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O que são as tecnologias habilitadoras para Indústria 4.0?

Saiba o que são e conheça alguns grupos envolvidos no processo

Quando pensamos em Indústria 4.0, é comum que exista o questionamento: Por que essa transformação está acontecendo agora? A resposta está relacionada à disponibilidade e convergência das tecnologias digitais, que chegam ao mercado com custos acessíveis e com soluções que agregam muito valor aos negócios. O grupo das principais tecnologias envolvidas no processo de digitalização das empresas é chamado de ‘Tecnologias Habilitadoras para Indústria 4.0’.

Mas, quais são as tecnologias habilitadoras da Indústria 4.0?

Segundo o relatório do BCG (Boston Consulting Group), são nove as principais tecnologias da indústria 4.0, sendo estas determinantes da produtividade e crescimento das indústrias. Neste texto, apresentaremos as quatro primeiras, que são:

  1. Robôs autônomos;
  2. Manufatura aditiva;
  3. Simulação Digital;
  4. Integração horizontal e vertical de sistemas.

Para melhor compreensão do que são essas tecnologias, algumas definições são apresentadas a seguir:

  1. Robôs autônomos

Um robô autônomo é um mecanismo que realiza comportamentos ou tarefas com um alto grau de autonomia. Alguns robôs de fábrica modernos são ‘autônomos’ dentro dos limites estritos de seu ambiente direto. Pode não ser que todo grau de liberdade exista no ambiente que os rodeia, mas o local de trabalho do robô da fábrica é desafiador e, muitas vezes, pode conter variáveis caóticas e imprevisíveis. A orientação e a posição exatas do próximo objeto de trabalho e (nas fábricas mais avançadas), mesmo o tipo de objeto e a tarefa necessária devem ser determinados. Isso pode variar imprevisivelmente (pelo menos do ponto de vista do robô).

Um robô totalmente autônomo pode:

  • Obter informações sobre o meio ambiente;
  • Trabalhar por um período prolongado sem intervenção humana;
  • Mover-se todo ou parte de si mesmo em todo o seu ambiente operacional sem assistência humana e,
  • Evita situações prejudiciais para pessoas, propriedades ou a si próprio, a menos que sejam parte de suas especificações de projeto.

Diante desse cenário, os robôs autônomos tendem a assumir, cada vez mais, a execução de tarefas padronizadas e, até mesmo, trabalhos mais complicados. Eles vão passar a executar o mais difícil, enquanto o funcionário apenas atuará para complementar a atividade. Os robôs podem, inclusive, aprender como calcular o melhor trajeto entre um ponto e outro, pois têm um grau de autonomia capaz de ajustá-los a qualquer realidade. Mas vale a pena ressaltar que esse trabalho conjunto não pode ser feito por um robô qualquer, mas, sim, por um robô colaborativo autônomo, que não expõe o ser humano a riscos. Quando ele percebe que o profissional vai interagir, ele age de uma maneira segura, e quando entende que o ser humano se afastou, passa a atuar de outro jeito.

  1. Manufatura aditiva

A Manufatura Aditiva – MA (ou do inglês: Additive Manufacturing – AM), também conhecida como impressão em 3D, refere-se a processos usados para criar um objeto tridimensional, em que camadas de material são formadas sob controle de computador. Os objetos podem ser de quase todas forma ou geometria e são produzidos usando dados de modelo digital 3D ou outra fonte eletrônica de dados, como um arquivo AMF (Additive Manufacturing File). Assim, ao contrário do material ser removido, como ocorre no processo de usinagem convencional, a impressão em 3D ou MA constrói um objeto tridimensional a partir do modelo CAD ou arquivo AMF, adicionando sucessivamente material camada a camada.

O termo ‘impressão 3D’ referiu-se originalmente a um processo que deposita um material aglutinante em uma cama em pó com cabeças de impressora jato de tinta camada a camada. Recentemente, o termo está sendo usado no vernáculo popular para abranger uma maior variedade de técnicas de fabricação de aditivos. Os Estados Unidos e os padrões técnicos globais usam o termo oficial de Manufatura Aditiva para esse sentido mais amplo. A ISO/ASTM52900-15 define sete categorias de processos MA no seu significado: jato de aglutinante; deposição de energia direcionada; extrusão de material; jato de material; fusão de pó; laminação de folhas; fotopolimerização em cubas.

As aplicações iniciais dessa tecnologia estavam orientadas no desenvolvimento de protótipos, no entanto, agora podemos encontra-la também na produção de itens personalizados e de itens cuja construção era inviável por outros meios de produção.

  1. Simulação Digital

Técnica que, baseada em modelos matemáticos e representações 3D de máquinas, equipamentos e processos, permite testar e otimizar processos e produtos ainda na fase de concepção. Deste conceito, encontramos alguns termos já conhecidos no mercado, como: Gêmeo Digital (Digital Twin), Gêmeo Virtual, entre outros. A simulação pode ser utilizada também em variáveis de processos produtivos, de maneira que sejam testados diversos modelos matemáticos dos processos, para que se encontre o melhor nível de otimização no tempo de execução e no uso dos recursos, insumos e energia.

  1. Integração horizontal e vertical de sistemas

É a utilização de sistemas de TI que integram uma cadeia de valor automatizada, por meio da digitalização de dados. Essa integração possibilita que os dados criados no momento de atendimento ao cliente percorram todo processo de produtivo e logístico, possibilitando a gestão de dados de produtos personalizados. Por outro lado, no ambiente da indústria, os dados trafegam no sentido vertical, desde os sensores e atuadores do chão de fábrica, até os sistemas de ERP que fazem a gestão da empresa.

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