Compreendendo a linha digital

A Siemens PLM tem uma estratégia para reinventar a manufatura, encadeando informações digitais desde o conceito, passando pelo design até o monitoramento do desempenho em campo. É fácil ficar confuso sobre o que tudo isso significa, mas alguns exemplos e definições concretas ajudam a explicar tudo.

INDIANAPOLIS — Fala-se muito sobre digitalização na manufatura. A Siemens PLM não está sozinha ao discutir gêmeos e threads digitais, computação em nuvem, big data, Internet das Coisas Industrial e manufatura ágil.

Pode-se ser perdoado se parecer um pouco nebuloso – o simples escopo da tarefa significa que é difícil lidar com isso.

Cada empresa oferece sua própria visão. Os limites estão mudando para cima e para baixo à medida que as empresas de PLM compram ou criam novos recursos. O objetivo parece ser oferecer, tanto quanto possível, um balcão único para qualquer cliente em potencial. A Siemens PLM certamente está adotando essa abordagem, tanto em grande quanto em pequena escala. Ambos estiveram em exibição na conferência Siemens PLM Connections 2017, realizada em Indianápolis em maio de 2017.

Em particular, uma discussão e demonstração fez todo o burburinho parecer, bem, menos burburinho e mais real.

Big Picture, Linhas Digitais e Gêmeos

“Existem várias tecnologias capacitadoras que estão mudando a maneira como você pensa sobre o gêmeo digital”, disse o CEO da Siemens PLM, Tony Hemmelgarn, em um discurso na conferência. O conceito de gêmeo digital é uma representação computadorizada de qualquer ativo físico que é constantemente atualizado com dados de várias fontes. Sua finalidade é voltada para manutenção, reparos, atualizações e projetos futuros.

Embora o conceito possa ter começado com um produto (na verdade, um motor de aeronave), Hemmelgarn enfatizou que os gêmeos digitais também podem refletir processos de produção e modelos de desempenho – de quase tudo.

Ele colocou as principais tecnologias de habilitação em três categorias, o que fez muito sentido para mim e me ajudou a entender como tudo isso poderia funcionar. A essência de sua mensagem era simples, ferramentas para Ideação, Realização e Utilização.

Ideação . Essas são ferramentas existentes e emergentes para dar vida aos produtos, nas palavras de Hemmelgarn, por meio da fase de P&D e design. Isso inclui a tecnologia de design generativo, uma frase da moda que compreende tanto a simulação de CAE quanto as técnicas de otimização que permitem que os computadores façam parte do trabalho de design. A otimização inclui otimização de topologia e forma, bem como otimização de vários domínios, ou MDO. O MDO será fundamental para que qualquer produto hoje e no futuro seja inteligente, o que significa muito software, e composto de sistemas mecânicos, elétricos e mecatrônicos. A recente compra da Mentor Graphics, empresa de projetos elétricos, mostra que a Siemens está pensando nessa convergência de disciplinas díspares.

Realização . Este é o pacote de ferramentas usadas para realmente fazer o produto. Uma ferramenta empolgante e emergente é a manufatura aditiva, mas também há muita coisa acontecendo em robótica avançada e até aprendizado de máquina. Técnicas de aprendizado de máquina podem ajudar os fabricantes a otimizar o planejamento e a tomada de decisões, como o gerenciamento da cadeia de suprimentos e até o uso de eletricidade, de acordo com a empresa. Combinar manufatura aditiva com robótica é a chave para peças maiores, e boas ideias também não faltam nessa área.

Utilização . É aqui que convergem o verdadeiro valor da análise de big data, tecnologia em nuvem e automação do conhecimento. Coletar dados por meio da nuvem e automatizar como o conhecimento é extraído do ruído aplicando as técnicas emergentes de big data foi outro de seus temas.

O que pode tornar a Siemens PLM única é que sua controladora, a Siemens AG, é um dos maiores conglomerados industriais do mundo. Fornece motores de turbina a gás, equipamentos de fabricação e automação, bem como software de gerenciamento de operações de fabricação. Na sua opinião, pode testar técnicas práticas em situações exigentes, proporcionando laboratório e credibilidade.

Também parece deixá-los pensar de maneira verdadeiramente de ponta a ponta. Embora reconheçam que há vários fornecedores tanto para Ideação quanto para Utilização, “muitos perdem a parte do meio”, disse Hemmelgarn. “Alguém tem que fazer e construir. Fazemos coisas e usamos nosso próprio software fazendo isso e aprendemos muito com isso.” O Siemens Digital Enterprise Suite é o resultado. Abrange nove áreas de segmentos diferentes do que, em sua opinião, uma entidade fabril precisa empregar.

Direções Futuras da MFG

Um dos principais insights que o CEO Hemmelgarn enfatizou foi que os gêmeos digitais vêm de três maneiras, de certa forma combinando com as três palavras-chave que ele usou para organizar sua palestra. Um deles é o produto digital gêmeo, combinando com as ferramentas de Ideação. Outra é a produção digital gêmea, o processo de produção usado para fazer o produto e corresponde à Realização. O terceiro é o gêmeo de desempenho digital, combinando o conjunto de big data e análises em uso.

A equipe da Siemens também forneceu um exemplo tangível dessas ferramentas usadas para ajudar a One Aviation, fabricante de pequenos aviões de aviação geral, incluindo um jato bimotor muito leve, ou VLJ, chamado Eclipse EA500 e variantes. O CEO e fundador da One Aviation, Alan Klapmeir, juntou-se a Jim Rusk, diretor de tecnologia e vice-presidente sênior da Siemens PLM. Klapmeir enfatizou a importância de todos os três gêmeos digitais na empresa de aeronaves e como a manutenção dos gêmeos digitais permitiu que eles planejassem melhor futuras atualizações.

A dupla então passou por todas as etapas necessárias para mudar o design do Eclipse básico para uma versão maior chamada Eclipse Canada. Um ponto-chave sobre a maioria dos veículos de transporte, carro ou avião, é o quão inteligente ele deve ser e quanta eletrônica e fiação precisam ser incluídas. Na verdade, Hemmelgarn iludiu o fato de que a compra da Mentor Graphics foi estimulada por clientes que exigiam que os produtos da Mentor Graphics, especialmente o design de chicote de fios, fossem compatíveis com o Teamcenter e seu pacote CAD NX.

Várias ferramentas de software foram usadas para construir e manter gêmeos digitais para produto, processo e desempenho. A demonstração incluiu a simulação do fluxo de ar ao redor dos trens de pouso para programar um robô que construiria o avião, com outros robôs que inspecionariam sonoramente os painéis de fibra de carbono. Houve até uma demonstração de um dispositivo de manufatura aditiva Stratasys acoplado a um robô que construiu um protótipo de cone de nariz para avaliação no Eclipse Canada.

Não que alguém seja obrigado a usar apenas ferramentas da Siemens . Hemmelgarn enfatizou que um único produto Siemens pode não ser a solução preferida, e algumas vezes pode não ser. A ideia-chave é que aqui está pelo menos uma versão de como entender esse paradigma emergente para a fabricação.