Automação industrial

A automação industrial está conosco há muitos anos. Mas você conhece todos os tipos que inclui? Como ele se encaixa na Indústria 4.0? Ao longo deste post, responderemos às dúvidas mais comuns sobre a Automação Industrial.

O que é automação industrial?

Automação industrial é um termo muito amplo que inclui todas aquelas tecnologias e metodologias que permitem que tarefas repetitivas sejam feitas automaticamente, com ou sem a interação de um operador.

O universo da automação industrial é muito amplo, assim como as tecnologias que podem ser aplicadas na indústria. Além de incluir robôs, PLCs ou sistemas pneumáticos, … para realizar tarefas repetitivas, existem outras tecnologias que podem ser aplicadas em muitos outros processos nas indústrias para proporcionar maior valor agregado.

O que a Automação Industrial tem a ver com a Indústria 4.0?

Hoje a automação industrial não pode ser compreendida sem a Indústria 4.0. A automação industrial surge como uma evolução natural dos processos produtivos. Já aconteceu com a máquina a vapor, a eletricidade ou o surgimento dos primeiros robôs e autômatos. O que a Indústria 4.0 oferece é a capacidade de interligar todos esses sistemas tradicionais para fazer a gestão conjunta e o diagnóstico de todo o processo produtivo. Também nos permite analisar esses dados para melhorar a competitividade, qualidade ou manutenção.

Com tudo isso, as vantagens do I4.0 são muito claras:

• Aprimoramento rápido e adaptação à evolução dos produtos no mercado.
• Mais customização no produto final, por ter sistemas digitais que permitem variar o processo sem grandes dificuldades.
• Mais agilidade nas mudanças de referência dentro de uma mesma linha, podendo fabricar diferentes peças/produtos nas mesmas posições sem exigir duplicação.
• Mais controle sobre os parâmetros de fabricação e, portanto, sobre a qualidade.

Tipos de automação industrial

Na ATRIA trabalhamos em um grande número de Projetos de Automação Industrial, utilizando tecnologias que nos permitem automatizar tarefas. Algumas dessas tecnologias são:visão computacional, robótica colaborativa, robótica industrial , AGVs/AMR e realidade aumentada .

Em seguida, informamos com mais detalhes em que consistem essas tecnologias:

• Visão computacional: a visão computacional nos permite, através de imagens de diversos tipos, obter informações visuais do ambiente. Com isso, podem ser desenvolvidas aplicações, como, por exemplo, metrologia de peças, detecção de defeitos, posicionamento, etc.).

• Robótica colaborativa: a robótica colaborativa permite que braços robóticos sejam adicionados a estações de trabalho ou áreas onde pessoas e robôs devem coexistir. Esse tipo de robô inclui sensores de diferentes tipos para reagir a variações no ambiente.

• Robótica industrial: A robótica industrial como a conhecemos é usada para automatizar tarefas repetitivas, geralmente com peças pesadas com as quais os robôs colaborativos não conseguem trabalhar. Por exemplo, mover peças de uma posição para outra.

• AGVs, AMR e AIVs: Veículos Guiados Autônomos (AGVs), Robôs Móveis Autônomos (AMRs) ou Veículos Autônomos Inteligentes (AIVs), são geralmente usados ​​para transportar material dentro das fábricas de produção. Além disso, como você verá em um dos Projetos que realizamos a seguir, outros usos são possíveis, como testar funções em diferentes estações de trabalho. Existem também diferentes tipos de AGVs:filoguiados, com mapeamento etc. Aqui esta post dedicado a ele.

• Realidade aumentada: a realidade aumentada é utilizada na manutenção, orientação de tarefas e melhoria da ergonomia no local de trabalho, entre outras coisas. Na ATRIA trabalhamos com projetores industriais, óculos inteligentes e dispositivos portáteis, como tablets. Você pode saber mais sobre essa tecnologia nesta postagem sobre realidade aumentada e este post específico sobre realidade aumentada aplicada à manutenção industrial.

Aqui estão algumas combinações dessas tecnologias que podem resolver problemas mais complexos:

• Robótica + Visão + IA: muitos de vocês já devem ter ouvido falar em sistemas robóticos para montagem, colocação ou transporte de peças. Também sistemas de visão para localizar peças ou realizar tarefas de coleta em caóticas. No entanto, essas tecnologias têm muito mais possibilidades.
  Da ATRIA apostamos em Inteligência Artificial para os casos mais complexos que não podem ser resolvidos com sistemas tradicionais de visão computacional. O uso da inteligência artificial permite, não só localizar no espaço ou avaliar se uma peça é boa ou ruim, mas também se adaptar a novas situações, obstáculos ou erros.
  Imagine que um produto passa por uma esteira e um robô tem que pegar e colocar em uma caixa. Com um sistema de visão tradicional, seria determinado um ou mais padrões “bons”, com os quais o produto seria válido para embalagem, caso contrário seria descartado.
  Com a inclusão da inteligência artificial podemos avaliar a aparência de novos casos “ruins” e separá-los em um ponto específico para avaliação e implementar aplicações mais complexas e versáteis diante de mudanças e variabilidades. Você pode ver um exemplo aqui.

• Robótica + Visão +AGV/AMR: outra combinação interessante é a união de robôs colaborativos com plataformas móveis (AGV, AMR ou AIV). Essa união permite flexibilidade de processos, pois o robô pode se movimentar de forma independente entre diferentes estações de trabalho, sem a necessidade de investir em um robô para cada uma delas. Desta forma, os tempos de espera também são otimizados na execução de outras tarefas. Além disso, é possível incluir um sistema de visão computacional para absorver as possíveis tolerâncias ou desvios de posicionamento da plataforma autônoma, bem como referenciar corretamente a peça com a qual vamos trabalhar. Também deixamos um link para um dos Projetos nos quais combinamos um MIR com um UR  e um sistema de visão com inteligência artificial.

Vantagens da automação industrial

A automação industrial pode trazer grandes vantagens aos processos produtivos das empresas. Aqui estão alguns dos mais interessantes:

• Melhoria de produtividade:  a automação industrial permite maior continuidade nos processos produtivos. Permite também maximizar as horas úteis diárias e anuais, podendo produzir todos os dias do ano 24 horas por dia. Isso permite maior produtividade e competitividade.
• Melhoria da qualidade: o controle e visualização de parâmetros em tempo real, a visualização das peças graças às câmeras de visão computacional e outros processos de controle inteligentes permitem maior qualidade em toda a linha de produção.
• Flexibilidade: os processos de automação industrial nos permitem aumentar a flexibilidade, pois aumentamos a capacidade das linhas de produção, possibilitando o processamento de novos produtos ou alterações.
• Custo de operação mais competitivo: a automação industrial reduz os custos operacionais para todas as vantagens mencionadas anteriormente:redução de resíduos, melhoria da qualidade e melhoria da produtividade.
• Coleta de informações:  outro aspecto interessante da automação é a possibilidade de coletar uma grande quantidade de informações dos elementos que compõem as estações e máquinas. Isso nos permite melhorar a manutenção preventiva quando vemos que determinados parâmetros afetam o processo. Também permite reduzir rejeições e melhorar a eficiência da linha.
• Segurança: graças à automação, alcançamos processos de produção mais seguros para as pessoas, liberando-as de tarefas que podem ser perigosas ou comprometidas e que podem causar desgaste físico e/ou lesões.

Aplicativos de automação industrial

Dentro da Automação Industrial, existem muitas aplicações possíveis. Hoje gostaríamos de falar sobre alguns deles. Alguns deles são mais gerais e podem ser aplicados a diferentes setores e plantas de produção, outros mais específicos em determinadas indústrias:

• Seleção de peças: mover peças de uma posição para outra é uma das tarefas mais prováveis ​​de automatizar. Cada aplicativo é diferente e precisará de configurações ou elementos diferentes. Atualmente é possível escolher peças caóticas com geometrias complexas. Para isso, é necessário utilizar a tecnologia de visão 3D e fazer um projeto adequado da garra robótica. Mostramos a você um Projeto  que fizemos no qual usamos um Yumi ABB .
• Controle de qualidade: o controle de qualidade das peças é realizado, em muitos casos, manualmente, sendo esta uma tarefa muito tediosa. Pode ser automatizado utilizando diferentes tecnologias de visão computacional, detectando defeitos em plásticos, peças metálicas, com diferentes configurações, etc. Automatizar este tipo de tarefas, permite inspecionar 100% da produção, de forma mais eficiente e rápida. Você pode ver um exemplo feito por nós aqui.
• Indústria farmacêutica: os processos de envase de medicamentos e pílulas, o processo de acondicionamento em caixas, seu acondicionamento, etc. são processos automatizados na maioria dos casos, com células de trabalho autônomas.
• Indústria agrícola: a automação já está presente no setor agrícola e espera-se que esteja ainda mais em um futuro não muito distante. Já existem modelos de tratores e colheitadeiras autônomos e drones responsáveis ​​pela pulverização e fiscalização das plantações. Isso possibilita paralelizar tarefas e tornar-se mais competitivo em um setor cada vez mais exigente. Você pode ver um exemplo de um dos nossos projetos favoritos.

• Aplicativos de TI: a automação de tarefas relacionadas ao mundo da TI é muito importante, pois permite coletar grandes quantidades de dados e tratá-los adequadamente sem exigir grandes equipes de pessoas. Também está relacionado a todas as informações relacionadas ao fornecimento, como verificar automaticamente o estoque de peças disponíveis e fazer o pedido quando uma determinada quantidade for atingida.
• Indústria de mineração: este setor está passando por uma grande transformação graças às vantagens que a automação proporciona em suas operações. A utilização de veículos autônomos, sobretudo, reduz bastante o risco a que os trabalhadores estão expostos, tanto na extração quanto na demolição. Dessa forma, as pessoas podem realizar tarefas com muito mais segurança.

Como a Automação Industrial pode ser incluída nas empresas?

O que explicamos pode ser muito interessante, mas podem surgir dúvidas sobre como realizá-lo nas empresas.
Desde o início teremos que levar em conta muitos fatores que devem ser avaliados:

• O objetivo final do aplicativo
• Seu grau de dificuldade
• O retorno econômico que pode nos proporcionar
• O custo do tempo
• Os recursos necessários para iniciar o aplicativo
• E muito mais específico para cada aplicativo

Além disso, existem algumas empresas chamadas "Indústria 4.0 Enablers" , como a ATRIA, que são responsáveis ​​por realizar todas essas tarefas de forma confiável e ágil.

Passos a seguir para implementar um sistema de Automação Industrial

Antes de tudo, é necessário definir o objetivo da aplicação, os tempos que temos e o investimento disponível para realizar a automação.
Neste ponto devemos considerar qual será a forma de realizar a automação. Em muitos casos, pode ser interessante começar com um projeto pequeno, que permita validar a tecnologia e começar a se familiarizar com ela. Isto significará reduzir em grande medida o risco do investimento e assegurar a sua viabilidade. Em outros casos, é necessário ir diretamente para a implantação industrial no local final.
Depois, informamos quais são as etapas gerais para a execução de Projetos de Automação Industrial:

• Planejamento. O conhecimento aprofundado do processo produtivo é necessário para projetar o sistema automatizado que será implementado para realizar a melhoria proposta. Também inclui a seleção de fornecedores ou fornecedores, tempos de implementação e recursos disponíveis.
• Gerenciamento de montagens. Paradas controladas, manutenções ou fins de semana serão levados em consideração para minimizar o impacto durante a fase de instalação e teste.
• Integração de elementos. O novo sistema automatizado precisará trabalhar com os sistemas existentes, comunicar-se e estar conectado. Devemos adaptar os sistemas de comunicação para que funcionem corretamente.
• Execução e programação. O novo sistema automatizado está instalado em seu novo local. Em muitas ocasiões a programação pode ter sido instalada anteriormente, economizando tempo nesta etapa. A interligação de elementos, instalação de elementos móveis e outras operações auxiliares necessárias serão realizadas.
• Verificação. Com o sistema instalado, realizaremos uma verificação e reajuste para testar se o processo funciona de forma correta e otimizada.
• Planejamento de manutenção. A manutenção é um elemento chave para o bom funcionamento. Um plano de manutenção devidamente documentado será preparado.
• Treinamento. É um ponto muito importante na gestão de processos automatizados. O bom funcionamento das estações está intimamente relacionado ao bom uso das mesmas.
• Solução de problemas. Os sistemas automatizados terão sem fio sensores e detectores, sempre que possível, para facilitar a manutenção e a detecção de falhas.

A partir da ATRIA realizamos diversos Projetos de automação, adaptados às necessidades do cliente e do processo, você pode vê-los aqui .

Quer aplicar a Automação Industrial em algum dos seus Projetos? Entre em contato conosco!

Projetos relacionados:

• Automação de um conjunto de eixo com lâminas
• Colheita com visão e robô colaborativo de dois braços
  
• Escolha e coloque da fita com UR e visão após a injeção