Compostos 4.0:assistentes digitais, edge computing e o futuro das fábricas inteligentes

O rastreamento de ferramentas no software da Plataine para produção de Composites 4.0 permite que os fabricantes otimizem o uso da ferramenta, manutenção e despesas de capital. FONTE | Plataine.

Ben-Bassat diz que, com esse conhecimento do que as ferramentas têm feito (peças, processo, qualidade), o software de Plataine pode olhar para situações individuais. “Digamos que você tenha duas ferramentas:uma precisa de manutenção após 9 ciclos e outra após 10 ciclos. Analisamos como e por que essas ferramentas são diferentes. Pouca manutenção arrisca problemas de qualidade, mas muita manutenção reduz o rendimento. Além disso, comprar ferramentas é um investimento sério, com algumas ferramentas custando de centenas de milhares a milhões de dólares. Portanto, os fabricantes querem evitar a compra de novas ferramentas, se possível, mas quando necessário, eles precisam garantir que essas ferramentas sejam mais eficientes. ”

Outro problema é que as ferramentas costumam se perder. “Por exemplo, um trabalhador pode ter esquecido uma ferramenta na demolição”, relata Ben-Bassat. “Mas agora alguém precisa encontrar essa ferramenta e colocá-la de volta em produção. Então, você não só perde o tempo daquela pessoa, mas também a produtividade da configuração da ferramenta. Com nosso software, o gerente receberá um alerta de que a ferramenta nº 10 está em processo de desmontagem por 3 dias. O gerente pode então responder e resolver isso. ”

Após as ferramentas de layup, o Plataine expandiu novamente para incluir o rastreamento de termopares, brocas, brocas e consumíveis. “Todos esses são aspectos de um quadro muito amplo e complexo que é a produção de compósitos. Materiais, ferramentas, equipamentos - está tudo conectado. Nossa visão é monitorar tantos fatores quanto possível e não apenas identificar os problemas de produção, mas apresentar e implementar soluções. ”

Assistentes digitais inteligentes

“Vemos o software como um assistente digital que analisa constantemente os dados de produção, oferecendo aos nossos operadores e gerentes alertas e recomendações inteligentes em tempo real”, afirma Ian Pearce, chefe de produção da Renault Sport Racing (Enstone, Reino Unido). 1 equipe usa compostos extensivamente no chassi e na caixa de câmbio de seus carros de corrida e, em 2018, optou por implementar o software da Plataine em seu sistema de produção de compostos. O software de Plataine gerencia materiais, orientando a equipe de produção sobre quais rolos de prepreg usar (com base no rastreamento -tempo e uso de sobras), bem como onde os pré-impregnados de que eles precisam estão fisicamente localizados - seja no armazenamento congelado ou no chão de produção.



A previsão que Pearson discute acima requer uma compreensão do estado de produção atual e uma história do que aconteceu antes, explica Ben-Bassat. “Trata-se de coleta de dados por meio de sensores em materiais, máquinas e peças para que saibamos quem está fazendo o quê a qualquer momento e em que ambiente. Podemos então identificar um padrão e prever um gargalo na máquina nº 7, por exemplo. Ou podemos dizer que isso não parece certo, pode haver um problema de desenvolvimento na máquina nº 7. ”

Ben-Bassat discute a inteligência do sistema:“Quando você faz compras na Amazon, ele diz o que outros clientes como você compraram. Como isso faz? Os algoritmos da Amazon coletam seu histórico de cliques e muitos outros parâmetros. Esses dados criam um repositório histórico. Da mesma forma, usamos um grande conjunto de dados históricos de todos os sensores em materiais, máquinas, ferramentas e peças. Mas também nos dizem o que está acontecendo agora. Em seguida, usamos IA - algoritmos essencialmente analíticos - para analisar todos os dados, identificar padrões e prever problemas. ”

Mas identificar problemas potenciais não é suficiente, diz Ben-Bassat. “Nosso software também fará uma recomendação. Esta é a próxima fronteira:prever back-ups, excesso de capacidade e manutenção de ferramentas, para que você possa alocar melhor os materiais, tirar uma ferramenta da linha porque está desacelerando a produção ou, alternativamente, esticar o ciclo de manutenção de uma ferramenta para maximizar a produção. Existem inúmeras decisões que queremos influenciar e melhorar. ”

O software Plataine usa dados de materiais, máquinas, ferramentas e peças para identificar padrões na produção de compósitos e prever problemas potenciais. FONTE | Plataine.



“O software aprende o processo típico de uma determinada peça”, continua Ben-Bassat. “Por exemplo:freezer, ATL, autoclave, usinagem, garantia de qualidade final (QA). Mas então, de repente, alguém passou da etapa 5 para a etapa 7. Ou uma parte retrocedeu nas etapas, o que implica em um problema de qualidade. Portanto, o software identificou padrões e pode alertar problemas, como quando uma etapa foi perdida. ” Esses problemas têm implicações nas métricas de produção. Quanto mais cedo eles puderem ser identificados ou previstos, mais cedo eles poderão ser resolvidos para que a produção continue funcionando sem problemas.

“Muitos painéis estão disponíveis e exigem que alguém monitore os dados para tomar uma decisão - ou seja, há pouca automação e nenhuma IA”, diz Ben-Bassat. “Nosso software é único porque prevê os problemas e sugere como corrigi-los. Por exemplo, o software verá que as peças da máquina nº 8 tendem a falhar porque ela funcionou a 60 ° C, não a 62 ° C, e funcionou às segundas-feiras, quando o operador estava realmente cansado. Existem tantas ocorrências como essa, problemas de qualidade que são, na verdade, uma função de muitas variáveis. Nosso software pode identificar esses problemas e apresentar um diagnóstico, prognóstico e tratamento. ”

Usando os dados de todos esses sensores, o software Plataine está essencialmente construindo uma rede interconectada de threads digitais. “Você tem peças específicas feitas de materiais específicos por funcionários específicos usando determinados processos, equipamentos e ferramentas com consumíveis específicos e em certas condições ambientais”, diz Ben-Bassat. “Usamos uma variedade de ferramentas de software do Google, Amazon e outros, bem como muitos desenvolvidos internamente, para fornecer uma solução total que analisa todos esses dados em tempo real e identifica padrões, tendências, problemas de controle de qualidade e gargalos, oportunidades para melhorias etc. Com o aprendizado de máquina, o sistema faz recomendações. Esta é a chave - não apenas para alertar, mas para consertar o gargalo que você não sabia que teria e fazer isso o mais cedo possível. ”

Plataine Edge

O software mais recente da Plataine, Plataine Edge, avança essa capacidade de identificar e resolver gargalos de produção antes que eles ocorram, usando computação de ponta para reduzir a latência e melhorar o desempenho do sistema em nível de produção. A computação de borda permite que dados de dispositivos de internet das coisas (IoT) sejam processados ​​na borda desses dispositivos, onde os dados estão sendo gerados, em vez de serem enviados por longas rotas para a nuvem e vice-versa. Não é que o poder da computação em nuvem seja eliminado, é mais que ele está sendo distribuído para a linha de produção. Cortar essa distância entre geração de dados, processamento e feedback no sistema IoT reduz o tempo de retardo ou latência. Minimizar a latência é crucial para que as linhas de produção de Composites 4.0 operem em tempo real.

Parcerias com Airbus, Google, etc.

“Nossa rede de parcerias é fundamental para nossa estratégia, porque ninguém pode fazer isso sozinho”, diz Ben-Bassat. Em 2016, a Plataine anunciou sua parceria com o Composite Technology Center (CTC, Stade, Alemanha), subsidiária da Airbus. “Nossas parcerias são de natureza diferente. Nossa colaboração com o CTC está se expandindo em toda a Airbus ”, observa ele. Enquanto isso, a parceria de Plataine com o Centro de Pesquisa de Manufatura Avançada da Universidade de Sheffield (AMRC, Sheffield, Reino Unido) visa promover a inovação e a competitividade nos fabricantes do Reino Unido e da Europa, não apenas na indústria aeroespacial, mas também na indústria automotiva e outras.

“Também temos parcerias com uma variedade de líderes da indústria em todas as indústrias, por exemplo, a Steelcase. Nós os ajudamos com compósitos e, então, aprendemos sobre tendências e desenvolvimentos em outras indústrias e podemos capitalizá-los para compósitos. Por meio de nossas parcerias com empresas de tecnologia de compósitos, como Airborne e TE Wire and Cable para termopares inteligentes, aprendemos mais sobre como obter dados e analisá-los. Quando é o momento certo para retirar um termopar da linha ou substituí-lo? ”

Em 2019, a Swinburne University anunciou que faria parceria com a Plataine, juntamente com a Fill (Ried im Innkreis, Áustria), Quickstep (Aeroporto de Bankstown, Austrália) e Arena2036 (Stuttgart, Alemanha) para construir o primeiro laboratório de teste Industry 4.0 da Austrália para compósitos Produção. O programa é financiado pelo governo australiano com o objetivo de fabricação de compósitos de alta qualidade que sejam flexíveis e capazes de aprender. “Esta colaboração com Swinburne é importante, mas é um ponto entre muitos no esforço global para a produção de alta taxa de compósitos.”

A Plataine tem parceria com o Google Glass para fornecer uma interface vestível para seu software assistente digital para gerenciamento de materiais compostos, ferramentas e processos. FONTE | Plataine.

Assistente digital via Google Glass

Embora grande parte da parceria de Plataine com o Google ocorra nos bastidores, há uma parte que está realmente na frente do usuário. “O Google Glass é uma interface de usuário usada pelo operador que tem um fone de ouvido e um microfone, basicamente equivalente a um tablet ou telefone, mas em uma forma diferente”, explica Ben-Bassat. “Ele usa os recursos de processamento de linguagem natural do Google, mas ainda mais avançado - ele pode entender qualquer idioma e superar o ruído ambiente. Quando a operadora fala por meio do microfone do Google Glass em qualquer idioma, o Google pode traduzir a pergunta e formalizá-la para o software Plataine, que então responde à pergunta. ” Ele dá um exemplo:

TÉCNICO:“Qual é o meu próximo trabalho?”
PLATAINE via GOOGLE GLASS:“O próximo trabalho é # 102.”
TÉCNICO:“Qual ferramenta eu uso?”
PLATAINE via GOOGLE GLASS:“Joe, use a ferramenta nº 5, que está na prateleira 14A.”

“Nossa parceria com o Google combina nosso conhecimento de manufatura com a ampla experiência do Google para fornecer um assistente digital para o gerenciamento de materiais compostos, ferramentas e processos”, afirma Ben-Bassat. “Nosso software e a plataforma Google Glass permitem que o operador ou técnico faça seu trabalho e melhore o rendimento, reduza os erros e facilite o avanço na curva de aprendizado.”

Implementação de software, cadeia de suprimentos conectada e segurança cibernética

Ben-Bassat afirma, antes de mais nada, que Plataine existe para oferecer uma solução de negócios. “Portanto, a implementação começa com a identificação dos pontos problemáticos do cliente:o que você deseja resolver e alcançar? A resposta geralmente é taxa de produção / rendimento ou qualidade / retrabalho. Em seguida, visitamos as instalações e fazemos uma análise do processo. ” Este último é uma espécie de due diligence com diferentes níveis de pessoal, da gerência ao chão de fábrica, para dar um quadro amplo e completo.

“Em seguida, identificamos se Plataine pode ajudar e como, seguido por uma abordagem passo a passo”, diz Ben-Bassat. “Aconselhamos começar com uma linha e lançar o software primeiro lá e depois expandir gradualmente. Isso também dá tempo para gerenciar a mudança e obter a adesão do usuário. Enquanto isso, recebemos feedback para ver onde mais treinamento é necessário, etc. ”

E quanto ao ritmo atual dos OEMs em relação a uma cadeia de suprimentos conectada? “Isso definitivamente cria desafios adicionais ao tentar implementar o Composites 4.0”, responde Ben-Bassat. “Um OEM dirá que deseja conectar todos os seus fornecedores porque isso ajuda a restringir o controle e reduzir os custos, mas como toda a cadeia gerencia a segurança dos dados? A propósito, não existe um padrão global. Por enquanto, o OEM pode fornecer uma lista de itens a serem cumpridos e, assim que você demonstrar conformidade, poderá ser aceito. Então, Plataine gastou muito tempo nisso porque, “Se não podemos mostrar conformidade com os requisitos do OEM, então não podemos vender nosso software”, observa Ben-Bassat.

“Tiramos proveito da experiência e do conhecimento local”, acrescenta. Israel é um líder mundial em segurança cibernética. “Temos ferramentas excelentes aqui em Israel (por exemplo, software de teste de penetração) que podemos comprar para descobrir qualquer fraqueza que possamos ter. Plataine está investindo pesado nisso, como devemos ”.

Fabricação e reciclagem de aditivos?

“Estamos vendo a indústria de manufatura aditiva (AM), em geral, fazer a transição da prototipagem para a produção em série”, diz Ben-Bassat. Os fabricantes devem rastrear o pedigree dos materiais recebidos, bem como o número de vezes que os pós metálicos e compostos e / ou sucata teoplástica são reciclados, por exemplo. “Essa ciclagem pode estar acontecendo em centenas de máquinas e, principalmente para peças aeroespaciais, a rastreabilidade deve ser mantida. É muito complexo e um grande desafio ”, afirma. “Mas também existe o desafio da repetibilidade tanto no processo quanto nas peças. Por exemplo, uma parte passou por 5 misturas e 10 reciclagens, enquanto outra máquina e parte passaram por 6 misturas e 9 reciclagens. Essas duas partes são iguais? Portanto, não se trata apenas de dados materiais, mas também de grandes quantidades de dados de máquinas que devem ser correlacionadas ao controle de qualidade e ao ambiente de produção. Acreditamos que a Plataine pode ajudar a fazer um trabalho melhor de prever a produção e o desempenho das peças e pode desempenhar um papel auxiliar tanto na AM quanto na reciclagem. Não temos apenas a infraestrutura de software, mas também a base de conhecimento. Se pudermos ajudar nossos clientes a aumentar sua capacidade de usar AM e reciclagem, especialmente em compósitos, isso será bom para a flexibilidade, produtividade e sustentabilidade de toda a indústria ”.

Para onde se dirige o Composites 4.0?

“Este é um período intenso no sentido positivo”, diz Ben-Bassat. “A dinâmica da indústria está criando uma necessidade de soluções de produção. Estamos expandindo nossa presença no chão de fábrica e nos concentrando na otimização da produção de compósitos de cada fabricante. ” Ele concorda que parece que muitas empresas não têm certeza do que fazer nem de como fazer. “Acho que é difícil para algumas empresas entender como a indústria 4.0 muda o jogo em termos de rendimento, capacidade, etc. O impacto nos negócios é tão significativo que realmente afetará quais empresas irão progredir e quais não serão capazes de competir. ”

“A automação está avançando”, acrescenta. “Isso não vai parar. Vimos que o software quase nunca substitui as pessoas, mas, em vez disso, torna a equipe melhor. ” Em outras palavras, ele libera operadores, técnicos e gerenciamento para lidar com novos problemas e novos desenvolvimentos - para antecipar o que os clientes precisarão em seguida e buscar soluções que irão alterar dramaticamente o cálculo da competitividade e sustentabilidade dos compósitos. “Sim, estamos buscando uma filosofia, mas acima de tudo, uma proposição de valor de negócio muito real.”