O que é Manufatura Inteligente? Usando a tecnologia para impulsionar a inovação

Atualizado em 13 de abril de 2022



Quando é arriscado esperar? Quando todos os outros estão avançando. Utilizar a tecnologia de fabricação inteligente mais cedo ou mais tarde é a escolha inteligente. A Industry Week informou que a maioria das empresas de manufatura está trabalhando em pelo menos um projeto de manufatura inteligente desde o final do ano passado e que “mudar para a manufatura inteligente pode ajudá-lo a alcançar e atender os clientes de maneira melhor e mais lucrativa”. Eles também disseram que muitas empresas estão experimentando adicionando sensores aos seus equipamentos existentes. Por que não experimentá-lo?

O que significa fabricação inteligente?

A manufatura inteligente é o conceito de usar dados em tempo real para fornecer insights acionáveis ​​que impulsionam a melhoria de processos, otimização de processos, maior utilização de equipamentos e respostas altamente flexíveis em sistemas de manufatura inteligentes.

Esse uso de dados leva a fábricas inteligentes onde os equipamentos de produção são integrados à coleta de dados, plataformas de análise e outras novas tecnologias. A fabricação inteligente usa uma variedade de tecnologias para fazer isso acontecer. Essas tecnologias e ferramentas incluem controles de computador, modelagem de dados, robótica e computação de borda.

O conceito de fabricação inteligente existe há muitos anos, mas a tecnologia agora está tornando isso uma realidade. Está enraizado na crescente adoção da digitalização no processo de fabricação. À medida que os sistemas de produção em massa crescem para atender às necessidades dos consumidores em uma economia global em crescimento, os dados criados pela fusão de sistemas ciberfísicos são cada vez mais usados ​​para melhorar as operações gerais.



Os equipamentos de fabricação são conectados por sensores ou dispositivos para monitorar e coletar dados durante o processo de fabricação. Esses dados podem ser transmitidos diretamente para a nuvem ou podem empregar computação de borda ou névoa para processá-los antes de serem enviados para a nuvem. Os dados recebidos pela nuvem usam uma série de tecnologias emergentes, como Inteligência Artificial (IA), análise avançada de dados, algoritmos robustos de aprendizado de máquina e plataformas de monitoramento de máquina. Em seguida, transforma os dados em insights acionáveis ​​que podem ser usados ​​para uma tomada de decisão mais precisa.

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

A chegada da tecnologia inteligente na indústria manufatureira está mudando a forma como as empresas fazem negócios. Com a fabricação inteligente, toda uma empresa de fabricação pode se transformar em uma empresa mais enxuta, orientada por dados, que obtém benefícios significativos e revoluciona os processos de negócios.

Como a manufatura inteligente se relaciona com a indústria 4.0

Vamos olhar para o desenvolvimento de equipamentos industriais e rever cada revolução sucessiva que trouxe enormes ganhos de produtividade.

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

A segunda revolução industrial viu mais inovações, como a fabricação de aço aprimorada e a eletrificação das fábricas. Um humano poderia agora operar uma máquina para produzir um volume muito maior de mercadorias em comparação com a era dos produtos artesanais.

A terceira revolução industrial viu o computador introduzir a automação e levar os processos de fabricação a níveis de produtividade ainda mais altos. Isso possibilitou uma ampla melhoria de processos e ganhos de eficiência.

Uma coleção de tecnologias emergentes está agora impulsionando a quarta revolução industrial conhecida como Indústria 4.0. Consiste em um conjunto de tecnologias como internet industrial, inteligência artificial, aprendizado de máquina, manufatura aditiva, computação de ponta, robótica, realidade aumentada e outras tecnologias inteligentes.

O que é a Indústria 4.0? A Indústria 4.0, também conhecida como Quarta Revolução Industrial, ou 4IR, é um termo abrangente para se referir à maneira como computadores, dados e automação estão evoluindo e se unindo para mudar a maneira como o trabalho acontece e, em particular, a fabricação. Leia o Guia Completo.

Essas tecnologias permitem que as fábricas aproveitem os vastos dados criados em cada equipamento para melhorar a eficiência, habilitar serviços inteligentes para receita adicional e implantar sistemas ciberfísicos que aumentam a eficiência operacional e impactam a estratégia de crescimento.



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

• Aumenta significativamente a eficiência operacional:aproveitando os dados, as empresas podem criar uma visualização de ponta a ponta do processo de produção. Dados em tempo real e análise avançada de dados significam que tendências anteriormente despercebidas agora podem ser detectadas. Esses dados podem ser contextualizados e entregues aos usuários - de IHMs interativas no ponto de operação a gerentes ou técnicos para uma tomada de decisão mais rápida e precisa. 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 o tempo de inatividade da máquina:o tempo de inatividade é um dos desperdícios de recursos mais significativos. Com as tecnologias da Indústria 4.0, as empresas podem detectar problemas antes que eles aconteçam. A análise de dados fornece o estado da máquina até o nível do fuso, permitindo que os operadores façam alterações rapidamente. Para paradas não planejadas, alertas e alarmes são enviados aos técnicos que podem 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 com base nas condições reais enquanto monitoram e implantam uma estratégia de longo prazo para reduzir o tempo de inatividade em todos os equipamentos.
• Promove a segurança do trabalhador:as tecnologias da Indústria 4.0 podem ajudar a criar o ambiente mais seguro já conhecido na fabricação. A robótica ligada a uma plataforma de monitoramento IIoT de fábrica pode realizar tarefas perigosas anteriormente feitas por humanos. Alarmes e alertas também permitem que os operadores detectem condições de falha e pare o equipamento com segurança - protegendo tanto o operador quanto o equipamento contra danos. De fato, 41% dos fabricantes que usam tecnologias da Indústria 4.0 relatam um aumento significativo na segurança do trabalhador. Sistemas de monitoramento de toda a fábrica para detecção de calor, umidade, gás/fumo e outras condições ambientais podem ser programados para funcionar em conjunto com máquinas para criar um ecossistema de fábrica inteligente com padrões de segurança excepcionais.
• Assume o controle e a otimização do estoque:sejam matérias-primas, WIP ou produtos acabados, o estoque está sempre na mente do gerente de fabricação. Uma fábrica inteligente pode usar as tecnologias da Indústria 4.0 para digitalização precisa no recebimento, localização e coleta. Sensores e dispositivos como RF também permitem o rastreamento de WIP para que as etapas de valor agregado sejam precisas em tempo real. As plataformas IIoT da Indústria 4.0 permitem uma análise profunda de dados para uma 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, os custos de inventário podem ser automatizados.
• Melhora significativamente o gerenciamento da cadeia de suprimentos:o gerenciamento da cadeia de suprimentos é vital para a fabricação. O uso de sensores, computação de borda e internet industrial pela manufatura inteligente permite que muitas tecnologias da Indústria 4.0 melhorem o desempenho da cadeia de suprimentos. A análise avançada de dados significa que as empresas podem definir MOQs confiáveis. Também permite que eles determinem a necessidade de estoques de buffer e otimizem os buffers de acordo. O planejamento de demanda pode ser modelado para fornecer previsões precisas, e os sistemas têm a força analítica para permitir um planejamento de contingência "e se" robusto para ficar à frente da interrupção.

O potencial da fabricação inteligente

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

Os dados direcionam as atividades da operação e informam ao fabricante o que fazer. Isso afeta toda a empresa, não apenas o departamento de produção. Os sistemas de qualidade podem usar Inteligência Artificial (IA) para inspeção visual em linha e peso e medidas precisos por unidade. Assim como os dados dos sistemas de produção, os dados de qualidade estão imediatamente disponíveis para uma melhor tomada de decisão.

Essa mesma coleção de sensores fornecerá visualização em tempo real do status da máquina. Os operadores podem responder mais rapidamente na produção, reduzir o tempo de inatividade, eliminar congestionamentos e relatar problemas aos técnicos. Quando combinados com algoritmos de IA e ML, esses sensores e dispositivos podem permitir programas de manutenção preditiva que retiram a manutenção da máquina do estado passivo e reativo para uma função proativa de valor agregado. Isso ajuda os fabricantes a controlar custos, reduzir o tempo de inatividade e prolongar a vida útil do equipamento.

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

Esse potencial já está se comprovando por meio de resultados. Para empresas que utilizam a tecnologia da Indústria 4.0 para desenvolver manufatura inteligente, 88% relatam maior produtividade, 74% relatam maior lucratividade, 43% relatam um aumento na satisfação do cliente e 42% relatam um aumento no tempo de atividade da máquina. Esses benefícios não podem ser exagerados.

MachineMetrics desbloqueia dados de produção precisos e em tempo real para visibilidade instantânea das operações, permitindo uma fabricação inteligente desde o chão de fábrica até o andar de cima.

Desafios de fabricação inteligente

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

• Segurança:Só a Internet vê dezenas de milhares de brechas de segurança todos os dias, e a Internet industrial não é diferente. O medo da segurança do sistema está na mente dos gerentes de manufatura há muito tempo, mas os sistemas de computação em nuvem de hoje estão mais seguros do que nunca. Embora a percepção de segurança frouxa exista, a realidade é que as violações são muito mais propensas a vir de estações de usuários dentro de uma empresa do que por meio de um hack na nuvem. Saiba mais sobre segurança para IIoT.
• Falta de uniformidade:embora a tecnologia de fabricação inteligente esteja aumentando constantemente, a indústria ainda é muito fragmentada. Os sistemas de bricolage são abundantes e as empresas geralmente são obrigadas a combinar dispositivos de um fornecedor com software de outro. Existem também diferentes métodos de conectividade, de com fio a sem fio e celular. As empresas geralmente não possuem as habilidades internas necessárias para conectar, sincronizar e implantar um sistema de outros fornecedores. A MachineMetrics elimina esse problema com um conjunto pronto para uso de dispositivos que podem se conectar por meio de vários métodos para garantir que os dados não sejam apenas coletados, mas também transformados e padronizados para gerar valor.
• Interoperabilidade:muitos sistemas de software de fornecedores não são totalmente interoperáveis ​​com software corporativo legado, levando à relutância na implantação. Como alternativa, os fornecedores podem usar a força do IP do software IoT para forçar os fabricantes a comprar software adicional que não desejam ou precisam. Por outro lado, a plataforma MachineMetrics integra-se por meio de API com software empresarial existente para aprimorar seus recursos, e não torná-lo obsoleto.
• Perda de empregos em manufatura e TI:com um alto nível de máquinas autônomas ou semi-autônomas, muitos trabalhadores podem temer perder seus empregos de manufatura. Esse medo também se aplica aos profissionais de TI que temem ficar sobrecarregados com a implantação de um novo sistema radical apenas para serem dispensados ​​e substituídos por um robô.

A aplicação da IIoT com MachineMetrics

A Internet Industrial das Coisas (IIoT) oferece uma enorme oportunidade para alcançar a fabricação inteligente com tecnologia da Indústria 4.0. A MachineMetrics oferece funcionalidade pronta para uso para tornar isso realidade. Nossa plataforma também permite análises avançadas, aprendizado de máquina e a conexão de dispositivos em uma fábrica (incluindo novos OEM e equipamentos de fabricação analógicos legados).

A MachineMetrics entende que a fabricação inteligente não precisa ser de custo proibitivo ou ad hoc. Ao utilizar a melhor plataforma da categoria, as empresas podem obter os benefícios da fabricação inteligente e obter economias de custos sem precedentes, maior produtividade, melhor qualidade, processos aprimorados e uma vantagem competitiva em seu ambiente de fabricação inteligente.

Dados precisos impulsionam a fabricação inteligente

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