Indústria 4.0 trabalho

Prévia do material em texto

A indústria, como a conhecemos atualmente, sofreu diversas alterações no decorrer da 
história. Cresceu passo a passo e ao longo das descobertas e evoluções. Na imagem abaixo, 
podemos observar a evolução da indústria com mais detalhe. Mais adiante serão 
desenvolvidas as 3 eras industriais anteriores à Indústria 4.0.
Indústria 1.0
Há cerca de 250 anos, no final do século XVIII que as máquinas a vapor e o uso da força hidráulica revolucionaram a indústria. Este foi um grande avanço na época e foi graças a ele que surgiu a 
2ª Revolução. A indústria dava o seu primeiro grande passo rumo à realidade tecnológica que vivemos nos dias atuais. O período que ficou conhecido como Revolução Industrial, foi marcado pelo aumento da produtividade no setor têxtil.
Naquela era industrial a manutenção era essencialmente corretiva (limpeza, 
lubrificação após falhas) uma vez que a produtividade era prioritária e que os equipamentos eram simples e sobredimensionados.
 
Indústria 2.0
Desta vez, foi a indústria automobilística que fez sua contribuição à história. Em 1913, a Ford introduziu a primeira linha de montagem industrial, alcançando um significativo aumento na produtividade das fábricas. Na sequência, diversas outras empresas aderiram aos conceitos de produção em ritmo industrial, para aumentar a eficiência e reduzir os seus custos.
Neste caso, foi no fim do século XIX que chegou a energia elétrica e a produção em massa. Na indústria atual (pré-4.0) ainda se usa esta invenção que também será usada na 
seguinte Foi uma grande descoberta para todo o setor industrial. Nesta revolução, já se nota alguma mudança relativamente a como era vista a manutenção, pois devido a escassez de 
recursos (uma vez que era um período pós-guerra) e a um aumento da procura, tentou-se um aumento da produtividade tirando partido de bons funcionamentos das máquinas. Nesta era, 
muitos foram os passos a nível de manutenção, nomeadamente registo de manutenções em computadores e agendamento e controlo da manutenção. Podemos dizer que nesta era nasceu a 
manutenção preventiva.
Indústria 3.0
Em meados dos anos 70, nasciam os primeiros sistemas de automação, iniciando a montagem automatizada para aplicação industrial, por meio de computadores, máquinas de inserção de componentes, centros de usinagem etc.
Com isso, os trabalhos, que antes eram feitos por humanos, foram otimizados e passaram a ser realizados por robôs computadorizados.
O modelo de indústria altamente automatizada, gerado há mais de 40 anos, possibilitou que fossem criadas as grandes inovações tecnológicas que usufruímos hoje, como tablets, smartphones e todo o tipo de produto eletrônico.
Nesta revolução, convém referir, nasceu o sistema 
Just In Time. Da necessidade de reduzir ao máximo o tempo, pessoal e improdutividade nasceu o termo de manutenção preditiva.
Indústria 4.0
Foi na edição de 2011 da famosa feira de tecnologia que acontece todos os anos, no final de abril, na cidade de Hannover, Alemanha, que o conceito sobre a indústria 4.0 seria revelado ao público pela primeira vez.
Em uma associação entre o governo alemão, universidades, centros de pesquisas do país e empresas de tecnologia, a iniciativa foi fortemente incentivada e patrocinada, propondo mudanças radicais no modelo industrial que conhecemos hoje.
Estas mudanças fazem parte de uma visão futurista (mas realista) em que ocorre uma completa descentralização do controle dos processos e uma grande proliferação dos dispositivos inteligentes interconectados, em toda a cadeia de produção e de logística das fábricas.
O impacto que se espera no setor industrial é comparado ao que a internet proporcionou ao comércio digital, às transações bancárias e aos meios de comunicação.
A Indústria 4.0 envolve o uso de avanços na tecnologia de comunicação e informação para aumentar o grau de automação e digitalização da produção, fabricação e processos industriais. O objetivo final é gerir todo o processo da cadeia de valor, melhorando a eficiência no processo de produção e obtendo produtos e serviços de qualidade superior. Assim, o que temos é a fábrica do futuro, apropriadamente chamada “Smart Factory” (Fábrica Inteligente). Essa fábrica é prevista para ser aquela que opera com tranquila eficiência, onde todos os processos são executados e conduzidos sem problemas.
Em 2015 um relatório da consultoria Boston Consulting Group identificou nove conceitos que se estabeleceram como os pilares da indústria 4.0:
Os 9 pilares da indústria 4.0
Big Data e Data Analytics
A capacidade de coletar, organizar e analisar enormes quantidades de dados de fontes diversas é uma das grandes “estrelas” da Indústria 4.0. A aplicação de Big Data e Data Analytics otimiza a qualidade da produção, economiza energia e melhora o desempenho dos equipamentos.
Robôs autônomos
Robôs são utilizados há muito tempo na indústria, mas o diferencial do robô da Indústria 4.0 está na capacidade de trabalhar sem a supervisão humana, agindo de forma inteligente, cooperativa e autônoma. A utilização de robôs autônomos reduz custos com mão-de-obra e aumenta a produção, tornando as indústrias mais competitivas.
Simulação
Simular virtualmente produtos e materiais já é uma realidade. Na Indústria 4.0, o ambiente virtual envolve máquinas, produtos, processos e pessoas e faz uso de dados do mundo físico. Desta forma, toda a cadeia de criação pode ser simulada.
Integração de Sistemas (horizontais e verticais)
As integrações horizontais e verticais dizem respeito a sistemas de TI consistentes e interligados dentro das empresas (engenharia, produção, serviços, etc) e fora delas (empresas, fornecedores, distribuidores e clientes). Com redes universais de integração de dados as corporações da quarta revolução industrial nunca estarão isoladas
Internet das coisas
A quantidade de sensores no mundo hoje já é maior do que a população mundial. Sensores estão por toda parte, fazem parte de nosso dia-a-dia e conectam nossos dispositivos (celulares, TVs, automóveis, eletrodomésticos, entre outros). Essa é a internet das coisas. No contexto de Indústria 4.0, todas as coisas são inteligentes e estão conectadas à internet. Sensores conectados geram dados e dados analisados (data analytics) aumentam a capacidade de tomada de decisão em tempo real.
Cibersegurança (Cyber Security)
Surge quase que como consequência de vários outros pilares da Indústria 4.0, pois em um mundo altamente conectado e integrado, proteger dados e sistemas das ameaças cibernéticas torna-se um enorme desafio.
Computação em Nuvem (Cloud Computing)
A computação em nuvem já é utilizada por muitas organizações, porém na Indústria 4.0, a performance das tecnologias em nuvem é otimizada pelo aumento da capacidade e velocidade de processamento. Sistemas mais rápidos atraem mais empresas que confiam seus dados e sistemas à nuvem. Entre os benefícios, maior quantidade de dados passíveis de integração e economia de hardware para as organizações.
Manufatura Aditiva
Também chamada de impressão 3D, a manufatura aditiva hoje é utilizada para a produção de protótipos físicos e peças únicas. Na Indústria 4.0, a manufatura aditiva é utilizada em larga escala para a produção de pequenos lotes de peças customizadas, que no modelo de processo tradicional envolve altos custos de personalização, fabricação e transporte.
Realidade Aumentada
A Indústria 4.0 enxerga um enorme potencial na realidade aumentada para a geração e prestação de serviços. Ao permitir interações entre o mundo real eo virtual, esta tecnologia é de grande utilidade para aplicações na medicina e educação, assim como no treinamento profissional de colaboradores.
A manutenção na Indústria 4.0
Um modelo de indústria 4.0 facilita muito a realização de uma manutenção preditiva. O sensoriamento das peças pode ser capaz de mostrar as falhas iminentes, sendo o operador capaz de resolvê-las antes que os estragos sejam maiores. Em alguns casos, as falhas podem ser corrigidas até mesmo sem a necessidade de ação humana.
Outro forte aliado da realizaçãode uma manutenção centrada na confiabilidade de equipamentos é o Big Data. Big Data é um termo utilizado para um grande volume de informações, que com o advento de novos processadores mais potentes podem ser processadas e determinar parâmetros otimizados de manutenção de equipamentos. A tecnologia de Big Data somada às de Inteligência Artificial (AI) poderá determinar com maior precisão a vida útil de equipamentos, seu risco de falha e os impactos sobre o sistema e sua vizinhança. Este será um avanço de larga escala, que se traduz em desafio à indústria visando sua aplicação imediata.
O Sistema Smart implantado pela Welle Laser na sua máquina de corte CS 3000 traz consigo estes conceitos da indústria 4.0. O monitoramento do sistema é hoje realizado por diversos sensores que indicam o desempenho de cada um dos subsistemas da máquina. Estes dados são disponibilizados online para um operador remoto que pode controlar e inclusive monitorar por meio de câmeras o desempenho da máquina. Além disso, o sistema de alimentação com duas mesas de troca permite agilidade na troca de chapas e consequente aumento da produtividade.
Nos sistemas com manutenção 4.0 as tarefas que antes eram realizadas de forma periódica ou apenas com a quebra do equipamento passam a ser realizadas com a instrução do próprio sistema. Cada vez mais o software otimizará a utilização do equipamento de forma a diminuir o tempo parado e os prejuízos com trocas de peças. Ao usuário cabe apenas o monitoramento do equipamento e o foco no que realmente importa: o desenvolvimento de soluções inovadoras para seus produtos e serviços.
Contrariamente à manutenção preventiva dos dias de hoje, a manutenção preditiva 
oferece melhorias em termos de performance dos equipamentos. Acrescentando sensores, um monitoring constante e registando diversos valores de grande importância, é possível 
pensarmos numa assistência remota ao equipamento. Através de uma constante e detalhada análise realizada aos valores obtidos dos mais diversos sensores, através de um 
algoritmo/programa de análise realizado em detalhe pela empresa em questão, a assistência 
remota é possível pois, conforme explica o artigo a partir do qual todo o desenrolar da 
dissertação foi tomado, uma mínima variação num dos parâmetros do processo produtivo pode ser razão para uma intervenção de manutenção. 
O autodiagnóstico do estado de “saúde” de cada 
equipamento também será possível através de melhorias implementadas pela Indústria 4.0. A 
interconexão das máquinas, sensores, computadores e outros é essencial para que estas “funções” sejam implementadas com sucesso.
O Autodiagnostico será importante pois através dele agendar-se-ão as ações de 
manutenção necessárias para que não ocorram falhas (ou se minimizem as intervenções 
corretivas). Relativamente aos principais desafios para uma correta implementação da Indústria 4.0 pode falar-se da gestão de dados (de modo a definir as ações corretivas adquiridas através 
do monitoring das máquinas), dos modelos preditivos a ser usados para uma correta 
implementação da manutenção preditiva, das soluções de Cloud (guardar ou compilar 
informações num servidor virtual) e da comunicação entre a cloud e as máquinas ligadas entre 
si.
Um pequeno relatório/diagnóstico será capaz de fornecer a informação no contexto exato, 
no momento exato ao técnico certo para o produto/processo/projeto. A manutenção da era 
industria 4.0 é realmente benéfica num contexto industrial pois alerta as pessoas adequadas, 
nos momentos adequados, coordenando necessidades produtivas com necessidades humanas e interligando os mais diversos departamentos, conseguindo oferecer soluções ao nível da eficiência muito mais vantajosas e benéficas.
Um dos grandes objetivos da aplicação de uma correta política de manutenção é o 
minimizar de materiais de manutenção maximizando a disponibilidade das máquinas 
(garantindo, de modo prioritário, a qualidade dos produtos).
No final será possível uma máquina proporcionar-se a si mesma uma estratégia de 
manutenção enviando aos respetivos técnicos o histórico da manutenção e informações 
importantes que no passado não ajudavam tanto como por exemplo valores de temperaturas, pressão, quantidades, etc… As máquinas, sistemas, partes ou outros encontrar-se-ão conectados entre eles nas novas empresas. Devido a mais vasta e diversa de informações obtidas dos sensores, problemas ou até eventuais más tendências podem ser detectadas: Graças a isso, as devidas ações de manutenção serão automaticamente desencadeadas e irão prevenir-se falhos das máquinas assim como reduzir custos de manutenção/reparação. O facto de tudo estar interconectado fará com que as máquinas se auto mantenham aplicando ações corretivas. Outra das principais vantagens do desenvolver da indústria 4.0 para a manutenção é que, muitas vezes a vinda de um técnico às instalações deve-se a uma má descrição do problema. De agora em diante, isso não voltará a acontecer pois com “Remote Maintenance” as visitas dos técnicos poderão ser otimizadas ou 
até mesmo eliminadas, já para não falar da velocidade de resposta.
Num futuro próximo, graças a interligação de políticas de manutenção preventivas e 
preditivas, será possível uma intervenção de natureza técnica realizar-se 
virtualmente/remotamente uma vez que o correto registo/monitoramento dos dados do processo revela eventuais falhas no sistema, por exemplo. Para além disto, será possível saber em que lugar está determinada equipa de manutenção, assim como planear futuras ações de manutenção e não calendarizar outras ações à mesma equipa uma vez que os técnicos já estão adjudicados a outra tarefa de manutenção. Pormenores vantajosos dos novos modelos de manutenção são por exemplo, o recebimento de uma mensagem para o smartphone do técnico adjudicado a determinado equipamento de uma variação brusca das condições normais de trabalho da mesma, solicitando uma ação de manutenção ou até mesmo uma mensagem a indicar que a máquina, continuando naquelas condições, irá falhar dentro de momentos. De igual modo, hierarquicamente será possível saber os locais onde atribuir a mão-de-obra existente (departamento de produção) dadas as intervenções do departamento de manutenção, das auditorias de qualidade.