Manufatura Lights-Out: Alcançando Automação Total em Fábricas

Manufatura lights-out é uma técnica que usa tecnologia totalmente automatizada para rodar uma fábrica de produção com pouca ou nenhuma intervenção humana. Isso requer o suporte de múltiplas tecnologias como machine learning e coleta de dados de alta frequência.

Tem sido o sonho de muitos fabricantes usar uma mentalidade de "configure e esqueça" para produção. Simplesmente apareça no trabalho, coloque as máquinas em movimento, apague as luzes e saia pela porta. Nenhum trabalhador. Nenhum humano no prédio. Apenas máquinas fazendo o que fazem de melhor — tarefas repetidas precisas em velocidades muito mais rápidas que seus homólogos homo sapiens.

Isso reduziria drasticamente acidentes de trabalho, o custo de manter a instalação bem aquecida ou resfriada, e o custo da mão de obra em si. Fabricantes encontrariam menos problemas de qualidade também, porque — diferentemente de humanos — as máquinas podem replicar seus comportamentos exatamente, dia após dia.

Essas instalações de produção de 24 horas soam como pura fantasia, mas são realidade hoje em instalações de manufatura ao redor do globo. Não há dúvida. Embora a maioria das instalações esteja nos estágios iniciais de automatizar atividades de produção, soluções de automação estão sendo cada vez mais adotadas pela indústria.

O que é Manufatura Lights-Out?

Manufatura lights-out (também conhecida como "fábrica escura") é um método de produção que requer pouca ou nenhuma interação humana — essencialmente rodando por conta própria, mesmo em uma fábrica escura e vazia.

Para alcançar isso, você precisa ser capaz de automatizar cada passo do processo de manufatura. Empresas que utilizam esta estratégia o fazem com uma stack tecnológica que geralmente inclui visão de máquina, equipamentos de manufatura aditiva (impressão 3D), industrial IoT, edge computing, dados na cloud, machine learning e robótica.

Um exemplo de empresa usando esta técnica com grande efeito é a FANUC, que utiliza uma fábrica lights-out para produzir robôs e sistemas de manufatura sem qualquer assistência humana.

A FANUC lançou com sucesso uma fábrica lights-out, permitindo que seus robôs construam robôs sem muita intervenção humana. [Fonte]

Entendemos que fabricantes estão nos estágios iniciais de introduzir automação em suas operações. No núcleo de habilitar automação está dados de produção precisos que podem impulsionar a tomada de decisão para humanos e máquinas. Com dados direto do controle do equipamento, fabricantes podem começar a introduzir automação baseada no desempenho e saúde de suas máquinas.

Isso pode ser tão simples quanto mostrar dados de OEE em tempo real em dashboards acima do chão de fábrica ou tão sofisticado quanto coletar dados de alta frequência para habilitar manutenção preditiva.

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Benefícios de uma Produção Lights-Out

Automação total pode ser de benefício excepcional, especialmente em ambientes de manufatura hostis como aqueles contendo óleos e lubrificantes, químicos cáusticos, fumos, etc. Afinal, robôs podem ser feitos de componentes muito mais duráveis que seus homólogos humanos.

Embora a maioria dos fabricantes não esteja, no presente, visando automação ponta a ponta, a maioria atualmente usa ou pretende usar muitos dos processos que sustentam automação total, e com grande benefício. Os benefícios centrais da manufatura lights-out são redução de custos e impulso a maior eficiência, mas também incluem:

• Reduzir acidentes e aumentar segurança do trabalhador
• Melhorar eficiência operacional
• Reducir sucata e retrabalho via maior consistência de produção
• Impulsionar estratégias de manutenção mais avançadas

Desafios da Manufatura Lights-Out

Não seria apropriado abordar apenas os benefícios de uma fábrica totalmente autônoma. Abaixo delineamos os desafios que um fabricante pode enfrentar ao lançar uma fábrica escura.

Desafios Técnicos

Acender a luz é tão simples quanto acionar um interruptor. Infelizmente, configurar processos completamente automatizados pode ser um desafio altamente técnico que pode requerer investimento significativo. No entanto, soluções como MachineMetrics permitem que fabricantes coletem e usem dados de máquinas facilmente e rapidamente para automatizar processos, com ROI ocorrendo em tão poucos quanto 5 dias.

Produção Complexa

Tarefas simples e repetitivas são o melhor ajuste para automação. Tarefas mais complexas, bem como execuções de produção em pequena escala e operações, podem provar mais difíceis de implementar automação ou experimentar valor suficiente.

Segurança e Prevenção de Falhas

Há um problema em não ter humanos monitorando produção. Se algo der errado, pode não haver ninguém para pegar, o que poderia resultar em milhares de dólares em peças de sucata, ou danos significativos a máquinas. Felizmente, monitoramento remoto e detecção automatizada de falha de máquina podem trabalhar para evitar estes problemas.

E a Manutenção em uma Fábrica Lights-Out?

Fabricantes lights-out também devem estar preparados para eventualidades como manutenção. Embora máquinas possam ser menos propensas a erros que operadores humanos, elas não mudam as leis do caos. Maquinário se desgasta. Ferramentas quebrarão. No entanto, automação pode notavelmente reduzir o impacto de tais instâncias estreitando tempo de inatividade e, às vezes, até planejando dinamicamente reparos.

Utilizando um adaptador de dados de alta frequência, fabricantes podem monitorar equipamentos remotamente por quaisquer anomalias. Com a adição de tecnologia de machine learning para buscar padrões em torno de quebras, este tipo de sistema pode ser usado para manutenção preditiva e prescritiva, as duas técnicas de manutenção de manufatura mais avançadas disponíveis hoje.

MachineMetrics oferece um adaptador de dados de alta frequência que utiliza os sistemas de computador de equipamentos de manufatura para capturar dados de máquina a uma taxa de 1000 pontos de dados/segundo — sem ações que anulam garantia ou sensores requeridos. Além de prever com precisão quando a manutenção está próxima, às vezes quarenta minutos antes que um operador humano perceberia, máquinas podem ser paradas remotamente antes que qualquer dano ocorra.

Basicamente qualquer coisa que uma máquina pode fazer pode ser gerenciada remotamente por um humano ou via árvore de decisão baseada em tecnologia que resulta em automação total baseada nas circunstâncias em tempo real da própria máquina, metas de produção da instalação, garantia de qualidade e mais. Além de parar automaticamente uma máquina para reparos antes de causar qualquer desgaste ou dano adicional a máquinas circundantes, este sistema pode oferecer manutenção prescritiva também, fornecendo previsões de cenários if-then para diferentes ações em relação à máquina.

Nossas ferramentas fornecem aos fabricantes recursos para diagnósticos de máquina, otimização de ferramentas para que fabricantes tenham menos quebra e throughput ideal, otimização de qualidade baseada em detecção de chatter de ferramenta, e, claro, manutenção preditiva. Elas até resistem a ambientes de manufatura hostis, diferentemente de soluções de sensores aftermarket.