com a indústria têxtil passando de métodos de produção de mão para máquinas alimentadas por motores a vapor. A próxima revolução industrial chegaria cerca de um século depois, marcada pela disponibilidade de transporte ferroviário, comunicações telégrafo e eletricidade. Invenções dessa época que merecem destaque são: a lâmpada incandescente e o automóvel. No início do século XX, a Ford Motor Company popularizou a produção em massa com a aplicação de máquinas especializadas e acessórios em linhas de montagem.

A invenção do transistor em 1947 abriu o caminho para computadores digitais, o que, por sua vez, levou a avanços nas tecnologias de transporte e comunicação, como as comunicações sem fio, que moldariam a terceira revolução industrial. A fabricação enxuta (também conhecida como fabricação just-in-time) foi desenvolvida pela Toyota na década de 1930, mas só se tornou popular na década de 1970, pois os carros japoneses ganharam uma participação de mercado significativa. Este método de produção teve como objetivo reduzir os tempos de processamento e os níveis de estoque dentro da fábrica, bem como os tempos de resposta dos fornecedores.

Hoje estamos na quarta revolução industrial - ou Indústria 4.0 - que é caracterizada pela automatização da fabricação tradicional usando tecnologia inteligente. Essas tecnologias incluem Internet of Things (IoT), computação na nuvem, robótica, inteligência artificial, machine learning e processamento de linguagem natural. As ferramentas de dados e análise em tempo real são colocadas nas mãos de trabalhadores individuais para permitir uma tomada de decisão descentralizada - um princípio importante da Indústria 4.0.

Técnicas de manufatura

Uma forma de classificar a manufatura é observar as técnicas utilizadas para atender às demandas dos clientes.

Make to Stock (MTS, Fabricação para Armazenamento)

MTS é uma técnica de produção tradicional em que os produtos são feitos de acordo com a demanda prevista e depois mantidos como estoque em showrooms ou armazéns. As previsões da demanda são baseadas em dados de pós-venda, condições econômicas atuais e tendências macroeconômicas.

As vantagens incluem o uso eficiente de recursos devido a cronogramas de produção previsíveis e o custo reduzido de produção devido a economias de escala. Os clientes também podem receber os produtos finalizados em menos tempo, como se estivem em estoque. O principal ponto negativo é as maiores chances de estoque em excesso e, na outra ponta, a falta dele. Isso pode resultar de previsões de demanda imprecisas devido a fatores externos, como o clima e eventos econômicos e geopolíticos.

Make to Order (MTO, Fabricação Conforme o Pedido)

MTO é uma técnica de produção em que os produtos são personalizados de acordo com as especificações do cliente, e a produção só começa depois que um pedido é recebido. Essa abordagem é comum em indústrias especializadas, como aeroespacial, construção e alta tecnologia. Um subconjunto deste tipo de manufatura, chamado engenheiro sob encomenda, se aplica a produtos que exigem uma quantidade significativa de projeto de engenharia em frente.

O principal benefício do MTO é que não existe sobras para serem descartadas ou vendidas com desconto. Cada pedido aceito é atendido, e os clientes recebem os pedidos de acordo com as especificações. As desvantagens incluem prazos mais longos para os clientes receberem produtos acabados e, para o fabricante, exposição a flutuações de fornecimento de matéria-prima, o que pode exigir um nível mais elevado de estoque de segurança. A demanda desigual também pode causar desligamentos, o que pode ser caro, pois as fábricas precisam de alto uso da linha de produção para ser lucrativa.

Make to Assemble (MTA) ou Fabricação Conforme Montagem

A marca para montagem é um híbrido das técnicas MTS e MTO nas quais peças de componentes ou subconjuntos são produzidos com base em previsões de demanda. A montagem final começa somente quando um cliente realiza um pedido. O fabricante pode aceitar pedidos personalizados porque a configuração final do produto ocorre apenas durante a montagem final. O produto finalizado também pode ser entregue ao cliente em menos tempo, quando comparado com a técnica MTO. Porém, caso os clientes não façam nenhum pedido, a fabricante pode acabar tendo que lidar com um estoque considerável de peças.

Tipos de processos de fabricação

Outra forma de classificar a fabricação é a observação do método de produção e o tipo de bens produzidos.

Fabricação discreta

A fabricação discreta envolve a produção de itens que são facilmente identificáveis e discriminados - por exemplo, computadores pessoais e eletrodomésticos. Uma fatura de materiais é utilizada para definir os componentes e matérias-primas que compõem cada produto final. A produção geralmente ocorre em uma linha de montagem em que o item distinto é duplicado para atender à quantidade exigida pela programação de produção. Mudanças e configurações devido à produção de diferentes produtos usando a mesma linha de montagem pode deixar esse processo complexo.

Fabricação por processos

A fabricação por processos é diferente da fabricação discreta, sob a perspectiva de como o produto é fabricado. Usando receitas e fórmulas, as matérias-primas e os ingredientes são convertidos em um produto acabado por meio de alterações químicas e físicas. Embora o produto acabado seja geralmente produzido em massa, ele pode ser dividido em unidades distintas menores que são consumíveis pelo cliente.

Existem dois métodos de fabricação: a fabricação por processo em lote e a fabricação por processo contínuo. A fabricação por processo em lote envolve a produção de um produto em uma execução padrão ou tamanho de lote que é determinado pelo tamanho da embarcação, taxas de linha ou comprimento de execução padrão. Geralmente utilizado pela indústria alimentícia, entre outras. Por outro lado, a fabricação por processo contínuo opera 24/7/365 com longos períodos entre a inatividade. Utilizado pelas indústrias de óleo e gás.

Manufatura mista

Para atender às mudanças de expectativas, algumas indústrias acabam empregando os dois métodos de fabricação. Um exemplo é a indústria de bens de consumos embalados, responsável pela produção de alguns produtos por meio de um processo de mistura antes de embalá-los individualmente. Esse método pode ser desafiador para fabricantes que precisam executar esse processo em uma linha de produção usando uma aplicação de sistema de execução de manufatura (MES).

Leia a apresentação da solução: Oracle Mixed-Mode Manufacturing Cloud para a Indústria de CPG (PDF)

Fabricação sob encomenda

A fabricação sob encomenda funciona para pequenos lotes de produtos personalizados, podem ser trabalhados com MTO ou MTS. Como exige uma configuração e sequenciamento exclusivas das etapas do processo, áreas de produção específicas são usadas em vez de linhas de montagem, por exemplo, uma loja de máquinas que faz peças personalizadas para outros fabricantes de máquinas industriais, aeronaves ou equipamentos de alta tecnologia.

Leia a apresentação da solução: Oracle Project-Driven Supply Chain in the Cloud (PDF)

Fabricação repetitiva

Alguns setores exigem um fluxo constante de produtos com tempo mínimo de configuração ou transição - por exemplo, os setores de bens de consumo automotivos e duráveis. Na fabricação repetitiva, as linhas de montagem dedicadas ou as células de fabricação são configuradas para o mesmo produto ou família de produtos, a produção é executada em 24/7/365 e o material em processo não é movido para uma área de armazenamento temporária.

Manufatura e fábricas inteligentes

A manufatura inteligente é o termo geral dos esforços para modernizar as práticas industriais por meio de uma combinação de equipamentos, instalações, produtos, dados e processos mais inteligentes. Esse termo inclui os conceitos paralelos de Indústria 4.0 e fábrica inteligente.

Em fábricas inteligentes, o ambiente de produção é executado com intervenção humana mínima usando novas tecnologias de fabricação industrial. Os sensores detectam os problemas do equipamento antes de a falha acontecer, evitando inatividade que possam custar caro. A manufatura aditiva, comumente conhecida como impressão 3D, permite personalização, prototipagem rápida e produção de alto volume de peças em forma intricada. Um gêmeo digital, a representação digital de um objeto físico que é sempre atualizado com dados de sua contraparte física, permite prototipagem de design mais rápida e monitoramento contínuo do desempenho do equipamento.

Todas essas tecnologias requerem software de aplicação, desde os programas locais usados para executar sensores até sistemas de execução de manufatura que monitoram e coordenam recursos em várias linhas de produção. A integração com planejamento de recursos empresariais e outro software de gerenciamento da cadeia de suprimentos garante que os projetos de produtos sejam fabricados metodicamente, usando os materiais e recursos certos em várias fábricas, resultando em produtos de alta qualidade e margens de lucro aprimoradas.

Quais os próximos passos para a manufatura?

A manufatura continuará sendo o primeiro método para transformação de matérias-primas em produtos finais. Os países que hoje dependem da agricultura e de outras indústrias para a maior parte do seu PIB irão evoluir e utilizar a indústria transformadora para avançar na sua agenda industrial e aumentar o emprego. As empresas e fabricantes de tecnologia continuarão a impulsionar avanços em computação e software para cumprir a promessa de fabricação inteligente e moldar o futuro da Indústria 4.0 - e além.