IA na Prototipagem Inteligente: Transformando Eficiência e Redução de Custos

Publicado em 26 de novembro de 2019 | Por WayKen

Desde o desenvolvimento dos primeiros computadores, a TI marchou com sucesso para todas as indústrias e assumiu porção considerável, se não dominante, das funções. Essa porção cresce a cada ano com desenvolvimento de sistemas de controle eletrônico e software de gestão. Prototipagem Inteligente é uma das muitas áreas onde TI pode aumentar eficiência e diminuir custo de todos os processos. Uma das soluções potenciais é usar inteligência artificial para fins de fabricação.

Inteligência Artificial para Prototipagem Hoje

Partes da IA já são usadas para fabricação de protótipos hoje. Não são tecnologias de ponta, pois usar certo software e hardware de IA requer viabilidade comercial e à prova de falhas. No entanto, certos avanços foram alcançados. Por exemplo, robôs de transporte são amplamente empregados por fabricantes. São muito flexíveis, levantam grande peso sendo consideravelmente pequenos e trabalham em tandem com operador humano, sendo absolutamente seguros. Esses robôs dependem fortemente de visão computacional para determinar onde podem tocar o objeto movido e onde colocá-lo. Além disso, alguns sistemas de fabricação são equipados com sistemas de autoajuste por IA. Uma máquina-ferramenta mede acabamento superficial da peça enquanto a usina. Se ajuste for necessário nos parâmetros de corte, a máquina faz automaticamente.

Esses exemplos são apenas a ponta do iceberg no modo como a IA pode melhorar a prototipagem no futuro.

Como a IA Aumentará a Eficiência da Prototipagem

Máquinas já substituem humanos em diferentes tipos de trabalho braçal, cálculos e monitoramento de sistemas, porém o que difere entre trabalho humano e de máquina hoje é a tomada de decisão. Máquinas têm mais força, mas humanos tomam todas as decisões. Conforme IA se desenvolve, máquinas começam a tomar suas próprias decisões. Como pegar uma peça, como movê-la para não colidir, como colocar objeto corretamente... Esse é o passo mais fácil. Depois, como organizar fluxo de peças em oficina de prototipagem para cumprir prazos, como escolher parâmetros ótimos para usinagem CNC de protótipo, como escolher melhor material para usinagem CNC, e assim por diante. O potencial aqui é enorme e depende apenas das capacidades da IA.

Desenvolvimentos tecnológicos recentes permitem ver avanços potenciais no futuro próximo. Vamos revisar possíveis usos de IA para prototipagem inteligente.

Visão Computacional para Precisão Excepcional

A indústria moderna está ficando menor, e não me refiro a volumes de produção. Circuitos de hardware, microchips e, consequentemente, seus gabinetes e eletrodomésticos em geral estão ficando menores. Enquanto isso, demandas de precisão aumentam. Algumas indústrias já atingiram ponto onde precisão requerida e velocidades de fabricação excederam capacidades humanas. Robôs programados tomaram seu lugar em linhas de produção e humanos moveram-se para área de prototipagem onde velocidade é menor mas flexibilidade é mais importante. No entanto, tamanhos continuam diminuindo. Quando humanos não conseguem lidar com montagens microscópicas, robôs de alta precisão com IA os substituirão. Tais robôs são muito mais flexíveis que seus equivalentes de produção em massa devido à visão computacional.

Processos Verdadeiramente Flexíveis

Tomada de decisão é característica indispensável para planejamento de processo. Atualmente, capacidades de inteligência do software são limitadas. Pode calcular cadeias de produção complexas com múltiplas configurações diferentes, como sempre na indústria de prototipagem, e estimar linha do tempo total de todos os projetos na oficina. No entanto, o engenheiro gera a rota que a peça toma dependendo das operações necessárias. Ele nomeia operações aos equipamentos. Baseia-se em experiência; o processo em si pode ser eficiente, mas se olharmos o todo, muitos protótipos únicos, pequenos lotes e modelos de maquete podem coincidir na oficina e criar gargalos: um equipamento carregado a 200% enquanto outros ficam ociosos.

O próximo passo para software de planejamento de processo com IA é dar liberdade total para arranjar processos, operações e até layout da oficina. Software de IA pode calcular milhares de combinações por segundo e gerar solução melhor.

Espaços de Trabalho Mais Seguros para Trabalho Perigoso

Fabricação é frequentemente perigosa. Por isso temos normas: ventilação, luz, contato com químicos, proteção pessoal, etc. Hoje isso é necessário porque humanos fazem todos os trabalhos perigosos. Por quê? Esses trabalhos precisam de tomada de decisão ou flexibilidade. Justamente as duas coisas que IA deve prover aos robôs. Todas as regulamentações de segurança resultam em muitos custos adicionais para empresas de prototipagem. E isso, por sua vez, torna produtos mais caros. Agora considere que você tem trabalhadores que não precisam dessas regras. Dependendo do que você monta neles, robôs podem trabalhar em condições irracionalmente tóxicas, alta temperatura, debaixo d'água, no escuro, quando está congelando. E eles ficarão bem!

Implantação Móvel Pode Revolucionar Oficinas de Prototipagem

IA pode ser adicionada a todas as máquinas-ferramenta, robôs de carregamento e máquinas de controle para torná-los sincronizados e agir como uma única criatura unificada. O que isso levará?

Linhas de montagem modernas de carros consistem em estrutura rígida onde peça se move ao longo de postos de trabalho onde uma única operação é realizada. Perfeito para produção em massa, mas sistema é extremamente inflexível.

IA pode revolucionar layout de equipamentos e linhas de produção como conhecemos. Múltiplas unidades móveis conectadas podem se combinar de forma que possam processar qualquer peça. Sistema de controle central decide qual unidade de equipamento é necessária e as arranja juntas. Pense como colaboração robótica em vez de linha de fabricação. A tomada de decisão por IA combinada com implantação móvel robótica pode criar novo layout de oficina a cada dia ou até para cada peça e levará o mesmo tempo que mover pessoas pelo local.