Considerada um dos principais fundamentos da indústria 4.0, a automação industrial é um sistema que otimiza as atividades, aumentando a segurança e a produtividade do setor.
Nesse cenário, as máquinas são controladas de forma mecanizada, comunicam-se entre si e realizam procedimentos cada vez mais complexos e em maior escala. Isso proporciona verdadeiras fábricas inteligentes, capazes de funcionar com reduzidos níveis de intervenção humana.
Isso só foi possível com o advento de recursos como Big Data, aprendizagem de máquina e internet das coisas (IoT), que permitiram a equipamentos e robôs industriais atingir um novo patamar de sofisticação. Essas tecnologias ajudam a prever falhas e resultados e monitorar processos, entre outras tarefas que otimizam a produção.
Essa transformação continua ocorrendo, com a perspectiva de alcançar não só as grandes fábricas, mas também as pequenas e médias. O Brasil ainda está atrasado nesse movimento, porém vem avançando nos últimos anos, sendo a digitalização das usinas fundamental para o País retomar sua plena atividade.
Ao longo deste artigo, daremos um panorama sobre a automação industrial brasileira e as principais ferramentas empregadas no setor. Aqui, você verá:
- Automação industrial e tecnologias 4.0
- Softwares e hardwares na automação industrial
- Ecossistema digital da automação das indústrias
- Panorama da automação industrial no Brasil
- O futuro da indústria 4.0
Automação industrial e tecnologias 4.0
Automação industrial e indústria 4.0 são termos utilizados, muitas vezes, como sinônimos, mas que podem designar fluxos diferentes, dependendo do contexto.
Isso porque as usinas começaram a operar de forma autônoma a partir de meados do século XX, quando se iniciou a 3ª Revolução Industrial. Esse avanço foi proporcionado pela integração entre elementos mecânicos, eletrônicos e computacionais.
Já a indústria 4.0 refere-se à integração das tecnologias digitais, como Big Data, computação em nuvem e IoT, ao ambiente fabril. Isso gera vantagens, por exemplo, o monitoramento de dados em tempo real e a operação remota, possibilitando uma automação ainda mais sofisticada.
Dessa forma, os gestores das fábricas inteligentes têm um controle muito maior do processo produtivo, com a tecnologia fornecendo parâmetros para a tomada de decisões e propiciando previsões muito mais apuradas. Os benefícios incluem:
- melhora na produtividade;
- operação mais precisa (incremento da qualidade dos produtos);
- redução de custos com mão de obra;
- atenuação de erros humanos;
- prevenção de defeitos dos equipamentos;
- aumento da segurança na fábrica;
- manufatura modular (possibilidade de reprogramação das máquinas conforme necessidade);
- maior aproveitamento energético;
- integração mais eficiente com a cadeia de suprimentos.
Softwares e hardwares na automação industrial
Há diferentes níveis de automação industrial, passando por soluções mecânicas ao uso de aprendizagem em máquina por meio de rede neural artificial.
De maneira geral, ela pode ser fixa (ideal para produção em escala de peças idênticas), programável (utilizada em operações variáveis) ou integrada (controle totalmente autônomo). Esta é o tipo mais sofisticado e requer o uso de diferentes ferramentas digitais e computacionais.
Robótica
A RPA (Robotic Process Automation), ou, simplesmente, robótica munida de inteligência artificial, é um dos principais recursos das indústrias autônomas. Equipamentos dessa natureza são utilizados nas fábricas há décadas, mas, no novo contexto, os robôs são capazes não apenas de responder à programação, mas também a “pensar” de forma independente.
Assim, softwares conseguem comandar máquinas para, sem a intervenção humana, detectar falhas, alterar o funcionamento, de forma a otimizar a produção e oferecer dados e insights que vão ajudar no aprimoramento da atividade produtiva.
CLP
Outro recurso amplamente utilizado é o Controlador Lógico Programável (CLP). Espécie de computador industrial, esse hardware realiza a manipulação operacional das máquinas, garantindo a precisão do sistema fabril.
Esses dispositivos são integrados à linha de produção, carregando instruções programáveis para executar funções como temporização e contagem. As CLPs são análogas a computadores de alto desempenho e possuem softwares que suprem diferentes necessidades.
SCADA
A automação também utiliza Sistemas de Controle de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA). Esse recurso tem a função de monitoramento e supervisão de processos industriais, administrando os dados dos equipamentos em tempo real. Esses softwares igualmente emitem relatórios e podem servir de interface para o uso da tecnologia de IoT.
O uso dessas e outras ferramentas viabilizam a automação de diferentes tipos de fábricas. Dentre os principais exemplos e aplicações, estão:
- lacre e etiquetagem de produtos em geral;
- indústria automobilística (estamparia, pintura etc.);
- mineradoras (britagem, moagem e outros procedimentos);
- siderúrgicas (processos como pelotização e sinterização);
- indústria química (mistura de insumos, tratamento de resíduos, entre outros processos);
- fábricas de madeira e celulose (corte, branqueamento etc.).
Ecossistema digital da automação das indústrias
A automação nas fábricas vem avançando há décadas e as tecnologias digitais são um verdadeiro divisor de águas nesse processo. Com sistemas integrados por meio da conectividade, as tarefas desempenhadas por máquinas com o mínimo de intervenção humana são ampliadas, levando ao atual processo da 4ª Revolução Industrial.
Confira, a seguir, como funcionam os principais recursos utilizados no ecossistema digital das usinas inteligentes.
Computação em nuvem
Antes do advento das tecnologias 4.0, os softwares eram utilizados e armazenados em hardwares e data centers físicos. Isso trazia imensas dificuldades na gestão a distância e, muitas vezes, impedia a ampliação prática e ágil das atividades das indústrias e empresas.
A tecnologia de cloud computing (armazenamento em nuvem) surge como solução dessas questões. Com elas, os programas podem ser acessados em um ambiente virtual, remotamente e por diferentes profissionais de maneira simultânea.
Nas indústrias, isso traz praticidade em diversos fluxos, como o monitoramento dos parâmetros operacionais e o processamento de dados. Cloud computing também promove versatilidade, permitindo que os gestores utilizem softwares e espaço de armazenamento conforme a necessidade.
Outro ganho desse recurso é na gestão dos negócios. Por meio das ferramentas de colaboração, as atividades administrativas e a comunicação dos gestores com os funcionários e profissionais de outros setores da cadeia de suprimentos se torna muito mais eficiente.
Big Data
O Big Data analytics, ou análise de dados em grande volume, variedade, velocidade, veracidade e valor, é outro fator imprescindível na indústria 4.0. O monitoramento das informações em tempo real e o processamento visando melhorias na produtividade não é algo novo, porém a evolução dos programas de IA levaram esse processo a um outro patamar.
Hoje em dia, as fábricas inteligentes utilizam dados não apenas no monitoramento das máquinas, mas também para fazer análises preditivas acuradas, levando em consideração a gestão da matéria-prima, a capacidade produtiva dos equipamentos e até mesmo a preferência dos consumidores.
Dessa forma, o Big Data possibilita a integração das usinas com os demais elos da cadeia produtiva, como fornecedores, distribuidores e varejistas. Com a estruturação dos dados, os gestores têm conhecimento sobre diferentes parâmetros que suportam a tomada de decisões, o que colabora para a economia e o uso otimizado de recursos.
Internet das coisas
A tecnologia de IoT pode ser considerada o coração das fábricas inteligentes. Afinal, esse é o recurso que conecta toda a planta produtiva e viabiliza sua automação integrada.
Assimilando diferentes equipamentos físicos ao mesmo ecossistema digital, ambientado na nuvem, a IoT, por meio de sensores e sistemas de conexão Machine to Machine (M2M), oferece uma rede otimizada à planta produtiva.
Com esse sistema, a automação industrial atinge um parâmetro de máxima eficiência com a mínima intervenção humana, pois as próprias máquinas se tornam capazes de realizar tarefas, como monitoramento das operações, controle de qualidade e análise preditiva de falhas.
Panorama da automação industrial no Brasil
Quando o assunto é inovação, o Brasil ainda está atrás das maiores economias, mas obteve avanços no último ano.
Segundo o Global Innovation Index de 2021, o País ocupa a 57ª posição no ranking dos que mais adotam tecnologia nas empresas e fábricas, avançando cinco posições, em comparação a 2020. Por conta dessa melhora, o estudo enquadra a nação entre aquelas que atingiram uma pontuação acima do esperado em relação ao atual nível de desenvolvimento.
Outro indicador de avanços no setor é verificado no último Índice de Automação – Mercado Brasileiro, produzido pela Associação Brasileira de Automação – GS1 Brasil, mostrando que essa indústria cresceu 2% entre 2020 e 2021.
Os detalhes sobre o uso das tecnologias presentes são revelados na pesquisa A Indústria 4.0 e a pandemia, encomendada pela Confederação Nacional da Indústria.
Por meio de entrevistas com 509 executivos, o levantamento mostra que cerca de 73% das empresas analisadas utilizam pelo menos uma tecnologia nos seus processos. Dentre os recursos, a computação em nuvem é a mais adotada, com uma taxa de 52%. Em seguida, vem o uso de sensores (36%), softwares de gestão avançada da produção (33%) e sistemas de conexão máquina-máquina (27%).
Outro dado interessante apontado pelo estudo é que, embora a cloud computing seja a inovação mais presente, esse recurso digital é o que menos interfere na lucratividade. Dentre os entrevistados, 26% disseram que o ganho cresceu com a adoção da ferramenta. Já a taxa de gestores que relatou aumento nos rendimentos utilizando Big Data e sistemas de conexão máquina-máquina foi de 32%.
A pesquisa também perguntou qual o maior empecilho encontrado pelos executivos para incrementar a adoção de recursos 4.0. A falta de capital e de recursos, bem como o alto custo e a dificuldade de acesso a crédito, foram os maiores obstáculos apontados.
Propiciando melhoras em diversas perspectivas, o barateamento gradual das soluções e os incentivos governamentais são importantes para o setor voltar a crescer no Brasil, visto que, segundo dados do IBGE, a participação industrial no PIB do País encolheu 33% entre 2010 e 2020.
O futuro da indústria 4.0
A automação industrial está em contínuo avanço, movimentando bilhões de dólares ao redor do mundo pelos agentes econômicos que buscam se destacar em um mercado competitivo.
Segundo relatório da Fortune Business Insight, o setor movimentou valores de 191,98 bilhões de dólares em 2021 e deve atingir 395,09 bilhões até 2029. Isso representa uma taxa de crescimento anual de 9,8%.
A pesquisa também revela que tecnologias de realidade aumentada, realidade virtual e IoT estão entre os principais impulsionadores desse crescimento. Além disso, a conectividade 5G também assume relevância. Esse recurso contribui muito para grandes nações, como o Brasil, viabilizando a digitalização de localidades distantes dos grandes centros urbanos.
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Até a próxima!
