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29 de Julho de 2019

AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL: DE ONDE VIEMOS E PARA ONDE VAMOS

Automação industrial: o que é isso?


A automação industrial é o emprego de tecnologias que permitem que uma determinada máquina execute, de forma automática, o processo de produção de algum item, com a mínima interferência humana durante essa etapa.
Ela está presente no nosso dia a dia, de maneira muito mais forte do que imaginamos. Sem ela, não teríamos a diversidade e variedade de produtos disponíveis, por custos normalmente acessíveis.
Vamos navegar um pouco nessa história e entender o que ganha destaque atualmente na automação industrial e na digitalização dos processos industriais, a 4ª revolução industrial. Entender de onde estamos vindo e para onde podemos ir é primordial para uma melhor compreensão das novas tecnologias.

Artigo automação industrial spheric - 4 revoluções industriais
Fonte: Medium
 

Automação industrial e as quatro Revoluções


A automação industrial começou com a mecanização dos processos e foi evoluindo conforme o emprego de novas tecnologias foi aumentando. Cada nova tecnologia expoente usada na indústria foi um marco para a mudança, sendo conhecida como a 4ª Revolução Industrial.
 

 1ª revolução industrial e a Máquina a Vapor: propulsor da mudança


Antes da primeira revolução industrial, com seu início visto principalmente na Inglaterra, todos os bens eram produzidos de forma customizada por artesãos. Se você desejasse um sapato, uma cadeira ou uma mesa, era preciso contratar uma pessoa, e ela entregava exatamente o que havia sido pedido.
Com as mudanças sociais e econômicas na Europa do século XVII, somadas aos ideais liberais que estavam surgindo na França e Inglaterra, houve a necessidade de "novas" práticas produtivas.
artigo automação industrial Spheric - primeira revolução industrial
Assim, a força motriz humana e animal foi substituída pela máquina a vapor. Criada em 1711 e aperfeiçoada por Watt em 1760, ela ampliou demasiadamente a capacidade de produção das fábricas têxteis e trouxe, a reboque, as primeiras máquinas mecanizadas, ou o que podemos reconhecer como as primeiras automações do trabalho de produção.

As mudanças nos meios de transportes e a exploração mineral e das colônias trouxeram diferentes experiências para cada país na Europa, e mesmo para cada região na Inglaterra.
(TRANSFORMAÇÕES NO MUNDO DO TRABALHO, DA REVOLUÇÃO 
INDUSTRIAL AOS NOSSOS DIAS - Elisângela Magela Oliveira - acesse aqui)

Artigo Automação industrial spheric - de onde viemos e para onde vamos - baixar eBook
 

2ª revolução industrial: uma luz sobre os meios de produção


Na primeira revolução industrial, a grande tecnologia envolvida foi o emprego de máquinas movidas à energia a vapor e as primeiras automações industriais do trabalho.

Já na segunda revolução industrial, o principal componente foi o emprego da energia elétrica, os motores à combustão, o petróleo e o aço.
Artigo automação industrial spheric - segunda revolução industrial
O aumento dos meios de produção trouxe um novo ciclo de expansão à Europa e aos Estados Unidos. Novas máquinas eram criadas, melhorando os tempos de produção e diminuindo os custos de manufatura.

A automação industrial começa a se desenhar com Taylor e Ford deixando sua marca e mudando radicalmente o modo de se produzir. Esse processo deu início ao melhoramento dos conceitos de linha de produção, tornando o trabalho humano cada vez mais especializado e com o aumento significativo das capacidades de produção.

Os transportes também evoluíram sobremaneira, gerando grandes riquezas para parte da população mundial. Essa nova revolução, iniciada nos anos 1870, se manteve até os anos de 1940, encerrando seu ciclo durante a segunda guerra mundial.
 

3ª revolução industrial: a eletrônica e os robôs "invadem" nossas linhas de produção


O final dessa segunda revolução industrial foi marcado pelo uso das máquinas elétricas nos setores produtivos da grande maioria das empresas europeias e americanas.

Com o objetivo de aumentar a produção e reduzir os custos de fabricação, o processo de automação industrial seguiu aumentando a geração de riqueza e permitindo a criação de mercados de produção em massa.

O grande avanço tecnológico verificado nessa época foi o precursor da modernização das máquinas no pós Segunda Guerra Mundial, dando origem a um segmento muito promissor. Isso se deu com a inovação nos processos industriais a partir do uso de novos equipamentos elétricos, popularmente conhecido por automação industrial.

A evolução da automação industrial se deu a partir de grandes avanços na área eletro-eletrônica, principalmente na Alemanha e nos Estados Unidos, do pós guerra até o início do século XXI.artigo spheric automação industrial - 3a revolução industrial

Esses dois países desenvolveram equipamentos com tecnologias que permitiram um aumento significativo dos níveis de produção.

Seu uso tornou as máquinas mais velozes e capazes de realizarem operações cada vez mais complexas, pois o controle dos movimentos das mesmas saiu das eletro-mecanizações e ficou a cargo da automação eletrônica. Ela foi marcante para definir as bases da 3ª revolução industrial.

Ainda hoje, esses dois países detêm o maior número de empresas desenvolvendo tecnologia de ponta nesse setor e patentes registradas, inovando em produtos e processos. São seguidos pelos asiáticos, principalmente Japão, Coreia do Sul e China.

Essa terceira onda de tecnologia ficou conhecida como a terceira revolução industrial, a revolução da automação industrial.
 




Automação industrial e a mudança nos meios de produção


                Com a automação industrial, uma série de mudanças começou a impactar os meios de produção:
 
  1. Controladores lógicos programáveis (CLP): são eles que deram "vida às máquinas" ou, mais especificamente, ao cérebro. Isso porque ele é o responsável por receber status dos sensores, processar e devolver informações para os atuadores da máquina, permitindo aumento na velocidade e na qualidade dos processos.
 
  1. O uso de sensores fotoelétricos e sensores indutivos: esses são os sensores mais básicos de uma máquina. Eles funcionam como os olhos ou as mãos de um processo automatizado, permitindo que a máquina "acompanhe" de forma mais precisa o seu próprio processo produtivo.
 
  1. O uso de circuitos de proteção elétricos: foi nesse período que se iniciou o uso dos equipamentos de segurança coletivos (EPC), relés de segurança, cortinas de luz, comandos bi-manuais e chaves de intertravamento que ficou conhecida no Brasil como NR-12. Ela trouxe muito mais proteção ao trabalhador que opera máquinas perigosas, mas também trouxe um grande impacto financeiro, pelo seu custo de implementação e impactos no processo produtivo.
 
  1. A manipulação de produtos com o uso da automação pneumática: esse controle de movimentos com o uso de ar comprimido tem suas primeiras citações em 2500A.C.. Mas seu uso em máquinas se deve a partir do final do século XIX, se intensificando nos anos de 1960 e possibilitando o aumento do desempenho das máquinas e redução de custos.
 
  1. A multiplicação da força das máquinas com o uso de componentes hidráulicos: os sistemas hidráulicos remontam ao século II A.C., com uma série de desenvolvimentos desde os anos 1600, onde a prensa hidráulica tinha sido um dos grandes inventos em 179 Seu grande benefício foi permitir processos de grande esforço mecânico, com o uso de pouca energia, proporcionalmente.


Automação industrial e os robôs industriais: qual a relação?


Pode-se dizer que a automação industrial tem boa parte das suas tecnologias desenvolvida nos últimos 50 anos. Porém, uma tecnologia em especial tem uma cara de futurista e facilmente é confundida com as tecnologias da 4ª revolução industrial: os robôs industriais.

Os primeiros robôs industriais foram aplicados em etapas do processo produtivo nos anos 60, na fábrica da GM (General Motors) em Nova Jersey, EUA. Criado por George Devol e Joseph Engelberger no final dos anos 50, o Unimate 1900 foi um sucesso, tendo, inclusive participado de programas de televisão e despertado o interesse dos Japoneses.
Artigo automação industrial spheric - Robôs industriais
A sua utilização nos processos perigosos e complexos da indústria automotiva fez a fábrica da GM, em OHIO, atingir a produção de 110 carros/hora (1969).

Os robôs eram aplicados nas células de solda, mais do que dobrando a produção, até então, de qualquer outra planta industrial de veículos.
 

4ª revolução industrial: fábricas inteligentes e conectadas (smart factory)


Por fim, chegamos à 4ª Revolução Industrial. Nela, a digitalização dos processos industriais e a comunicação entre as máquinas e a nuvem são o foco de todos que buscam aderir a essa nova forma de enxergar a manufatura, de froma inteligente: Smart Factory!

A atual revolução teve seu início na Alemanha, em meados de 2011, com o objetivo de colocar a Alemanha na vanguarda das inovações em processos de manufatura. Além disso, busca um modo de competir com os Chineses e sua agressividade de custo.
Artigo automação industrial Spheric - lote econômico na 4a revolução industrial
Existe, ainda, a "perseguição" pelo LOTE unitário, ou seja, uma única peça produzida é igual a um lote econômico, e ainda customizada. Será possível realizar tal façanha? Essa é a grande "evolução" que a indústria quer entregar para seus clientes: produtos únicos e com custo atraente.

Clique para assistir ao vídeo! ?

Essa resposta pode ser dada pelo emprego de diversas tecnologias da 4° revolução industrial. A principal, pouco falada, é o I/O link. Ele permite que os sensores usados na máquina conversem com seu mestre, permitindo que se tenham alterações de parâmetros e set-ups muito rápidos em alguns processos produtivos.


 

Lote econômico é uma quantidade X de peças produzidas em uma máquina cujo custo de produção desejado seja atingido, alinhando os fatores de custo de matérias-prima, energia, set-up de máquina e tempo de produção. 


 

E a automação industrial no Brasil?


No Brasil, o maior acesso aos produtos com tecnologia de ponta na área de automação industrial deu-se após a abertura da economia no início dos anos 90.

Também durante esse período, algumas fábricas instalaram-se aqui e iniciaram a produção local de alguns produtos. Isso ajudou o parque tecnológico brasileiro a ser remodelado, mas ainda prevalecendo, em larga escala, o uso de produtos fabricados no exterior.

O aumento da oferta e da qualidade dos produtos elevou nossos níveis de produção em patamares bem consideráveis, possibilitando a exportação de bens manufaturados e de máquinas automatizadas para o exterior.

Um dos parques tecnológicos atingidos por essa onda de renovação foi o Rio Grande do Sul, cujas fábricas mais antigas puderam modernizar suas máquinas nos últimos 20 anos. Além disso, novas empresas puderam iniciar sua produção, contando com a mesma tecnologia que americanos e europeus vinham usando há algum tempo.

Há que se ressaltar o custo de implementação de novas tecnologias no Brasil quando comparado ao mercado Europeu, Americano ou Asiático (não se refere ao custo China), em que o Brasil paga 2, 3 ou até 5 vezes mais por um mesmo produto. Isso se deve à nossa legislação protecionista e nossa altíssima carga tributária.

Este é um tema que possui grande importância e que nos mostra, em parte, porque alguns problemas que enfrentamos dentro das fábricas não podem resolvidos de forma rápida e eficiente.

Todas as revoluções industriais trouxeram grandes benefícios à automação industrial, mas isso ainda pode ser muito melhor.

O Brasil é reconhecidamente um país onde são fabricados lotes de produção menores que nos países do hemisfério norte. Porém, isso é feito com uma diversidade muito maior de peças. A grande marca do brasileiro continua sendo a capacidade de adaptação, inclusive nos processos produtivos.

Usar essa inteligência para reposicionar a indústria brasileira é mandatário, e a indústria 4.0 é uma grande incentivadora para esse processo de mudança. Ela precisa ser encarada não só como uma grande ameaça ao nosso parque fabril, mas sim como uma oportunidade ímpar para recuperar o protagonismo do passado, onde a automação industrial pode ter um papel fundamental.
 
Artigo escrito por Giuliano Hoffmann, Diretor da Spheric, em julho/2019.
Artigo automação industrial - de onde viemos e para onde vamos - baixar eBook