Indústria 4.0:Habilidades de Manufatura Necessárias em Fábricas Inteligentes

O que acontece quando os mundos de TI e OT precisam estar mais alinhados do que nunca? Conversamos com fabricantes de ambos os lados da equação sobre as habilidades necessárias para trabalhadores de “fábricas inteligentes” e as barreiras culturais que limitaram a adoção em larga escala até o momento.

Os profissionais de marketing da indústria chamam a fábrica inteligente ou fabricação inteligente de “convergência” entre tecnologia da informação e tecnologia operacional. Analistas e consultores preveem o futuro da manufatura, e é totalmente digital.

“Quarenta por cento da força de trabalho está se aposentando ou alcançando o status de aposentadoria nos próximos três a cinco anos, o que é enorme”, disse a Dra. Irene Petrick, diretora sênior de inovação industrial no grupo de internet das coisas da Intel, em entrevista à Melhor MRO. “A automação será uma necessidade.”

A maioria das empresas hoje, apesar de investir em novas tecnologias, ainda não está perto da promessa da Indústria 4.0, onde há uma integração completa de uma cadeia de suprimentos otimizada casada com o chão de fábrica e entrega no prazo, diz Mike Yost, consultor de divulgação da The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII), em entrevista ao Better MRO.

“A realidade é que muitas empresas estão fazendo muito ‘inteligente’ hoje e têm feito”, diz Yost. “Isso me deixa louco como estamos fragmentados na indústria na linguagem que usamos... Há um perigo em definir esses termos e pensar que eles são um destino final... Agora estamos evoluindo em todas as dimensões, mas ninguém está fazendo tudo isso. .”

Por quê? É realmente complicado.

“Resumindo:a cautela entre os fabricantes em se tornar digital não é sobre a falta de alinhamento estratégico interno e foco de curto prazo. O mundo da manufatura é complexo”, diz Stephen Gold, presidente e CEO da Manufacturers Alliance for Productivity and Innovation (MAPI) no artigo de 2018 “Os fabricantes estão atrás da indústria 4.0 – e por um bom motivo”.

Está acontecendo uma manutenção preditiva mais precisa e precisa? Sim. Sistemas automatizados, como veículos autônomos guiados e inteligência artificial, estão chegando à célula da máquina e ao piso do armazém.

O software está ficando mais inteligente nas máquinas. A Mazak, por exemplo, agora tem uma opção de sistema de monitoramento da integridade do fuso para seus centros de usinagem horizontais. Makino mostrou a tecnologia de comando de voz para operações de máquinas desenvolvida pela startup iT SpeeX.

“Existem inúmeras peças nesse quebra-cabeça, e a peça de tecnologia provavelmente não é a mais difícil de resolver”, diz Gold. "Embora as empresas de manufatura possam diferir drasticamente ... todas elas compartilham certas características, como cadeias de suprimentos cada vez mais complexas, usando ativos de produção por décadas antes da substituição e a necessidade real de evitar o tempo de inatividade da produção a todo custo."

Os líderes de negócios na fabricação têm ouvido falar sobre “ter os dados certos na hora certa” há 25 anos ou mais, diz Yost.

Qual é a diferença hoje? Há muito mais software digital e ferramentas de inteligência, sondas e sensores inteligentes no kit de ferramentas que podem ser usados ​​para ajudar os fabricantes a alcançar suas metas de competitividade e eficiência do que nunca. Novos materiais chegaram – e novas formas de fabricação por impressão 3D ou técnicas “aditivas”.

Com isso, são necessárias novas habilidades híbridas que combinam experiência em tecnologia operacional e de usinagem com habilidades digitais e de dados.

Quais habilidades são necessárias para a fabricação inteligente?

“Eles precisarão entender os dados, ser capazes de analisá-los e usar o pensamento estatístico para isso”, diz Petrick. “Os dados precisam impulsionar a ação para serem úteis.”

Petrick lidera a pesquisa na Intel focada na divisão de OT e TI – e pode estudar a Intel como fabricante e empresa de tecnologia. No ano passado, a empresa publicou a pesquisa “Indústria 4.0 Demanda a Co-Evolução de Trabalhadores e Operações de Manufatura”, que entrevistou 145 participantes.

“Mas eles também precisarão confiar na imagem real dos dados que veem em um painel… A desconfiança é uma grande lição de nossa pesquisa”, diz ela.

Petrick acredita que as habilidades de um cientista de dados estarão em demanda, mas serão difíceis de encontrar. Eles já são hoje. As habilidades adicionais incluem:experiência técnica em robótica e automação, virtualização, programação avançada, visão avançada (câmeras), simulação de robótica colaborativa e aplicativos de realidade aumentada.

Vamos colocar “dados de compreensão” em mais contexto:quando você tem a capacidade de monitorar um grande volume de sinais inteligentes, como você separa as anomalias?

Sem dúvida, as fábricas inteligentes da Indústria 4.0 se apoiarão fortemente nos dados. Os trabalhadores precisarão das habilidades para ajudar a encontrar as anomalias, definir quais são os dados “certos” a serem monitorados e criar os failovers apropriados que acionam caminhos e contingências de produção alternativos.

“Os trabalhadores precisarão de habilidades críticas de resolução de problemas e serão capazes de identificar os problemas antes de resolvê-los”, diz Yost.

Para onde vão as coisas no nível da máquina? Leia “ Pergunte a um especialista:Georgia Tech Professor sobre o futuro da usinagem . ”

Esta não é uma tarefa fácil, dada a lacuna de habilidades. Isso não quer dizer que os trabalhadores de chão de fábrica experientes não tenham essas habilidades hoje. Nem significa que novos talentos não entenderão tecnologias e técnicas anteriores.

Mas o que acontece quando aqueles com mais experiência em OT não estão mais trabalhando?

“Os futuros trabalhadores que entram no ambiente de fabricação são nativos digitais que se sentem à vontade – e esperam – dados, a fim de gerar transparência. No entanto, esses nativos digitais não têm experiência em produção”, escreve Petrick em um artigo para a IndustryWeek. “A força de trabalho atual possui experiência em produção, mas carece de conhecimento de dados. Precisamos de programas de treinamento que liguem essas duas populações e seus sistemas de crenças para implementar a futura fábrica inteligente.”

Outras habilidades de fabricação inteligente necessárias:colaboração

Com base na pesquisa da Intel, Petrick descobriu que os desafios culturais entre TI e OT são os maiores obstáculos enfrentados pelos fabricantes.

“Existem filosofias profundamente enraizadas em ambos os lados e são difíceis de combinar”, diz ela. “As empresas precisam engajar todas as partes interessadas nessa transformação – e ter especialistas à mesa de todos os lados.”

Significa colaborar, formar parcerias e orientar grupos de colegas — e comunicar e coordenar o tempo todo. Os engenheiros de processo precisam trabalhar lado a lado com as equipes de TI.

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“Se você está pensando apenas na eficiência do processo, provavelmente não está focado na segurança dos sistemas”, diz Petrick. Portanto, dê um lugar à mesa para TI.

Também requer um pouco mais de conhecimento de planejamento e integração de sistemas. Pode exigir a contratação de especialistas externos, como integradores de sistemas que, segundo Petrick, são altamente classificados no setor, pois são independentes de tecnologia e fornecedor.

“A tecnologia hoje é frequentemente adotada sem nenhum plano para mantê-la atualizada. Várias fábricas acabaram com novas máquinas e interfaces de computador antigas, novos fluxos de dados e servidores antigos …” diz a Intel em sua pesquisa de co-evolução.

Outras habilidades sociais incluem comunicação e compromisso com a aprendizagem e a educação ao longo da vida. Parece, no entanto, que muitos fabricantes estão atrasados ​​no treinamento.

“Na programação, configuração, operação e manutenção de ferramentas e processos de fabricação inteligentes, você precisa ver em quais aspectos adicionais eles [trabalhadores] precisam de treinamento”, diz Jeannine Kunz, vice-presidente da Tooling U-SME, em um artigo sobre as habilidades Gap =Vão. “Infelizmente, a manufatura tem estado abaixo da média no investimento em treinamento por funcionário.”

O que está funcionando hoje na fabricação inteligente?

Predominantemente, as tarefas de manutenção preditiva estão sendo auxiliadas por tecnologias inteligentes – o que auxilia na flexibilidade de uma planta. Quando você conhece o status de todas as suas máquinas e sabe quando a falha ocorrerá, “você pode reduzir drasticamente o tempo de inatividade”, diz Petrick.

Simplificando, há mais rendimento a ser obtido a partir da profundidade das informações disponíveis.

“Quando você tem mais informações sobre o que pode ajustar, as oportunidades de economia de custos e eficiência se multiplicam”, diz Petrick.

Mas isso não está necessariamente acontecendo em todos os setores. Os setores automotivo e de alimentos e bebidas estão vendo aumentos notáveis ​​– e ficando “mais inteligentes” a cada ano, de acordo com Petrick.

O setor automotivo está lidando com a personalização em massa de veículos pelos consumidores, bem como a pressão da dinâmica global e dos veículos autônomos.

A indústria de alimentos tem muitos produtos novos que falham, então os fabricantes de alimentos querem falhar rapidamente e se ajustar. Eles também têm a pressão adicional do consumidor por ingredientes frescos, de modo que buscam controles de fabricação mais rígidos e desejam mais flexibilidade para reduzir o tempo dos processos. Ser inteligente sobre processos e tecnologias está ajudando.

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