Robô Autônomo
Robôs autônomos são capazes de operar em ambientes desestruturados sem contínuo ou explícito controle humano de seus movimentos. Recebem informações do ambiente, se deslocam de um ponto ao outro sem assistência humana e evitam situações perigosas para eles e para humanos.
Os robôs aplicados no campo da engenharia espacial são exemplos de robôs autônomos, pois nestes locais a comunicação pode falhar e eles precisam seguir com sua missão. Assim, eles precisam ser capazes de operar sem intervenção humana.
Além disso, os robôs autônomos dentro das indústrias fornecem dados ao sistema integrado e aumentam a agilidade e a assertividade nas tomadas de decisão.
Robô Colaborativo
O robô colaborativo é uma evolução dos robôs industriais, quando se trata do trabalho entre máquina e seres humanos. É um robô articulado, dotado de sensores em seus eixos, de força limitada, projetado para aprender e se adaptar a novas tarefas, conforme necessário, como se fosse um colega de trabalho humano.
Isso requer movimento controlado e seguro, habilitado por servo motor e diversos tipos de sensores implementados em cada eixo rotativo, a fim de operar com segurança ao lado de seres humanos.
Biomimética
Grande parte das invenções humanas foram baseadas nas formas da natureza. Essa inspiração é chamada de Biomimética. Ao observarem a natureza, os projetistas buscam soluções para problemas de design, a fim de produzirem robôs capazes de executar tarefas cada vez mais complexas. Um exemplo é o projeto de robôs cooperativos móveis, inspirado nos insetos que vivem em colônias (formigas, abelhas), animais marinhos que vivem em grandes cardumes (águas-vivas) ou em pássaros que migram em grandes bandos. A ideia é que em um sistema multirobôs, cada um dos robôs tenha a capacidade de perceber seu comportamento enquanto grupo e, no contexto, de agir individualmente.
Os desafios das equipes de programação estão concentrados na comunicação e na interação desses robôs. Ao vencer esses desafios, os cientistas buscam alcançar o próximo nível – cooperação baseada em animais mais complexos, como bandos de mamíferos que executam funções coordenadas. Essas habilidades são muito importantes quando tratamos da indústria. Imagine sistemas que percebam a necessidade de auxílio e consigam se reagrupar de forma a atender uma demanda maior ou menor. Isso permite maior agilidade e flexibilidade dentro da indústria 4.0.
Sonda espacial
Sondas espaciais são naves espaciais não tripuladas, com autonomia de movimentos, programadas para a exploração de planetas, satélites, asteroides, cometas e tudo mais o que se deseja explorar fora da terra. São utilizadas para coletar informações em locais onde seria muito caro o envio e retorno de um ser humano ou mesmo locais desconhecidos, e que não seria seguro a exposição de humanos.
A primeira sonda espacial, a Luna 1, foi enviada à Lua, em 1959, pela antiga União das Repúblicas Socialistas Soviéticas – URSS, e desde então diversos países enviam sondas para o espaço a fim de coletar dados que subsidiem suas pesquisas sobre planetas, asteroides, satélites e cometas.
VOCÊ SABIA?
Que em 2011, o robô Curiosity foi enviado à Marte para explorar o planeta e coletar informações sobre sua geologia, clima e meio ambiente?
O robô, do tamanho aproximado de um jipe, possui diversas ferramentas embarcadas, mas as principais estão em um braço que fica guardado enquanto o robô se movimenta.
NA PRÁTICA
Indústria Farmacêutica
Na Indústria Farmacêutica, os processos demandam alto grau de confiabilidade e segurança a fim de garantir a qualidade dos produtos. Na fabricação, os processos assépticos são os mais críticos. Por isso, são adotados Sistemas Avançados de Processos Assépticos (APP), que consiste na utilização de robôs para realizar a manipulação e o controle dos medicamentos.
Esses robôs passaram a ser utilizados depois que um estudo (Whyte, 1998) identificou que os operadores humanos, mesmo com vestimentas esterilizadas, geravam, em seus movimentos, partículas, o que causava risco de contaminação dos medicamentos, na seguinte proporção:
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Humano em estado imóvel: 500.000 partículas por minuto,
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Humano parado, com a cabeça, braços e corpo em movimento: 1.000.000 de partículas por minuto,
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Humano caminhando a 2km/h: 5.000.000 de partículas por minuto.
O APP é composto por sistemas robóticos, braços e manipuladores aliados à barreiras físicas para eliminar a intervenção direta do operador no processo. O operador ainda pode fazer pequenos ajustes, utilizando portas de luvas. No entanto, a operação efetiva só ocorre se o operador estiver em uma distância segura do processo.
Nessa situação destacamos três elementos importantes:
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O ser humano continua trabalhando na planta. A diferença é agora está em uma função mais segura, de supervisão.
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A solução promovida pela robótica ultrapassa os limites da fábrica, pois a assepsia no processo de fabricação de medicamentos beneficia todos os seres humanos.
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A fábrica passa a ser mais ágil na medida que diminuem os ajustem durante a execução dos processos.
Adaptado de: STÄUBLI, Robótica na fabricação asséptica de fármacos, 2017.
Saúde e Qualidade de Vida
O Japão, famoso por sua tecnologia, vem apostando na robótica para amenizar um problema causado pela redução na natalidade e do aumento do número de pessoas idosas que moram sozinhas ou em lares comunitários.
Os robôs cuidadores, alguns com formas de “ursinhos” e com vozes infantilizadas, vêm sendo usados como “cuidadores” de pacientes geriátricos. Além de monitorar os sinais vitais, fazer chamadas telefônicas de emergência, servir alimentação e lembrar sobre o horário de medicamentos e compromissos, os robôs interagem, jogam, ensinam, desafiam e divertem esses idosos. O que os ajuda a manter corpo e mente saudáveis.
Os resultados terapêuticos do uso de robôs são impressionantes e vão desde de reabilitação física de pacientes à redução de depressão.
Embora o maior investimento na área tenha sido no Japão, os EUA e países da Europa vêm acelerando o desenvolvimento dos “Carebot”, como são chamados os robôs cuidadores. Isso porque a preocupação com o isolamento social de idosos tem sido tema recorrente nos fóruns mundiais de saúde e qualidade de vida.
Neste case podemos observar o potencial que a robótica possui. Perceba que estes robôs cuidadores precisaram ser produzidos em grande volume e por empresas especializadas, com conhecimentos em diversos setores, gerando, assim, a criação de novos modelos de indústria.
Imagine que você, como colaborador em um indústria de alimentos congelados, tenha sido designado para trabalhar com a equipe responsável por propor soluções para três problemas recorrentes na empresa:
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A exposição de colaboradores a temperaturas baixas, devido à necessidade de conservação dos alimentos.
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Lesões por trabalhos repetitivos na montagem de refeições congeladas.
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Excesso de movimentação interna no transporte de produtos.
A fim de preservar a saúde dos trabalhadores e dar maior agilidade para a empresa, a equipe sugere que as atividades que envolvem essas condições sejam realizadas por robôs avançados e que os profissionais operem esses robôs remotamente. Relacione as atividades ao tipo de robô.
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Um robô avançado que interage e colabora de maneira harmoniosa com os seres humanos e pode ficar exposto a condições adversas, e que quando integrado a outras tecnologias habilita a Indústria 4.0. Selecione Robô paralelo ou delta Robô AGV Robô colaborativo
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Um robô utilizado para a separação, pega e montagem de pequenos componentes. Que apresenta como principais vantagens a velocidade e a precisão dos movimentos repetitivos, e que quando integrado a outros robôs pode criar linhas de produção muito ágeis. Selecione Robô paralelo ou delta Robô AGV Robô colaborativo
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Um robô utilizado nas atividades logísticas, capaz de transportar de forma automática, produtos entre pontos preestabelecidos de maneira ágil e de forma a garantir a segurança de outras pessoas e máquinas. Selecione Robô paralelo ou delta Robô AGV Robô colaborativo
O QUE É MANUFATURA ADITIVA
A indústria aplica diversos métodos de fabricação. Um dos mais utilizados na produção é a usinagem, que aplica a técnica de manufatura por remoção de material. Nessa técnica, o material é extraído do bloco até se chegar à forma do produto esperado. Ela pode ser realizada manualmente, por exemplo: limar, cortar, alargar, ou com o auxílio de máquinas operatrizes como torno mecânico e fresadora.
Já a manufatura aditiva é um processo de sobreposição de material para criar objetos a partir de dados de um modelo virtual tridimensional, usualmente a adição da matéria-prima ocorre em camada sobre camada.
Além de manufatura aditiva, outros termos são utilizados para definir esse processo: impressão 3D, fabricação aditiva, processo aditivo, técnicas aditivas, manufatura aditiva por camadas, manufatura por camadas.
Popularmente, a manufatura aditiva é conhecida como impressão 3D, devido ao fato de a tecnologia ser vista como um hardware de impressão que imprime em três dimensões, e prototipagem rápida, devido à grande aplicação da tecnologia na produção de protótipos.
Observe a imagem e veja que cada fatia é como uma folha de papel e em cada folha será impressa a geometria da peça naquela posição.
O conceito produtivo da manufatura aditiva é inovador, pois ao invés de extrair material, como na subtrativa, ele é depositado e fixado, camada por camada. Além disso, a espessura da camada depende da capacidade e da tecnologia do equipamento de impressão.
A forma correta do depósito das camadas é especificada no modelo 3D, em três dimensões, que é feito em softwares específicos de desenho, que podem ser AutoCad, Catia, Inventor, Solidwork, Sketchup, 3ds Max, Meshmixer, TinkerCAD, entre outros.
A tecnologia de prototipagem rápida foi introduzida no mercado no fim da década de 1980. A partir de então, o desenvolvimento de novas tecnologias de impressão proporcionou maior precisão dos movimentos e maior resolução dos desenhos. Com isso, a partir dos anos 2.000, peças mais complexas e com maior precisão começaram a ser produzidas.
Vale lembrar que existem várias tecnologias de prototipagem, e a chamada manufatura aditiva não é a evolução do processo e sim um dos tipos. Para cada manufatura existe um processo que melhor se adequa à necessidade de produção.
IMPRESSÃO EM 3D
Com a evolução das tecnologias, também no que se refere aos materiais que podem ser empregados, setores como o médico, odontológico, automobilístico, aeroespacial e bélico conseguem atender demandas muito específicas como a necessidade de customização, redução de massa (peso) e aumento da velocidade de fornecimento.
Além disso, a manufatura aditiva vem sendo usada em outras áreas industriais
devido à sua capacidade de produzir peças de geometrias complexas.
PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DA MANUFATURA ADITIVA
Como você viu, a capacidade de produzir geometrias complexas é um dos grandes diferenciais da manufatura aditiva. Além disso, essa tecnologia permite produzir peças mais leves, com resistência mecânica igual, ou superior, as peças produzidas por métodos produtivos convencionais.
Com a manufatura aditiva também é possível reduzir o número de ferramentas e dispositivos necessários para a produção, pois todas as informações do produto estão em um arquivo digital que pode ser armazenado tanto localmente como na nuvem.
Entre os benefícios proporcionados pela manufatura aditiva estão:
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Agilidade na customização em massa;
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Facilidade na produção de geometrias complexas;
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Baixo custo de armazenamento das matrizes;
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Velocidade de produção (projeto e produto).
Na customização em massa, por exemplo, essa tecnologia permite mudanças no produto a cada peça produzida,
o que garante à empresa flexibilidade e agilidade no atendimento às demandas do mercado.
Modelagem por Fusão e Deposição - Fused Deposition Modeling (FDM)
Este é o método mais difundido de impressão 3D. Nele é utilizada uma bobina de filamento, em geral polimérico. O equipamento conduz o filamento até um bico de extrusão que controla a deposição e a fusão do material em camadas. Para que a deposição aconteça em todos os pontos, esse bico possui um sistema de movimentação que permite o seu movimento em X, Y, Z. Com isso, ele pode ser movimentado lateralmente, para cima e para baixo, conforme as necessidades de produção.
Esse é também um dos métodos mais lentos da manufatura aditiva.
Os equipamentos com esta tecnologia são facilmente encontrados em laboratórios de experimentos e fabricação colaborativa (FabLabs), pois essa é umas das tecnologias mais baratas para impressão 3D. No entanto, também encontramos estas máquinas em plantas industriais devido à sua alta flexibilidade e possibilidade de produção com precisão.
O acabamento dos produtos oriundos desse processo consiste, basicamente, em retirar os suportes gerados pela impressora para dar sustentação ao produto impresso.
Estereolitografia - Stereolithography Aparattus (SLA)
Nesse processo são utilizadas resinas líquidas que se solidificam, camada por camada, para formar o objeto. A solidificação acontece por meio da emissão precisa e pontual de um laser. Conforme o laser percorre o caminho definido pelo software, a resina se solidifica criando a camada. Assim, a plataforma de impressão vertical desce um nível, permitindo que a resina se sobreponha ao produto criando uma nova camada líquida, no qual o processo pode ser repetido.
O acabamento nesse processo consiste em limpar o produto, retirando a resina sobressalente, e colocá-lo em um forno específico para a cura total da resina. Embora esse seja um dos métodos mais precisos do mercado, em geral seus produtos precisam de tratamento posterior devido à sua fragilidade.
Estereolitografia por Processamento de Luz Digital - Digital Light Processing (DLP)
Esse método também funciona com uma resina líquida. A diferença entre esse e o SLA é que ao invés da cura acontecer por um feixe de laser,
ela ocorre com a utilização da luz. A luz é projetada pela parte inferior do tanque e o produto vai sendo retirado do tanque, o que faz parecer que um objeto sólido está sendo retirado de um meio líquido.
O processo de acabamento da esteriolitografia acontece em 3 fases: limpeza da resina líquida que resta no produto, retirada dos suportes e, em muitos casos, a colocação do produto em uma câmara de calor ou de luz para concluir a cura da resina.
Sinterização a laser - Selective Laser Sintering (SLS)
Esse método utiliza dióxido de carbono a laser para sinterizar pós poliméricos e outros compósitos, criando, assim, camadas precisas de material sólido. Com essa técnica é possível processar polímeros, cerâmicas e areia de fundição e criar, diretamente na impressora 3D, produtos ou moldes para fundição de produtos em metal.
Sinterizar: Sinterização é um processo no qual pós com preparação cristalina ou não, uma vez compactados, são submetidos a temperaturas elevadas, ligeiramente menores que a sua temperatura de fusão. Este processo cria uma alteração microscópica na estrutura do elemento base. Isto ocorre devido a um ou mais métodos chamados "mecanismos de transporte": estes podem ser consecutivos ou concorrentes. Sua finalidade é obter uma peça sólida coerente.
Como finalização, esse processo exige apenas a extração do produto do tanque de impressão e algum pequeno acabamento superficial.
Sinterização Direta de Metal Por Laser – Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
A Sinterização direta de metal por laser é um dos métodos mais revolucionários por ser capaz de sinterizar pós metálicos e por apresentar acabamento e resistência mecânica similares a de processos como forjamento e usinagem. Essa técnica vem sendo utilizada nas indústrias aeroespacial e médica, além de outros segmentos.
Esse processo é semelhante ao SLS. As principais diferenças são a capacidade do laser utilizado e o sistema de focalização do laser.
Na indústria aeroespacial, é usada em centenas de aplicações, de componentes de turbinas a partes de cintos. Isso porque essa tecnologia permite produzir peças com a mesma resistência mecânica das peças produzidas por meio de processos tradicionais, porém com design mais orgânico e mais leve (redução em 1/3 do peso).
Estudo da consultoria estadunidense Wohler Associates indica que os negócios com impressoras 3D movimentaram US$ 5,1 bilhões no mundo em 2016, uma evolução de 30% em comparação com 2015. Até 2020, a estimativa é que a cifra chegue a R$ 21 bilhões. Outra consultoria, a Gartner, aponta que em 2016 existiam 455,7 mil unidades de impressão 3D no mundo. Estima que em 2020 esse número chegue a 6,7 milhões.
NA PRÁTICA
Otimização na Manufatura
Normalmente, os blocos hidráulicos são produzidos por usinagem. São compostos por aço inox ou liga de alumínio, usinados e, posteriormente, furados de forma a criar a passagem para os fluidos. Devido ao seu design curvilíneo, após as furações, é necessária aplicação de tampões em alguns pontos, a fim de garantir o caminho ideal para o fluido. Esse processo, além de consumir bastante matéria-prima, requer adição de material para os tampões e ferramental específico no processo de furação.
Com o desafio de reprojetar um coletor de bloco hidráulico a fim de reduzir a massa do bloco, uma empresa especializada em usinagem de precisão utilizou a manufatura aditiva. Durante o processo, verificou-se a possibilidade de otimizar o percurso para aumentar a eficiência do fluxo de fluidos.
No novo projeto, o bloco produzidos por manufatura aditiva proporcionou:
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Aumento da eficiência do fluxo de fluidos em até 60%;
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Redução expressiva de massa em até 79%;
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Redução das ferramentas e dispositivos;
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Liberdade total de projeto e flexibilidade de adaptações;
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Construção de peça única, menos oportunidades para os defeitos;
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Compatibilidade com o projeto anterior.
Resumo dos resultados:
MANUFATURA DIGITAL
Neste módulo, você conhecerá o processo de manufatura digital, os conceitos de comissionamento virtual, realidade aumentada e de realidade virtual, e verá as etapas de virtualização do produto, dos equipamentos e da célula. Entenderá como essas tecnologias contribuem para tornar a indústria ágil na implantação de projetos e na tomada de decisão, e possa listar o passo a passo para preparar a empresa para o uso das tecnologias habilitadoras da indústria 4.0.
O QUE É MANUFATURA DIGITAL
Manufatura Digital é a utilização de ferramentas e softwares de modelagem tridimensional desde o produto até o processo produtivo. Com o uso dessas ferramentas, é possível realizar análises e simulações a fim de identificar melhorias e otimização dos processos de manufatura em estudo.
O ciclo de um processo da Manufatura Digital engloba os conceitos de Planejar, Simular e Validar. Ou seja, o planejamento eficiente do processo, a simulação do processo em ambiente virtual e a validação dos resultados simulados com base nas metas de produção.
Esse ciclo traz as seguintes vantagens para a indústria:
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Otimização do planejamento do processo e, consequentemente, a redução dos custos;
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Redução do tempo de startup (entrada em produção) do processo em desenvolvimento;
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Redução dos custos de protótipos e melhoria da qualidade com a utilização de modelos digitais (Digital Mockup) e simulação das linhas de manufatura;
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Integração das fases de desenvolvimento do projeto (Engenharia Simultânea) devido a possibilidade de trabalho colaborativo entre as equipes de projeto do produto e de planejamento da produção;
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Validação dos processos de manufatura devido a utilização de simulações e análise dos resultados com a implementação das melhorias antes do início da produção.
Todas essas vantagens fazem com que a empresa tenha melhor poder de resposta em relação às demandas de mercado
e por consequência seja ágil em seus processos.
O desenvolvimento da Manufatura Digital teve origem em conceitos tais como:
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Desenho para a Manufaturabilidade - DFM;
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Manufatura Integrada;
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Manufatura Flexível;
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Lean Manufacuring;
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Desenho e Colaboração de Processos.
As etapas de desenvolvimento da manufatura digital requerem recursos de informática com máquinas de engenharia, softwares específicos e recursos humanos com alto grau de conhecimento nas áreas de desenvolvimento.
DESENVOLVIMENTO DA MANUFATURA DIGITAL
Para desenvolver o modelo de um processo de manufatura a ser simulado é necessário construir cada uma das etapas:
O modelo virtual tridimensional do produto
O modelo virtual tridimensional do produto a ser produzido,
conhecendo suas partes e os processos de fabricação e montagem. Nesta fase é possível simular o funcionamento cinemático do produto (caso exista) e as resistências mecânicas de seus componentes com relação aos esforços aplicados em seu uso final.
O modelo virtual dos equipamentos
O modelo virtual dos equipamentos necessários ao processo e a aplicação da cinemática de suas partes. Caso o equipamento seja uma máquina de usinagem CNC, será possível implementar na máquina um pós-processador de forma a simular os processos de usinagens, levando em conta todas as características de usinagem no modelo.
Geralmente, os modelos de robôs podem ser fornecidos pelos fabricantes ou adquiridos nas bibliotecas dos softwares.
O modelo virtual da célula
O modelo virtual da célula ou processo de manufatura utilizando os equipamentos, dispositivo, máquinas, robôs e infraestrutura como bancadas, áreas de armazenamento, esteiras etc.
MODELOS VIRTUAIS
COMISSIONAMENTO VIRTUAL
No comissionamento virtual é utilizado o modelo virtual do processo ligado diretamente ao controlador lógico programável (CLP),
controlando equipamentos automatizados, robôs, equipamentos de segurança, sensorização do sistema.
Desta forma, é possível analisar e validar novos programas de controle do processo, além de corrigir falhas e efetuar alterações, testando-as.
REALIDADE AUMENTADA
A realidade aumentada - RA vem sendo utilizada no processo produtivo para ampliar o acesso à informação sobre máquinas, equipamentos, produtos e processos. Utilizando os óculos, como mostrado no vídeo a seguir, o colaborador poderá obter informações sobre a máquina, acessar seu manual e, ainda, contatar, por meio de vídeo-chamada, um especialista para ajudá-lo.
O recurso de realidade aumentada também pode ser utilizado por meio de aplicativo, em tablets ou celulares.
REALIDADE VIRTUAL
A Realidade virtual permite recriar, virtualmente, ambientes físicos e inserir elementos que levam o indivíduo, que imerge nesses ambientes, a simular experiências e sensações muito próximas àquelas vivenciadas em ambientes reais.
Entre as vantagens proporcionadas por esses ambientes virtuais, estão a integridade da saúde e da segurança do indivíduo, a preservação de máquinas e equipamentos e a oportunidade de testar inovações sem custo com mão de obra, matéria-prima e energia, entre outros.
Por exemplo, a análise de projetos em ambientes de projeção tridimensional permite aos analistas, especialistas e engenheiros uma visão geral de detalhes, erros e oportunidades de melhoria.
A RV é utilizada também em treinamentos. As tarefas de grande periculosidade em ambientes reais ou de alto custo são problemas no treinamento de pessoas. Com a utilização de ambientes virtuais, o indivíduo estará em um ambiente similar ao real e poderá simular movimentos e decisões sem correr riscos. Como exemplo, podemos citar os simuladores de voo para a aviação, os de autoescolas para treino de direção de veículos, no processo de habilitação de novos motoristas e os simuladores para condutores de trens.
GÊMEO DIGITAL (DIGITAL TWIN)
Digital Twin, ou Gêmeo Digital, em português, pode ser definido como uma réplica virtual de ativos, processos e sistemas de uma empresa.
Essa réplica combina os dados digitais e operacionais gerados nessa empresa em uma plataforma de software que permite simulações e análise. Com base na análise dos dados gerados nas simulações de processos reais ou de processos futuros (com mudanças que se pretende implementar), por exemplo, a empresa pode tomar decisões que resultarão em melhoria na produção, redução nos custos, inovação em produtos e processos etc.
O gêmeo digital integra processos e tecnologias como a Internet das coisas, Big Data, Análise de dado e, principalmente, Inteligência Artificial (com o aprendizado de máquina) uma vez que as premissas dessa réplica virtual são o aprendizado e a atualização contínuos para respostas em tempo real.
Ao longo desse curso, você viu que as máquinas possuem sensores que captam e enviam dados. O aprendizado do gêmeo digital se baseia nesses dados fornecidos pelas máquinas, equipamentos e ambiente conectados, nas informações inseridas pelos colaboradores envolvidos no processo (engenheiros, técnicos, especialistas) e até mesmo de outras máquinas semelhantes que possam ter sido usadas ou que possam vir a ser usadas no processo (para comparação de desempenho, por exemplo).
Nesse aspecto, ao integrar dados históricos do uso passado da máquina ao modelo digital, a empresa poderá tomar decisão assertiva
quanto a substituição de ativos físicos, sistemas ou procedimentos para otimizar o seu processo de fabricação.
Digital Twin, na GE
Como qualquer gerente de fábrica no mercado competitivo de hoje, Jeff Gordon sabe como até um problema pequeno pode rapidamente ter um grande impacto na eficiência. É por isso que é essencial para ele monitorar e entender o que acontece em sua planta. São centenas de fatores para processar, mas ele não pode ser clonado. Então, a GE decidiu clonar as máquinas dele.É aí que entra o digital twin.
Os digital twins são modelos virtuais de ativos físicos ou processos industriais que aprendem e fornecem dados continuamente.
No caso de Gordon, uma equipe de cientistas e engenheiros da GE Global Research criou digital twins de processos da cadeia de suprimento e da fábrica que permitiram que ele melhorasse significativamente a gestão de estoque e a produtividade da fábrica.
Usando um aplicativo da GE Digital para se comunicar com seu “gêmeo”, Gordon agora consegue ver tudo, inclusive estoque, capacidade fabril, tempos de ciclo produtivo e entrega em tempo real na planta de Minden, no estado norte-americano de Nevada — que faz parte da Baker Hughes, a GE company. O twin e o aplicativo o ajudam a tomar dezenas de milhares de decisões que são necessárias todos os anos, ao longo da extensa cadeia de suprimento e das operações da fábrica.
Mais de 800 mil digital twins de motores a jato, locomotivas, equipamentos de geração de energia, entre outros, já estão ajudando a GE e seus clientes a tornarem suas máquinas e seus processos mais produtivos. A tecnologia tem recebido elogios de toda a indústria manufatureira. Recentemente, foi reconhecida com o prêmio Frost & Sullivan de liderança em manufatura durante a 13ª Conferência Anual de Lideranças de Manufatura do grupo. “Como qualquer gerente de fábrica sabe, as menores disrupções em nossa cadeia de suprimento ou em nossas operações fabris podem alterar tudo, desde a entrega e os ciclos até os níveis de estoque e a capacidade fabril”, diz Gordon. “O twin e o pacote de aplicativos estão permitindo que lidemos e até mesmo nos antecipemos a essas disrupções para nos manter tão produtivos e enxutos quanto pudermos ser.”
Segundo Gordon, em Minden a tecnologia tem ajudado a melhorar a pontualidade de entrega em um negócio que já é de alto desempenho. Seu principal objetivo é o cumprimento quase perfeito de pedidos, ao otimizar e sincronizar a demanda e a oferta de peças com a produção. Ele afirma querer dobrar “a velocidade total com que os materiais fluem” pela fábrica.
Stephan Biller, cientista-chefe de manufatura da GE Global Research, afirma que a unidade de Minden é um exemplo de como a convergência das tecnologias digital e física está criando “fábricas brilhantes”. “Estamos adquirindo novas visões digitais de nossos sistemas fabris, que estão nos permitindo otimizar o desempenho e a produtividade das fábricas da GE”, afirma Biller, acrescentando que o que a GE aprende sobre um negócio pode imediatamente ser aplicado a outro.
O compartilhamento de conhecimento também funciona ao contrário, ajudando o twin e o pacote de aplicativos a evoluírem. O pacote de aplicativos, por exemplo, pode coletar dados de vários negócios da GE e operações da cadeia de suprimento para melhorar os modelos preditivos e os resultados que são devolvidos à fábrica, segundo Joseph J. Salvo, diretor executivo da GE Global Research e que liderou o time de desenvolvimento do digital twin. Salvo compara o sistema aos modelos de dados de consumidores que ajudam empresas como a Amazon a criar perfis de clientes e melhorar sua capacidade de prever o que qualquer um deles pode vir a querer.
“Paralelamente aos princípios lean tradicionais, essas novas tecnologias de fábrica equipada com digital twin e de otimização de suprimentos estão criando um multiverso virtual de soluções em tempo real que faz com que os gerentes influenciem os processos das fábricas do mundo real como nunca antes.”
Analise as necessidades de cada área da empresa e estabeleça os objetivos. O que você quer alterar? Por que você quer alterar? E quais resultados espera obter com as mudanças? Com base nas respostas, você poderá identificar o tipo de tecnologia mais aderente ao seu negócio.
Identificadas as áreas e as tecnologias, identifique as pessoas e prepare-as. A tecnologia por si só não trará soluções. É preciso que os colaboradores da empresa estejam capacitados para tirar o melhor proveito do novo modelo.
Para preparar as pessoas, mapeie as capacidades e os conhecimentos necessários em cada etapa do processo. Tenha em mente que para atender as demandas do mercado e manter a empresa competitiva, é preciso agilidade de resposta e inovação. O que exige das equipes criatividade, flexibilidade e colaboração.
Abra espaço para a inovação. Colete e analise o feedback dos consumidores e manipuladores de seus produtos. Use esses dados para aplicar melhoria, seja nos processos, seja nos produtos. O seu foco pode estar no aumento da qualidade, na velocidade de resposta, na redução dos custos de produção ou do produto. Ou, ainda, em tudo isso junto, pensando na customização em massa.
Com as equipes preparadas, é hora de iniciar a adaptação da planta e dos processos. Dependendo do nível de mudança, é possível que sua cadeia de valor seja atingida. Se identificar essa possibilidade, tenha um plano para minimizar os impactos nos negócios dos fornecedores e até na comunidade.
E antes de adquirir as tecnologias, conheça-as. Procure saber o que cada uma é capaz de fazer e o que precisa para funcionar. Lembre-se de que estamos na era da conectividade e que a manufatura digital depende, primordialmente, dessa conectividade e se beneficia das tecnologias que você já viu, como Manufatura Aditiva, Big Data, Internet das Coisas e Computação em Nuvem, por exemplo, e de outras que você verá a seguir, como Segurança Digital.