Desafios e impactos da manufatura na Indústria 4.0

Indústria 4.0 é o nome dado à tendência atual de automação e troca de dados em tecnologias de fabricação. Inclui sistemas ciber-físicos, a Internet das coisas, computação em nuvem e computação cognitiva. A indústria 4.0 é comumente referida como a quarta revolução industrial.

A Indústria 4.0 promove o que foi chamado de “fábrica inteligente”. Dentro de fábricas inteligentes estruturadas modulares, sistemas ciber-físicos monitoram processos físicos, criam uma cópia virtual do mundo físico e tomam decisões descentralizadas.

Através da Internet das Coisas, os sistemas ciber-físicos comunicam-se e cooperam uns com os outros e com os humanos em tempo real, tanto internamente como através dos serviços organizacionais oferecidos e utilizados pelos participantes da cadeia de valor do processo industrial.

Desafios na implementação da Indústria 4.0

Questões de segurança de TI, que são muito agravadas pela necessidade inerente de abrir as lojas de produção anteriormente fechadas
Confiabilidade e estabilidade necessárias para uma comunicação máquina a máquina crítica (M2M), incluindo tempos de latência muito curtos e estáveis
Necessidade de manter a integridade dos processos de produção
Evitar qualquer problema de TI, pois isso causaria interrupções de produção caras
Proteger o know-how industrial (contido também nos arquivos de controle do equipamento de automação industrial)
Falta de conjuntos de habilidades adequadas para acelerar a marcha rumo à quarta revolução industrial
Ameaça de redundância do departamento de TI corporativo
Relutância geral em mudar pelas partes interessadas
Perda de muitos empregos para processos automáticos e processos controlados por TI, especialmente para partes menos instruídas da sociedade
Compromisso de baixa gerência superior
Problemas legais pouco claros e segurança de dados
Benefícios econômicos pouco claros / Investimento excessivo
Falta de regulamentação, norma e formas de certificações
Qualificação insuficiente de funcionários

Tecnologias modernas de informação e comunicação, como sistema ciberfísico , análise de big data e computação em nuvem , ajudarão a detectar precocemente defeitos e falhas de produção, possibilitando sua prevenção e aumentando os benefícios de produtividade, qualidade e agilidade que têm um valor competitivo significativo.

Análise de Big Data

A análise de big data consiste em 6Cs no ambiente integrado do Industry 4.0 e do cyber physical systems. O sistema 6C compreende:

Conexão (sensor e redes)
Cloud (computação e dados sob demanda em nuvem)
Cyber (modelo e memória)
Conteúdo / contexto (significado e correlação)
Comunidade (compartilhamento e colaboração)
Personalização (personalização e valor)

Neste cenário e para fornecer informações úteis para o gerenciamento de fábrica, os dados precisam ser processados com ferramentas avançadas (análise e algoritmos) para gerar informações significativas.

Considerando a presença de problemas visíveis e invisíveis em uma fábrica industrial, o algoritmo de geração de informações deve ser capaz de detectar e abordar questões invisíveis, como degradação de máquinas, desgaste de componentes, etc., no chão de fábrica.

Impacto da Indústria 4.0

Os proponentes do termo alegam que a Indústria 4.0 afetará muitas áreas, mais notavelmente:

Serviços e modelos de negócios
Confiabilidade e produtividade contínua
Segurança de TI: empresas como Symantec, Cisco e Penta Security já começaram a tratar da questão de segurança da IoT
Segurança da máquina
Ciclos de Vida do Produto
Cadeia de valor da indústria
Educação e habilidades dos trabalhadores
Fatores socioeconômicos

Tecnologias CAD e CAM contribuem para a Indústria 4.0

Alguns dos principais desafios da indústria 4.0, tais como Confiabilidade, Estabilidade e Necessidade de manter a Integridade dos processos de produção são possíveis de resolver utilizando as automações disponíveis nos sistemas CAD e CAM. Atualmente, existe um baixo nível de utilização das ferramentas de automação disponibilizadas pelas desenvolvedoras de softwares o que acarreta, reprodução diária de rotinas repetitivas, duplicadas e manuais.

Essas automações chamadas de templates ou modelos, reconhecimento automático de geometrias, biblioteca de componentes e ferramentas de corte, comparador de geometrias, assistentes para projeto de moldes e estampos, extração e detalhamentos 2D automatizados de eletrodos, pós processadores livres de erros, sistema confiável de comunicação entre computador e máquina CNC, são alguns exemplos de automações que já existem a disposição em muitas das empresas e são ignoradas.

Como a tecnologia de projeto e fabricação seja mantida na empresa

Para se pensar em indústria 4.0, primeiro precisa automatizar processos do mais baixo nível, e ir avançando, treinando os usuários e gestores, para que estes tenham um pensamento enxuto, visando a automação para manter a integridade dos processos de produção, mesmo com a dinâmica do mercado, mas que a tecnologia de projeto e fabricação seja mantida na empresa.

Outro fator importantíssimo, mas deixado de lado em muitas fábricas, é a rede interna de computadores (Ethernet), a qual são lentas e não possuem divisão entre rede de manufatura (ligando somente máquinas CNCs) e outra de computadores pessoais. Para proteção e segurança da informação quanto para backup de dado, a qualidade destas redes deve ser considerada ter investimento, pois contribuem muito na ineficiência, retrabalhos e perdas de tempo.

A qualificação dos usuários em CAD e CAM, deve ser realizada para obter um nível de excelência entre os projetistas e programadores, pois estes colaboradores sendo bem treinados e conhecendo como utilizar as automações disponíveis nos sistemas em que atuam, contribuem para elevar o patamar de produtividade, qualidade e tempo de entrega do próprio serviço bem como para os produtos da empresa, seja ela uma ferramentaria, indústria de bens ou usinadora.

E como o conceito está sendo aplicado na Alemanha, berço desta quarta revolução?

A Alemanha é um dos mais importantes produtores de ferramentas e matrizes em todo o mundo. Devido à globalização, novos mercados e, portanto, novas possibilidades para aumentar a receita surgem. Nos últimos dez anos, um número crescente de ferramentarias internacionais entrou no mercado, o que abalou a supremacia das oficinas de ferramentas alemãs. A indústria alemã de ferramentas e matrizes reagiu a esse desenvolvimento com medidas destinadas a aumentar a eficiência e, ao mesmo tempo, manter altos padrões de qualidade. O estudo “Ferramentaria na Alemanha” fornece uma visão geral da ferramentaria alemã e da indústria, bem como os atuais desafios e tendências do setor de fabricação de ferramentas. O estudo

mostra o desenvolvimento e o status quo das oficinas de ferramentas alemãs em relação às dimensões produto, processo e recursos.

Por aqui no Brasil, podemos contar em poucos dedos as ferramentarias e industrias que tem o potencial de entrar nesta onda da indústria 4.0. As demais empresas precisam colocar na agenda a grande necessidade de se prepararem para um futuro onde a alta qualidade e prazos de lançamento serão ainda mais apertados.

Soluções automatizadas CAD e CAM que ajudam sua empresa rumo a Indústria 4.0

Furação Automatizada
Reconhecimento de Geometrias
Projetos e programação digital com fluxo associativos CAD e CAM, onde qualquer alteração do projeto pode ser aceita pelo programador e imediatamente implementada
Trabalhar simultaneamente vários projetistas no mesmo projeto, ganhando dias na conclusão e entrega
Fluxo CAD/CAM sem papel, utilizando PDF 3D
Utilização de Templates por reconhecimento de Cores
Medição em Processo na máquina CNC
Fixação por mesa magnética
Utilização de ar gelado para melhor limpeza e garantir manutenção de sua máquina
Extração de Eletrodos Automatizado e envio de pós processamento direto para a máquina de eletroerosão EDM CNC
Aplicar Apalpadores eletrônicos tipo Probe, Reinishaw, Blum dentre outros fabricantes, para centralização automática da peça
Utilizar medidores eletrônicos de desgaste de ferramentas, tanto diâmetro como altura. Com subrotinas internas no Pós Processadores
Envio e backup de programas diretamente via DNC para as máquinas CNC
Utilizar macros para criar geometrias e processos automaticamente, baseados somente nas medidas principais inseridas pelo usuário

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