O Primeiro Passo na Jornada da Indústria 4.0

Muito têm-se falado em Indústria 4.0 atualmente, mas afinal o que é Indústria 4.0?

O “termo” Indústria 4.0 originou-se a partir de um projeto de estratégia do governo alemão voltado à informatização da manufatura.

Na qual, seu fundamento básico implica que se conectando máquinas, sistemas e ativos, as empresas podem criar redes inteligentes ao longo de toda a cadeia de valor.

E que também podem controlar os módulos da manufatura de forma autônoma, criando-se a fábrica do futuro, também conhecida como “Smart Factory”.

Desta forma, o “conceito” de Indústria 4.0 é engloba as principais inovações tecnológicas dos campos de automação, controle e tecnologia da informação, aplicadas aos processos de manufatura.

Estes processos tendem a se tornar cada vez mais eficientes, autônomos e customizáveis através de Sistemas Cyber físicos, Internet das Coisas e Internet dos Serviços. Isto significa um novo período no contexto das grandes revoluções industriais.

Porém, não se pode sair de uma fábrica “desconectada” e transformá-la em uma fábrica integrada com um simples 5W2H (plano de ação).

Esta transformação envolve muitas mudanças dentro de uma organização, desde a cultura à alteração de processos. E para que estas mudanças sejam eficazes é necessário que se crie um projeto e que este possa ser segmentado em fases. Uma verdadeira Jornada para a Indústria 4.0, que geralmente é dividia em 03 grandes etapas (passos):

  1. Integração vertical e sistemas de produção em rede
  2. Engenharia de ponta a ponta atráves de uma cadeia de valor
  3. Integração horizontal atráves de redes de valor

Neste momento iremos focar no primeiro passo: Integração vertical. Onde sistemas de produção estão conectados em rede e os dados/informações são coletados e monitorados em tempo real.

Nas empresas que já possuem um ERP (Enterprise Resource Planning) – ferramenta corporativa capaz de controlar todas as informações de uma empresa, integrando e gerenciando dados, recursos e processos – na maioria dos casos, este ERP não está diretamente conectado com as máquinas, há uma lacuna que são suprimidas com o envio de informações impressas para o parque fabril e o retorno das informações ao sistema se dá de forma digitada.





Desta forma, se faz necessário a implantação de um software MES (Manufacturing Execution System). O MES é uma conexão entre o ERP e as máquinas, ele leva o que foi planejado para a máquina de forma automática e reporta ao ERP tudo o que acontece em tempo real. Assim, o MES supre totalmente àquela lacuna que existe entre o ERP e o parque fabril das empresas, eliminando todas as atividades manuais no fluxo deste processo.

Porém, para que o software MES funcione corretamente são necessários alguns equipamentos. Estes equipamentos fazem a coleta automática de dados da máquina e o input de informações, podendo serem divididos em dois grupos: o coletor de sinais e a interface homem-máquina (IHM).

O grupo de equipamentos coletores de sinais são os equipamentos responsáveis por receber o sinal da máquina, identificar qual este sinal, de onde está vindo, transformá-lo em ‘dados’ e enviá-lo para o servidor do software MES.

Nem sempre as máquinas estão preparadas para serem conectadas na rede, por isso, de maneira geral, podemos encontrar 03 tipos de máquinas nos parques fabris:

O primeiro tipo, são máquinas mais antigas que não possuem nenhum tipo de sensoriamento;

O segundo, são máquinas que já possuem sensoriamento, porém não estão conectados a um Controlador Lógico Programável (CLP); e,

O terceiro, são as máquinas que possuem sensoriamento, elas estão conectadas com um CLP e podem ter ou não um Sistema de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition).

Para estas máquinas que possuem CLP, SCADA ou DCS (Sistemas de Controle Distribuído) é necessário a instalação de um driver OPC (OLE for Process Control”, onde OLE significa “Object Linking and Embedding) para que este driver leia a linguagem destes sistemas e para que transforme em informações para o software MES.

Na figura abaixo, o fluxo ideal para análise do parque fabril:


Coleta de sinais de máquinas



O grupo de equipamentos IHM são os equipamentos de interação com o operador da máquina, podendo ser tablets, smartphones, computadores, coletores RF (Rádio Frequência), computadores industriais e IHM industriais. Há casos em que há grande automação na máquina e que não há necessidade de IHM.

Porém, na maioria dos outros casos, é ainda necessário a interação do homem com a máquina com um dispositivo externo, na qual o operador registra os eventos que ocorreram no período que ele está responsável pela máquina: como uma mudança na Ordem de Produção; ou uma alteração de status, na qual a máquina parou de emitir o sinal de ciclo por um tempo qualquer, voltou a emitir, e o operador justifica o que ocorreu naquele momento de parada, como por exemplo, uma quebra de ferramenta.

Por fim, com base nos equipamentos descritos anteriormente, podemos arquitetar uma solução para dar o primeiro passa na Jornada da Indústria 4.0, conforme imagem abaixo.


Jornada da Indústria 4.0

Assim é possível monitorar cada máquina, saber o status atual de cada uma, saber a Ordem de Produção que está alocada, o quanto foi produzido, o quanto falta para produzir, o quanto foi reprocessado ou o quanto foi refugado, quantas paradas teve, de quanto durou as paradas, se houve quebra de ritmo e quantas vezes foram as quebras de ritmos, dentre outras informações.

Estas informações podem ser acessadas em relatórios ou até mesmo serem transmitidas através de Andons pela fábrica. Assim todos têm acesso à informação em tempo real e é possível atuar instantâneamente caso ocorra algum desvio.

Claro que para alcançar este primeiro passo há uma necessidade de investimentos em hardware e software, e pelo momento atual da economia há um grande receio das empresas em realizar o desembolso.

Mas fazendo o exercício de olhar para alguma empresa conhecida, quanto é possível ser mais competitivo com a redução de uma hora de parada de máquina, em cada máquina, em um mês?

O quanto isso representaria financeiramente para esta empresa? Ou, qual o ganho em saber exatamente o momento que determinada máquina, ou a máquina gargalo do processo, teve um desvio e poder prontamente acionar a cadeia de ajuda?

Ou ainda, precisar o horário de término da ordem de produção e passar uma informação clara ao cliente? Com todos estes benefícios e suas quantificações é possível fazer o cálculo do payback de um projeto destes e começar a própria jornada.

Há empresas e profissionais preparados, que poderão conhecer o seu processo e propor uma solução dentro de sua realidade, mas não fique de fora, este é um caminho sem volta!



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