Indústria 4.0: Desafios e perspectivas para a fábrica do futuro e a usinagem inteligente
Em um contexto de competição acirrada, onde a globalização é onipresente e os hábitos de consumo estão mudando, as empresas não têm escolha a não ser alterar seus métodos de fabricação.
A fábrica do futuro precisará ser ágil e conectada para garantir sua competitividade e produtividade. Ela precisará lidar com a diversificação e as necessidades em mudança, produzindo em prazos mais curtos, enquanto se mantém consciente ambientalmente graças à sua eficiência energética. Já falamos sobre a Indústria 4.0 há vários anos. Quais são os desafios para as empresas? O que significa a “fábrica do futuro”?
Oque é a Indústria 4.0?
Conceito e origem da Indústria 4.0
A Indústria 4.0 é um conceito que foi destacado pela primeira vez na Feira de Tecnologia Industrial em Hannover, Alemanha, em 2011, e faz referência às três primeiras revoluções industriais.
A primeira revolução industrial aconteceu no século XVIII com a invenção das máquinas a vapor, permitindo a produção mecanizada. A chegada da rede elétrica levou ao surgimento da segunda revolução industrial no final do século XIX. Finalmente, a automação da produção no século XX resultou na terceira revolução.
A ideia por trás da Indústria 4.0 é reverter a tendência da globalização em favor das indústrias europeias, incentivando as fábricas a adquirirem as mais recentes ferramentas tecnológicas, todas conectadas via Internet e Nuvem.
Na nova fábrica, a ideia é colocar a fábrica a serviço do operador, e não o operador a serviço da fábrica. Como as pessoas são o fator central desse plano, todos os esforços são feitos para melhorar a ergonomia, produtividade e segurança de cada posto de trabalho. À medida que a evolução dos métodos de produção fez com que o operador realizasse cada vez mais procedimentos, o objetivo da fábrica ultra-conectada é desmaterializar todas essas fases, para que as pessoas se concentrem em tarefas de alto valor agregado. Para isso, cada máquina será conectada e se comunicará com a rede, e a informação será transversal, distribuída entre os diferentes departamentos. As informações serão disseminadas de forma fluida e eficiente, desde o pedido de compra do cliente, passando por todas as etapas do processo de fabricação, até o envio do produto acabado.
Componentes da Indústria 4.0: Quais são eles?
A fábrica conectada, ou fábrica do futuro, não vai revolucionar tudo. Ela usará os equipamentos existentes, melhorando-os, e então os colocará no centro de uma rede onde todas as informações poderão ser compartilhadas.
Para isso, algumas ferramentas são essenciais para apoiar a mudança:
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Internet das Coisas (IoT): permitirá o desenvolvimento de produtos recém-fabricados, abrindo assim novas oportunidades de mercado.
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Impressão 3D: abre novas possibilidades de produção, capazes de se adaptar à produção competitiva de pequenas séries.
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Robôs colaborativos (Cobots): como assistência ao operador, o cobot melhorará a produtividade, segurança e eficiência de algumas estações de trabalho.
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Realidade aumentada: ao sobrepor informações relacionadas a certos procedimentos (notavelmente manutenção) ao campo visual do indivíduo, a realidade aumentada permitirá uma intervenção rápida seguindo os procedimentos exibidos.
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Sistemas ciberfísicos (CPS): permitem adicionar novas funcionalidades a elementos físicos com o propósito de controle e gestão de processos. Tornam-se um elemento-chave na cadeia de informações.
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Big Data Industrial: o gigantesco banco de dados da fábrica do futuro evoluirá para “Smart Data” com a introdução da inteligência artificial. Isso melhorará, entre outros aspectos, a manutenção preditiva.
The range of CAD, CAM, ERP and PDM TopSolid solutions
Desafios e Perspectivas para a Fábrica do Futuro
O desafio da fábrica 4.0 será aumentar a produtividade enquanto se adapta a uma nova forma de consumir. O consumidor de hoje compra cada vez mais e tende a focar na personalização dos objetos. Assim, um dos principais desafios da fábrica do futuro será combinar produtividade com customização em massa e séries reduzidas.
Para isso, será necessário facilitar o uso de softwares de programação para economizar tempo, de modo que o indivíduo possa usá-los muito rapidamente. Um dos objetivos será processar as informações em um tempo muito curto, mantendo flexibilidade nos parâmetros.
A usinagem do futuro exigirá a implementação de um sistema inteligente, capaz de autoavaliação e correção. O objetivo da Indústria 4.0 é criar “usinagem inteligente”: a coleta de conhecimento e dados de processo, combinados com inteligência artificial, em benefício da produção.
Como o TopSolid se encaixa na Indústria 4.0?
Embora o conceito de “Indústria 4.0” tenha surgido apenas há alguns anos, o TopSolid não esperou a quarta revolução industrial para seguir essa lógica da fábrica do futuro.
O TopSolid tem oferecido uma cadeia digital totalmente integrada há anos, por meio de sua suíte de software CAD/CAM, proporcionando assim total interconectividade desde o design até a construção.
O TopSolid continua sua evolução em direção ao CAD/CAM do futuro, que envolve:
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Design inteligente: além dos modelos 3D já bem recuperados em nível geométrico, a recuperação de informações de usinagem (PMI) e tolerâncias, bem como a consideração das operações de fresamento e torneamento.
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Mais automação: cálculos preditivos, como cálculos de vibração, deformação de peças devido ao fixação; gerenciamento refinado da vida útil das ferramentas (com condições de corte calculadas); famílias de peças similares (adaptando-se à produção personalizada em massa); geração automática de gamas.
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Uso da nuvem: coleta de BigData da empresa, deslocando cálculos intensivos, atualizando constantemente o software.
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Colocando as pessoas no centro da 4ª revolução industrial: gestão da mudança, implementação de cursos de formação certificados para o benefício mútuo das empresas e seus colaboradores.
