Três tendências de manufatura digital para 2020

Ao chegarmos ao final de 2019, as tecnologias por trás da digitalização em grande escala não estão desacelerando.

Nos próximos cinco anos, espera-se que 85% das empresas industriais tenham implementado tecnologias da Indústria 4.0 em todas as principais divisões de negócios. A tendência é produzir aplicações digitais práticas que só agora estão se tornando visíveis.

Devido a uma miríade de desafios, a indústria de manufatura tem sido lenta para adotar esforços de digitalização em grande escala. Os poucos líderes que se aventuraram na fronteira da transformação digital estabeleceram a base para o resto a seguir.

A abordagem convencional tem sido mais “esperar para ver” do que “a todo vapor”. Como resultado, há um conflito entre as expectativas dos engenheiros de produto e as mentalidades dos fabricantes.

No passado, os fabricantes demoraram a adotar novas tecnologias, mas 2020 provavelmente será um ano de ampla adoção digital. As faíscas pegaram e com outliers desafiando o status quo, a indústria está sendo empurrada para a frente.

“Com a tecnologia mudando rapidamente, os fabricantes devem preparar seus planos de transformação da Indústria 4.0 para o futuro ou correr o risco de ficar para trás de seus concorrentes”, afirma o relatório de 2019 da McKinsey sobre “Future-Proofing a Digital Manufacturing Transformation”.

Os engenheiros estão, em sua essência, abertos à inovação e tecnologia. Ao mesmo tempo, a natureza do processo exige que eles colaborem em vários níveis da cadeia de abastecimento, com setores que nem sempre adotaram a mesma mentalidade. Para eles, a digitalização da manufatura significa que podem incorporar esforços de economia de tempo, energia e dinheiro em todo o processo de produção.

Aqui estão as três principais tecnologias de direção que esperamos ver em 2020 e como elas capacitarão os engenheiros:

On-line e sob demanda

Com a ajuda de plataformas digitais que facilitam todo o processo por meio de uma rede de parceiros distribuídos, os fabricantes online vêm experimentando novos materiais e modelos de negócios inovadores ao longo do ano passado.

Ao criar um ecossistema de fabricantes de qualidade, tudo o que os engenheiros precisam fazer para que as peças sejam feitas é carregar seus projetos assistidos por computador (CADs), especificando o material, o acabamento da superfície, os furos roscados, as tolerâncias e o tempo de entrega para a nuvem. A plataforma, então, confirmará o projeto e um membro da rede distribuída com recursos de manufatura para a peça específica assumirá o projeto.

Além da impressão 3-D de plásticos e metais, as empresas de manufatura on-line sob demanda estão oferecendo suítes com uma variedade de processos, incluindo usinagem de controle numérico computadorizado (CNC), produção de chapas metálicas, moldagem por injeção e fundição de uretano. Com a capacidade de acessar esses métodos de manufatura online, a produção de peças sob demanda torna-se um método de manufatura mais viável.

Embora essa indústria ainda esteja em sua infância, o potencial que ela abre para os engenheiros é enorme. Tradicionalmente, a produção de peças tem sido prejudicada por longos prazos para aprovação da cotação, transporte internacional e a necessidade de pedidos mínimos de alta quantidade, tudo isso aumenta o custo e o tempo de inatividade. Ao reduzir essas barreiras, a manufatura on-demand on-demand permite que os engenheiros entreguem sem comprometer seu projeto.

No próximo ano, esperamos ver mais engenheiros voltando-se para a fabricação sob demanda como uma forma de resolver os principais pontos problemáticos. É provável que isso leve a um aumento da concorrência neste setor, bem como a uma consolidação de líderes de mercado em toda a linha. Em última análise, isso levará as plataformas a adotar novos materiais e atrair mais fabricantes para a rede distribuída, resultando em mais opções para engenheiros, menos tempo de inatividade e custos mais baixos.

Mais parcerias, joint ventures

Os fabricantes têm dificuldade em ir além da fase de teste de suas estratégias de digitalização, devido ao seu tamanho, cadeias de suprimentos globalizadas e falta de objetivos claros. Embora isso esteja começando a mudar, as grandes organizações geralmente ficam para trás quando se trata de adotar mentalidades verdadeiramente digitais em suas fileiras. Os tomadores de decisão estão cientes disso e estão procurando trazer conhecimento digital de todos os seus ecossistemas.

“À medida que os fabricantes pensam em criar agilidade em suas cadeias de abastecimento, há uma percepção cada vez maior de que esses esforços não podem ocorrer isoladamente”, afirma o 2020 da Deloitte Manufacturing Industry Outlook. “A necessidade de cultivar um ecossistema forte é uma tendência que surgiu, e nossa pesquisa mostra que é uma estratégia cada vez mais eficaz para os fabricantes, especialmente no que se refere ao impulso digital.”

De acordo com a Deloitte, essa tendência provavelmente se manifestará no próximo ano de duas maneiras distintas. Em primeiro lugar, as fábricas inteligentes - aquelas na vanguarda da transição digital - estão vendo os benefícios das parcerias em seus ecossistemas, criando novos modelos de negócios e valor para os clientes em uma taxa significativamente maior do que seus concorrentes. Retardatários que relutaram em se mudar agora estão procurando repetir esse sucesso em suas próprias empresas. Em segundo lugar, aqueles que estão empurrando a fronteira ainda não terminaram e provavelmente continuarão a expandir seus próprios ecossistemas como um meio de obter recursos que não possuem internamente.

Muitos líderes de mercado estão usando essa estratégia para promover sua visão digital. Mas, dado o valor relativo dos recursos digitais no mercado, a Deloitte sugere, “pode ser mais provável que 2020 traga parcerias e joint ventures em vez de aquisições diretas”.

O acesso a um ecossistema externo de parceiros é essencial para preencher os grandes déficits de talentos e capacidade que muitos fabricantes estão enfrentando. Assim, é provável que veremos um ano de parcerias entre grandes empresas e expansões digitais inovadoras. Os engenheiros se beneficiarão com o aumento do foco na experiência do usuário, na comunicação interna e nas jornadas simplificadas do cliente.

Impressão 3D

O que começou como uma tecnologia usada principalmente para prototipagem evoluiu para uma indústria em si. A impressão 3-D é considerada uma das mais inovadoras de todas as tecnologias da Indústria 4.0. Como um elemento-chave dessa revolução, “3DP está evoluindo como uma alternativa viável tanto para o desenvolvimento de produtos quanto para a manufatura convencional”, de acordo com um artigo da PwC desde o final do ano passado.

Nos últimos anos, a chegada de novos materiais impulsionou a indústria e as aplicações estão explodindo. Originalmente, apenas uma pequena seleção de plásticos estava disponível para uso em projetos de impressão. Hoje, a adição de materiais como concreto, metal e tinta de nanopartículas expandiu o potencial de inovação exponencialmente.

Com a chegada de impressoras maiores, mais rápidas e mais complexas, os engenheiros têm a capacidade de construir objetos em uma escala muito maior do que antes. Quatro das impressões 3D mais significativas deste ano são:

• O primeiro coração humano impresso em 3D , impresso em Israel este ano. Os pesquisadores da Universidade de Tel Aviv produziram o coração vascularizado por engenharia usando células e materiais biológicos do próprio paciente.
• A Universidade do Maine concluiu recentemente o maior barco impresso em 3D, um cruzador de 7,5 metros e duas toneladas, incluindo a maior parte sólida impressa em 3D de todos os tempos.
• O motor Crew Dragon da SpaceX foi fabricado inteiramente com impressão 3-D de metal. Projetada para ser o veículo espacial humano mais seguro já construído, a nave completou 16 missões de ida e volta para a Estação Espacial Internacional.
• O preço da impressão 3D de casas inteiras no local caiu drasticamente para entre US $ 4.000 e US $ 10.000, proporcionando acesso a moradias seguras e acessíveis para os necessitados.

Embora as tecnologias de impressão 3-D para materiais como metal e concreto tenham sido relativamente caras nos últimos anos, um fluxo contínuo de inovações começou a integrá-las ao processo de produção convencional.

À medida que as próprias impressoras avançam em um ritmo rápido, elas estão se aproximando do que a indústria considera o Santo Graal da impressão 3-D:a impressão multimaterial, que permitirá aos engenheiros projetar usando uma combinação de filamentos.

Este método de impressão está destinado a desbloquear o maior valor de todas as técnicas de impressão 3-D. Passos foram dados para introduzir a impressão multimaterial em um ambiente de prototipagem, e a tecnologia parece pronta para avançar para uso comercial nos próximos um ou dois anos.

No longo prazo, esses avanços darão aos engenheiros maior liberdade de design, aumentar a produtividade da prototipagem e tornar a entrega mais eficaz. A evolução dos materiais e do próprio maquinário tem especialistas prevendo que a indústria de impressão 3-D crescerá em valor para mais de US $ 50 bilhões até 2026. Adicione a isso a indústria de manufatura sob demanda em rápida expansão e a probabilidade de novas parcerias em toda a linha, e estamos começando a ver 2020 como a linha de base do processo de digitalização acelerado da indústria de manufatura.

Filemon Schoffer é cofundador e CCO da Hubs 3D, uma plataforma de manufatura online.