Revolucionando a Manufatura Aditiva: Como MES e Software de Fluxo de Trabalho Otimizam o Planejamento de Produção

Esta é a Parte 2 de nossa série sobre software MES. Descubra o restante dos artigos desta série:

• O Guia para Iniciantes de Sistemas de Execução de Manufatura Aditiva (MES)

• Como a Digitalização Pode Ajudar a Transformar o Pós-Processamento e Gestão de QA em MA

• 3 Maneiras que a Conectividade Aprimorará Suas Operações de Manufatura Aditiva

À medida que fabricantes atuais buscam escalar suas operações de manufatura aditiva, os mais visionários estão ativamente procurando otimizar uma área-chave: planejamento de produção.

O planejamento de produção está no centro de qualquer grande estratégia de manufatura aditiva. Com os processos certos de gestão e planejamento de produção em vigor, fabricantes podem integrar com sucesso a MA em sua estratégia de manufatura mais ampla, ganhar visibilidade completa em suas operações e aumentar significativamente a eficiência.

Este artigo explorará a importância do planejamento de produção para a manufatura aditiva, os desafios comuns que fabricantes enfrentam ao gerenciar suas operações, e como você pode usar software MES para resolver esses desafios — e maximizar suas chances de sucesso com a MA.

Por que preciso pensar em planejamento de produção para minha instalação de MA?

"Se você não planeja, está planejando falhar." — Benjamin Franklin

Fabricar com sucesso peças de MA certificadas requer consideração cuidadosa de todo o processo de produção. É o resultado de uma sequência altamente integrada de etapas que devem ser seguidas para alcançar o resultado final.

A falta de planejamento de produção significa falta de controle sobre o processo de produção. Isso aumenta a probabilidade de ineficiências no fluxo de trabalho e de perder gargalos-chave no processo.

O planejamento de produção para MA é sua estratégia para gerenciar todo o processo de manufatura aditiva. Ele cobre as etapas-chave do processo de produção de MA, como preparação de construção, agendamento de produção e monitoramento de status de máquinas.

Um processo claro de planejamento de produção traz maior controle sobre o próprio processo de produção.

Controle de produção significa que você tem uma visão completa de suas operações e consegue responder a eventos em tempo real, independentemente de onde suas instalações estejam localizadas. Essas capacidades permitirão, em última análise, escalar suas operações de MA ao longo do tempo.

À medida que empresas buscam integrar a MA em suas operações de manufatura, agora é a hora de considerar como você pode otimizar seus processos de gestão de produção para alcançar máxima eficiência e produtividade.

Os 8 desafios mais comuns que fabricantes enfrentam com planejamento de produção para manufatura aditiva

40% dos fabricantes relataram ter adotado manufatura aditiva internamente, segundo relatório da EY. Com este número destinado a crescer, nunca foi tão importante para OEMs considerar o planejamento de produção como parte central de sua estratégia interna de MA.

No entanto, existem várias armadilhas potenciais que empresas podem enfrentar ao estabelecer uma estratégia clara de planejamento. Abaixo estão oito dos principais desafios enfrentados no gerenciamento de produção para MA.

Desafio #1: Nenhuma compreensão clara da capacidade

Definir a capacidade existente para produção é chave para planejamento de produção eficiente.

Uma avaliação realista da capacidade de produção inclui fatores como disponibilidade de tempo de máquina, flexibilidade dos vários tipos de sistemas de MA para diferentes tarefas, e disponibilidade de mão de obra qualificada na instalação.

No entanto, muitos fabricantes de MA enfrentam problemas de planejamento de capacidade, não menos porque dependem de dados em silos.

Usar sistemas díspares e não conectados significa que dados frequentemente precisam ser sincronizados manualmente antes de poderem ser acionados. Não apenas adiciona tempo, mas também torna os dados desatualizados antes mesmo de poderem ser usados.

Sem visibilidade em tempo real da capacidade, fabricantes de MA terão dificuldade em compreender totalmente sua capacidade atual, levando a previsões imprecisas de necessidades futuras de capacidade.

Desafio #2: Usar tecnologia inadequada e desatualizada para agendar produção

Além do planejamento de capacidade, existem também desafios no planejamento de atividades de produção da fábrica de MA. Fabricantes de MA frequentemente lutam para aumentar a produtividade e agendar atividades minuto a minuto no chão de fábrica de MA.

Muitos fabricantes de MA tentam fazer planejamento e agendamento de produção com sistemas legados ou ferramentas de manipulação de dados mal equipadas para a tarefa.

Por exemplo, seu sistema ERP pode incluir módulos de planejamento para programação mestra de produção e planejamento de necessidades de materiais. No entanto, nenhum destes sistemas de planejamento foi projetado para agendar produção de MA.

Sem a ferramenta correta para o trabalho, pode ser difícil criar um cronograma preciso, que considere prioridades inesperadas e mudanças que possam surgir.

Desafio #3: Um processo manual de rastreamento de trabalhos

Fichas de trabalho manuais desatualizadas são muito ineficientes quando comparadas a fichas de trabalho automatizadas dentro de um sistema de software.

Fichas de trabalho impressas frequentemente se perdem quando técnicos as passam uns aos outros, levando a atrasos. Adicionalmente, este processo não fornece nenhuma visibilidade sobre trabalho em andamento sem estar fisicamente no chão de fábrica.

Desafio #4: Preparar construções de impressão 3D para produção

Lidar com uma variedade de pedidos de muitos clientes adiciona outra camada de complexidade ao planejamento de produção.

Os pedidos tipicamente precisam ser produzidos usando diferentes materiais e tecnologias de impressão 3D, o que significa que primeiro precisam ser agrupados.

Sistemas baseados em papel ou desconectados limitam sua capacidade de agrupar pedidos e agendá-los eficientemente. Eles também não fornecem informações em tempo real e, como resultado, você não pode utilizar seu tempo ou capacidade ao máximo potencial.

Desafio #5: Falta de visibilidade de dados

Dados estão no centro de toda produção de MA.

"Com todas as diferentes opções de material e pós-processamento, a manufatura aditiva pode facilmente se tornar complexa," explica Timm Kragl, Consultor Sênior da Phanos GmbH.

"Para empresas, a questão então se torna: como podemos acompanhar esses fluxos de trabalho complexos e grandes quantidades de dados?"

Esta é uma questão chave, pois dentro de qualquer instalação de MA, dados estão sendo gerados a cada etapa de produção — continuamente.

Isto inclui:

• Dados gerados por máquinas (ex: tecnologia, status da máquina, atividade, dados de sensores),
• Dados de peças (ex: orientação da peça, posição, parâmetros)
• Dados de materiais (ex: tipo de material, níveis de estoque)
• Dados de pós-processamento e gestão de qualidade (ex: etapas de pós-processamento, requisitos de conformidade)
• Dados para relatórios (ex: taxa de sucesso vs. falha de impressão, produtividade)

Devido ao volume de dados gerados ao longo do processo de produção, acompanhar esses dados e utilizá-los para tomar decisões importantes é um desafio chave.

Desafio #6: Garantir repetibilidade

Qualidade é prioridade chave quando se trata de MA.

Particularmente para produção em série, a manufatura aditiva deve ser capaz de manter os mesmos padrões que processos de manufatura tradicionais.

Alcançar isso requer etapas de produção repetíveis e consistentes para garantir que cada peça atenda aos mesmos requisitos.

Como resultado, documentar as etapas exatas do processo é crítico para produzir a mesma peça de alta qualidade cada vez.

Sem um sistema para rastrear isso, garantir repetibilidade de produção torna-se virtualmente impossível de alcançar.

Desafio #7: Rastreabilidade operacional

Quem fez aquela alteração no arquivo CAD? Esta peça já foi inspecionada? Qual lote de material foi usado para produzir este componente?

Estas (e outras) perguntas só podem ser respondidas quando há rastreabilidade ponta a ponta em suas operações.

Rastreabilidade significa ser capaz de rastrear cada etapa de seus fluxos de trabalho de MA, junto com as etapas de produção que precisam ser tomadas em qualquer estágio.

Adicionalmente, rastreabilidade significa saber exatamente que ação foi realizada a que momento e lhe dá uma visão profunda sobre gargalos potenciais em suas operações.

Este conhecimento é chave para entender e otimizar o desempenho de suas operações.

E ainda, a rastreabilidade é incrivelmente desafiadora de alcançar, particularmente se você opera múltiplos locais de produção.

"Empresas devem ter visibilidade sobre informações como o que foi pedido, por quem e em que período, bem como as diferentes etapas necessárias para produção, como agendar e assim por diante," explica o consultor de MA, Timm Kragl.

Duas das maiores barreiras à rastreabilidade são sistemas desconectados e processos manuais, que não permitem acesso a dados em tempo real.

Crucialmente, a falta de rastreabilidade tornará virtualmente impossível escalar suas operações efetivamente.

Desafio #8: Gerenciar e coordenar fornecedores

26% dos OEMs terceirizam pelo menos parte de sua produção de impressão 3D para seus fornecedores, segundo a EY.

Terceirização fornece uma maneira para fabricantes completarem trabalhos de MA que não podem ser feitos internamente. Também torna a manufatura sob demanda — o conceito de produzir produtos sob demanda, próximo ou no ponto de necessidade — uma realidade. Isso tem o benefício adicional de reduzir tempo de inatividade da fábrica e aumentar a eficiência operacional.

Portanto, para a maioria dos fabricantes, o planejamento de produção de MA precisará incluir o gerenciamento da terceirização de trabalhos específicos para fornecedores terceiros.

Isso significa que OEMs devem ser capazes de gerenciar e executar operações não apenas internamente, mas também externamente, através de suas cadeias de suprimentos.

Terceirização requer alto nível de coordenação e integração para garantir que um produto seja entregue com as especificações certas no momento certo.

Para OEMs e fornecedores, isso significa saber o que precisa ser terceirizado — e para quem — e garantir que partes interessadas-chave sejam mantidas atualizadas o tempo todo.

Este nível de coordenação é desafiador se, como é o caso da maioria dos fabricantes, não há sistema centralizado para facilitar comunicação entre OEMs e seus fornecedores.

Como você pode resolver seus desafios de gestão de produção com software MES Aditivo

Apesar dos desafios envolvidos no planejamento de produção para MA, a boa notícia é que software MES, desenvolvido especificamente para manufatura aditiva, oferece as ferramentas necessárias para resolver esses desafios.

Software MES Aditivo é software de fluxo de trabalho que ajuda fabricantes a gerenciar suas operações de MA permitindo maior rastreabilidade, melhores insights de dados, e estabelecendo processos de melhores práticas em todos os seus fluxos de trabalho de MA.

Mas como você pode usar software MES e de fluxo de trabalho para melhorar seus processos de gestão de produção?

1. Simplificar o agendamento de produção

Software MES Aditivo dá aos fabricantes uma ferramenta confiável para agendar e priorizar trabalhos de produção de MA.

À medida que pedidos chegam, gerentes de produção aditiva podem usar software de fluxo de trabalho para agrupar facilmente pedidos de acordo com sua tecnologia de produção, requisitos de material e níveis de prioridade. Os pedidos agrupados criam lotes de produção, frequentemente chamados de builds.

Em soluções avançadas de gestão de fluxo de trabalho, há também um recurso que permite que pedidos sejam atribuídos a jobs de build apenas quando atendem aos requisitos daquele build. Isso significa que agendadores não poderão adicionar, por exemplo, peças a serem produzidas em PA 12 a um build usando PA 11. Este recurso ajuda, em última análise, a evitar erros potencialmente caros e retrabalho, simplificando o agendamento ainda mais.

Conclusão: Use software MES e de fluxo de trabalho para automatizar a preparação de builds e garantir agendamento preciso.

2. Aumentar a visibilidade do planejamento de produção

Uma vez que as peças foram atribuídas a um build, o software MES torna possível visualizar todos os jobs agendados em um gráfico de fluxo de trabalho estilo calendário, conhecido como gráfico de Gantt.

O gráfico de Gantt fornece as informações relevantes para agendamento de produção num relance. Por exemplo, no gráfico de Gantt da AMFG você pode ver:

• Datas de início e fim de um build
• Tempo e status do build
• Número de peças em um build
• Informações sobre a máquina e material usados

Datas e prazos claramente definidos capacitam sua equipe a priorizar seu trabalho e cumprir prazos. Além disso, exibir um cronograma de jobs de MA atualizado ajuda a manter todos (equipes e clientes) informados do progresso.

Além disso, gráficos de Gantt permitem ver a linha do tempo de um projeto onde você pode facilmente ver como e onde os sistemas de MA estão sendo usados. Quando máquinas são gerenciadas adequadamente, jobs de MA têm mais probabilidade de serem concluídos dentro do orçamento e prazos.

Conclusão: Use software MES e de fluxo de trabalho para melhorar a visibilidade da produção e entender melhor a capacidade.

3. Use software MES para criar um fio digital orientado a dados

Como vimos, dados são cruciais para operações de manufatura aditiva.

Fundamentalmente, software MES e de fluxo de trabalho fornece uma base sobre a qual OEMs podem rastrear e analisar dados em todo o processo de produção de MA, incluindo pós-processamento e gestão de qualidade.

Adicionalmente, dados históricos podem ser acessados para fornecer aprendizados-chave e otimizar processos.

Rastreamento de KPIs, relatórios e análises são outra maneira pela qual fabricantes podem aproveitar software MES para mergulhar mais fundo nos fatores-chave que impulsionam a produtividade.

Ter esses processos gerenciados por uma plataforma digital fornece um fio digital contínuo e cria maior eficiência operacional e rastreabilidade.

Conclusão: Use insights de dados fornecidos por software MES para aprender, escalar e construir um processo de produção de MA repetível.

4. Garantir repetibilidade para produção em série

Para fabricantes que buscam alavancar MA para produzir peças finais, repetibilidade e previsibilidade são essenciais.

Como vimos, garantir que a mesma peça seja produzida a cada vez e que padrões de qualidade sejam consistentemente atendidos, é crucial para produção em série.

Para isso, um processo de gestão de fluxo de trabalho repetível que garanta previsibilidade é vital. Critérios-chave para isso são:

• Orientação da peça
• Posição
• Material
• Máquina

Software de fluxo de trabalho pode rastrear os parâmetros que levaram ao sucesso passado, dando-lhe visão detalhada de alto nível sobre as etapas ideais do processo.

Por exemplo, os parâmetros necessários para uma peça específica ser produzida podem ser rastreados pelo sistema, e acessados novamente caso a mesma peça precise ser produzida. Isso, por sua vez, pode ser vinculado às etapas de gestão de pós-processamento que precisam ser tomadas imediatamente após a produção.

Bônus: Gerenciar produção de prototipagem mais facilmente

Quando se trata de prototipagem, tipicamente você estará produzindo alto volume de peças únicas.

Aqui, o desafio não é repetibilidade, mas gerenciar um alto volume de solicitações para suas equipes de desenvolvimento de produto e outras.

Métodos convencionais de gerenciar isso, como e-mail e planilhas, são tipicamente disruptivos para o processo de planejamento de produção, pois carecem de integração com o fluxo de trabalho de MA mais amplo. Software MES pode resolver isso.

Conclusão: Use software MES e de fluxo de trabalho para estabelecer etapas de processo claras e padronizadas que garantam repetibilidade e previsibilidade de produção.

5. Obter uma visão de 360 graus de suas operações

Software MES ajuda a manter rastreabilidade interna de arquivos, peças e processos. Cada produto ou lote pode receber seu próprio número de identificação, que também pode receber informações adicionais ao longo do processo de manufatura, como dimensões ou resultados de QA.

Software de fluxo de trabalho de MA oferece uma 'única versão da verdade' que ajuda empresas a atender seus padrões de qualidade e completar verificações de auditoria.

Conclusão: Usar software de fluxo de trabalho permite obter rastreabilidade completa em suas operações de MA.

6. Coordenar e gerenciar fornecedores mais facilmente

Um sistema MES robusto é aquele que permite coordenar fornecedores e gerenciar terceirização em uma plataforma padronizada.

O benefício disso é que mantém seus fornecedores e partes interessadas internas alinhados e atualizados com o status em tempo real de tarefas e ações específicas.

Conclusão: Use software MES para gerenciar sua produção interna e externa, e otimizar suas cadeias de suprimentos.

Repensando o planejamento de produção com software MES Aditivo

A manufatura aditiva oferece aos fabricantes uma oportunidade estratégica de desenvolver vantagem competitiva.

No entanto, assim como a MA requer uma abordagem diferente para pensar sobre design, alcançar os objetivos acima significa repensar abordagens tradicionais de gerenciamento de produção de MA.

Na realidade, isso significa adaptar seus processos internos para atender aos requisitos de produção de MA e garantir que etapas de fluxo de trabalho sejam integradas para alcançar eficiência, visibilidade e produtividade.

Usar sistemas desconectados entre si ou altamente manuais é uma das maiores barreiras à eficiência e controle de produção.

Em última análise, software MES que pode coordenar etapas de processo, fornecer rastreabilidade e insights orientados a dados é a chave para uma estratégia sólida de gestão de produção — e permitir que você escale suas operações de MA para o futuro.

Saiba mais sobre gestão de produção para manufatura aditiva

Se você gostaria de saber mais sobre como escalar suas operações de MA com software, recomendamos a leitura de nosso novo white paper, Software MES de Manufatura Aditiva: O Guia Essencial.

Além de fornecer mais insights sobre planejamento de produção para MA, você aprenderá mais sobre como desenvolver uma estratégia abrangente de MA e como pode usar software MES para ajudar a escalar e expandir suas operações de MA.