Automação na fabricação: como projetar para obter eficiência e ROI

A tecnologia abriu novos horizontes para nós: muito mais é possível com a automação hoje em comparação com 20 anos atrás.

A mão de obra qualificada é o principal desafio que os fabricantes industriais enfrentam atualmente, e é também o que está impulsionando a automação. Precisamos de pessoas qualificadas que possam programar soluções automatizadas. Os programadores precisam ser capazes de programar a IA e entender várias tecnologias, desenvolvimento de produtos e produção. Portanto, é seguro dizer que a fabricação está ficando mais complexa.

Outro desafio é o ritmo acelerado em que a tecnologia está evoluindo. Qualquer direção que escolhemos tomar hoje pode não ser válida em dez anos, portanto, flexibilidade e perspectiva são importantes.

A maioria das empresas de fabricação ainda está muito isolada. Isso faz com que os engenheiros de produção se concentrarem apenas na produção e a P&D se concentre em projetar o melhor produto para o cliente. No entanto, é bom ter em mente que o melhor produto para o cliente é, na verdade, aquele que é mais fácil de montar.

Portanto, para manter o custo da automação baixo, é fundamental que os engenheiros de processo e a P&D comecem a trabalhar juntos muito mais cedo. Para facilitar isso, a cultura da empresa também precisa mudar para pensar não apenas no projeto, mas também em garantir que o projeto seja prático de montar.

Outro problema que os fabricantes estão enfrentando é que muitas linhas de montagem não têm espaço suficiente para estações automatizadas. A maneira tradicional de montar um carro, por exemplo, é começar com a carroceria automática e depois passar para o interior do carro, o que não é prático para automação. É aí que entra a fabricação não embalada. As novas tecnologias nos permitem fabricar de uma nova forma, como com o gigacasting, em que você pode produzir grandes peças de alumínio e submontá-las facilmente, evitando obstáculos como entrar no carro.

O resultado é que, eventualmente, a produção linear chegará a um ponto em que não poderá ser mais eficiente do que já é. Portanto, os fabricantes que quiserem manter sua vantagem competitiva terão que repensar seus processos de montagem. E isso não diz respeito apenas aos fabricantes: os fornecedores também precisarão garantir que possam fornecer os componentes e os materiais certos. A automação está desafiando todo o sistema e exigindo que todas as partes da cadeia trabalhem juntas.

Apesar dos desafios, há muito dinheiro a ser economizado com a automação correta. Aqui, a simplicidade é fundamental para atingir o ROI desejado.

Muitas vezes, os fabricantes acham que precisam fazer tudo, automatizando 100% ou nada. No entanto, para as empresas que estão apenas começando sua jornada de automação, pode ser mais fácil e ainda valer a pena começar automatizando apenas algumas partes do panorama geral.

Como muitas vezes acontece no design, a simplicidade sempre parece mais simples quando se olha para o resultado final, mas a magia reside em descobrir como alcançá-lo. Os projetistas e engenheiros devem trabalhar juntos para chegar a um processo simples e enxuto, pois esse também será um processo sustentável e o que economiza mais dinheiro.

Um bom exemplo é o setor de embalagens. Para alcançar a alta eficiência e o alto nível de automação típicos do setor, é comum que o construtor da máquina de embalagem e o projetista da embalagem sejam os mesmos. Ou a empresa de máquinas de embalagem projeta a embalagem para se adequar à máquina, ou o projetista de embalagens também produz as máquinas para suas embalagens. Isso demonstra que a única maneira de atingir um nível de automação tão alto é a produção e o projeto estar operando em um ciclo muito próximo. A máquina e o produto precisam se fundir e ser um só.

Na Atlas Copco, nossa filosofia de automação é chamada de “acertar e dimensionar”. Há cerca de três anos, começamos a nos dedicar mais em como o processo de aperto pode ser automatizado de forma muito eficiente. Para isso, criamos nossa própria equipe com uma configuração de P&D não tão típica. O segredo é estar próximo do mercado e do cliente, para realmente entender suas necessidades e começar a partir daí as simulações digitais. Os gêmeos digitais ajudam com conceitos muito iniciais e a descobrir onde a otimização já pode ser feita em conjunto com os clientes e todas as partes interessadas. Podemos, então, identificar os componentes críticos e passar para a prototipagem física com confiança.

Esse é sempre o ponto de partida para nós antes mesmo de iniciarmos o desenvolvimento. Ele deve sempre ter o objetivo de ser escalável, para que os clientes obtenham uma solução realmente comprovada no final.

Os gêmeos digitais são um recurso fundamental para o processo de projeto. Com um bom gêmeo digital, você pode realmente entender o que está acontecendo. Você pode fazer mudanças, testar coisas no ambiente virtual e entender as repercussões reais, comunicando-as facilmente a todas as partes interessados relevantes.