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A revolução da indústria de manufatura com IA, IoT e novas tecnologias

Indústria de manufatura

Este conteúdo é uma tradução e adaptação de texto originalmente produzido pela Microsoft

Da cama em que você dorme até o carro que dirige, estamos cercados por objetos que viajaram por uma cadeia de produção precisa e calculada antes de chegar ao destino final.

Hoje, mais do que nunca, os fabricantes precisam evoluir se quiserem permanecer competitivos. A tecnologia digital está impactando profundamente o modo como as fábricas operam de forma mais autônoma atualmente. Os processos de produção e inspeção estão sendo reinventados para prever as necessidades de manutenção e minimizar o desperdício, ajudando as pessoas e o meio ambiente que as rodeia.

Além disso, como muitas indústrias, os fabricantes estão enfrentando uma população envelhecida que está se aposentando e levando suas habilidades e conhecimentos com eles, bem como o desafio de atrair novos talentos.

Confira experiências de indústrias que convivem com a revolução proporcionada por IA, IoT e novas tecnologias aplicadas na manufatura.

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Mudando os pilares

Custo, qualidade e produtividade são três pilares fundamentais da manufatura. Embora sua importância tenha permanecido constante, as ferramentas que as afetam estão sempre mudando.

A história mostrou que a mudança do trabalho manual para as máquinas reduziu os custos e melhorou a qualidade, a produtividade e a eficiência. Hoje, estamos vendo esses atributos-chave passarem por outra transformação radical.

Soluções de realidade mista como a HoloLens estão sendo usadas pelas empresas para treinar sua equipe no uso e reparo de máquinas e equipamentos. Não apenas isso é mais rápido do que configurar cenários de aprendizado físico, mas também melhora a segurança e, ao mesmo tempo, reduz os custos.

Além do treinamento, vimos exemplos de empresas como a Thyssen Krupp Elevators, que equipa seus técnicos de campo com fones de ouvido HoloLens, permitindo que eles sobreponham instantaneamente instruções e assistentes virtuais ao equipamento físico de elevadores, melhorando a velocidade, a qualidade e a eficiência dos reparos.

A Siemens Gamesa tem outro exemplo que mostra o poder transformador da tecnologia. Suas gigantescas pás de turbinas eólicas podem atingir até 85 metros de comprimento e são largas o suficiente para um caminhão passar por seus centros. As próprias lâminas podem custar até 700 mil euros, e sua criação é um processo intensivo, exigindo oito horas de resina a ser bombeada, seguido por 12 horas de tempo de resfriamento e mais 18 horas de camadas manuais de material. É fácil ver como erros nesse processo podem ser incrivelmente caros.

A introdução de novas tecnologias no processo teve um impacto dramático na eficiência e no custo. Agora, vários sensores de IoT capturam temperatura, umidade de pressão e outros dados que são carregados em tempo real e analisados ​​na nuvem. Ferramentas de aprendizado de máquina e AI usam esses dados para otimizar os parâmetros de fabricação. Isso aumentou a consistência e a qualidade, o que resultou em menores custos de reparo e aumento de produtividade.

“É como assar cupcakes incrivelmente caros”, diz Christian Sonderstrup, diretor digital da Siemens Gamesa. “Você os coloca em um forno a uma temperatura determinada por um certo tempo e os verifica quando eles terminam. Se as coisas flutuarem e você tiver um lote ruim, você perdeu tempo e dinheiro. Esse é um exemplo maravilhoso de ciência de dados e IA sendo usado em um processo de fabricação que é completamente manual”.

Os benefícios da tecnologia vão além do processo de fabricação. Uma vez instaladas, as pás das turbinas podem estar em uso por 20 a 30 anos, durante os quais sempre há risco de danos. A Siemens Gamesa está usando drones para percorrer caminhos pré-estabelecidos em torno das pás das turbinas, tirando até 100 fotos de alta resolução de cada lâmina de ambos os lados. Os drones então enviam essas imagens para a nuvem, onde o reconhecimento de imagens alimentado por AI e o aprendizado de máquina os unem, antes de sinalizar automaticamente qualquer dano ou motivo de preocupação, como rachaduras ou outras falhas.

No passado, a costura de imagens por si só levaria quatro horas, ocupando a maior parte do dia de um trabalhador. Agora, o processo de costura leva apenas 34 segundos. O método do drone não é apenas mais seguro, mas o tempo que ele economiza libera os trabalhadores para outras tarefas, economizando quantidades significativas de tempo e dinheiro. O novo método também permite que a manutenção seja realizada antes que surjam problemas, aumentando ainda mais a vida útil de cada pá de turbina.

Hardware como um serviço

Outra mudança importante que ocorre na indústria de manufatura é a transformação do hardware como um serviço. No passado, um cliente, por exemplo, comprava maquinário de um fabricante e o relacionamento terminava ali. Com o advento dos modernos dispositivos conectados, no entanto, a conversa continua muito depois dessa venda inicial.

Petra Sundström, chefe de desenvolvimento de negócios digitais, afirma que “já vimos mudanças antes, mas agora vemos o digital como cola. Costumávamos criar e enviar coisas para os clientes, mas agora enviamos produtos inteligentes e construímos um serviço baseado em dados em torno desse hardware”.

Os sensores de IoT nas máquinas podem monitorar constantemente os parâmetros e comunicar ao fabricante. Dessa forma, as falhas podem ser detectadas ou até mesmo previstas antes que aconteçam, permitindo que os fabricantes consertem itens de maneira oportuna, reduzindo o tempo de inatividade e os custos gerais.

As atualizações de software também podem fornecer novas funcionalidades às máquinas sem a necessidade de adquirir hardware mais novo e mais caro. Isso economiza dinheiro tanto para o cliente quanto para o fabricante, ao mesmo tempo em que fornece a esse último uma fonte de renda adicional.

“Antes, você enviava um produto, e era isso”, diz Patrik Sjostedt, líder de fabricação da EMEA na Microsoft. “Agora, as máquinas estão constantemente se comunicando de volta à matriz, dando uma visão geral de suas operações. Esta é uma grande oportunidade para a intimidade com o cliente”.

“Quando você começa a se conectar a máquinas, eles se tornam um serviço”, continua ele. “Eles podem ser atualizados e aprimorados. Mudamos de um modelo de venda de novo hardware para melhorar recursos e funcionalidade com atualizações de software. Isso beneficia tanto fabricantes quanto clientes e também resulta em desenvolvimento contínuo de produtos”.

Aprendizagem sem fim

Utilizar protótipos para testar e desenvolver novos produtos ou melhorar os já existentes é uma atividade crucial para todos os fabricantes. A criação de protótipos pode ser um processo caro, especialmente quando o teste de estresse pode resultar em milhares de diferentes iterações.

Os digital twins são representações virtuais de objetos ou sistemas físicos que os fabricantes podem usar para testar designs novos e existentes. Os dados do mundo real podem ser inseridos nesses modelos digitais para ver o que afetará as mudanças de design no mundo real. Esse processo é muito mais barato, rápido e seguro do que experimentar objetos físicos.

Nas palavras de Åsa Svedenheim, Digital Enterprise da Siemens: “Não há lugar melhor para que ocorram falhas do que em digital twins”.

Com tantos fabricantes operando em um cenário competitivo, o pensamento de trabalhar juntos para aprender coisas novas pode não ser imediatamente óbvio. Pelo contrário, no entanto, muitas empresas do setor estão vendo os benefícios do conhecimento compartilhado.

O BMW Group, por exemplo, está compartilhando sua solução de plataforma de dados de IoT aberta com outras empresas, permitindo que mais pessoas se beneficiem de sua tecnologia e aprendizado, enquanto abrem novos modelos de negócios.

Andreas Hees, gerente da DevOps Inhouse Logistics O BMW Group acredita que “O principal benefício de uma comunidade aberta é que, quando você coloca algo, recebe algo em troca. Para fazer isso com sucesso, você precisa mudar e abraçar a abertura. Vimos o valor das comunidades de código aberto e a Plataforma de Manufatura Aberta nos permite trabalhar com a Microsoft e outros parceiros para estabelecer uma comunidade que trabalhe em conjunto para resolver desafios industriais comuns”.

Todas essas mudanças impulsionadas pela tecnologia precisam da cultura e da liderança da empresa para funcionar corretamente. Vimos que a tecnologia, por si só, não é suficiente para impulsionar melhorias. Os líderes precisam se envolver com os funcionários para incentivar o aprendizado e a adoção.

As empresas que conseguirem fomentar a cultura certa em torno dessas novas tecnologias serão aquelas com vantagem competitiva, melhorando seus modelos de negócios existentes, criando novas oportunidades, atraindo e retendo novos talentos. Esse é verdadeiramente um futuro que vale a pena fabricar.

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