Para ilustrar os benefícios da Indústria 4.0, vamos analisar um exemplo relacionado a manutenção. Vamos comparar cenários hipotéticos para uma indústria média de autopeças, que tem 40 máquinas de usinagem e 5 linhas de montagem e fabrica dois componentes usinados que monta antes de entregar ao cliente.
Os cenários podem parecer extensos, mas acredite: vale a pena ler até o final. Os primeiros cenários são extensos porque os problemas precisam de muito mais passos para serem descobertos e propriamente resolvidos quando não contam com os benefícios da Indústria 4,0.
Eis o que está acontecendo em uma segunda-feira qualquer:
Cenário 1 – Indústria convencional, sem adoção de nenhum dos benefícios da Indústria 4.0
(Nesse cenário, tudo parece muito “enrolado”, as coisas evoluem muito devagar…)
- 05:30 – Fábrica começa a funcionar
- 09:30 – Máquina de usinagem 17 para de funcionar
- 09:38 – O operador, que atende várias máquinas, vem trocar a peça da máquina 17 e percebe que a usinagem ainda não foi concluída mas a máquina está parada
- 09:43 – Operador identifica que a peça deslocou-se durante a usinagem, quebrando a ferramenta e danificando a peça
- 09:51 – Operador retira a peça e testa o sistema hidráulico de sujeição da peça, que está movimentando-se normalmente
- 10:12 – Depois de preencher a requisição de nova ferramenta e aguardar o atendimento na ferramentaria, operador chega de volta à máquina com a nova ferramenta
- 10:19 – Ferramenta trocada e nova peça bruta alimentada na máquina, novo ciclo de usinagem é iniciado
- 10:25 – Após acompanhar por cinco minutos a usinagem, que segue sem problemas, o operador vai atender as demais máquinas (que estão paradas aguardando troca de peças)
- 10:43 – Operador volta à máquina de usinagem 17, e a encontra novamente parada, com a ferramenta quebrada em situação similar à anterior
- 10:46 – Operador chega ao setor de manutenção mas não encontra o mecânico, vai então procurá-lo na fábrica
- 10:56 – Mecânico é encontrado, fazendo uma manutenção de baixa prioridade em outra máquina. Precisa terminar a montagem que está fazendo antes de poder se deslocar
- 11:13 – Mecânico chega à máquina 17, onde o operador já retirou a segunda peça avariada da máquina
- 11:20 – Mecânico e operador recolocam a peça na máquina e mecânico constata que o problema é no acionamento do motor da bomba do sistema hidráulico. Vai chamar o eletricista
- 11:25 – Operador procura o supervisor da usinagem e avisa sobre o problema na máquina 17. Volta a atender as outras máquinas, algumas já paradas aguardando troca de peças
- 11:27 – Eletricista chega com o mecânico à máquina 17 e começam a analisar o problema ocorrido
- 11:31 – Supervisor da usinagem chega à máquina 17 e acompanha o trabalho de manutenção
- 11:33 – Linha de montagem 2 para de funcionar por falta da peça produzida na máquina 17
- 11:35 – Eletricista e mecânico constatam que o problema é na placa inversora do acionamento
- 11:40 – Gerente industrial é avisado pelo supervisor da montagem da falta de peças. Chama reunião rápida com os supervisores da usinagem e da montagem. Como a máquina 17 ainda está parada, decide-se fazer setup na linha de montagem 2 para produzir outro modelo
- 11:44 – Eletricista chega de volta à máquina 17, já com a placa inversora que precisa ser trocada
- 11:58 – Placa inversora trocada; operador, mecânico e eletricista testam o funcionamento e iniciam a produção de uma nova peça
- 12:10 – Linha de montagem 2 conclui a troca de modelo e reinicia a produção
- 12:23 – Máquina 17 conclui a usinagem da peça com sucesso, mas agora precisa trocar de modelo para suprir a linha de montagem 2
- 12:30 – Máquina 17 volta a um estado normal de produção, alinhado com a montagem 2
- 13:05 – Gerente industrial é notificado pelo supervisor da usinagem, depois do almoço, que não há mais problemas
- 16:30 – Gerente industrial recebe o relatório referente ao primeiro turno (05:00 – 13:30), relatando:
- 2 peças sucateadas;
- 2 horas e 42 minutos perdidos na máquina 17;
- 47 minutos perdidos na linha de montagem;
- uma troca de produto não programada.
Cenário 2 – Indústria intermediária, com adoção de elementos básicos da Indústria 4.0
(Adições pontuais de recursos da Indústria 4.0 já agilizam muito as respostas a problemas)
- 05:30 – Fábrica começa a funcionar
- 09:30 – Máquina de usinagem 17 para de funcionar. Sistema supervisório mostra em TV na fábrica, imediatamente, que a máquina 17 tem problema (benefícios da indústria 4.0: digitalização, conectividade). O celular do operador recebe notificação do problema imediatamente (uso de dispositivos móveis)
- 09:33 – O operador, que atende várias máquinas, está instruído a dar prioridade a máquinas com problema; vem até a máquina 17. O painel da máquina indica falha na placa inversora do motor de acionamento da bomba do sistema hidráulico (mais benefícios da indústria 4.0: sensores inteligentes). Pelo celular, aciona o eletricista, já indicando o código da máquina e o código da falha. Constata que a ferramenta está quebrada e a peça avariada.
- 09:40 – O gerente industrial recebe a notificação por existir uma máquina parada com falha há mais de 10 minutos, fica ciente do problema com a máquina 17, vendo também que o eletricista já foi notificado
- 09:41 – Eletricista chega à máquina com a placa inversora de substituição. Operador preenche o formulário para pedir nova ferramenta e retira a peça avariada da máquina
- 09:44 – Operador é notificado via celular que a máquina 18, que também é sua responsabilidade, terminou a usinagem. Avisa o eletricista e vai trocar a peça da máquina 18, evitando que fique parada desnecessariamente
- 09:52 – Operador termina a troca na máquina 18 e vai aguardar o atendimento na ferramentaria, para pegar nova ferramenta
- 09:57 – Placa inversora substituída, eletricista registra o término da intervenção no seu celular, operador é notificado
- 10:05 – Operador chega de volta à máquina com a nova ferramenta
- 10:12 – Máquina 17 volta a funcionar, depois da ferramenta trocada e nova peça bruta alimentada na máquina, novo ciclo de usinagem é iniciado
- 10:18 – Após acompanhar por cinco minutos a usinagem, que segue sem problemas, o operador vai atender as demais máquinas. Eletricista é liberado para outros atendimentos
- 10:25- Gerente industrial confere que as máquinas estão funcionando corretamente antes de entrar em reunião de rotina, vê que houve:
- perda de 42 minutos na máquina 17
- 1 peça sucateada
Cenário 3 – Indústria avançada, com adoção de muitos elementos da Indústria 4.0
(Mais investimentos feitos, resultados melhores)
- 05:30 – Fábrica começa a funcionar
- 09:30 – Máquina de usinagem 17 para de funcionar. Sistema supervisório mostra em TV na fábrica, imediatamente, que a máquina 17 tem problema (digitalização, conectividade). O celular do operador recebe notificação do problema imediatamente (uso de dispositivos móveis). A própria máquina informa automaticamente a causa (sensores inteligentes, integração de sistemas). O eletricista é também acionado pelo celular, já com a informação do problema ocorrido, e de que uma nova placa inversora para o acionamento do motor da bomba do sistema hidráulico pode ser necessária com base em situações similares em outras máquinas do mesmo fabricante, que constantemente enviam seus dados de funcionamento para a nuvem (benefícios da indústria 4.0: internet das coisas, computação em nuvem) onde são analisadas e as informações resultantes são disponibilizadas para os proprietários dessas máquinas (mais benefícios da indústria 4.0: big data, inteligência artificial)
- 09:33 – O operador, que atende várias máquinas, está instruído a dar prioridade a máquinas com problema; vem até a máquina 17. Constata que a ferramenta está quebrada e a peça avariada. Notifica a quebra da ferramenta e com base na máquina que reportou o problema e a ordem de produção, a ferramentaria prepara uma nova ferramenta para substituir a quebrada (entre os benefícios da indústria 4.0: integração de sistemas)
- 09:38 – Eletricista chega à máquina com a placa inversora de substituição
- 09:40 – O gerente industrial recebe a notificação por existir uma máquina parada com falha há mais de 10 minutos, e fica ciente do problema com a máquina 17, vendo também que o eletricista já foi notificado
- 09:44 – Operador é notificado via celular que a máquina 18, que também é sua responsabilidade, terminou a usinagem. Avisa o eletricista e vai trocar a peça da máquina 18, evitando que fique parada desnecessariamente
- 09:52 – Operador termina a troca na máquina 18 . Pega a ferramenta que já está pronta na ferramentaria e volta para a máquina 17
- 09:54 – Placa inversora substituída, eletricista registra o término da intervenção no seu celular, operador é notificado mas já está ao lado da máquina
- 10:01 – Máquina 17 volta a funcionar, depois da ferramenta trocada e nova peça bruta alimentada na máquina, novo ciclo de usinagem é iniciado
- 10:06 – Após acompanhar por cinco minutos a usinagem, que segue sem problemas, o operador vai atender as demais máquinas. Eletricista é liberado para outros atendimentos
- 10:10 – Gerente industrial confere que as máquinas estão funcionando corretamente antes de revisar material para a reunião de rotina, vê que houve:
- perda de 31 minutos na máquina 17
- 1 peça sucateada
Cenário 4 – Indústria utópica, 100% Indústria 4.0
(Um dia chegaremos lá, mas ainda não conheço nenhuma fábrica real assim)
- 05:30 – Fábrica começa a funcionar
- 06:18 – Máquina de usinagem 17 informa o operador e o eletricista, em seus celulares, que a placa inversora do acionamento do motor da bomba hidráulica está 16 graus acima do normalmente encontrado, e em casos similares no mesmo modelo de máquina em outros clientes, essa placa falhou após algumas horas nessas condições; o recomendado é trocar a placa assim que possível (benefícios da indústria 4.0: digitalização, conectividade, dispositivos móveis, big data, inteligência artificial, manutenção preditiva, computação na nuvem). O sistema informa ainda que há previsão de troca de peça em 14 minutos
- 06:30 – Operador chega até a máquina para retirar a peça que está para ficar pronta
- 06:33 – Enquanto o operador retira a peça, o eletricista chega com a placa inversora para trocar. Ao abrir o painel, automaticamente a máquina sinaliza que está em manutenção, o que pode ser visto no supervisório na TV da fábrica
- 06:49 – Placa inversora substituída, máquina 17 volta a operar normalmente
- 07:35 – Gerente industrial chega e vê que houve:
- perda de 16 minutos na máquina 17;
- nenhuma sucata ou quebra de ferramenta.
Indústria 4.0 é para a minha empresa? Como fazer a implantação?
A transição para a indústria 4.0 não se fará de forma repentina: nenhuma empresa passará do Cenário 1 ao Cenário 4 de uma vez só. Se nos fixarmos no Cenário 4, é provável que a distância da realidade atual até este cenário seja tão grande que não teremos nem coragem de começar.
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Porém, passar do Cenário 1 para o 2 não requer muito investimento e já traz grandes ganhos. Qualquer indústria hoje pode chegar a esse cenário. A dica é começar com um piloto básico, para provar o conceito e validar os ganhos esperados nos primeiros passos.
Artigo publicado originalmente no blog da HarboR Informática Industrial – parceira do CIMM
*O conteúdo e a opinião expressa neste artigo não representam a opinião do Grupo CIMM e são de responsabilidade do autor.
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