Automatização Industrial: Uma Análise Detalhada

A automação está se tornando cada vez mais essencial para as indústrias a cada ano. A manufatura destaca-se como um dos setores mais destoantes e cruciais para a aplicação da tecnologia de automação. A manufatura automatizada, a Indústria 4.0 e outras soluções interconectadas de manufatura estão prestes a ganhar impulso, à medida que as empresas buscam cada vez mais maneiras de aumentar a produtividade e reduzir custos. Neste blog, nos aprofundamos na definição da automação industrial, exploramos suas vantagens e explicamos como ela remodela diversas indústrias.

Automatização na Indústria: O Que É?

A automação em ambientes de manufatura envolve o uso de máquinas para otimizar sistemas ou processos. O objetivo principal da automação na indústria é aprimorar a capacidade de produção, ao mesmo tempo em que reduz os custos. Essa abordagem é vantajosa para tarefas repetitivas ou atividades que exigem precisão exata, como os dispositivos eletromecânicos que podem ser programados para executar diversas funções. Além disso, a automação se estende ao âmbito da gestão empresarial na manufatura. Por exemplo, ela pode definir autonomamente a gestão de produção e inventário, transmitir e analisar dados para fins de relatórios. Adicionalmente, a automação contribui para a segurança no local de trabalho ao realizar tarefas que poderiam prejudicar ou colocar em risco os colaboradores da empresa.

Tipos de Automatização Industrial

Automação Fixa

A automatização fixa, ou “automatização rígida”, refere-se a um sistema projetado para uma tarefa específica, tornando desafiadora a mudança de produção entre diferentes produtos. Suas características incluem altas barreiras de entrada e taxas altas de saída. A programação está incorporada nas engrenagens, cames, fios e outros componentes das máquinas. A automatização fixa é adequada para produção em larga escala, como máquinas de montagem automatizadas, processos químicos e linhas de transferência de manufatura na indústria automobilística. Embora as mudanças sejam possíveis, geralmente exigem intervenção manual, envolvendo a troca de ferramentas e a paralisação temporária de uma linha por técnicos.

Automação Programável

As indústrias empregam automação programável para produção de bens em lotes. O tamanho dos lotes pode variar de algumas dezenas a vários milhares. Tempo de inatividade é gerado sempre que o equipamento de produção precisa ser modificado e reprogramado para atender às novas especificações do produto. As taxas de produção da automação programável geralmente são mais baixas do que as da automação fixa; no entanto, isso ocorre apenas porque as máquinas são projetadas para facilitar as trocas de produto. A automação flexível é uma extensão da automação programável, necessária devido ao alto custo de paradas de produção.

Automação Flexível

A parada de produção que ocorre ao modificar o equipamento para a produção de um outro produto é a principal desvantagem da automação programável. A automação flexível pode ser empregada para resolver esse problema. A única desvantagem é que ela pode restringir partes operacionais do equipamento que compartilham ferramentas semelhantes ou exigem dispositivos adicionais para facilitar as trocas de setup. Isso é feito pela execução automática do setup. Isso traz uma seleção muito mais restrita de produtos, fazendo com que a automação flexível garanta a troca automática rapidamente. A automação flexível frequentemente é conectada em rede, pois exige alterações de programa. Isso proporciona valor único, permitindo que os fabricantes gerenciem a produção remotamente. Além disso, lotes de itens mistos não são mais gerados, graças à automação flexível.

Exemplos de Automação Industrial

Você pode determinar qual tipo de automação é melhor para a sua empresa ao observar os possíveis níveis de automação para processos produtivos. Alguns deles serão examinados nesta seção.

Exemplos de Automação Fixa

Para a rápida produção de uma única variação de produto, a automação fixa se adequa melhor. Alguns exemplos incluem:

Linhas de montagem com automação
Métodos usados na fabricação de produtos químicos
Sistemas de esteira para movimentação de materiais

Linhas de produção para usinagem
Procedimentos automatizados para pintura e revestimentos
Conversão de sistemas e manipulação na web

Exemplos de Automação Programável

A automação ideal para indústrias de produção em lotes é a programável. Alguns exemplos são:

Máquinas ferramentas controladas numericamente
Controladores de lógica programável

Robôs comerciais
Produção de alimentos congelados

Exemplos de Automação Flexível

A forma mais versátil de automação é a flexível, capaz de produzir eficientemente vários produtos semelhantes e lidar facilmente com os setup de máquina. Uma excelente ilustração de automação flexível é um braço robótico que pode ser programado para executar diversas operações, como inserção de parafusos, perfuração de furos, lixamento, soldagem, inserção de rebites e pintura por pulverização. As empresas utilizam robôs industriais para diversas finalidades, incluindo:

Soldagem a arco
Soldagem por pontos
Movimentação de materiais
Alimentação de máquinas

Pintura
Montagem
Processos mecânicos como corte, retificação, rebarbação e polimento
Colagem, selagem adesiva e pulverização de materiais

Indústrias que Utilizam Automação na Indústria

Agora a maioria das indústrias utiliza extensivamente processos automatizados de manufatura, porém os seguintes segmentos são aqueles onde observamos o crescimento mais forte:

Automotiva

O setor automotivo viu um aumento na produtividade e segurança devido à automação robótica de processos (RPA), que colabora com as pessoas para produzir trabalhos de alta qualidade e eficiência. Além de relatórios e documentação automatizados, mecanismos de segurança integrados podem interromper máquinas, e procedimentos de fabricação precisos podem ser programados para eliminar erros humanos.

Farmacêutica e Dispositivos Médicos

Na indústria farmacêutica e de dispositivos médicos, a tecnologia automatizada tornou-se indispensável. A automação é crucial na documentação, relatórios e fabricação de produtos farmacêuticos e equipamentos médicos. A precisão e as taxas de erro reduzidas alcançadas por sistemas automatizados superam o que pode ser alcançado apenas por trabalho humano. A utilização da automatização aumenta a eficiência e contribui para a qualidade geral e segurança de produtos farmacêuticos e dispositivos médicos.

Alimentos e Bebidas

A indústria de alimentos e bebidas adotou a automação para melhorar a segurança alimentar, reduzir riscos de recalls e garantir uma experiência consistente do produto para cada consumidor. Ao minimizar a interação humana em certos processos, a automação contribui para padrões de excelência de segurança alimentar. O rastreamento automatizado de inventário, relatórios e análises permite uma tomada de decisão aprimorada sobre programação e ajustes de fluxo de trabalho para minimizar o desperdício de alimentos e perda de produtos. Essa integração completa da automação otimiza as operações e fortalece o compromisso da indústria em fornecer produtos alimentícios de alta qualidade e seguros aos consumidores.

Produtos para Consumidores

Na indústria de bens de consumo, atender à demanda sem incorrer em altos custos, especialmente durante períodos de escassez de mão de obra, depende fortemente de procedimentos automatizados. O impacto da automação na indústria é evidente em cada estágio do processo de bens de consumo embalados (CPG), abrangendo manuseio de materiais, montagem, embalagem, envio, inspeção, teste, programação e relatórios. Essa integração de ponta a ponta de sistemas automatizados permite que a indústria produza e entregue eficientemente bens de consumo, mantendo a eficácia de custos e atendendo à demanda do mercado.

Alta Tecnologia & Eletrônicos

No setor de alta tecnologia e eletrônicos, a integração de robótica nos sistemas de automação industrial tem se mostrado fundamental. Essa tecnologia aumenta significativamente a velocidade de produção, realiza testes rigorosos, identifica e remove produtos defeituosos, e garante condições otimizadas de fabricação. O resultado é a capacidade de produzir produtos eletrônicos e tecnológicos de alta qualidade a custos mais baixos. A crescente demanda por eletrônicos é atendida de forma eficiente por meio da automação, contribuindo para o aumento da produtividade e a entrega de produtos confiáveis e de alta qualidade nessa indústria dinâmica e em rápida evolução.

Embalagens

Além de manter os trabalhadores seguros, a automação no setor de embalagens aumenta a flexibilidade de produção de embalagens para lidar com uma maior gama de produtos. Isso ajuda as empresas a manterem consistência e competitividade em sua produção.

Vantagens da Automação Industrial

A automação no setor de embalagens desempenha um papel crucial na elevação da segurança dos trabalhadores. Ao automatizar vários processos, a intervenção manual em tarefas potencialmente perigosas é reduzida, minimizando o risco de acidentes e lesões. Essa priorização da segurança cria um ambiente de trabalho seguro para os funcionários.

Redução do Tempo de Produção

A automação reduz significativamente o tempo de produção, capacitando os fabricantes a se adaptarem rapidamente às mudanças de mercado. Essa maior velocidade não apenas aprimora a adaptabilidade, mas também impulsiona a competitividade. Através da colaboração de automação e sensores sofisticados, procedimentos de validação e inspeção são eficientemente concluídos, garantindo controle de qualidade e taxas de produção elevadas. Máquinas, sob automação, podem fabricar mais produtos com menos defeitos em um período de tempo mais curto, contribuindo para maior eficiência e produtividade.

Risco e Erros Humanos Reduzidos

Produtos melhores e maior segurança são possibilitados pela redução de erros humanos. Recalls, custos de reparo e lesões significativas diminuem. Introduzir a opção de direcionar o capital humano para pesquisa e desenvolvimento, em vez de atividades rotineiras, também permite o uso mais eficiente dos recursos.

Ajuda e Habilidades Mitigando a Falta de Mão de Obra

Ao contrário dos trabalhadores humanos, as máquinas têm menos probabilidade de enfrentar escassez. A tecnologia de automação preenche a lacuna de escassez de habilidades e mão de obra, o que pode impactar significativamente o resultado final de uma empresa de manufatura e sua capacidade de se manter no mercado.

Melhoria no Acompanhamento da Produção e Análises

Os dados podem ser distribuídos eficientemente ao longo da cadeia de suprimentos e utilizados para rastreamento de inventários, manutenção de sistemas e itens produzidos por meio de sensores, robótica e equipamentos sofisticados. Isso aprimora a eficácia da programação e do planejamento, permitindo uma tomada de decisão melhor e aumentando a possibilidade de um retorno sobre o investimento (ROI) mais alto.

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Principais Desenvolvimentos na Automação Industrial para 2023

Apesar dos desafios recentes, incluindo a pandemia do COVID-19 e as subsequentes rupturas na cadeia de suprimentos, escassez de mão de obra, aumento da inflação e despesas crescentes, prevê-se que o setor de manufatura cresça em 2023.

A indústria está posicionada para permanecer robusta à medida que várias tendências ganham destaque, incluindo a proliferação de tecnologia, a integração de inteligência artificial (IA) e a utilização de produtos “inteligentes”. Esses conceitos emergentes são cruciais para serem monitorados no próximo ano.

Internet Industrial das Coisas (IIoT)

O crescimento do IIoT (Internet Industrial das Coisas) é antecipado como um desenvolvimento significativo no próximo ano. Ao conectar vários dispositivos "inteligentes" com sensores de ponta e automatizar e otimizar o processo de produção, o IIoT impulsiona a produtividade em diversos formatos. É importante observar que o crescimento do IIoT e da robótica exige uma alta velocidade de rede; portanto, pode ser necessária capacidade de conectividade em larga escala.

Trabalhadores Qualificados na Era da Automação

Devido ao rápido desenvolvimento da tecnologia, os trabalhadores precisam adquirir novas habilidades e se atualizar dos seus conhecimentos que agora podem ser executados por automação.

O colaborador está se tornando menos necessário em campos especializados, como tecnologias de Realidade Aumentada (AR) e Realidade Virtual (VR). Por exemplo, essas tecnologias podem auxiliar no entendimento e execução da produção que podem acabar em locais perigosos ou de difícil acesso, como estações espaciais.

À medida que os gêmeos digitais se tornam mais complexos e valiosos, a demanda por pessoas com conhecimento e expertise nessa área aumentará. Um gêmeo digital é uma réplica eletrônica de um processo real que pode ser utilizado para compreender e aprimorar linhas de produção e seus resultados.

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O Futuro do Papel da Automação na Indústria

Ao passo que a inteligência dos robôs continua a crescer, sua capacidade de realizar operações complexas rapidamente, eficientemente, mais confiavelmente e com menos riscos torna-se inestimável para o setor industrial. Dada a atual velocidade do avanço tecnológico, o futuro da automação na manufatura parece promissor.

Trazendo como perspectiva, a trajetória da automação de fábricas sugere um aumento substancial na aplicação e desenvolvimento de:

Estes, juntamente com outras tecnologias digitais de produção, contribuem para um maior controle sobre o chão de fábrica, marcando uma mudança transformadora no cenário da manufatura.

Contrariamente à crença popular, a automação das máquinas de produção não substituirá em breve a mão de obra; a maioria dos processos ainda precisa de intervenção humana, já que as pessoas são mais flexíveis e criativas. Seu processo de requalificação pode ser realizado de forma mais ágil do que a reprogramação e remontagem de um robô.

É crucial reconhecer que a automação nem sempre tem a intenção de substituir empregos; em vez disso, pode causar alterações nos postos de trabalho. As pessoas agora podem ser empregadas de maneira mais eficaz em profissões que se concentram em resolução de problemas, criatividade, gestão de pessoas e inovação, sendo mais seguras e menos exigentes fisicamente do que tarefas que poderiam representar riscos ergonômicos e de segurança.

O Sistema Smart Factory MOM para Automação Industrial - Tornando Empresas Poderosas

Incorporar ferramentas de automação industrial na estratégia de transformação digital permite que as indústrias aprimorem vários aspectos de suas operações de negócio. A jornada de automação pode começar com tarefas básicas como agendamento e coleta de dados, evoluindo para alcançar a automação de procedimentos ao longo do ciclo de vida do produto.

A melhoria dos processos de manufatura para uma produção mais eficiente e auxílio na tomada de decisões baseados em dados torna-se possível por meio da adoção de um sistema de automação na indústria. Isso inclui integração com softwares de manufatura relacionados, como sistemas ERP, sistemas de gerenciamento de qualidade (QMS) e sistemas de gerenciamento de materiais.

A implementação do sistema Smart Factory MOM traz uma infinidade de benefícios, incluindo treinamento de excelência, uma fonte unificada de informação precisa dos do sistema produtivo, redução de erros e do tempo de mercado, e otimização de relatórios. Automatizar planejamento, gerenciamento e processos de negócios resulta em uma operação mais simplificada e eficaz por meio da utilização da solução Smart Factory MOM.

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