Manufatura Inteligente Explicada: Aproveitando Tecnologia para Inovação e Lucro

Atualizado em 13 de abril de 2022

 

Quando é arriscado esperar? Quando todos os outros estão avançando. Utilizar tecnologia de manufatura inteligente o mais cedo possível é a escolha inteligente. A Industry Week relatou que a maioria das empresas de manufatura tem trabalhado em pelo menos um projeto de manufatura inteligente desde o final do ano passado e que "migrar para manufatura inteligente pode ajudá-lo a alcançar e atender clientes melhor e mais lucrativamente." Eles também disseram que muitas empresas estão experimentando adicionando sensores aos seus equipamentos existentes. Por que não tentar?

O que se Entende por Manufatura Inteligente?

Manufatura inteligente é o conceito de usar dados em tempo real para entregar insights acionáveis que impulsionam melhoria de processos, otimização de processos, aumento da utilização de equipamentos e respostas altamente flexíveis dentro de sistemas de manufatura inteligentes.

Esse uso de dados leva a plantas de manufatura inteligentes onde equipamentos de produção são integrados com coleta de dados, plataformas de análise e outras novas tecnologias. A manufatura inteligente usa uma variedade de tecnologias para fazer isso acontecer. Essas tecnologias e ferramentas incluem controles de computador, modelagem de dados, robótica e edge computing.

O conceito de manufatura inteligente existe há muitos anos, mas a tecnologia agora o torna realidade. Está enraizado na crescente adoção de digitalização no processo de manufatura. À medida que sistemas de produção em massa crescem para atender às necessidades dos consumidores em uma economia global crescente, dados criados pela fusão de sistemas ciber-físicos são cada vez mais usados para melhorar as operações gerais.

Equipamentos de manufatura são conectados por sensores ou dispositivos para monitorar e coletar dados durante o processo de manufatura. Esses dados podem ser transmitidos diretamente para a nuvem, ou podem empregar edge ou fog computing para processá-los antes de serem enviados à nuvem. Os dados recebidos pela nuvem usam uma série de tecnologias emergentes como Inteligência Artificial (IA), análise avançada de dados, algoritmos robustos de machine learning e plataformas de monitoramento de máquinas. Eles então transformam os dados em insights acionáveis que podem ser usados para tomadas de decisão mais precisas.

Os benefícios da manufatura inteligente se estendem a toda a empresa. Insights são usados para resolver problemas na cadeia de suprimentos e desenvolver programas de manutenção preditiva. A manufatura inteligente pode até fornecer análises de dados valiosas para aumentar o valor do software de planejamento de recursos empresariais (ERP).

A chegada de tecnologia inteligente na indústria de manufatura está mudando como as empresas fazem negócios. Com manufatura inteligente, uma empresa de manufatura inteira pode se transformar em uma empresa mais enxuta e orientada a dados que colhe benefícios significativos e revoluciona processos de negócios.

Como a Manufatura Inteligente se Relaciona com a Indústria 4.0

Vamos analisar o desenvolvimento de equipamentos industriais e revisar cada revolução sucessiva que trouxe ganhos enormes de produtividade.

Durante a primeira revolução industrial, a manufatura passou do modelo artesanal baseado em casa para a fábrica. Inovações como energia hidráulica e a vapor tornaram a produção em massa comum.

A segunda revolução industrial viu inovações adicionais como fabricação de aço aprimorada e eletrificação de fábricas. Um humano agora podia operar uma máquina para produzir um volume muito maior de bens comparado à era de produtos artesanais.

A terceira revolução industrial viu o computador introduzir automação e levar processos de manufatura a níveis de produtividade ainda mais altos. Isso permitiu extensa melhoria de processos e ganhos de eficiência.

Uma coleção de tecnologias emergentes agora impulsiona a quarta revolução industrial conhecida como Indústria 4.0. Consiste em um conjunto de tecnologias como internet industrial, inteligência artificial, machine learning, manufatura aditiva, edge computing, robótica, realidade aumentada e outras tecnologias inteligentes.

O que é Indústria 4.0? Indústria 4.0, também conhecida como Quarta Revolução Industrial, ou 4RI, é um termo abrangente para descrever como computadores, dados e automação estão evoluindo e se unindo para mudar a forma como o trabalho acontece, e em particular, a manufatura. Leia o Guia Completo.

Essas tecnologias permitem que plantas de manufatura aproveitem os vastos dados criados em cada equipamento para melhorar eficiência, permitir serviços inteligentes para receita adicional e implantar sistemas ciber-físicos que aumentam a eficiência operacional e impactam a estratégia de crescimento.

Aqui estão algumas áreas-chave onde a manufatura inteligente se relaciona com a Indústria 4.0:

• Aumenta Significativamente a Eficiência Operacional: Aproveitando dados, as empresas podem criar uma visualização ponta a ponta do processo de produção. Dados em tempo real e análises avançadas significam que tendências anteriormente despercebidas agora podem ser detectadas. Esses dados podem então ser contextualizados e entregues aos usuários — de HMIs interativos no ponto de operação a gerentes ou técnicos para tomadas de decisão mais rápidas e precisas. Esses sistemas conectados são então vinculados a sistemas ERP, software de qualidade, software financeiro e outras áreas funcionais. Isso cria um ambiente inteligente eficiente e produtivo.
• Reduz Tempo de Inatividade de Máquinas: Tempo de inatividade é um dos desperdícios de recursos mais significativos. Com tecnologias da Indústria 4.0, as empresas podem detectar problemas antes que aconteçam. Análises de dados fornecem estado da máquina até o nível do fuso, permitindo que operadores façam mudanças rapidamente. Para paradas não planejadas, alertas e alarmes são enviados a técnicos que podem então preparar equipamentos e peças para o reparo durante a próxima troca. Esse processamento de big data significa que as empresas podem desenvolver programas de manutenção prescritiva e preditiva baseados em condições reais enquanto monitoram e implantam uma estratégia de longo prazo para reduzir tempo de inatividade em todos os equipamentos.
• Impulsiona Segurança do Trabalhador: Tecnologias da Indústria 4.0 podem ajudar a criar o ambiente mais seguro já conhecido na manufatura. Robótica vinculada a uma plataforma de monitoramento IIoT de fábrica pode realizar tarefas perigosas anteriormente feitas por humanos. Alarmes e alertas também permitem que operadores detectem condições de falha e parem equipamentos com segurança — protegendo tanto operadores quanto equipamentos de danos. Na verdade, 41% dos fabricantes usando tecnologias da Indústria 4.0 relatam aumento significativo na segurança do trabalhador. Sistemas de monitoramento de fábrica inteira para calor, umidade, detecção de gás/fumaça e outras condições ambientais podem até ser programados para trabalhar em conjunto com maquinário para criar um ecossistema de fábrica inteligente com padrões excepcionais de segurança.
• Assume Controle da Gestão e Otimização de Estoque: Sejam matérias-primas, WIP ou produtos acabados, o estoque está sempre na mente do gerente de manufatura. Uma fábrica inteligente pode usar tecnologias da Indústria 4.0 para digitalização precisa no recebimento, localização e separação. Sensores e dispositivos como RF também permitem rastreamento de WIP para que etapas de valor agregado sejam precisas em tempo real. Plataformas IIoT da Indústria 4.0 permitem análise profunda de dados para análise ABC robusta que ajuda a priorizar bens de alto lucro durante picos de demanda ou interrupção na cadeia de suprimentos. Ao integrar dados em tempo real com ERP e outros softwares financeiros, custos de estoque podem ser automatizados.
• Aprimora Significativamente a Gestão da Cadeia de Suprimentos: Gestão da cadeia de suprimentos é vital para manufatura. O uso de sensores, edge computing e internet industrial pela manufatura inteligente permite que muitas tecnologias da Indústria 4.0 melhorem o desempenho da cadeia de suprimentos. Análise avançada de dados significa que as empresas podem definir MOQs confiáveis. Também permite determinar a necessidade de estoques de segurança e otimizá-los adequadamente. Planejamento de demanda pode ser modelado para fornecer previsões precisas, e sistemas têm força analítica para permitir planejamento de contingência "e se" robusto para ficar à frente de interrupções.

O Potencial da Manufatura Inteligente

O potencial da manufatura inteligente é vasto. Fábricas inteligentes com dispositivos anexados podem entregar dados em tempo real e vincular a motores de análise usando computação baseada em nuvem. Essa conexão torna uma fábrica inteligente mais responsiva e flexível.

Dados dirigem as atividades da operação e dizem ao fabricante o que fazer. Isso impacta toda a empresa, não apenas o departamento de produção. Sistemas de qualidade podem usar Inteligência Artificial (IA) para inspeção visual em linha e medições precisas de peso e medidas por unidade. Como dados de sistemas de produção, dados de qualidade estão imediatamente disponíveis para melhor tomada de decisão.

Essa mesma coleção de sensores dará visualização em tempo real do status da máquina. Operadores podem responder mais rápido na produção, reduzir tempo de inatividade, limpar emperramentos e reportar problemas a técnicos. Quando combinados com algoritmos de IA e ML, esses sensores e dispositivos podem permitir programas de manutenção preditiva que tiram a manutenção de máquinas do estado passivo, reativo, para uma função proativa de valor agregado. Isso ajuda fabricantes a controlar custos, reduzir tempo de inatividade e prolongar vida útil dos equipamentos.

A manufatura inteligente também pode gerar novos produtos e serviços de valor agregado. A capacidade de monitorar um produto até o fim de sua vida útil é um divisor de águas que abre as empresas a um nível sem precedentes de serviço de campo e ajuda a projetar melhores produtos no futuro.

Esse potencial já está se provando através de resultados. Para empresas utilizando tecnologia da Indústria 4.0 para desenvolver manufatura inteligente, 88% relatam maior produtividade, 74% relatam maior lucratividade, 43% relatam aumento na satisfação do cliente e 42% relatam aumento no tempo de atividade da máquina. Esses benefícios não podem ser superestimados.

MachineMetrics desbloqueia dados de produção precisos e em tempo real para visibilidade instantânea nas operações, permitindo manufatura inteligente do chão de fábrica à alta gestão.

Desafios da Manufatura Inteligente

Como todas as revoluções, o progresso para digitalização total levará tempo. Ao longo do caminho, vários obstáculos devem ser superados. Estes podem incluir:

• Segurança: A internet sozinha vê dezenas de milhares de violações de segurança todos os dias, e a internet industrial não é diferente. O medo sobre segurança do sistema há muito tempo está na mente dos gerentes de manufatura, mas os sistemas de computação em nuvem de hoje são mais seguros do que nunca. Embora a percepção de segurança frouxa exista, a realidade é que violações são muito mais prováveis de vir de estações de usuário dentro de uma empresa do que através de um hack na nuvem. Saiba mais sobre segurança para IIoT.
• Falta de Uniformidade: Embora a tecnologia de manufatura inteligente esteja aumentando constantemente, a indústria ainda é muito fragmentada. Sistemas DIY abundam e as empresas muitas vezes precisam combinar dispositivos de um fornecedor a software de outro. Existem também diferentes métodos de conectividade, de com fio a sem fio a celular. As empresas frequentemente carecem dos conjuntos de habilidades internos necessários para conectar, sincronizar e implantar um sistema de outros fornecedores. A MachineMetrics elimina esse problema com um conjunto turnkey de dispositivos que podem se conectar através de vários métodos para garantir que dados não apenas sejam coletados, mas também transformados e padronizados para gerar valor.
• Interoperabilidade: Muitos sistemas de software de fornecedores não são totalmente interoperáveis com software empresarial legado, levando à relutância em implantar. Alternativamente, fornecedores podem usar a força de IP do software IoT para forçar fabricantes a comprar software adicional que não querem ou precisam. Em contraste, a plataforma MachineMetrics integra via API com software empresarial existente para aprimorar suas capacidades, não torná-lo obsoleto.
• Perda de Empregos na Manufatura e TI: Com alto nível de máquinas autônomas ou semi-autônomas, muitos trabalhadores podem temer perder seus empregos na manufatura. Esse medo também é verdadeiro para profissionais de TI que temem ser sobrecarregados com a implantação de um novo sistema radical apenas para serem demitidos e substituídos por um robô.

A Aplicação de IIoT com MachineMetrics

A Internet Industrial das Coisas (IIoT) oferece uma enorme oportunidade para alcançar manufatura inteligente impulsionada por tecnologias da Indústria 4.0. A MachineMetrics oferece funcionalidade out-of-the-box para tornar isso realidade. Nossa plataforma também permite análises avançadas, machine learning e conexão de dispositivos através de uma fábrica (incluindo equipamentos OEM novos e equipamentos analógicos legados de manufatura).

A MachineMetrics entende que manufatura inteligente não precisa ser proibitiva em custo ou ad hoc. Ao utilizar a plataforma best-in-class, as empresas podem realizar os benefícios da manufatura inteligente e capturar economia de custos sem precedentes, maior produtividade, melhor qualidade, processos aprimorados e uma vantagem competitiva em seu ambiente de manufatura inteligente.

Dados Precisos Impulsionam a Manufatura Inteligente

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