Resumidamente é um conjunto de tecnologias baseada nos conceitos e nas respectivas interações entre os sistemas cyber-físicos, a Internet das Coisas e o Big Data, assim facilitando a visão e as tomadas de decisões por humanos da fábrica inteligente.
Evolução Histórica
Máquinas a vapor – A indústria 1.0 ou a primeira revolução industrial iniciou aproximadamente uns 250 anos atrás com o aumento da produtividade da indústria têxtil com as fábricas mecanizadas através das melhorias de James Watt com a máquina a vapor de Newcomen no século 18.
Produção em série – Em 1913, após a introdução da linha de montagem por Henri Ford, iniciou a segunda revolução industrial, a indústria 2.0, no qual resultou em um grande aumento na produção do modelo T chegando a um volume de 15 milhões. E assim, outras fábricas começaram a aplicar as linhas de montagem para o aumento da eficiência e produtividade e redução de custos.
Sistemas automatizados – Já na indústria 3.0, nos anos 70, iniciou a montagem automatizada com a aplicação de computadores no chão de fábrica, uso de CNC em centros de usinagem, máquinas de inserção de componentes, etc, com isso os trabalhos mecânicos realizados por seres humanos começaram a ser executados por robôs computadorizados. E hoje, graças a estas fábricas altamente automatizadas nos proporcionam a oferta de smartphones, tablets e diversos produtos eletrônicos a um preço que podemos pagar.
Exemplo de uma indústria 4.0
Para exemplificar um cenário de indústria 4.0, vamos analisar uma usina de álcool e açúcar.
Para uma melhor compreensão, vamos dividir basicamente em 2 momentos, a primeira seria a coleta das informações e na segunda o grande sistema realizando as ações.
Dados internos e externos
(Dados Externo) Meteorologia – Recebeu a informação da previsão do tempo que em 3 dias haverá um grande volume de chuva.
(Dados Externo) Agência de Notícias – As notícias informam que o governo deverá ampliar os estoques em 15% de etanol até o final da safra.
(Dados Externo) Bolsa de Mercadorias e Futuro – O mercado está sinalizando que o preço do açúcar poderá subir até 3% até o final da safra.
(Dados Externo) Fornecedor – Com o aumento da produção, o fornecedor informou que não conseguirá atender a demanda projetada.
(Dados Interno) Sistema de Gestão da Produção – Na próxima semana, o sistema de gestão da fábrica, com os dados recebidos dos coletores das máquinas, informa que será preciso realizar paradas planejadas de manutenção preventiva para duas máquinas.
Ação
Decisão – Após os dados recebidos, o “grande sistema” inicia a tomada de decisão de forma automática com os parâmetros previamente informados pelos gestores.
Ações do “grande sistema”
Devido as chuvas previstas nos próximos dias e o aumento da demanda do governo, o sistema automaticamente inicia as intervenções e os ajustes necessários, como a configuração dos novos setups nos CLPs, para o aumento da produção e da produtividade.
Com a previsão do aumento do preço do açúcar no mercado futuro, o caldo primário também é direcionado para o aumento da produção de açúcar.
É disparado o processo de compra de um fornecedor alternativo e também a reserva dos insumos para o aumento da produção.
Com o aumento da produção, as paradas planejadas para as manutenções preventivas são reprogramadas para uma data, afim de atender a maior demanda, não afetando a disponibilidade das máquinas.
Agora imagine que todas estas informações foram consolidadas por um “grande sistema” e que ele próprio já toma decisões de forma autônoma, sem a interferência direta das pessoas, mas também poderia oferecer possíveis soluções para os gestores. Isto é um simples exemplo e conceito de uma indústria 4.0.
Portanto na indústria 4.0, as tomadas de decisões podem ser mais assertivas e de forma autônoma, sempre baseado em dados internos (dentro da fábrica) e externos (fora da fábrica).
Fatores que definem a Indústria 4.0
- Interoperabilidade
- Virtualização
- Descentralização
- Tempo Real
- Orientado a serviço
- Modularidade
Sistemas e sensores inteligentes que informam para as máquinas como elas devem trabalhar e como estarão envolvidos em cada estágio do processo de manufatura, assim fornecendo os dados, como o feedback, afim de obter um maior controle da produção.
Os processos devem ser auto-gerenciados em um sistema modular descentralizado. Sistemas embutidos inteligentes começam a trabalhar em conjunto com a troca de dados e informações, de forma direta e também através da ”nuvem” na Internet. Com isso, os sistemas de controles industriais serão mais complexos e distribuídos, possibilitando um processo mais flexível e bem minucioso dos processos.
Os sistemas centralizados rígidos de controle das fábricas cedem agora seu lugar para inteligência descentralizada, com a comunicação máquina com máquina (M2M) no chão de fábrica.
A indústria 4.0, ainda é mais um conceito do que uma realidade, mas está sendo motivada por três grandes mudanças no mundo industrial produtivo:
Avanço exponencial da capacidade dos computadores.
Imensa quantidade de informação digitalizada – Big Data
Novas estratégias de inovação (pessoas, pesquisa e tecnologia)
Em um curto espaço de tempo veremos todas as tecnologias interligadas e propiciando as tomadas de decisões no conceito da indústria 4.0.
As revoluções industriais não ocorreram em apenas um dia, e sequer reconhecida como tal na época. A Indústria 4.0 pode ser revolucionário ou evolucionário, independente disso, isto é uma consequência natural da comunicação M2M (Máquina para Máquina) e IOT (Internet de todas as coisas) na automação do chão de fábrica, assim proporcionando uma produção com um menor custo e com uma melhor rentabilidade.
Autor: Luiz Henrique Akasaka Ferreira
Colaboração: http://www.prodwin.com.br/
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