Automação Industrial: Do Passado ao Presente – Guia Completo para Aplicações de Manufatura e Tendências Futuras

Nota do Editor: Se você é um leitor regular do blog Cerasis, sabe que somos uma empresa de logística terceirizada que se especializa em gestão de transporte através de tecnologia (um sistema de gestão de transporte baseado na web) e serviços de transporte gerenciado para incluir contabilidade de frete (pagamento, auditoria, consolidação de faturas), reclamações de frete, programas de conformidade de fornecedores inbound, logística reversa (retornos), relações com transportadoras (negociar ótimas taxas para envio, manter relacionamentos/taxas), e soluções de tecnologia de frete eCommerce para aqueles que têm eCommerce. Capacitamos remetentes (fabricantes e distribuidores principalmente no espaço industrial) com tecnologia e ferramentas de automação para tornar o remetente mais eficiente. É por isso que também temos interesse em não apenas falar sobre tendências e questões de manufatura, como nossos clientes são fabricantes, mas sobre tais grandes tecnologias como automação industrial. O post de hoje focará na breve história da Automação Industrial, o que é Automação Industrial, o estado atual e o futuro próximo do que a automação industrial reserva. Um breve deste post foi apresentado primeiro como guest blog no blog Cisco-Eagle.

Automação Industrial tem alguns segmentos chave. Nos anos 1970, o DCS original foi desenvolvido nos anos 1970 por uma equipe de engenheiros na Honeywell, e o primeiro PLC foi criação do inventor Dick Morley e outros. Várias startups inovadoras desenvolveram software HMI para PLCs e I/O industrial. Sensores e atuadores inovadores vieram de algumas empresas chave. Em um negócio fragmentado, a maioria dos inovadores fica presa em platôs de crescimento e são comprados. Mas alguns continuam a gerar crescimento e sucesso independentes.

Rastreie as raízes de todos os segmentos significativos de negócios de automação e você encontrará pessoas-chave e inovações. Instrumentação e controles industriais sempre foram um viveiro de novos produtos – sensores melhorados, amplificadores, displays, gravadores, elementos de controle, válvulas, atuadores e outros widgets e gismos. Mas os mercados são relativamente pequenos, especializados e fragmentados, e é raro que qualquer volume significativo resulte diretamente de produtos individuais. Este modelo de negócio é grandemente visto em vendas técnicas também.

Muitas empresas de automação industrial foram fundadas com desenvolvimentos inovadores para aplicações de nicho. Os clientes-alvo eram geralmente usuários finais locais que forneceram a oportunidade de testar novas ideias, geralmente por causa de necessidades específicas não atendidas. Startups bem-sucedidas expandiram seus produtos e mercados além de aplicações e geografias inicialmente estreitas, dependendo do valor real da inovação, e também se o fundador foi capaz de contratar gestão, vendas & líderes de marketing adequados para crescer a empresa além dos estágios empreendedores iniciais.

Desde que automação é um negócio tão fragmentado, todas as maiores (multi-bilhão $) empresas são principalmente uma conglomerado de produtos e serviços; cada segmento de produto gera volume relativamente pequeno, mas juntos formam negócios consideráveis.

O que é Automação Industrial?

Segundo Wikipedia automação é:

Automação ou controle automático, é o uso de vários sistemas de controle para operar equipamentos como maquinaria, processos em fábricas, caldeiras e fornos de tratamento térmico, comutação em redes telefônicas, direção e estabilização de navios, aeronaves e outras aplicações com intervenção humana mínima ou reduzida. Alguns processos foram completamente automatizados.

O termo automação, inspirado pela palavra anterior automatic (vindo de autômato), não era amplamente usado antes de 1947, quando General Motors estabeleceu o departamento de automação. Foi durante este tempo que a indústria estava rapidamente adotando controladores de feedback, que foram introduzidos nos anos 1930.

Automação foi alcançada por vários meios incluindo mecânico, hidráulico, pneumático, elétrico, eletrônico e computadores, geralmente em combinação. Sistemas complicados, como fábricas modernas, aviões e navios tipicamente usam todas estas técnicas combinadas.

Engenheiros industriais imaginaram fábricas totalmente automatizadas desde pelo menos meados do século 20. Mas a verdadeira corrida para automatizar manufatura pode ser dita ter começado nos anos 1980, quando fabricantes de carros dos EUA surgiram com a visão de manufatura "lights-out". A ideia era vencer seus rivais automatizando fábricas a tal extensão que todo o processo de manufatura poderia ser deixado para robôs. Em grande extensão, permaneceu apenas uma visão até agora.

O que é Automação Industrial na Manufatura?

Automação industrial na manufatura é o uso de máquinas "inteligentes" em fábricas para que processos de manufatura possam ser realizados com intervenção humana mínima. Envolve a aplicação de vários sistemas de controle para permitir que equipamentos operem por conta própria, com pouca intervenção humana, tarefas que requerem velocidade, resistência e precisão.

Automação industrial pode ser alcançada por vários meios diferentes, incluindo mecânico, elétrico, eletrônico, hidráulico, pneumático e computadores. Geralmente, dois ou mais destes meios são usados em combinação. Fábricas, navios e aviões de última geração de hoje combinam todas estas técnicas.

Os principais benefícios da automação de manufatura incluem processos de operação mais enxutos que requerem menos energia, menos material e desperdício de mão de obra reduzido. Estes podem levar a melhorias em qualidade, precisão e exatidão. As desvantagens incluem altos custos de P&D e instalação de equipamentos.

Qual é o Estado Atual da Automação Industrial na Manufatura?

Embora manufatura "lights-out", um conceito no qual as luzes podem ser desligadas deixando tudo para os robôs, ainda seja um sonho, progresso notável foi feito desde os anos 1980. Muitos trabalhos repetitivos e de alta precisão em grandes fábricas, como em linhas de montagem de carros, foram assumidos por robôs industriais.

Robôs industriais de hoje têm altas capacidades de computação, sistemas de visão vastamente melhorados e graus operacionais de liberdade crescentes. No entanto, eles são limitados a operar em ambientes altamente estruturados e, em grande extensão, ainda precisam ser controlados por humanos. Eles também são demasiado especializados e inflexíveis para o uso de indústrias pequenas e médias. Portanto, eles podem essencialmente ser considerados ferramentas de longas corridas de produção e grandes fabricantes.

Com o rápido desenvolvimento e proliferação de tecnologias de microcomputador e software, automação na manufatura é quase totalmente dependente das capacidades de computadores e software para automatizar, otimizar e integrar os vários componentes do sistema de manufatura. Devido a esta dependência, automação na manufatura é chamada manufatura integrada por computador.

Qual é o Futuro da Automação Industrial?

Embora automação industrial na manufatura não seja sem seus detratores (como uma alegação não fundamentada de que levará a desemprego em massa), seu futuro parece muito brilhante. Robôs industriais do futuro serão multi-funcionais para que a mesma máquina possa ser colocada em vários usos diferentes. Eles terão muitas capacidades associadas a trabalhadores humanos, como a capacidade de tomar decisões e trabalhar autonomamente. Eles também terão capacidades de auto-diagnóstico e manutenção preditiva.

Graças à automação industrial de manufatura, a fábrica do futuro será mais eficiente na utilização de energia, matéria-prima e recursos humanos. Também, contrariamente à crença popular, a experiência até agora mostrou que automação não causará desemprego em massa. Pelo contrário, o uso em massa de robôs criará mais empregos. Humanos e robôs trabalharão juntos para criar um espaço de trabalho mais eficiente e produtivo.