Impacto da Indústria 4.0 na Usinagem CNC: Oportunidades e Desafios

A quarta revolução industrial realmente começou e é chamada de Indústria 4.0. Como as grandes revoluções industriais anteriores, a Indústria 4.0 promete reorganizar métodos de produção e os tipos de posições de funcionários necessários para suportar mudanças. A Revolução Industrial (3.0) usou tecnologia para alcançar maior produtividade. A 4.0 é sobre usar tecnologia e processos eficientes em plataformas mais inteligentes. Coisas como Internet das Coisas, inteligência artificial, aprendizado de máquina e big data estão sendo usadas para expandir e melhorar o setor de manufatura. A oficina de usinagem CNC gradual deve estar preparada para implementar a transição para competir nos mercados atuais e futuros.

A Internet das Coisas está liderando o desenvolvimento tenaz da Indústria 4.0, então não é surpresa que a usinagem CNC (controle numérico computadorizado) ocupe uma posição dominante no torneamento, fresamento e retífica de produtos metálicos. Como todas as indústrias de manufatura, a usinagem também está se movendo em direção a máquinas, equipamentos e redes de sistemas mais simplificados, mais conectados e mais inteligentes. O processo conectado substituirá completamente a máquina tradicional, ou o dispositivo conectado será sincronizado com o sistema antigo para garantir um fluxo de dados acessível de grande quantidade.

A Indústria 4.0 (também conhecida como indústria inteligente) é um tópico quente na manufatura. O que isso significa para áreas de manufatura específicas, especialmente usinagem CNC? Como a Indústria 4.0 afetará máquinas CNC e tecnologias de fabricação relacionadas?

O Que é Indústria 4.0?

A Indústria 4.0 ou indústria inteligente é uma indústria que foca em automação. A característica definidora é a substituição (parcial) de processos de pensamento humanos com sistemas automatizados. As pessoas a chamam de revolução digital por boas razões. Devido ao surgimento da Internet e ao rápido desenvolvimento da chamada Internet das Coisas hoje, a conexão entre pessoas e tecnologia está ficando mais próxima. O núcleo deste processo é o compartilhamento e coleta de dados sem fio.

A Indústria 4.0 é a quarta revolução industrial. Esta revolução usa dados e computação em nuvem em produção e manufatura. A Internet das Coisas, especialmente a Internet Industrial das Coisas (IIoT), bem como inteligência artificial e integração computacional, são os componentes centrais da Indústria 4.0.

O desenvolvimento destas novas tecnologias automatiza muitos processos de manufatura, criando assim instalações "inteligentes". Cada sistema pode se comunicar com os outros e compartilhar dados, reduzindo assim o tempo de resposta e economizando custos.

Como a Indústria 4.0 Afeta a Usinagem CNC

A Indústria 4.0 está mudando a operação diária de fábricas de usinagem CNC. Com todas as tecnologias inteligentes e software integrado disponíveis, tempos de resposta mais rápidos e tempo de inatividade reduzido podem aumentar a produtividade.

De acordo com o último relatório da Grand View Research, Inc., até 2025, o mercado global de máquinas-ferramenta CNC deve atingir US$ 100,9 bilhões, crescendo a uma taxa de crescimento anual composta de 6,8% durante o período de previsão. A razão para o crescimento é a necessidade crescente de reduzir custos operacionais, melhorar eficiência e reduzir significativamente a possibilidade de erros de componentes.

Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia, instalações de processamento de metal ao redor do mundo estão usando tornos, fresadoras, retificadoras, máquinas de solda e laser mais avançadas. A integração de máquinas CNC e CAM (Fabricação Assistida por Computador) ajuda a encurtar o tempo de fabricação e garantir a produção de componentes sem defeitos. Empresas comerciais líderes e grandes fabricantes exigem hardware e software CNC cada vez mais avançados. Estima-se que até 2025, máquinas CNC industriais sozinhas dominarão o mercado, e seu valor atingirá 25,17 bilhões de dólares americanos.

Benefícios da Usinagem com a Indústria 4.0

1. Operação Persistente

Técnicas tradicionais de manufatura e máquinas-ferramentas nem sempre são confiáveis. Tempo de inatividade aumenta custos, incluindo produção, mão de obra e custos de manutenção. A Indústria 4.0 introduz novas oportunidades na forma de manutenção preventiva. Com desempenho poderoso e streaming de dados em tempo real, pessoal de manutenção pode se preparar melhor para falhas ou erros de equipamentos. Problemas nascentes podem ser detectados e resolvidos cedo antes que as operações de rotina parem.

Soluções de big data até tornam possível construir modelos preditivos e algoritmos que podem ser usados para identificar pontos de falha potenciais, que de outra forma seriam invisíveis a olho nu. Tudo isso resulta em operação contínua de máquinas e equipamentos sem falhas e maior eficiência do que nunca.

2. Economia de Energia e Operacional

Não é segredo que máquinas-ferramentas e hardware consomem muita energia. Eles são consumidores de energia, mesmo quando estão desligados e apenas em standby. Com soluções da Indústria 4.0, você pode gerenciar melhor o uso de recursos.

Dados de entrada coletados por sensores e plataformas IoT podem ser usados para informar melhor as operações. Medidores inteligentes podem ser colocados para gerenciar efetivamente o fluxo de energia. O equipamento pode ser automatizado ou apropriadamente energizado para reduzir o impacto no meio ambiente e recursos.

3. QA em Tempo Real

Garantia de qualidade é um trabalho importante no campo da manufatura, e tem mais a ver com as máquinas e equipamentos em uso, o que está além da imaginação das pessoas. Quando o equipamento falha, a eficiência cai ou é completamente imprecisa, o resultado será a perda do produto.

Portanto, os fabricantes sempre têm um processo de garantia de qualidade para verificar produtos ou componentes para defeitos ou erros menores. No entanto, o problema com muitos destes processos é que eles causam atrasos de produção.

A Indústria 4.0 e tecnologias relacionadas revolucionarão este processo através de QA em tempo real, como sistemas de medição virtual automatizada (AVM). Essencialmente, dados sobre condições, qualidade e status são coletados e combinados com informações sobre máquinas e processos. Fornece uma visão mais completa das operações e fornece elementos em tempo real para inspeção de qualidade.

4. Melhores Interfaces Homem-Máquina

Melhorar a versão atual de máquinas e equipamentos de manufatura não é apenas sobre desempenho e operação normal. O mesmo se aplica aos padrões de comunicação da interface homem-máquina. A maioria dos trabalhadores realizará operações diárias com robôs e máquinas (frequentemente chamados de robôs colaborativos).

A futura oficina mecânica ou oficina de fábrica será muito eficiente, porque pessoas, máquinas e robôs podem trabalhar lado a lado em um ambiente estável e seguro. Para atingir este objetivo, muitas melhorias na interface homem-máquina são necessárias. Técnicos poderão operar remotamente o equipamento e enviar comandos instantaneamente. O sistema de relatórios fornecerá alertas e insights em tempo real aos operadores, não importa onde estejam.

Abrace a Indústria 4.0 na Sua Fábrica de Máquinas CNC

A tecnologia da Indústria 4.0 está destruindo o espaço de manufatura. IIoT traz conectividade e coleta de dados para a vanguarda, aumentando assim a produtividade e melhorando a satisfação geral do cliente. Para fazer sua oficina de máquinas CNC se adaptar e implementar rapidamente estas mudanças, exigirá treinamento, tempo e paciência.

Treinar funcionários existentes nestes novos sistemas e ferramentas ajudará eles a fazer a transição facilmente. Estes novos sistemas baseados em computador requerem monitoramento e operação manual. Portanto, ao aceitar esta nova transformação digital, educação e treinamento de funcionários devem ser priorizados. Coloque todos os funcionários na mesma página e realize treinamento adequado para usar corretamente estas novas tecnologias.

Conclusão

A Indústria 4.0 é a mais recente onda de mudanças na manufatura e comércio como um todo. A integração de novas tecnologias e o abraço de dados podem criar processos mais eficientes para fabricantes e fábricas de usinagem CNC.

A Indústria 4.0 não se preocupa com esta mudança por causa da obsolescência dos trabalhadores, mas traz novas oportunidades de eficiência e melhoria para processos existentes. Estas novas máquinas ainda precisam de pessoal para monitorar e operar o sistema - na verdade, você pode precisar contratar uma equipe de TI para resolver quaisquer problemas de software que surjam. A Indústria 4.0 é uma revolução industrial contínua. É uma revolução que oficinas de usinagem CNC podem usar para atingir e exceder seus objetivos.

Na era da Indústria 4.0, sua máquina será capaz de se comunicar perfeitamente com soluções de automação e relatará continuamente seu status. Isso se aplica tanto ao curto prazo ("O que estou produzindo agora?") quanto ao longo prazo ("Quais peças estão mostrando sinais de desgaste?"). Em resumo, o resultado é um processo de manufatura altamente simplificado, previsível e, portanto, mais lucrativo.