Conceito para a realidade:tecnologias de manufatura se tornem mainstream

Por Bob Beckmann, artigo para a revista Ag Innovator.

Quando Henry Ford otimizou sua linha de montagem há cerca de 100 anos, as mudanças e avanços que ele fez rapidamente deixaram os limites das quatro paredes de sua fábrica e se tornaram o combustível para uma revolução industrial que temos otimizado desde então.

Agora vemos mudanças impulsionadas pela tecnologia. Conceitos que eram sonhos há 10 anos fazem parte das operações de nossas fábricas hoje. É difícil imaginar que vivemos em um mundo com telefones que têm mais poder de computação do que uma cápsula espacial Apollo. Temos à nossa disposição coisas em que George Jetson não acreditaria. A tecnologia se move a uma velocidade que deixa a maioria de nós perseguindo, em vez de acompanhá-lo.

A manufatura está enfrentando dificuldades crescentes quando se trata de tecnologia. As fábricas que funcionam da mesma maneira há 70 anos são agora obrigadas a se adaptar a um mundo de personalização e rapidez. É uma verdadeira revolução industrial e, se a história nos mostrou algo, um próximo nível de tecnologia está prestes a dar o salto das grandes operações para as fábricas de pequeno e médio porte em todo o mundo.

Aqui, exploramos o que são algumas dessas tecnologias e como são usadas.

Operações Digitais

Embora algumas empresas ainda usem livros-razão e planilhas, a tendência digital é migrar para um sistema ERP robusto que pode ajudar a gerenciar a operação de uma empresa. Tudo, desde matérias-primas a produtos acabados, são organizados com esses sistemas, e eles podem até ser usados ​​para encontrar o verdadeiro custo de um produto acabado.

Cadeia de suprimentos

Agora, uma pessoa pode encomendar um automóvel online. Eles podem entrar no modelo e em todas as opções que desejarem. Eles pressionam o botão “comprar” e imediatamente o sistema da empresa começa a funcionar. Adeus aos dias do planejador, do comprador, do planejador e da papelada. Agora os dados são enviados imediatamente para a fábrica, bem como para os fornecedores de primeiro e segundo níveis, e de volta para o cliente. As datas de produção são rapidamente confirmadas, as peças são encomendadas e o cliente sabe exatamente quando seu novo veículo chegará. Eles podem até mesmo acessar a Internet e ver precisamente onde o veículo está no processo de produção.

Engenharia / Chão de Fábrica Digital

Os dias de desenhos estão desaparecendo rapidamente. Agora os modelos CAD são criados no departamento de engenharia e esses modelos são usados ​​para fazer peças. Os arquivos são enviados para o fabricante de moldes - ou centro de usinagem ou impressora 3D - e o processo é iniciado. Quando as peças acabadas chegam, os mesmos modelos são usados ​​para inspeção (às vezes feita com lasers de comparação digital) e o montador usa uma tela em sua estação para ver os mesmos modelos para garantir que as peças finais sejam montadas corretamente.

Cibersegurança

Com todos esses dados, toda empresa precisa estar perfeitamente ciente das ameaças que sua empresa enfrenta. Não se trata de alguém roubando seus dados de produção, mas sim de alguém roubando o que há de mais valioso em seu computador - seu dinheiro.

Cada empresa tem uma lista de funcionários atuais (e alguns anteriores). Eles têm o nome, endereço, número de telefone, número do seguro social do funcionário e, provavelmente, o número da conta bancária para depósito direto. Oh, que tesouro para um cara mau!

Quando foi a última vez que você fez um verdadeiro teste de segurança cibernética do seu sistema? Você pode dizer que está bem porque seus computadores têm um software antivírus atualizado, mas e aquele computador no chão de fábrica que roda no Windows 95 porque a máquina a que está conectado nunca foi atualizada?

Impressão 3D / Fabricação de aditivos

A tecnologia de manufatura aditiva (AM) já existe há algumas décadas, mas estava disponível apenas para empresas que possuíam recursos e uso permanente. Agora, as versões desse tipo de equipamento estão disponíveis em caixas ou online. Tornou-se tão comum que é usado em escolas primárias. Usá-lo na manufatura era raro até cinco anos atrás, mas hoje é a atualização de tecnologia que mais cresce nas operações de manufatura. Aqui está o porquê:

Redução de custos: Uma vez que a produção de peças usando manufatura aditiva não requer custos de preparação e ferramentas, os custos de produção são incorridos apenas para as próprias peças no momento em que são fabricadas. Mesmo pequenas tiragens de produção e peças únicas não agregam custo. Além disso, as peças do sistema projetadas para um funcionamento ideal podem frequentemente ser realizadas como uma única peça, simplificando a montagem e a garantia de qualidade.

Design leve: Peças manufaturadas inteligentes usando processos de sinterização a laser combinam alta resistência com redução de peso de 40 a 60 por cento. A economia de material se traduz em mais flexibilidade em design e engenharia. Como resultado, carros ou aviões consomem significativamente menos combustível e emitem menos dióxido de carbono.

Sem ferramentas: A tecnologia de impressão 3D permite flexibilidade máxima no planejamento da produção. Além disso, os processos de produção sem ferramentas requerem menos energia e matérias-primas do que as operações de manufatura convencionais. Peças modificadas, atualizações e peças sobressalentes podem ser produzidas conforme necessário, eliminando a necessidade de armazenamento. Observe esta indústria de perto. Novos materiais como metais, epóxis, plásticos, cerâmicas e até alimentos estão sendo impressos. Portanto, se sua empresa passou adiante essa tecnologia, você pode querer ver o que mudou desde que você começou a ler este artigo!

Realidade Virtual / Realidade Aumentada

A realidade virtual (VR), às vezes chamada de realidade aumentada (AR), está entrando rapidamente no ambiente de manufatura. Esse rápido crescimento deve fazer com que mais fornecedores entrem em campo, reduzindo assim o custo e tornando a tecnologia mais acessível.

A RV é definida como “um ambiente tridimensional gerado por computador que pode ser explorado e interagido por uma pessoa. Essa pessoa passa a fazer parte deste mundo virtual, ou fica imersa neste ambiente e, enquanto lá, é capaz de manipular objetos ou realizar uma série de ações. ”

Então, como a RV está beneficiando o setor de manufatura? Melhorando a segurança do trabalhador, criando produtos melhores e economizando dinheiro para os fabricantes. Aqui está o porquê:

Melhorar a segurança do trabalhador. Embora o setor de manufatura tenha melhorado drasticamente seus programas de segurança ao longo dos anos, qualquer lesão ou fatalidade é demais. A RV permite que os gerentes de fábrica simulem o processo de produção e as configurações da linha de montagem, identificando situações potencialmente perigosas. A realidade virtual também pode imergir um funcionário em uma estação de trabalho futura e, em seguida, capturar o movimento do funcionário para avaliar a viabilidade e proficiência da tarefa. Usando a RV, a gigante automotiva Ford reduziu a taxa de acidentes de funcionários em até 70%.

Criando produtos melhores. A RV está tornando a montagem quase perfeita uma possibilidade. Usando óculos de proteção que empregam câmeras, sensores de profundidade e sensores de movimento para colocar imagens em um ambiente de trabalho real, os trabalhadores e engenheiros podem “ver” as peças e instruções adequadas sobre como montar um componente da maneira correta.

Economizando dinheiro. Para obter produtos que atendam às especificações, os protótipos devem ser criados, testados e retestados. Isso fica caro. Usando VR, os fabricantes eliminam a necessidade de construir modelos em escala real. Usando a tecnologia de RV da Microsoft, os engenheiros podem ver cada peça do equipamento envolvida no design de um produto e colocá-lo junto no mundo virtual antes de construí-lo de verdade. Isso reduzirá o tempo de treinamento em 75% por pessoa, economizando milhões.

Cobots

À medida que a internet das coisas cresce exponencialmente, os robôs colaborativos se tornam comuns no ciclo de manufatura. Robôs colaborativos, ou cobots para abreviar, são robôs que trabalham em um espaço físico compartilhado com humanos, permitindo que humanos e robôs trabalhem juntos. A popularidade dos Cobots cresceu desde 2010 e costumam ser preferidos aos robôs de manufatura tradicionais, projetados para trabalhar em uma área segregada, com pouca ou nenhuma interação com as pessoas.

Eles são projetados para parar de se mover quando seu colega de trabalho humano, ou qualquer pessoa, os tocar. Espera-se que o mercado de cobot cresça significativamente na próxima década por vários motivos. Há uma demanda crescente por automação em todas as indústrias, mas principalmente na manufatura, onde as tarefas costumam ser repetitivas e, portanto, há risco de ferimentos. Enquanto isso, a tecnologia cobot está avançando a cada ano. Eles são mais amplamente disponíveis e mais baratos, estimados atualmente em uma média de US $ 24.000 cada. Essa queda nos preços e o aumento da funcionalidade provavelmente encorajarão a adoção do cobot em pequenas e médias empresas que podem ter negligenciado a tecnologia no passado.

Os robôs trabalhando em conjunto com os funcionários podem levar a um processo de produção altamente eficiente, flexível e confiável. Os Cobots podem ser usados ​​na montagem de produtos, processos de pick-and-place de produtos, moldagem por injeção, colocação de peças e inspeção de qualidade.

Eles podem ser especialmente úteis no levantamento de peso, melhorando a eficiência no ciclo de produção e reduzindo o risco de ferimentos. Alguns cobots são projetados para trabalhar em trabalhos repetitivos de levantamento de peso.

Um exemplo notável de como robôs e humanos podem trabalhar juntos é uma tarefa de levantamento de peso em que o humano alinha o objeto a ser levantado e o cobot o levanta.

O ser humano reduz o risco de danos aos itens posicionando o que deve ser levantado. O robô salva o ser humano do cansaço e do risco de ferimentos levantando-o. A combinação reduz custos, melhora o resultado por meio da precisão e mantém uma programação ágil.

Em Conclusão

Todas essas tecnologias eram apenas um sonho há alguns anos. Hoje eles são realidade e estão mudando a forma como a manufatura é feita em todo o mundo. Com a expectativa de escassez contínua de mão de obra, esses avanços permitem que uma empresa otimize a produção, aumente a qualidade e economize dinheiro, ao mesmo tempo que atrai uma força de trabalho que adora resolver problemas com tecnologia. Eles só podem ajudar a tornar seu negócio mais forte.