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.
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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