Os fabricantes procuram transformar as suas instalações de produção em smart factories

"Smart factories": esta é a fábrica inteligente do futuro

16 Julho 2021

As smart factories ou fábricas inteligentes, em português, ganharam destaque na cadeia de abastecimento. O rápido avanço tecnológico, a pressão competitiva, bem como a fragmentação a nível global da procura e da produção aceleraram a transformação das fábricas, que procuram tornar-se inteligentes por meio da automação e digitalização.

De fato, 86% dos fabricantes acreditam que a capacidade de converter fábricas convencionais em fábricas inteligentes será decisiva para melhorar a sua competitividade, segundo o estudo Smart Factory Studyda Deloitte e MAPI (Manufacturer's Alliance for Productivity and Innovation).

Quais são as características destas fábricas inteligentes? Como é que se relacionam com os outros elos da cadeia de abastecimento? A seguir, analisamos todos esses pontos em detalhes.

O que são as "smart factories"?

O conceito de smart factory ou fábrica inteligente refere-se à aplicação das mais recentes técnicas de robotização e à utilização de sistemas digitais no controlo e execução da produção industrial. Numa smart factory, uma grande quantidade de dados é gerida tanto a partir dos sensores integrados nas máquinas como a partir dos diferentes softwares que coordenam as operações que ocorrem dentro e fora da fábrica.

O objetivo é ganhar produtividade limitando a necessidade de supervisão humana contínua. Na sua versão mais avançada, a fábrica inteligente deve ser capaz de adaptar sua produção a uma procura em constante mudança, de responder às necessidades rápidas da supply chain e de corrigir os desvios nos processos para evitar paralisações técnicas. Isso é obtido através da exploração do big data e a integração de tecnologias como os sensores IIoT (Industrial Internet of Things) ou de simulação digital como os digital twins.

Características das fábricas inteligentes: vantagens

As smart factories representam mais um passo na gestão das operações de produção. As fábricas inteligentes são caracterizadas por:

- Ser instalações flexíveis e ágeis na produção

O redesenho das linhas de produção e a alteração do funcionamento das máquinas industriais têm um impacto financeiro e operacional considerável. Portanto, são decisões complexas que exigem análise e testes profundos para não dar passos em falso.

A agilidade das smart factories para ajustar processos é explicada pelo uso sistemático de ferramentas como os gémeos digitais. Com este tipo de software, novos processos de produção podem ser simulados digitalmente e sua eficácia verificada, antes de serem fisicamente colocados em operação.

Da mesma forma, a impressão 3D está a facilitar o rápido desenvolvimento de protótipos e modificações em produtos antes de começar a produção em grande escala. Assim, a tecnologia permite diversificar as tarefas produtivas, minimizando os riscos.

- Contar com soluções de robótica inteligente

A adaptabilidade das smart factories não pode ser entendida sem o suporte de sistemas automatizados, além das tecnologias digitais já mencionadas. Na fabricação inteligente, a maquinaria industrial deixa de ser um sistema rígido que executa movimentos limitados para se tornar um sistema muito mais versátil que interage com seu entorno. Esse seria o caso, por exemplo, da implementação de cobots ou robôs colaborativos ou de robôs móveis em tarefas de produção.

Por outro lado, nas smart factories, as ferramentas de controlo monitoram a produção globalmente, recolhendo dados em tempo real por meio de todos os tipos de sensores. Esta informação é utilizada para otimizar processos: por exemplo, permite ajustar ao máximo a quantidade de matérias-primas utilizadas ou, ainda, permite poupar energia ao aumentar a eficiência dos movimentos das máquinas.

- Tornar os processos mais seguros e eficientes

A automação industrial minimiza a intervenção humana e isso reduz a incidência de lesões e distúrbios músculo-esqueléticos nos trabalhadores. Além disso, a maquinaria está equipada com sensores avançados e protocolos de segurança que evitam riscos para o pessoal.

Da mesma forma, as smart factories têm planos detalhados de manutenção industrial preventiva que procuram limitar o número de paragens técnicas durante a produção. De fato, este campo é um dos mais promissores para o desenvolvimento de aplicativos de machine learning, uma vez que avarias e falhas comprometem a eficiência e prolongam os tempos de produção.

A manutenção preventiva avançada permite limitar as falhas nas "smart factories"

A manutenção preventiva avançada permite limitar as falhas nas "smart factories"

- O uso de dados para a tomada de decisões

As smart factories têm uma capacidade maior de extrair informações do mundo real e trabalhar com elas no mundo digital. As fábricas inteligentes não atuam como entidades isoladas: mais dados são compartilhados e analisados devido à integração entre os sistemas (principalmente MES, ERP e SGA) e ao alto grau de especialização de cada um deles.

Como consequência, nas smart factories existe maior controlo dos processos e é gerado conhecimento técnico relevante que é muito útil para a tomada de decisões estratégicas.

A relação entre o armazém e a "smart factory"

As vantagens competitivas geradas pelas smart factories correm o risco de se dissipar se não tiverem um aliado na busca pela eficiência: o armazém. Como conseguir a coordenação ideal entre a fábrica inteligente e o armazém? As instalações de armazenagem ideais devem garantir:

- Manuseio de carga automatizado

Na logística de produção, é comum encontrar armazéns localizados próximos às fábricas. São responsáveis por armazenar produtos semiacabados, administrar o produto acabado, prepará-lo e enviá-lo ao cliente final. O fluxo interno de mercadorias entre as duas instalações pode ser amplamente antecipado, o que torna a automação desses armazéns altamente lucrativa.

Por isso, a utilização de sistemas automáticos não se esgota na smart factory, mas continua na sua ligação com o armazém: transportadores e transelevadores de paletes encarregam-se de movimentar as cargas e transportá-las desde as linhas de produção até as estantes de armazenagem. Como exemplo, podemos citar o armazém que a Mecalux construiu para a DAFSA, fabricante que possui a mais avançada planta de produção, embalagem e processamento de sumos, cremes e orchatas da Europa.

- Rastreabilidade integral do stock de peças e componentes

Dependendo da natureza da produção, os armazéns podem ter stock com milhares de SKUs diferentes envolvidos em diferentes fases de fabricação. Alguns SKUs serão produtos finais recebidos da fábrica, outros serão peças ou matérias-primas utilizadas nas linhas de produção. O armazém tem de estar preparado para controlar o nível de stock de cada referência e a sua localização, de forma a abastecer uma fábrica inteligente com garantias.

Um caso representativo desta situação é o armazém da GKN Driveline, empresa especializada na fabricação e distribuição de componentes para a indústria automóvel e aeroespacial. A Mecalux montou dois armazéns automáticos para caixas: um dedicado ao abastecimento da fábrica e outro destinado à preparação e expedição de encomendas de peças para clientes. A GKN Driveline enfrentava um volume de stock muito elevado com aproximadamente 5.000 SKUs e alcançou a rastreabilidade integral graças ao software de gestão de armazéns Easy WMS.

A GKN Driveline tem dois armazéns automáticos de caixas para gerenciar o estoque de produção e distribuição

A GKN Driveline tem dois armazéns automáticos de caixas para gerir o stock de produção e distribuição

- Visibilidade das operações de manufaturação e logística

Os fluxos de materiais entre as instalações são tão importantes quanto os fluxos de dados entre os sistemas. Eles não podem ser separados, por isso, acabar com os silos de informações é essencial no âmbito das smart factories. Em relação ao armazém, é necessário integrar o SGA com o resto do software da empresa, pois é a forma de controlar a entrada e saída de mercadorias para que não exista cortes ou erros no abastecimento de materiais.

Nesse sentido, nem todos os SGA são compatíveis com esses requisitos, pois exigem dar um passo adiante em seu grau de especialização. Neste sentido, o Easy WMS da Mecalux dispõe de um módulo de produção que expande as suas funcionalidades para responder às necessidades específicas do setor da manufaturação.

Os fabricantes enfrentam o desafio de se converterem em "smart factories"

De acordo com o relatório Smart factories at scale do Capgemini Research Institute, as empresas já estão a aplicar estratégias de fabricação inteligente em 30% de seus processos e planeiam expandir essas iniciativas para cobrir 40% mais operações nos próximos anos. Não surpreendentemente, 68% dos fabricantes pesquisados afirmam ter projetos de smart manufacturing em funcionamento nas suas fábricas.

Esses dados mostram uma tendência de progressão ascendente, mas ainda que pouco a pouco e gradual. As smart factories não estão imunes aos desafios que, em muitos casos, representam fortes obstáculos ao seu rápido desenvolvimento. Por exemplo, a cibersegurança preocupa 46% dos entrevistados, já para 51% é a falta de capacidade técnica para desenvolver integrações (muitas vezes devido à escassez de perfis preparados para elo, o valorizado talento 4.0).

No campo da logística de armazenagem, há semelhanças com este cenário. Porém, as mudanças irresistíveis associadas à logística 4.0 estão a acelerar a transformação dos armazéns para se manterem competitivos no mercado. Se deseja aconselhamento especializado em soluções de software e automação logística, entre em contato connosco. Há mais de 50 anos otimizamos a logística de todos os tipos de empresas.