O que é manufatura inteligente?
Os fabricantes hoje enfrentam muitos desafios. Os clientes estão exigindo cada vez mais personalizações, o que resulta em lotes de produção menores, alterações frequentes e mais desperdício. As linhas de abastecimento também estão diminuindo e há um aumento da terceirização. Para competir, os fabricantes precisam otimizar a produtividade de seus equipamentos caros, reduzir o desperdício, maximizar os rendimentos e reduzir os tempos de ciclo. Novos recursos para processamento de dados de sensor, juntamente com big data , aprendizado de máquina e inteligência artificial, nuvem e tecnologias de ponta estão permitindo uma mudança da solução reativa de problemas para o gerenciamento cada vez mais proativo de equipamentos, processos, produtos e fábricas.
As fábricas de amanhã hoje
Fábricas inteligentes ou manufatura inteligente são a utilização de análise de dados em tempo real, inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina no processo de manufatura para realizar as otimizações acima. Usando sensores em equipamentos para adquirir e processar dados em tempo real, a manufatura inteligente permite aos fabricantes uma visão integrada e completa, baseada em dados virtuais de alta fidelidade de 360 graus de todas as operações - de fornecedores e cadeias de suprimentos, por meio de equipamentos, processos e práticas de fabricação , para teste do produto final e satisfação do cliente.
Ao processar os dados de sensores de máquina em tempo real e aplicar AI e ML, é possível prever eventos críticos e tomar medidas preventivas para evitar problemas. Uma fábrica inteligente pode monitorar dados de sensor de streaming usando regras de negócios e modelos de ML para nos informar sobre a integridade dos equipamentos e processos. Uma ampla gama de soluções pode ser usada para entender melhor equipamentos, processos, produtos, operações, clientes e vendas; e, em seguida, ajudar a agir de acordo com as informações obtidas. Muitas empresas de manufatura em todo o mundo já estão usando manufatura inteligente nas seguintes indústrias: semicondutores, eletrônicos e dispositivos médicos; automotivo e aviação; fabricação de equipamentos; produtos farmacêuticos; produtos químicos, metais e mineração e bens de consumo embalados.
Talvez a maior parte da promessa e do sucesso das tecnologias da indústria 4.0 e IoT para manufatura dependa de ML, IA, big data e outras tecnologias analíticas avançadas, implementadas de forma abrangente para fornecer virtualização digital dupla, informações e previsibilidade. Além disso, as organizações também precisam entender os detalhes de como os clientes usam seus produtos no campo e como os produtos envelhecem ou sua confiabilidade se deteriora ou mesmo quando eles precisam de manutenção. Hoje, alguns fabricantes oferecem um serviço adicional de manutenção proativa. Pense em elevadores (Kone, Schindler, OTIS, ect) que enviam informações e alertam quando a assistência é necessária. Essas percepções quase sempre abrirão novas oportunidades de negócios para aprimorar a experiência do cliente. Tudo isso precisa acontecer enquanto os fabricantes estão se tornando mais transparentes e aderindo aos requisitos regulatórios, já que são comuns e cada vez mais relevantes na maioria dos setores para gerenciar o risco do consumidor.
Aqui estão algumas áreas de casos de uso tangíveis da Manufatura Inteligente
- Qualidade e confiabilidade do produto
- Aprendizado de máquina para modelar e prever com precisão os resultados dos equipamentos, processos e produtos
- Controle de processo e capacidade com alerta
- Manutenção de equipamentos : preditiva, com base na condição e programada com alerta
- Monitoramento de fábrica incluindo painéis de gerenciamento, gráficos de KPI e OEE.
- Cadeia de suprimentos: previsão de demanda, otimização de estoque, desempenho do fornecedor
- Modelagem e otimização de recursos
- Análise do cliente - segmentação de clientes e produtos, oportunidades de venda cruzada / venda incrementada
- Vendas - Otimização de preços e gerenciamento de contas
- Previsão de rendimento, manutenção preditiva, metrologia virtual
- Gráficos de controle uni / multivariados, séries temporais
- Detecção de anomalias - AI: Aprendizado profundo
Classificação de imagem e padrão
- Classificação de imagem de defeito, padrões de Wafermap
- Multi-imagem, multimídia, sons de equipamento
- AI: Deep Learning
- Controle de Processo Avançado: Análise de Sensor e IoT
- Classificação de defeito de falha, controle run-to-run
- Monitoramento da integridade do equipamento
- Painéis de mapas de fábrica e alertas
Cadeia de suprimentos e gêmeos digitais de fábrica
- Programação preditiva - ferramentas fabulosas e cadeia de suprimentos
- Roteamento de materiais e veículos
- Programação Linear, Algoritmo Genético
Plataforma de fábrica digital
Para ter sucesso, uma plataforma de fábrica digital para permitir a fabricação inteligente deve ter o seguinte:
- Integração de dados: dados históricos e de streaming
- Painéis e análises visuais interativas
- AI e aprendizado de máquina: fluxos de trabalho visuais sem código
- Análise de borda e sensor
Benefícios da Manufatura Inteligente
Os benefícios da manufatura inteligente incluem a capacidade de detectar e responder proativamente aos eventos, o que melhora a qualidade, o rendimento e reduz o tempo de inatividade e também leva a uma melhor eficácia geral do equipamento (OEE). Por ter um gêmeo digital da fábrica, é possível simular de antemão novas produções e entender os gargalos. A manufatura inteligente permite mudanças proativas na cadeia de suprimentos e um inventário inteligente, otimizando outras logísticas da fábrica, incluindo embalagem e transporte. A manufatura inteligente pode descobrir novas oportunidades de negócios, fluxos de receita e monetização de ativos para uma vantagem competitiva sustentável. Ele também pode automatizar, orquestrar e prever falhas do produto para manutenção preventiva para evitar o tempo de inatividade. Com a manufatura inteligente, você pode processar e analisar dados em tempo real próximo ao ponto de geração de dados para uma resposta rápida às anomalias do processo.
Em vendas e marketing, a manufatura inteligente pode permitir que sua organização entenda os mercados, preveja e se adapte às preferências do cliente. Para a otimização da cadeia de suprimentos, a manufatura inteligente pode ajudar a prever a demanda, otimizar o estoque e monitorar os fornecedores. A análise sempre foi usada nas organizações da cadeia de suprimentos para previsão e gerenciamento de estoque, mas na era da IoT, agora sabemos a posição de quase tudo e isso requer mais recursos em tempo real. As redes 5G podem levar as fábricas ao próximo nível. O 5G tem a capacidade de suportar alta densidade de conexão com dezenas de milhares de terminais, permitindo, assim, o uso de dados industriais em escala.
A manufatura inteligente pode ser usada para aprimorar a qualidade do produto e do processo com controle de processo estatístico inteligente, gerenciamento de rendimento e análise de confiabilidade. Ser capaz de entender e demonstrar que os processos estão sob controle é o cerne das iniciativas que usam a Qualidade por Design (QbD) e boas práticas de fabricação / documentação / segurança (GxP). A manufatura inteligente pode ajudar com a conformidade regulatória para padronizar, automatizar e monitorar iniciativas QbD e GxP. Ser capaz de demonstrar aos reguladores que os processos são compreendidos e sob controle pode sobrecarregar até mesmo as organizações mais sofisticadas. A análise pode ser usada para relatórios regulamentares automatizados e validados, trilha de auditoria completa, controle de versão e assinaturas eletrônicas para documentar alterações em processos analíticos, procedimentos e relatórios para monitorar e automatizar o fluxo de trabalho e aprovações.
Implementar manufatura inteligente é vital para negócios digitais, porque a automação simples não é mais suficiente para acompanhar o mercado e a Indústria 4.0. Para sobreviver à ruptura digital trazida pela IoT e pela Indústria 4.0, os fabricantes devem aplicar análises centradas no campo e no cliente.
