Top 3 Tendências de Manufatura Digital Moldando 2020

À medida que chegamos ao fim de 2019, as tecnologias por trás da digitalização em larga escala não estão desacelerando.

Nos próximos cinco anos, espera-se que 85% das empresas industriais tenham implementado tecnologias da Indústria 4.0 em todas as divisões-chave de negócios. A tendência está produzindo aplicações digitais práticas que só agora estão se tornando visíveis.

Devido a uma miríade de desafios, a indústria manufatureira tem sido lenta em adotar esforços de digitalização em escala total. Os poucos líderes que se aventuraram na fronteira da transformação digital pavimentaram o caminho para os demais seguirem.

A abordagem mainstream tem sido mais "esperar para ver" do que "vapor total à frente". Como resultado, há um choque entre expectativas de engenheiros de produto e mentalidades de fabricantes.

Fabricantes no passado foram lentos para adotar novas tecnologias, mas 2020 provavelmente será um ano de adoção digital generalizada. As faíscas pegaram, e com outliers desafiando o status quo, a indústria está sendo empurrada para frente.

"Com a tecnologia mudando rapidamente, fabricantes devem proteger seus planos de transformação digital da Indústria 4.0 ou correm risco de ficar atrás de concorrentes", afirma relatório 2019 da McKinsey sobre "Protegendo o Futuro de uma Transformação Digital na Manufatura".

Engenheiros são, em seu cerne, abertos a inovação e tecnologia. Ao mesmo tempo, a natureza do processo exige que colaborem em múltiplos níveis pela cadeia de suprimentos, com indústrias que nem sempre adotaram a mesma mentalidade. Para eles, digitalização da manufatura significa que podem incorporar esforços de economia de tempo, energia e dinheiro por todo o processo de produção.

Aqui estão as três principais tecnologias impulsionadoras que esperamos ver em 2020, e como elas capacitarão engenheiros:

Online e Sob Demanda

Com a ajuda de plataformas digitais que facilitam todo o processo através de uma rede de parceiros distribuídos, fabricantes online têm experimentado novos materiais e modelos de negócios inovadores no último ano.

Ao criar um ecossistema de fabricantes de qualidade, tudo que engenheiros precisam fazer para obter peças fabricadas é fazer upload de seus desenhos assistidos por computador (CAD), especificando material, acabamento superficial, furos roscados, tolerâncias e lead time para a nuvem. A plataforma então confirma o design, e um membro da rede distribuída com capacidades de fabricação para a peça específica assume o projeto.

Além da impressão 3D de plásticos e metais, empresas de manufatura online sob demanda estão oferecendo suítes com variedade de processos, incluindo usinagem de controle numérico computadorizado (CNC), produção de chapas metálicas, moldagem por injeção e fundição de uretano. Com a capacidade de acessar esses métodos de fabricação online, a produção de peças sob demanda se torna um método de fabricação mais viável.

Embora esta indústria ainda esteja em sua infância, o potencial que ela desbloqueia para engenheiros é enorme. Tradicionalmente, produção de peças foi dificultada por longos lead times para aprovar orçamento, transporte internacional e necessidade de pedidos mínimos de alta quantidade, todos os quais aumentam custo e tempo de inatividade. Ao reduzir essas barreiras, a manufatura online sob demanda permite que engenheiros entreguem sem comprometer seu design.

No próximo ano, esperamos ver mais engenheiros recorrendo à manufatura sob demanda como forma de resolver grandes pontos de dor. É provável que isso leve a maior competição nesta indústria, bem como consolidação de líderes de mercado em geral. Isso finalmente impulsionará plataformas a adotar novos materiais e atrair mais fabricantes para a rede distribuída, levando a maior escolha para engenheiros, menos tempo de inatividade e custos menores.

Mais Parcerias, Joint Ventures

Fabricantes acharam difícil ir além da fase de teste de suas estratégias de digitalização, devido ao seu tamanho, cadeias de suprimentos globalizadas e falta de objetivos claros. Embora isso esteja começando a mudar, grandes organizações tipicamente ficam para trás quando se trata de adotar mentalidades verdadeiramente digitais em suas fileiras. Tomadores de decisão estão cientes disso, e buscam trazer expertise digital de seus ecossistemas.

"À medida que fabricantes pensam em construir agilidade em suas cadeias de suprimentos, há percepção crescente de que esses esforços não podem ocorrer isoladamente", afirma Outlook 2020 da Indústria Manufatureira da Deloitte. "A necessidade de cultivar um ecossistema forte é uma tendência que emergiu, e nossa pesquisa mostra que é uma estratégia cada vez mais eficaz para fabricantes, especialmente no que se refere ao impulso digital."

Segundo a Deloitte, esta tendência provavelmente se desenrolará no próximo ano de duas formas distintas. Primeiro, fábricas inteligentes — aquelas na vanguarda da transição digital — estão vendo benefícios de parcerias em seus ecossistemas, criando novos modelos de negócios e valor para clientes a uma taxa significativamente maior que concorrentes. Retardatários relutantes em se mover agora buscam replicar esse sucesso em suas próprias empresas. Segundo, aqueles empurrando a fronteira não terminaram ainda, e provavelmente continuarão expandindo seus próprios ecossistemas como meio de obter capacidades que não têm internamente.

Muitos líderes de mercado usam esta estratégia para promover sua visão digital. Mas dado o valor premium relativo de capacidades digitais no mercado, a Deloitte sugere: "pode ser mais provável que 2020 traga parcerias e joint ventures em vez de aquisições diretas."

Acesso a um ecossistema externo de parceiros é essencial para preencher grandes déficits de talento e capacidade que muitos fabricantes experimentam. Assim, é provável que vejamos um ano de parcerias entre grandes empresas e scale-ups digitais inovadores. Engenheiros se beneficiarão de foco crescente em experiência do usuário, comunicação interna e jornadas do cliente simplificadas.

Impressão 3D

O que começou como tecnologia usada principalmente para prototipagem evoluiu para uma indústria por si só. A impressão 3D é considerada uma das mais disruptivas de todas as tecnologias da Indústria 4.0. Como elemento-chave dessa revolução, "a impressão 3D está evoluindo como alternativa praticável tanto para desenvolvimento de produto quanto para manufatura convencional", segundo white paper da PwC do final do ano passado.

Nos últimos anos, a chegada de novos materiais impulsionou a indústria para frente, e aplicações estão explodindo. Originalmente, apenas uma pequena seleção de plásticos estava disponível para uso em projetos de impressão. Hoje, a adição de materiais como concreto, metal e tinta de nanopartículas expandiu o potencial de inovação exponencialmente.

Com a chegada de impressoras maiores, mais rápidas e mais complexas, engenheiros têm capacidade de construir objetos em escala muito maior que antes. Quatro das impressões 3D mais significativas deste ano são:

• O primeiro coração humano impresso em 3D, impresso em Israel este ano. Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv produziram o coração vascularizado engenheirado usando células próprias do paciente e materiais biológicos.
• A Universidade do Maine completou recentemente o maior barco impresso em 3D, um cruiser de duas toneladas e 7,5 metros, incluindo a maior peça sólida já impressa em 3D.
• O motor do Crew Dragon da SpaceX foi fabricado inteiramente com impressão 3D de metal. Projetado para ser o veículo espacial humano mais seguro já construído, a nave completou 16 missões de e para a Estação Espacial Internacional.
• O preço de impressão 3D de casas inteiras no local caiu dramaticamente para entre US$ 4.000 e US$ 10.000, proporcionando acesso a moradia segura e acessível para necessitados.

Embora tecnologias de impressão 3D para materiais como metal e concreto tenham sido relativamente caras nos últimos anos, um fluxo contínuo de inovações começou a integrá-las ao processo de produção mainstream.

À medida que as próprias impressoras avançam em ritmo acelerado, elas estão se aproximando do que a indústria considera o Santo Graal da impressão 3D: impressão multi-material, que permitirá aos engenheiros projetar usando combinação de filamentos.

Este método de impressão está pronto para desbloquear o maior valor de todas as técnicas de impressão 3D. Passos foram dados para introduzir impressão multi-material em ambiente de prototipagem, e a tecnologia parece pronta para avançar para uso comercial no próximo ano ou dois.

No longo prazo, esses avanços darão aos engenheiros maior liberdade de design, aumentarão produtividade de prototipagem e tornarão a entrega mais eficaz. A evolução em materiais e na própria maquinaria tem especialistas prevendo que a indústria de impressão 3D crescerá em valor para acima de US$ 50 bilhões até 2026. Some a isso a indústria de manufatura sob demanda em rápida expansão e probabilidade de novas parcerias em geral, e estamos começando a ver 2020 como a linha de base do processo de digitalização acelerada da indústria manufatureira.

Filemon Schoffer é co-fundador e CCO da 3D Hubs, uma plataforma de manufatura online.