resumo Automação industrial

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Automação industrial é definida como a utilização de máquinas eletromecânicas, softwares e equipamentos específicos para automatizar processos industriais. Possui como objetivo aumentar a eficiência dos processos, maximizar a produção com o menor consumo de energia , menor emissão de resíduos e melhores condições de segurança, seja material, humana ou das informações. É um passo além da mecanização, onde operadores humanos são providos de maquinaria para auxiliá-los em seus trabalhos.
Entre os dispositivos eletroeletrônicos que podem ser aplicados estão os computadores ou outros dispositivos capazes de efetuar operações lógicas, como controladores lógicos programáveis (CLPs), microcontroladores, SDCDs ou CNCs. Estes equipamentos em alguns casos, substituem tarefas humanas ou realizam outras que o ser humano não consegue realizar. Entre os dispositivos mecânicos, destacam-se motores, atuadores hidráulicos, pneumáticos, além de partes móveis e componentes estruturais.
É largamente aplicada nas mais variadas áreas de produção industrial.
Alguns exemplos de máquinas e processos que podem ser automatizados são listados a seguir:
Indústria automobilística
Processos de estamparia (moldagem de chapas ao formato desejado do veículo)
Máquinas de solda
Processos de pintura
Indústria química
Dosagem de produtos para misturas
Controle de pH
Estações de tratamento de efluentes
Indústria de mineração
Britagem de minérios
Usinas de Pelotização
Carregamento de vagões
Indústria de papel e celulose
Corte e descascamento de madeira
Branqueamento
Corte e embalagem
Embalagens em todas as indústrias mencionadas
Etiquetado
Agrupado
Lacrado
Ensacado
A parte mais visível da automação, atualmente, está ligada à robotização, mas também é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso de transmissores de pressão, vazão, temperatura e outras variáveis necessárias para um SDCD (sistema digital de controle distribuído) ou CLP (Controlador Lógico Programável). A Automação industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo. Em um sistema típico toda a informação dos sensores é concentrada em um controlador programável o qual de acordo com o programa em memória define o estado dos atuadores. Atualmente, com o advento de instrumentação de campo inteligente, funções executados no controlador programável tem uma tendência de serem migradas para estes instrumentos de campo. A automação industrial possui vários barramentos de campo ( mais de 10, incluindo vários protocolos como: CAN OPEN, INTERBUS-S, FOUNDATION FIELDBUS, MODBUS, STD 32, SSI, PROFIBUS, DEVICENET etc) específicos para a área industrial (em tese estes barramentos se assemelham a barramentos comerciais tipo ethernet, intranet, etc.), mas controlando equipamentos de campo como válvulas, atuadores eletromecânicos, indicadores, e enviando estes sinais a uma central de controle conforme descritos acima. A partir destes barramentos que conversam com o sistema central de controle eles podem também conversar com o sistema administrativo da empresa conforme mostrado no parágrafo abaixo.
Uma contribuição adicional importante dos sistemas de Automação Industrial é a conexão do sistema de supervisão e controle com sistemas corporativos de administração das empresas. Esta conectividade permite o compartilhamento de dados importantes da operação diária dos processos, contribuindo para uma maior agilidade do processo decisório e maior confiabilidade dos dados que suportam as decisões dentro da empresa para assim melhorar a produtividade.
A indústria mundial vem passando por uma revolução tão grande quanto a que criou os primeiros motores a vapor no século XVIII. Com os rápidos avanços tecnológicos, cada vez mais processos são otimizados por meio da automação. E esse não é um assunto novo, já que 
Revisão: o que é automação industrial?
Basicamente, o principal objetivo da automatização é implementar mecanismos que forneçam o melhor produto com o menor custo possível. A diferença está na estratégia para executar esse plano, ou seja, na substituição de um processo que necessita da interação humana por outro que traz uma camada de inteligência e controle por meio das máquinas.
Pensar que a automação industrial se resume à substituição de uma pessoa por uma máquina é um raciocínio errôneo e simplista. Afinal, mesmo no mais utópico dos cenários, alguém precisa configurar e realizar a manutenção dos equipamentos. O que de fato está em jogo é a otimização dos processos.
É possível salientar, por exemplo, a busca pela melhoria da produtividade, aumentando o número de itens gerados com mais qualidade e menor preço. Por outro lado, ela também visa melhorar as condições de trabalho das pessoas, transferindo atividades perigosas ou insalubres para equipamentos programados de acordo com a função.
Vale destacar também a tentativa de simplificar ao máximo os processos. Quanto mais fácil for o manuseio ou a operação de um equipamento pelo funcionário, menor é o custo com formação técnica e mínimos são os riscos de falha ou acidente.
O que realmente pode ser automatizado?
A execução automática de tarefas industriais trilhou um caminho de grande evolução ao longo da história, moldando a sociedade na qual vivemos hoje. Do trabalho braçal ao manuseio de máquinas, para a chegada do motor a vapor e, posteriormente, dos sistemas de automação programável, passaram-se pouco mais de 200 anos.
Atualmente, até mesmo softwares de desenvolvimento são passíveis de automatização. A transformação digital possibilita, por exemplo, que uma lógica de evolução natural seja aplicada a um mecanismo de inteligência artificial, para que ele crie e teste novos programas de forma autônoma, até chegar a um resultado eficiente.
Quando falamos de uma automação industrial moderna, está em pauta uma série de agentes operando na linha de produção. Eles monitoram, em tempo real, tudo o que está acontecendo nos equipamentos. Trata-se de um processo mecanizado da análise de desempenho e ajuste das máquinas.
Uma produção de bebidas, por exemplo, pode aplicar um projeto similar no processo de enchimento, que faz parte do controle de qualidade. No final da linha produtiva, é implantado um sistema automatizado de pesagem do recipiente envasado, já com o líquido.
Se a métrica de peso estipulada não é atingida, ele não é encaminhado para o estágio de embalagem. Essa medida simples reduz o desperdício, garante mais qualidade e acelera o descarte de produtos fora do padrão, entre outros benefícios. Antigamente, tudo isso era feito de forma manual, gastando recursos, tempo e dinheiro.
Vivemos um momento crucial da automação industrial, pois ela pode alcançar diversos processos que jamais imaginávamos que fossem possíveis. O ponto central está em identificar etapas (mesmo que pequenas) a serem otimizadas e desenvolver um mecanismo que faça isso.
Ainda assim, antes da implementação, é preciso avaliar se o investimento vale a pena.
É possível medir o ROI da automação industrial?
Por mais que a automação esteja sempre em debate e sua importância para o desenvolvimento industrial seja incontestável, ainda há uma defasagem nas políticas de incentivo às empresas. Assim, o processo de adoção de novas tecnologias depende de uma análise cuidadosa do retorno sobre o investimento (ROI).
Entretanto, essa é uma questão um tanto polêmica. Afinal, supondo que o gasto para adaptação dos processos industriais cubra seu benefício produtivo, até que ponto é viável investir nessa modificação? Para ficar mais claro, vamos a um exemplo.
Você tem uma casa e deseja alterar sua estrutura para automatizar o controle da iluminação, do portão, do ar-condicionado, da temperatura da água e demais sistemas. O custo da adaptação inviabiliza o retorno sobre o investimento, a não ser que você já tenha pensado nessa ideia e construído a casa com esses itens desde o início.
O ROI e os demais benefícios devem ser analisados dentro de um prazo determinado. Se você avaliar um altocusto a ser pago rapidamente — em um ou dois anos, por exemplo —, pode ser que não ache interessante. No longo prazo, mesmo com o custo de manutenção, o panorama é outro.
Por isso, é fundamental ter em vista certos parâmetros para considerar a viabilidade do projeto. Alguns KPIs, como o custo total da posse (TCO), são de grande ajuda. Eles levam em conta questões como os investimentos com aquisição, instalação, manutenção, operação e treinamento de funcionários.
Até mesmo as spare parts (peças para substituição) em estoque devem ser consideradas. Assim, é possível desenvolver um planejamento embasado em um cálculo confiável.
O tempo para compensação do investimento é identificado e a empresa pode desfrutar dos benefícios da automação sem passar por períodos de aperto financeiro.
Quais são as principais tendências de automação industrial?
A Indústria 4.0 vem causando uma convergência entre os mundos físico e digital que gera uma ampla variedade de possibilidades para a automação. No caso das linhas de produção, os próprios robôs desenvolvidos para atuar em diferentes campos já executam funções cada vez mais complexas, abrangendo áreas inteiras — basta ver o nível da tecnologia no setor automobilístico.
Entretanto, a implementação de conceitos como a Internet das Coisas (IoT), Big Data e Analytics permite que os próprios equipamentos se comuniquem entre si. Por meio da instalação de sensores com tecnologia IoT, por exemplo, um equipamento envia diretamente para um software a temperatura interna, a umidade, o consumo de energia e diversos outros dados.
Com a utilização do Analytics, é possível automatizar a geração de relatórios sobre os dados levantados (Big Data) para ter insights de como melhorar os níveis de produção. Estamos falando, sem grande rigor, de um processo de mecanização de certas funções do próprio gestor.
Em vez de tentar identificar pontos de melhoria utilizando apenas sua percepção, o gerente pode implementar sensores que levantam diversas informações em tempo real, para que ele avalie com precisão o que pode ser otimizado. E o mesmo se aplica aos mais variados campos, incluindo a própria segurança do trabalho.
Já existe uma linha de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) inteligentes, estendendo as capacidades dos profissionais de diversas áreas. Eles recebem informações relevantes em um display na própria lente, sem que precisem utilizar as mãos para manusear um dispositivo móvel (smartphone ou notebook).
Conectado ao ERP da empresa, esse EPI sincroniza dados em tempo real, favorece a execução mais ágil de atividades e reduz o tempo de treinamento.
Os drones também se destacam como grandes aliados da Indústria 4.0, pois possibilitam o acesso remoto a pontos de difícil alcance humano.
Em plataformas de petróleo, eles são utilizados para inspeção aérea. Já na agricultura, eles oferecem o diferencial de coletar dados em diferentes pontos da plantação visando compará-los — por exemplo, temperatura, umidade etc. As próprias máquinas de pulverização se comunicam por sensores com um sistema que mapeia o processo e otimiza suas rotas.