Olhando para o passado para se preparar para o futuro da manufatura

No mundo da automação de produção, estamos sobre os ombros de gigantes. Desde os primeiros avanços em máquinas e software de pioneiros como Charles Babbage, Ada Lovelace e Alan Turing, até as conquistas inovadoras das últimas décadas, em áreas como inteligência artificial e automação de processos robóticos, uma base sólida foi estabelecida para que a indústria inovasse em infraestrutura digital e processos digitais.

Tive a sorte de obter uma visão do que estava por vir no início da minha carreira. Estagiando na Intel no início dos anos 2000, vi em primeira mão o rápido desenvolvimento dos semicondutores, que têm sido um componente importante no ritmo impressionante de mudanças que ocorreram.

Agora, com a aproximação do final de 2020, estamos em um ponto da história da fabricação em que podemos começar a entender como os avanços das últimas duas décadas abrirão caminho para uma nova era de inovação à medida que avançamos em direção à Indústria 4.0 – e como os fabricantes de hoje podem se preparar para o que está por vir.

De onde viemos

Na superfície, os ambientes de fabricação modernos compartilham muitas características semelhantes às instalações e linhas de produção que vi nos meus primeiros anos na indústria. A mudança, no entanto, tem o hábito de aparecer gradualmente e, depois, de repente. As inovações em vários aspectos da tecnologia e dos processos de fabricação evoluíram em paralelo e agora estão convergindo de tal forma que permitem que os fabricantes de hoje operem modelos de negócios mais inteligentes, eficientes e resilientes.

Algumas das principais inovações das últimas duas décadas incluem:

• Avanços rápidos em chips semicondutores e hardware de computador

A força da Lei de Moore, que prevê que a velocidade e a capacidade de nossos computadores aumentarão a cada dois anos a custos cada vez menores, está permitindo capacidades de processamento rápido e automação de processo aprimorada. Como resultado, um Sistema de Controle Distribuído (DCS) em uma fábrica típica pode agora processar milhões de algoritmos em um período muito curto e gerenciar grandes quantidades de dados, o que permitiu que a indústria de automação avançasse exponencialmente em direção à sua maturidade.

• O software está "dominando" a manufatura, assim como fez com outros setores

O famoso decreto de Marc Andreessen de 2011 se mostrou profético. A evolução dos controles baseados em software permitiu o desenvolvimento de interfaces intuitivas entre humanos e máquinas. Os operadores de hoje têm um nível inigualável de controle de tudo, desde o design do produto até a análise de desempenho da máquina.

• Atualizações contínuas em protocolos de comunicação

O estabelecimento da Open Platform Communication (OPC) para controle de processo e a introdução de tecnologias sem fio em ambientes de fábrica permitiram a troca de informações em tempo real entre aplicativos de software e hardware de processo. Isso permitiu que redes sem fio em toda a fábrica interagissem com sistemas industriais de Aquisição de Dados de Produção (PDA) e telefones industriais, dando aos operadores a capacidade de controlar e gerenciar melhor os ambientes de fabricação.

• A visão de máquina se tornou uma realidade

A visão computacional permite inspeção e análise baseadas em imagens no controle de processo. Os rápidos desenvolvimentos em inteligência artificial permitiram que as máquinas reconhecessem pessoas e produtos. Isso permitiu que as empresas de manufatura gerenciassem suas linhas de produção de maneira mais precisa. Aproveitando esse poder, os fabricantes estão substituindo técnicas de digitalização manual pela capacidade de interrogar informações em alta velocidade e em tempo real.

Onde estamos hoje

Esses marcos estão moldando a Indústria 4.0. Combinados, eles oferecem aos fabricantes a capacidade de simular ou emular o desenvolvimento de produtos em ambientes virtuais em tempo real para explorar possibilidades em um ritmo acelerado, enquanto controlam variáveis importantes, como consumo de energia e segurança de produto.

As capacidades da fabricação moderna proporcionam às empresas de fabricação confiança em seus investimentos – eliminam os fatores desconhecidos e criam uma plataforma para experimentação e iteração rápidas.

Para que essa transformação saísse das margens e se tornasse dominante, foi necessário um catalisador. A situação da COVID-19 criou um período de circunspecção em que os fabricantes tiveram que pensar seriamente sobre a sustentabilidade de seu modelo de negócios. Nesse contexto global, a transformação digital não é mais uma ambição futura – ela é fundamental para a capacidade de tomar decisões e garantir a continuidade dos negócios em circunstâncias desafiadoras e incertas.

A resposta à pandemia, portanto, proporcionou às empresas do setor a urgência de obter um maior grau de controle sobre suas instalações e operações para estarem prontas para se adaptarem a um ambiente volátil.

Para onde estamos indo

Embora não possamos prever quando a normalidade será restaurada nos assuntos globais, podemos olhar para o futuro e buscar delinear nossas expectativas para a próxima era da manufatura.

Seja qual for o desdobramento dos acontecimentos a partir de agora, a experiência de 2020 ressaltou a necessidade de maior diversidade e flexibilidade nas operações da fábrica. Estamos vivendo tempos incertos e, embora não possamos prever o que está por vir, podemos nos preparar. Seja com novos bloqueios pandêmicos ou com um evento totalmente diferente e inesperado, as empresas agora sabem que precisam da capacidade de se reestruturar se e quando o ambiente macro exigir. Em certo sentido, isso requer a flexibilidade para mudar as linhas de produção para itens essenciais. De forma mais ampla, cria a necessidade de poder conectar fábricas além das fronteiras geográficas, usando ferramentas como a realidade aumentada, a fim de remover limitações físicas entre fábricas e especialistas e manter a continuidade por meio de manutenção remota e treinamento.

Em meio ao estresse que o último ano impôs aos ambientes de produção, as empresas estão reconhecendo a necessidade urgente de uma calibração na saúde de suas instalações. Nos últimos meses, trabalhamos com fabricantes para realizar verificações de integridade nos equipamentos da fábrica e ajudamos a identificar máquinas que estavam se tornando obsoletas e que valem potencialmente milhões de USD. As empresas agora estão focadas em elevar esses locais a um nível mais alto de excelência, proporcionando a resiliência necessária para o futuro.

A situação global também ressaltou a necessidade de os fabricantes alcançarem maior eficiência no projeto e no planejamento da fábrica. Para isso, o planejamento de recursos empresariais (ERP) foi elevado a um nível mais alto de prioridade. Os fabricantes geralmente têm grandes quantidades de dados latentes da fábrica, muitos dos quais historicamente não foram aproveitados. Para competir na nova era, os fabricantes estão fazendo investimentos para capturar e automatizar esses dados para alimentar processos rápidos e contínuos e a colaboração entre as partes interessadas.

O amanhecer da Indústria 4.0

É fácil ignorar a magnitude dos avanços que ocorreram nas últimas décadas. Avanços pequenos e iterativos em todo o espectro da fabricação podem não parecer significativos isoladamente, mas se compõem para criar mudanças massivas em toda a cadeia de valor.

Embora prevíssemos que esses avanços se manifestariam com o tempo, não poderíamos ter concebido um catalisador como a COVID-19, que trouxe as capacidades essenciais de uma instalação de produção moderna para o primeiro plano e elevou a transformação digital como uma prioridade do setor.

As empresas que conseguiram reconhecer essa mudança fundamental e se adaptar de acordo estão agora mais bem preparadas para se adaptar e prosperar na nova era digital. Com base em décadas de progresso, os fabricantes de hoje têm acesso às ferramentas de que precisam para se preparar para o que ainda está por vir.

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