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Conheça novas soluções para incrementar processos produtivos e atender as exigências da Indústria 4.0

Por acelerar a capacidade de produção, contribuindo para a modernização tecnológica do parque fabril, a automação é essencial para as indústrias que planejam otimizar sua manufatura e obter maior eficiência e qualidade e menores custos. Esta seção reúne novas soluções pesquisadas nos mercados nacional e internacional. Muitas delas já estão alinhadas à Indústria 4.0 – chamada também de Quarta Revolução Industrial –, novo conceito que apresenta uma evolução dos sistemas produtivos atuais a partir do uso de redes inteligentes, Internet das Coisas e Big Data.

Esse tem sido o foco dos debates em todo o mundo, pois os benefícios da Indústria 4.0 estão relacionados ao aumento de produtividade, redução de custos, melhoria da qualidade, aumento da segurança e precisão, economia de energia, fim do desperdício e personalização, essenciais para enfrentar a intensa concorrência mundial.

“Na Indústria 4.0, os setores de produção e automação crescem juntamente com as tecnologias da informação e da comunicação”, contou Fabrício Junqueira, docente e membro do Laboratório de Sistemas de Automação da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. “Nesse novo cenário, a fábrica está interconectada, comandando a si mesma, como exemplos: comunidades de máquinas se organizam, cadeias de suprimentos se coordenam automaticamente e produtos inacabados enviam dados necessários para as máquinas que vão transformá-los em mercadoria. Não é mais a produção rígida que determina o produto fabricado de maneira igual, mas, sim, a peça isolada – produto inteligente – que decide seu caminho na produção.” A chave para isso é a integração de softwares, sensores, processadores e tecnologias de comunicação via sistemas ciber-físicos (Cyber-Physical Systems).

Para aprofundar o tema, a equipe de reportagem de NEI também conversou com Roberto dos Santos, gerente regional de produtos para as Américas da Festo Brasil, empresa mundial especialista no fornecimento de tecnologias de automação.

Como exemplo de produto, ele discorreu sobre as novas unidades para tratamento de ar comprimido que possibilitam diagnóstico via internet, podendo ser acessadas a milhares de quilômetros da planta onde estão instaladas, para detectar quedas súbitas de pressão ou vazamentos de ar. Mencionou também que já estão disponíveis módulos de eficiência energética que otimizam o uso de ar comprimido como energia, possibilitando medição, controle e diagnóstico, inclusive detectam aumento do consumo de ar comprimido no ciclo-padrão, que pode ser causado por fugas, e indicam quando a produção, em estado de espera, interrompe o fornecimento de ar comprimido a fim de evitar consumo desnecessário.

O gerente explicou ainda a Internet das Coisas na Indústria 4.0, em que objetos terão conexão direta com a internet, enviando e recebendo dados que auxiliarão na identificação de necessidades, otimização de recursos e tomada de decisões. “Máquinas poderão analisar dados e reajustar o processo para tornar-se mais eficientes, seguras e confiáveis”, disse Santos. “No caso de maquinário decisivo do processo necessitar de manutenção, o fluxo de produção determinado por algoritmos existentes nas máquinas será desviado para outras, que poderão compensar a deficiência.”

Implantando a Indústria 4.0 no Brasil

Segundo Carlos Cesar Aparecido Eguti, pesquisador e pós-doutorando do Centro de Competência em Manufatura – CCM/Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA, onde estuda o tema Indústria 4.0, a corrida para definir a Indústria 4.0 já começou, e o Brasil apresenta um panorama positivo porque tem parque industrial misto com empresas de origem europeia, norte-americana e outras. “De acordo com a Câmara de Comércio e Indústria Brasil-Alemanha, o Brasil é o país que mais possui empresas de origem alemã, são 1.200, e isso cria um alinhamento muito grande com os conceitos do Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH – DFKI, que cunhou o tema Indústria 4.0 em 2011”, contou. “Muitas empresas já estão formando clusters para debater esse tipo de ‘comunicação das coisas’, mas nada surpreende ainda. Com certeza a heterogeneidade de empresas no Brasil pode contribuir, mas ainda não temos uma frente de ação unificada para isso. De qualquer maneira, essa revolução agora passa por aqui e ainda temos chance de pelo menos participar disso.”

As três principais mudanças para a prática da Indústria 4.0 no País, na opinião do gerente da Festo, envolvem desafios tecnológicos, organizacionais e de capacitação.

Tecnológico: destaque para a infraestrutura adequada ao grande volume de dados necessários para a comunicação com clientes e fornecedores e entre equipamentos capazes de realizar o autoajuste do processo produtivo. A internet será o canal por onde trafegará toda a informação necessária para os processos de vendas, logística e produção.

Fabrício Junqueira complementou que será preciso uma infraestrutura similar à da Coreia do Sul, onde um usuário comum consegue contratar velocidades reais na casa dos Gigabits, ou seja, será necessário que as empresas disponibilizem infraestrutura para Terabits ou mais. “A Fapesp, por volta de 2002, lançou um projeto de pesquisa chamado TIDIA-KyaTera, que era nesse sentindo”, lembrou. Além disso, reforçou que, visto as empresas e os equipamentos necessitarem se comunicar via internet, é necessário garantir que não sofrerão ataques e que as informações trocadas entre eles não sejam acessadas por pessoas desautorizadas.

Organizacional: para a adaptação da produção às necessidades dos consumidores, as empresas necessitarão desenvolver novos modelos de negócio, em que a personalização de produtos e serviços será a regra, e a velocidade para atender o pedido será fator crítico para a competitividade, exigindo novas formas de trabalho com menor interferência humana e alta confiabilidade nos processos produtivos e logísticos. Com isso, novas regras serão necessárias para reger as relações de consumo, por exemplo, como tratar a devolução desses itens? Outra demanda organizacional está relacionada com a necessidade de se estabelecer inúmeros padrões técnicos que possibilitarão o fluxo de informação desde o cliente até as máquinas de produção; o estabelecimento desses padrões passa por um complexo e amplo processo de normalização de equipamentos, protocolos de comunicação, identificação de produtos, rastreabilidade, etc., que serão desenvolvidos a partir da cooperação de empresas, inclusive concorrentes.

Capacitação: necessidade de novos perfis profissionais nas diversas fases do processo, começando por vendas, os quais precisarão atuar como verdadeiros consultores dos clientes. Com isso, o conhecimento de necessidades passará a ser o diferencial competitivo. Na indústria, serão necessários especialistas em sensores, redes industriais, comunicação e tecnologia da informação. O processo logístico será personalizado e demandará planejamento ainda mais complexo e eficiente para atender pequenos pedidos em prazos menores.

Para Junqueira, a Indústria 4.0 é uma ótima oportunidade para pequenas e médias empresas, no entanto não dá mais para o governo negligenciar a educação. “Se não qualificarmos as pessoas – e isso vem do ensino fundamental –, não vamos conseguir acompanhar o resto do mundo industrializado e continuaremos sendo fornecedores de commodities”, declarou. “Já os empresários não podem esperar que o governo faça tudo. Por um lado, devem cobrar o governo, por outro, se engajar no processo de capacitação.”

Automação e robótica ganhando mais espaço

Com o objetivo de promover e ampliar a utilização de robôs e sistemas de automação nos processos de fabricação de pequenas, médias e grandes empresas, a Câmara Setorial de Máquinas-Ferramenta e Sistemas Integrados de Manufatura – CSMF da Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos – Abimaq formou o Grupo de Trabalho de Robótica e Automação.Empresas de automação, integradores de robôs, fabricantes de máquinas nacionais e filiais brasileiras das indústrias de robôs participam do grupo, além do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social – BNDES. Segundo a Abimaq, o banco tem interesse em desenvolver um programa dentro do ProBK que facilite a aquisição por meio de financiamentos para promover a melhoria dos processos nas linhas de montagem.

O uso de robôs na cadeia produtiva contribui para acelerar o processo de modernização de fábricas, automatizando os mais diversos tipos de aplicações. De acordo com a ABB, empresa mundial de tecnologias de energia e automação, as dez principais razões para investimentos em robôs são: aumento de produtividade, redução dos custos operacionais, melhoria da qualidade do processo, aumento da segurança do trabalho, maior flexibilidade na fabricação de produtos, redução do desperdício de material e aumento do rendimento, queda da rotatividade e dificuldade de recrutamento de trabalhadores, economia de espaço, diminuição dos custos de capital (ex. estoques) e melhoria da qualidade de trabalho para os funcionários.

Na edição de agosto, alguns robôs, como os colaborativos, podem ser vistos despontando como realidade tecnicamente amadurecida. Fazem parte de um novo conceito que ganha força e aos poucos é incorporado aos processos produtivos. Uma corrida tecnológica está em curso. É preciso se atualizar sobre o desenvolvimento de novas tecnologias e conhecer soluções inovadoras que possam contribuir para tornar os processos produtivos cada vez mais eficientes.

Carlos Cesar Aparecido Eguti escreveu exclusivamente para NEI um artigo sobre a evolução industrial do século XVIII até a Indústria 4.0.

 


Ações para melhorar a eficiência dos sistemas de ar comprimido

Uma pesquisa recente realizada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, segundo informou a Eccofluxo, mostra que para uma instalação industrial típica aproximadamente 10% da energia elétrica consumida é destinada à geração de ar comprimido e para algumas outras instalações, pode representar 30% ou mais. De acordo com a empresa, a eficiência global de um sistema de ar comprimido típico pode estar entre 10% e 15%, ou seja, para operar 1 cv de um motor pneumático, com 7 bar, cerca de 7 cv de energia elétrica são fornecidos a um compressor de ar.

Para melhorar a eficiência em sistemas de ar comprimido, segue tabela fornecida pela Eccofluxo. O quadro do Fraunhofer Institute da Alemanha leva em consideração a média dos consumidores industriais. Mostra 11 classes de ações para redução do consumo de energia, cada uma com um exemplo. O campo Aplicação apresenta um porcentual possível de ser implementado e o campo Efetividade traz o benefício médio trazido pela ação. O Resultado Global é o produto do campo Aplicação e Efetividade e traz um índice de importância para a classe de ação.

tabela eco


Metal Work Pneumatic lança manual de economia de energia

1, agosto, 2014 1 comentário

O Manual para Economizar Energia e Práticas Sustentáveis com 16 páginas, ilustrado e colorido, produzido pela Metal Work Pneumatic (São Leopoldo-RS), está disponível gratuitamente. Com o objetivo de incentivar a redução de energia na produção de ar comprimido, o manual engloba quatro principais tópicos: escolha correta do tamanho do cilindro, uso de ferramentas que ajudam na economia, eliminação de vazamentos e projeção e operação do sistema de distribuição. Para solicitá-lo, entre em contato pelo e-mail: metalwork@metalwork.com.br. Além disso, a empresa oferece palestra gratuita para as indústrias sobre redução de energia.


Troca de luminárias na fábrica da Osram deve gerar 60% de economia de energia

Neste mês, começa o processo de modernização do sistema de iluminação de toda a área externa da planta fabril da Osram em Osasco-SP. Serão substituídas 39 luminárias de vapor de sódio por luminárias de LED do modelo HPMSL. Segundo Everton Mello, presidente da Osram Brasil, “essas luminárias proporcionarão 60% de economia de energia, ampliarão a vida para 50.000 horas e fornecerão luz completamente branca”.

Para completar, sistemas de geração de ar comprimido e ar condicionado foram modernizados. As caldeiras foram eliminadas, agora toda a água quente utilizada nos processos é gerada aproveitando o próprio ar quente produzido pelos compressores, proporcionando economia de energia e segurança na operação. De acordo com a empresa, a eliminação das caldeiras reduziu a emissão de CO2 equivalente em 366 toneladas e gerou R$ 720 mil de economia por ano.

A fábrica, que possui 40 mil m2, é a única da companhia em atividade na América do Sul e possui capacidade de gerar a energia que consome nos horários de pico, das 18 às 21 horas.