O futuro da automação no setor de manufatura já chegou?

As instalações de fabricação do futuro implantarão automação extremamente fácil de usar, segura, flexível e acessível, suportada por IA e interfaces padronizadas de software e hardware. Em vários aspectos importantes, as tecnologias transformadoras necessárias para que tudo isso aconteça já estão aqui, impulsionadas pela demanda do próprio setor manufatureiro. Essas tecnologias fornecem um vislumbre tentador do futuro da automação de fabricação.

A perspectiva de fabricação

O setor manufatureiro está enfrentando uma crise de mão de obra qualificada e não qualificada que deve continuar por muito tempo no futuro. A lacuna de habilidades de manufatura apenas nos Estados Unidos pode deixar até 2,1 milhões de empregos não preenchidos até 2030 a um custo de US $ 1 trilhão para a economia nacional, de acordo com um estudo recente da Deloitte e do Manufacturing Institute.

É um padrão que se repete em todo o mundo e está impulsionando o crescimento na adoção da automação. Um relatório separado de resiliência global da Deloitte de 2021 descobriu que 57% dos entrevistados de fabricação já usaram tecnologias avançadas para redesenhar tarefas de trabalho, incluindo automatizar tarefas anteriormente manuais.

Ao mesmo tempo, os fabricantes estão enfrentando uma demanda crescente por seus produtos, impulsionada por um setor de comércio eletrônico em expansão. Além de tudo isso, as demandas dos clientes estão mudando. Há uma tendência notável para uma personalização cada vez maior do produto final, o que impulsiona a demanda por automação flexível, rápida e fácil de reprogramar e reimplantar. A tendência relacionada à produção de alto mix/baixo volume já está aqui e também deve crescer no futuro.

Os fabricantes precisarão de mais automação no futuro. Isso é um dado. Mas, como veremos, cada vez mais precisarão de automação com características específicas; ou seja, automação com alta usabilidade, segura, flexível, padronizada e acessível.

De volta para o futuro

Há vinte anos, a automação industrial tradicional era o único jogo na cidade e apenas grandes empresas eram convidadas a jogar devido ao custo e complexidade envolvidos. A automação industrial tradicional é mais adequada para produção de baixo mix/alto volume, requer especialistas caros para programar e ocupa uma grande área. Também requer extensas proteções de segurança e cercas para proteger os trabalhadores humanos.

A automação industrial tradicional continua sendo o maior segmento do mercado global de robótica industrial. Mas o segmento de crescimento mais rápido do mercado de robôs industriais é o de robôs colaborativos (ou cobots) e aqui temos pistas importantes sobre a direção que a automação de fabricação está tomando.

Caracterizado pela facilidade de uso, baixo investimento de capital, pequena pegada, flexibilidade e operabilidade segura em torno de humanos, o surgimento de cobots e robôs industriais leves nos últimos 15 anos permite que pequenas e médias empresas (PMEs) se beneficiem da automação para a primeira vez. Também mostrou às empresas de automação de todos os tipos a importância de fornecer aos seus clientes soluções com alta segurança, usabilidade e flexibilidade.

Antes de mergulharmos nos principais recursos da futura automação de fabricação – fazendo a pergunta:“Quão próxima do futuro está a tecnologia atual?” ao longo do caminho - observe que os cobots não são a solução para todos os problemas de automação de fabricação, especialmente quando são necessárias velocidades extremamente altas e cargas úteis pesadas. E, embora crescendo rapidamente em popularidade, os cobots continuam sendo um segmento de nicho do mercado de automação industrial.

No entanto, em termos de quebrar barreiras em torno de acessibilidade, usabilidade, segurança e flexibilidade, o efeito transformador dos cobots está sendo sentido em todos os tipos de robôs e está moldando o futuro cenário de automação.

Segurança

As tecnologias atuais, como cortinas de luz e sensores de proximidade, permitem que os fabricantes tornem quase qualquer tipo de célula automatizada segura para uso em torno de humanos (sujeito a avaliações de risco). Isso significa que a segurança não é mais a única preservação dos robôs colaborativos, pois também incorpora implantações seguras de células de robôs industriais tradicionais. Quando se trata de operação segura, o futuro já está aqui.

Usabilidade

Analistas de mercado e especialistas estão prevendo um boom nos aplicativos de robôs, mas para que isso aconteça, temos que minimizar o tempo de implantação em cada aplicativo, facilitando a implantação da automação.

No lado do software, isso significa software com interfaces intuitivas que podem ser implantadas por operadores com treinamento mínimo, economizando tempo e dinheiro em programação e engenharia. No lado do hardware, isso significa recursos plug-and-play e fácil interoperabilidade entre diferentes tipos de robôs e componentes de robôs. Isso também significa efetores de encaixe e desconexão e o fim das ferramentas que são fixadas no lugar usando 60 parafusos pequenos.

Todos os fabricantes de produtos de automação estão pensando nessas coisas, mas há muita variação entre as ofertas disponíveis. Por exemplo, já é possível encontrar componentes de automação prontos para uso e fáceis de usar que podem ser implantados em uma ampla gama de diferentes tipos de robôs industriais. Mas esse tipo de oferta de “balcão único” é a exceção e não a regra.

No futuro, esses recursos serão a regra para todas as ofertas de automação. E um dos principais catalisadores dessa mudança será a crescente padronização tanto do lado do hardware quanto do software.

Padronização

Por que os integradores devem gastar tempo reinventando a roda com soluções personalizadas quando podem comprar produtos padronizados? A automação padronizada fornece ampla interoperabilidade entre componentes, é mais barata do que projetar sistemas do zero e libera os integradores para se concentrarem na implantação de robôs e na execução de aplicativos.

Hoje, mais e mais integradores estão fazendo acordos de pacote com produtos padronizados. Isso significa economia de custos para clientes de fabricação em instalação e manutenção. À medida que a padronização se espalha, isso também significa que um integrador que pode instalar cinco projetos hoje em breve poderá instalar 50. O integrador cobrará menos por instalação, reduzindo o custo e tornando a automação acessível para PMEs com pouco dinheiro, além de permitir integradores para ganhar mais dinheiro do que era possível anteriormente.

Produtos padronizados estão disponíveis hoje e há esforços em andamento para desenvolver padrões de software e hardware de robótica, mas a indústria tem algum caminho a percorrer para alcançar algo como a padronização universal.

Flexibilidade:a mudança do papel do integrador

Flexibilidade é muitas coisas, mas, em essência, é um conjunto de ferramentas para garantir que sua produção seja enxuta, ágil e capaz de reimplantar e mudar rapidamente.

O futuro da automação de fabricação significa automação flexível projetada para atender às demandas de personalização dos clientes da empresa de fabricação. Isso também significa configurações de produção flexíveis e facilmente personalizáveis ​​e automação fácil de programar e de (re)implantar, minimizando o tempo de inatividade e reduzindo os custos durante as trocas de processo de produção.

Dar aos fabricantes a capacidade de controlar as próprias implantações, incluindo a maior parte da manutenção e da programação, é empoderador para o usuário final. E a automação está se movendo rapidamente nessa direção. À medida que os usuários finais se tornam mais capacitados com o aumento da usabilidade, o papel dos integradores também mudará. Os integradores poderão se concentrar cada vez mais na implantação da automação, em vez de projetar e programar aplicativos.

Robôs industriais tradicionais difíceis de programar, principalmente de propósito único, continuam sendo o maior segmento do mercado de robótica industrial atual. Portanto, apesar de algumas exceções – encontradas principalmente nos segmentos de cobots e robôs industriais leves de rápido crescimento – a indústria tem um caminho a percorrer quando se trata de fornecer a flexibilidade que os fabricantes exigem.

No futuro, no entanto, à medida que mais empresas adotarem a flexibilidade em seus projetos de robôs e componentes de robôs, os fabricantes poderão (re)implantar a automação de maneira rápida e fácil.

Inteligência crescente

Espere ver mais recursos de inteligência artificial (IA) incorporados em toda a linha de produção, incluindo em cada robô e efetuador final. A IA é um facilitador crucial dos processos de coleta e análise de dados que suportam a Indústria 4.0.

A IA já pode ser usada para fornecer recursos de monitoramento remoto, fornecendo transparência sobre problemas que surgem quando, por qualquer motivo, seu robô não funciona ou não funciona no nível de eficiência necessário para sua aplicação. No futuro, essa transparência será um componente padrão de todas as instalações. Espera-se que os aplicativos de monitoramento remoto suportados por IA, por exemplo, se tornem padrão nos próximos anos, juntamente com um crescimento maciço em aplicativos de manutenção remota e inspeção baseados em visão habilitados para IA.

Eventualmente, a programação será realizada por plataformas de IA construídas em cima de uma interface de software universal usada em todos os robôs.

Automação como serviço

À medida que o modelo de negócios “As-a-Service” se desenvolve, com base nas ofertas Robots-as-a-Service e Fixtures-as-a-Service que vemos hoje, podemos esperar poder usar aplicativos de smartphone para solicitar as tecnologias necessárias para automatizar partes específicas do processo de produção. A capacidade de pagar pela automação a uma taxa por peça produzida, por exemplo, elimina o investimento inicial de capital, permite um gerenciamento de custos mais eficaz e remove outra barreira à adoção da automação. Espere ver um aumento maciço nas ofertas As-a-Service nos próximos anos - uma tendência que capacitará ainda mais as PMEs a adotar soluções de automação.

O futuro da automação no setor de manufatura já está aqui? Sim e não. Temos um vislumbre disso no surgimento de cobots, braços robóticos industriais leves e em algumas ofertas de finalizadores e ferramentas de final de braço. Em outros aspectos, será necessário um esforço considerável por parte do setor de automação para tornar realidade a promessa de automação futura, principalmente em relação aos esforços de padronização. Uma coisa é certa:a sinergia entre os setores de manufatura e automação se intensificará, impulsionando avanços tecnológicos deste último e melhoria de produtividade e aumento de lucros para o primeiro.

Este artigo foi escrito por Kristian Hulgard, Gerente Geral da Divisão das Américas da OnRobot, Irving, TX. Para mais informações, visite aqui .