Indústria 4.0: Como a tecnologia está revolucionando a indústria de manufatura
O Industry 4.0 pode soar como um jogo de magnata no estilo do SimCity, mas é realmente a maior mudança para atingir a manufatura global desde a automação. Centrada em robótica avançada e automação, novas formas de interação homem-máquina e vastos dados e conectividade impulsionada, a Indústria 4.0 está preparada para modernizar a produção e impulsionar a competitividade industrial ocidental.
Juntamente com a Internet emergente das coisas (IoT), A Industry 4.0 oferece aos fabricantes a capacidade de coletar, analisar e atuar em imensos repositórios de dados como nunca antes, e então definir essas ações em ação com robótica automatizada altamente eficiente. O resultado? Um produto de qualidade superior a uma despesa operacional mais baixa
O que é o Industry 4.0?
O Industry 4.0, também chamado de fabricação 4.0, é o casamento de TI e operações de fabricação - a maturação da tecnologia digital na indústria de manufatura. Mark Holleran, ex-CEO da Xplore Technologies, diz que representa uma "mudança holística de fabricação centralizada para descentralizada", que requer a adaptação de processos, talentos, estrutura de negócios e tecnologia. Tecnologia, incluindo robótica avançada e inteligência artificial , sensores sofisticados, computação em nuvem, IoT, captura e análise de dados e fabricação digital ... estão se unindo para a próxima revolução industrial ", disse Holleran ao Mobby Business.
Veja alguns dos principais componentes pavimentando o caminho para a fabricação 4.0 e como eles funcionam. Juntos, eles criam um ecossistema de alta tecnologia de dispositivos inteligentes que alcançam um local de trabalho otimizado e eficiente
Internet das coisas
À medida que o número de dispositivos inteligentes e quantidade de dados capturados, analisados e armazenados cresce, conectividade e comunicação só se tornará mais importante. Tanto dentro da empresa quanto para parceiros terceirizados, as empresas precisarão que seus dados sejam compartilháveis e compatíveis para permitir um nível mais alto de operação.
Declan Keir-Saks, diretor da Deskera, disse que a IoT é a ponte que permite a granularização. insights fornecidos por soluções de alta tecnologia para unir-se em uma imagem coerente e de nível corporativo para os fabricantes modernos.
"A fabricação de IoT permite o rastreamento virtual de ativos, processos, recursos e produtos de capital", disse Keir-Saks. "Isso dá às empresas total visibilidade, o que agiliza os processos de negócios e otimiza a oferta e a demanda."
Quando implementados corretamente, os tomadores de decisão serão equipados com mais e melhores informações, processos automatizados e capacidade de intervir preventivamente ou preventivamente.
Inteligência artificial e aprendizado de máquina
As informações fornecidas por sensores e sistemas acionados pela IoT são muito vastas para os humanos analisarem razoavelmente. Algoritmos de IA e de aprendizado de máquina podem contextualizar os dados e sinalizar anomalias ou fazer recomendações. "[IA e aprendizado de máquina] podem ajudar a detectar sinais de alerta antecipados de ativos [tornando-se] insalubre", disse Derick Jose, co-fundador e chefe de dados. cientista da Flutura Decision Sciences and Analytics. "Por exemplo, as anomalias de temperatura de RPM com acionamento superior poderiam ser a assinatura de um colapso iminente."
Além disso, a AI serve para melhorar a eficiência da operação como um todo, disse Jose. Ao retornar rapidamente previsões sobre o impacto de pequenas mudanças, os tomadores de decisão podem entender os efeitos antes de implementar algo novo.
A inteligência artificial é especificamente útil quando se trata de digerir os fluxos massivos de informações capturadas por sensores e dispositivos habilitados para IoT. Esses vastos trunfos de dados seriam quase impossíveis para um operador humano contextualizar, de modo que permitir que os computadores façam isso realmente torna valiosos esses dados capturados.
Realidade mista
A realidade mista é também um componente importante da Indústria 4.0. Grandes empresas já estão emitindo dispositivos de realidade mista, como capacetes e óculos, para os funcionários, na esperança de que o aumento da comunicação e visualização de dados contextualizados impulsione a produtividade e a tomada de decisões.
"A realidade mista é um fator de mudança na fabricação". Tim Lynch, CEO da Psychsoftpc, disse. "Para o pessoal de reparo, ele permite que eles 'vejam o interior' da máquina que precisa de reparo ou 'olhe através das paredes' para os cabos e canos para saber exatamente onde perfurar ou cortar."
Acople esses recursos à manutenção preditiva habilitado por IoT e AI, e você tem uma receita para o sucesso de alta tecnologia. Se os dados sugerem que uma máquina está superaquecendo, por exemplo, e o sinalizador de algoritmos de aprendizado de máquina é anômalo o suficiente para garantir a manutenção de despacho, os trabalhadores podem empregar realidade mista para determinar se uma máquina está começando a superaquecer e precisamente quais componentes são afetados.
Para dar um passo adiante, imagine que a pessoa de manutenção que está diagnosticando a máquina afetada reconhece um problema, mas não tem o conhecimento necessário para consertá-lo. Dispositivos de realidade mista podem conectar alguém com a experiência adequada à pessoa no local, que pode mostrá-la passo a passo, através de sobreposições digitais, como realizar os reparos.
Para fins de treinamento, a realidade mista cria um ambiente onde os funcionários podem experimentar situações virtuais relevantes ao seu trabalho sem arriscar o equipamento real ou o tempo de atividade de fabricação.
"No treinamento, os trabalhadores podem praticar produtos virtuais para ganhar experiência que será transferida para o mundo real", disse Lynch. "Eles podem ser colocados em situações simuladas que poderiam enfrentar ao fazer seu trabalho e aprender como lidar com eles virtualmente antes de serem expostos a eles no trabalho."
Impressoras 3D
As impressoras 3D existem desde 1983, embora muitas vezes apenas nas mãos de grandes empresas. Naquela época, o termo era "prototipagem rápida", e eles certamente continuam fazendo isso hoje. Mas não são mais apenas protótipos; Impressoras 3D também são empregadas em manufaturas de baixo volume, talvez para testar produtos ou trazer amostras para feiras.
"Quando pequenas empresas desenvolvem novos produtos e precisam fazer 50 peças para testar, ou apenas para levar a uma feira, ferramentas para a fabricação tradicional podem ser muito caras ", disse Doug Collins, proprietário da Avid 3D Printing. "Eles podem não ter o capital para lidar com a manufatura tradicional. As impressoras 3D permitem produção de baixo volume sem tanto investimento, para que possam economizar esse capital para outras coisas importantes, como o marketing."
Conforme a tecnologia continua melhorando , é mais comum encontrar peças impressas em 3D em projetos maiores. Um exemplo é o bocal de combustível impresso 3D da GE Aviation, que faz parte do motor do avião CFM LEAP. Ao imprimir certos componentes, os fabricantes podem economizar tempo e dinheiro para criar o mesmo produto final.
Quais são as vantagens?
Com essa imensa promessa e tecnologia de ponta, a Indústria 4.0 requer um grande investimento inicial. De acordo com uma pesquisa de 2017 de 1.000 fabricantes canadenses de pequeno e médio porte, por exemplo, os usuários digitais investiram uma média de US $ 250.000. Para empresas maiores, o custo seria inevitavelmente maior. Mas o retorno esperado - dispositivos inteligentes conectados e um processo de produção automatizado - promete um grande retorno sobre o investimento.
"Esses sistemas de software fazem mais do que dados comerciais", disse Srivats Ramaswami, CTO da 42Q. "Eles eliminam grande parte da intervenção humana que os gerencia. Essa próxima geração de automação - utilizando big data, análise e inteligência artificial - é um dos mais importantes impulsionadores da fabricação digital e da Indústria 4.0".
Ramaswami acrescentou que as vantagens que os fabricantes podem obter com a implementação dessas tecnologias incluem:
Maior competitividade.
A terceirização para regiões de baixos salários no mundo era antes um imperativo para os fabricantes que desejam permanecer competitivos. No entanto, os investimentos em tecnologia estão permitindo que os países mais ricos voltem a competir. Como resultado, disse Ramaswami, os fabricantes podem agora escolher locais baseados em "capacidades técnicas e proximidade com a demanda do consumidor, ao invés de decisões baseadas principalmente em salários".
- Maior produtividade. Os algoritmos de automação, análise e aprendizado de máquina tiraram grande parte do trabalho passo a passo das mãos dos operadores humanos. Isso significa uma produção mais rápida e eficiente 24 horas por dia, com operadores humanos monitorando e mantendo sistemas.
- Maior receita e lucratividade. A Indústria 4.0 não apenas cria um processo de produção mais eficiente e de maior qualidade, mas também permite coisas como manutenção preditiva e preventiva e upgrades, que resultam em menor tempo ocioso e menor gasto de capital ao longo do tempo.
- Otimização do processo de fabricação. Com mais conectividade, dados compartilhados e melhores análises, torna-se possível uma colaboração mais próxima em toda a cadeia de suprimentos. poderia levar a maior eficiência, otimização e inovação a longo prazo em toda a indústria de manufatura.
- "A comunicação máquina a máquina e os sistemas integrados impulsionarão uma maior colaboração entre produtores, fornecedores e outras partes interessadas ao longo da cadeia de valor", disse Ramaswami. Registros e rastreabilidade contínuos.
A imensa captura e análise de dados também significa melhor ecord arquivamento e capacidades de pesquisa. Isso tem ramificações da conformidade regulatória do governo com a satisfação do cliente.
- "Ao contrário dos relacionamentos tradicionais, onde o feedback sobre produtos e serviços leva tempo, o ciclo automatizado de feedback fechado é um componente inerente da Indústria 4.0", disse Ramaswami. "A manutenção contínua de registros possibilitada pelos sistemas digitais irá acelerar a rastreabilidade, ao mesmo tempo que limita as responsabilidades, os custos de garantia e os recalls." Apesar dessas vantagens, a mudança ainda está no estágio inicial. De acordo com a pesquisa da Capgemini
,
apenas 6% dos fabricantes são considerados "mestres digitais" que alcançaram um estágio avançado na digitalização do processo de produção. Ainda assim, o movimento é real; A Capgemini estima que 76% dos fabricantes já tenham uma iniciativa de fábrica inteligente nos trabalhos ou atualmente em formulação. O que está claro é que a Indústria 4.0 e as tecnologias digitais avançadas logo se tornarão a norma para a fabricação mundial. Aqueles que adotam desde cedo têm uma chance melhor de se posicionarem favoravelmente no futuro. Algumas entrevistas foram conduzidas para uma versão anterior deste artigo.
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