O próximo nível
de Automação

A revolução de hoje é a digitalização do setor do fabrico, com avanços tecnológicos como a Internet das Coisas Industrial (IIoT), robótica, realidade aumentada e inteligência artificial. Estas tecnologias de nova geração ajudam a melhorar a produtividade e a segurança, reduzem o tempo de inatividade e aumentam a eficiência energética. Para descobrir como algumas destas ferramentas funcionam quando aplicadas a ambientes industriais e como as empresas se podem beneficiar hoje e no futuro, continue a ler.

A Internet das Coisas Industrial

A IIoT é formada por dispositivos, sensores e computadores conectados que recolhem e analisam dados em ambientes de fabrico, o que ajuda a reduzir o desperdício e a ineficiência. A comunicação entre máquinas (M2M) e os sensores criam um ambiente onde a IIoT pode prosperar. As empresas já estão a usar a IIoT e a automação para monitorizar ambientes internos de plantas de produção e minimizar o consumo de energia, a fim de reduzir os custos de fabricação. Ao usar dispositivos inteligentes, como capacetes para comunicar com a equipa de produção, as condições de segurança e trabalho também podem melhorar. A Indústria 4.0 é o núcleo do fabrico inteligente, permitindo que grandes quantidades de dados sejam armazenadas e processadas na nuvem. Isto significa que, quer estejam dentro ou fora das instalações, os fabricantes podem monitorizar, manter e ajustar o equipamento com total precisão, sem a necessidade de interromper a produção. Isto é apoiado por software e dispositivos de código aberto que permitem maior controlo e flexibilidade sobre processos através do uso de programação de computadores. Isto ocorre porque o software tem código-fonte que qualquer pessoa pode inspecionar, modificar e melhorar (o código que os programadores de computador podem manipular para alterar a maneira como um programa ou aplicação funcionam). A IIoT está a mudar a paisagem industrial de várias formas, e o seu impacto será cada vez maior.

A robótica está na moda

A realidade aumentada na vida real

Com a Indústria 4.0 e o fabrico inteligente, está a dar-se mais atenção ao valor da realidade aumentada (AR) para utilizações industriais. Novas ferramentas permitem que as empresas criem e testem suposições no mundo virtual, simulando o processo de design e a linha de montagem antes de criar um produto. A AR tem o potencial de dar mais controlo à indústria de fabrico, conectando trabalhadores com equipamentos e permitindo que eles interajam com os dados dos sensores. A tecnologia visa desenvolver operações eficientes, reduzindo o tempo de inatividade na produção, a rápida identificação de problemas e a manutenção de processos em andamento. Isso pode ser conseguido com a ajuda de óculos AR que sobrepõem a realidade virtual ao mundo real. Desta forma, os engenheiros podem ver representações de parafusos, cabos, números de peça e instruções sobre como montar um componente específico. Também é possível usar aplicações móveis habilitados para AR para escanear códigos QR e exibir imagens, videos ou gráficos ao vivo, ou usá-los para reparar máquinas. Muitos fabricantes começaram a explorar as vantagens que a realidade aumentada pode oferecer num ambiente industrial, uma tendência que só pode crescer à medida que o hardware e o software de AR aumentam.

Inteligência artificial e aprendizagem automática

Os sistemas de inteligência artificial (IA) apresentam informações relacionadas ao estado de uma máquina e sua produtividade, além de detectar irregularidades e possibilitar aprender com a experiência e realizar tarefas humanas. Enquanto isso, a aprendizagem de máquinas é um subcampo da inteligência artificial que usa técnicas estatísticas para fornecer aos computadores a capacidade de "aprender" com dados. A aprendizagem automática é muito mais rápida que a dos seres humanos, já que pode analisar enormes quantidades de dados em tempo real e transformá-los em melhorias úteis, o que ajuda a acelerar a produção e a reduzir custos evitando erros. Com a IA e a aprendizagem de máquinas, os fabricantes podem aproveitar melhor a sua capacidade de produção e otimizar a melhor combinação de máquinas, pessoal e fornecedores. A tecnologia também pode ser usada em cobots, permitindo que não apenas um robô trabalhe com segurança com os seres humanos, mas também reprogramando-o com facilidade para realizar novas tarefas (ao contrário dos robôs industriais tradicionais, que se baseiam numa programação laboriosa para cada ação). Uma das maiores vantagens é o aumento do tempo de atividade e da produtividade, graças à manutenção preditiva. Com a IA integrada à tecnologia robótica industrial, as máquinas podem monitorizar o seu próprio desempenho e precisão, e quando precisam de manutenção para evitar paradas dispendiosas. O uso de IA e aprendizagem de máquinas pode melhorar o desempenho em todas as áreas da cadeia de distribuição, incluindo armazenamento, transporte, resposta do cliente, produção e embalagem.

O que apresenta o futuro?

Com a expectativa de que metade dos fabricantes tenha dispositivos inteligentes até 2022, está claro que o cenário da automação industrial está a mudar.

Temos pesquisado a forma como as empresas podem desenvolver as suas arquiteturas para atender às necessidades dos clientes que desejam estar mais informados. Mesmo aqueles que já estão presentes numa plataforma digital podem tomar grandes medidas para integrar a recolha e o fluxo de dados em operações maiores.

O advento da Internet das Coisas Industrial (IIoT) e da Indústria 4.0 tem feito com que muitas empresas deem o salto para o comboio digital, à medida que mais e mais setores verticais aproveitam os benefícios derivados de uma infraestrutura baseada em dados. Fabricantes de equipamentos originais (OEMs) estão a gerar maior conectividade e capacidade de dados, ou os usuários finais estão a exigir isso mesmo. Em qualquer caso, a conectividade em toda a cadeia de valor e fornecimento é o que sustenta esta quarta revolução industrial.

Com acesso a mais dados, os proprietários de fábricas, supervisores de linhas de produção e operadores de máquinas têm uma perspetiva melhor das suas operações, o que, em última análise, oferece a possibilidade de tomar decisões informadas em tempo real para ajustar os processos de produção. Esses dados podem ser analisados historicamente para detetar tendências e, no curto prazo, ser partilhados no âmbito geral da empresa para auxiliar na prevenção, manutenção e logística. O objetivo final é alcançar maior agilidade e maior flexibilidade para adaptar as máquinas às novas exigências do mercado e maior capacidade de iniciativa para outras operações.

Uma empresa que reconheceu o potencial de uma arquitetura com capacidade de dados, e não apenas uma arquitetura que abrange o seu próprio domínio específico, foi a Shanghai SIASUN Robot e Automation Co., Ltd. Como fornecedor de robôs industriais para uma variedade de tarefas, incluindo a soldagem por pontos, soldagem a arco, manuseamento, montagem, colagem, pulverização e fundição, para citar apenas alguns, impôs-se a missão não só de oferecer uma maior conectividade, mas também de melhorar a eficiência e agilidade das suas soluções robóticas.

Fundada em 2000, a empresa cresceu e tornou-se uma das maiores fabricantes de robôs na China. Com o seu próprio departamento independente de pesquisa e desenvolvimento, cria robôs desenhados para responder às necessidades de inúmeras aplicações industriais em diversos segmentos, desde alimentos a embalagens, passando por produtos de automóveis e assim por diante.

Esse desejo por flexibilidade e conectividade suporta a implementação de soluções avançadas de automação e movimentação que não fornecem apenas a precisão e a repetibilidade exigidas pelos aplicativos robóticos, mas também oferecem a conectividade que é importante para sistemas mais complexos, dentro e fora do ambiente de produção. Os dias dos controladores de caixa negra para aplicações foram deixados para trás. Os clientes agora exigem sistemas abertos e expansíveis, baseados em hardware comercial que é executado em redes que oferecem recursos "plug-and-play", não apenas no lado da linha de produção, mas também na empresa em geral.

A Siasun optou pela plataforma de controlo de movimento PacDrive 3 da Schneider Electric. A PacDrive 3 é uma solução completa de automação para máquinas com foco em movimento e é baseado em tecnologia de movimento lógico comprovada, que unifica as funções de controlo de movimento e robótica de um controlador. Lógica programável (CLP) numa única plataforma de hardware. Graças à sua arquitetura centralizada, é capaz de controlar uma ampla gama de soluções servo-acionadas multi-eixos. Além da indústria robótica, também estão em consideração aplicações nas indústrias de embalagem e manuseamento de materiais, onde precisão e repetibilidade são igualmente importantes.

Cada robô tem três ou quatro servoamplificadores e motores Lexium 52 que operam em conjunto com a solução PacDrive 3 e que se comunicam através do Sercos e do OPC UA, com a programação feita no programa EcoStruxure Machine Expert da Schneider Electric. A Siasun completa toda a programação num período incrivelmente curto de tempo. A tecnologia de código aberto implementada pela PacDrive 3 tira proveito dos padrões internacionais, o que reduz a complexidade e contribui, em grande parte, para o projeto, teste, instalação, inicialização, operação e manutenção.

Com o uso da PacDrive 3, a Siasun melhorou o desempenho de seu robô paralelo, com um aumento na eficiência de até 30%. Isso não fornece apenas uma mensagem de vendas mais eficiente para a Siasun, mas, em última análise, oferece maior economia para o cliente final. Já implementada com sucesso na fabricação de produtos eletrónicos, linhas de produção da indústria farmacêutica e de embalagens de alimentos, a Siasun agora pretende implementar outras soluções inteligentes de fabricação da Schneider Electric com o objetivo de aumentar cada vez mais a sua competitividade e as suas oportunidades de exportação.

EcoStruxure é a arquitetura plug-and-play, aberta e habilitada para IoT da Schneider Electric, que foi criada para fornecer inovação e informações em vários domínios industriais, incluindo energia, IT, construção, maquinaria, centrais e redes elétricas. O objetivo final dessa ampla conectividade é a contribuição de um valor aprimorado em segurança, fiabilidade, eficiência operacional e sustentabilidade. De fato, aplicações baseadas na EcoStruxure Machine mostraram uma integração 40% mais rápida das máquinas, uma economia de 50% no tempo de manutenção, uma redução de 30% nos prazos de comercialização e melhor aproveitamento dos recursos.

A EcoStruxure Machine oferece as principais tecnologias para conectividade de produtos e controlo de perímetro, usando a tecnologia na nuvem para fornecer análise e serviços digitais; e a solução PacDrive 3 é apenas parte de uma oferta muito mais ampla. Com PLCs e PAC (controladores de automação programáveis) da Modicon, que oferecem conectividade de dados central, uma ampla gama de produtos complementares está disponível, o que pode fornecer dados para o mix da IIoT para melhorar o processo de tomada de decisões acima mencionado. Nestes incluem-se o Compact Magelis STO HMI da Schneider Electric; motores de acionamento CA de baixa tensão da Altivar; servomotores e motores Lexium; contatores, contatores de reversão, arrancadores encapsulados de motores e disjuntores de motor TeSys.

Estamos empenhados em fornecer aos nossos clientes os meios necessários para ajudá-los a conduzir e dar os primeiros passos para a fabricação inteligente. Embora o conceito possa parecer complicado, a natureza plug-and-play do hardware e a programação baseada em assistentes tornam essa evolução muito mais simples do que parece. Todos os produtos da Schneider Electric estão disponíveis na RS, como muitos outros no campo da Indústria 4.0. E com os padrões abertos que impulsionam o setor, é realmente fácil criar soluções de próxima geração que não apenas abordem a economia atual com fome de dados, mas também forneçam uma base para futuras iterações, que serão centralizadas em conectividade e rotas de dados perfeitamente interconectadas.