Dominando Automação na Fabricação: Estratégias, Benefícios e Insights da Indústria 4.0

Dizer que os efeitos da pandemia de COVID-19 foram abrangentes é um eufemismo. Poucas indústrias ficaram intocadas, incluindo o setor de fabricação. Embora muitos setores já estivessem abraçando as vantagens da Indústria 4.0 antes da pandemia, o último ano viu o dramático aumento da automação na fabricação.

Enfrentando a pandemia e escassez global de mão de obra, muitos fabricantes se viram com fábricas vazias ou turnos escalonados devido a lockdowns e protocolos de distanciamento social. Isso os levou a incorporar tecnologias inteligentes, monitoramento remoto, coleta de dados em tempo real e automação em seus processos de produção como meio de compensar desafios de contratação enquanto aumentam produtividade e eficiência de suas equipes.

Os benefícios da automação no setor de fabricação provavelmente durarão mesmo após a pandemia diminuir — parceiros de fabricação espertos sabem que alavancar automação sempre que possível é chave para ficar à frente da concorrência e otimizar processos de negócios. Este artigo explorará como a automação pode ser na indústria de fabricação e destacará benefícios-chave de parceriar com uma empresa que conhece o poder da automação.

As principais formas de automação na fabricação

Os três principais tipos de automação na fabricação são fixa, flexível e programável.

Automação fixa

Automação fixa, ou "automação rígida", é tipicamente implementada em ambientes de produção com necessidades de alto volume e equipamentos especializados dedicados a tarefas definidas. Geralmente, a maioria das soluções de automação fixa é implantada em máquinas individuais, e a sequência de operações que as máquinas realizam é pré-definida e finita.

Automação fixa é ideal para fabricar grandes quantidades da mesma peça porque os altos volumes não permitem economicamente trocas de equipamento e processo. Fazer alterações em um sistema fixo frequentemente requer desligar máquinas e engenheiros trocarem ferramentas manualmente. Este tempo de inatividade aumenta dramaticamente custos e tempo de produção. Como tal, produções de baixo volume, peças com dimensões ou características mutáveis e aquelas com ciclos de vida mais curtos tendem a ser mais adequadas a sistemas de automação programável que fixa.

Exemplos de soluções de automação fixa incluem máquinas de montagem automatizadas, linhas de transferência de máquinas (frequentemente usadas em fabricação automotiva), sistemas de transporte de manuseio de materiais, processos de pintura ou revestimento, e mais.

Automação programável

Sistemas de automação programável tornam possível ajustar configurações de máquinas e operações usando controles eletrônicos. Isso permite que equipes criem peças em lotes reprogramando máquinas e sequências de operações. Máquinas CNC (Controle Numérico Computadorizado) são um exemplo comum de automação programável.

Uma vantagem da automação programável é que o equipamento é especificamente projetado para fabricar uma ampla gama de peças com troca mínima de ferramentas, permitindo que quantidades de lote variem de dezenas a milhares de peças por lote.

Automação flexível

Sistemas de automação flexível são extensões da automação programável. Estes sistemas altamente adaptáveis têm quatro componentes — máquinas de processamento de peças (tipicamente ferramentas de usinagem CNC), sistema de manuseio de materiais, sistema de controle computacional central e entradas humanas. Estes sistemas ligam múltiplas máquinas via sistema de manuseio de materiais, e operadores humanos inserem comandos através de código de computador ou Interface Homem-Máquina (HMI), permitindo gerenciar produção e operações de um painel de controle centralizado. Uma diferença chave entre sistemas fixos e flexíveis é que o último é mais adequado para lidar com múltiplas peças simultaneamente.

Dado que entradas para sistemas flexíveis mudam trabalho a trabalho, estes são frequentemente em rede, permitindo monitoramento e controles remotos e eliminando necessidade de proximidade física entre controlador e máquina. Embora sistemas flexíveis possam executar trocas de ferramentas automaticamente sem intervenção manual, você deve limitar produção a peças que podem ser produzidas com conjunto similar de ferramentas. Automação flexível é adequada para produção de baixo a médio volume, trabalhos com alta variedade de produtos e circunstâncias onde mudanças na demanda são esperadas.

Sistemas de automação flexível são comumente usados em processamento químico e produção de metais comuns como ferro, aço, alumínio e outros.

Vantagens da automação na fabricação

A automação oferece aos fabricantes uma ampla gama de benefícios que se estendem a seus clientes e parceiros também.

Robótica e automação podem fornecer eficiência e consistência muito maiores entre peças e entre trabalhos. Soluções automatizadas também ajudam a reduzir custos de mão de obra minimizando necessidade de operações manuais enquanto simultaneamente aumentam produtividade da força de trabalho — combinação que funciona a favor do cliente reduzindo custos de peças e encurtando cronogramas de produção.

Não apenas isso, processos mais eficientes e cronogramas mais curtos dão às equipes de produto mais tempo para se engajar em design e produção, resultando em peças de maior qualidade. A automação também pode ajudar a minimizar desperdício de material e remover erro humano do processo de fabricação, melhorando a segurança dos processos de produção.

Finalmente, alguns processos de fabricação são realmente impossíveis de realizar manualmente. Prototipagem rápida e fabricação de circuitos integrados são exemplos de processos que dependem de requisitos geométricos e de tolerância que não podem ser alcançados à mão, tornando a automação essencial nestes casos.

Comece com automação na fabricação hoje

Dado os benefícios significativos de incorporar sistemas de automação na produção, cabe às equipes de produto parceriar com um fabricante que tenha as ferramentas e soluções certas para otimizar design de peça, sequências de operação de máquinas e outros processos.

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