mar. 13, 2020
Por Austin Weber, ASSEMBLY Magazine, março de 2020
Clique aqui para ler o artigo completo.
As instruções de trabalho eletrônicas atingem a maioridade
Novas ferramentas de software ajudam os engenheiros a reforçar os processos de produção
Ninguém é perfeito. Mesmo os montadores mais bem treinados e experientes podem cometer erros na linha, especialmente em ambientes de produção de alta mistura. Felizmente, uma variedade de produtos de software estão disponíveis para ajudar a prevenir erros de montagem. O software se tornou um componente crítico para a manufatura hoje, e os engenheiros podem escolher entre muitas plataformas disponíveis. Recentemente, as interfaces tornaram-se muito mais fáceis de usar e o software agora é mais acessível para pequenos fabricantes.
No entanto, as ferramentas de última geração fazem mais do que apenas guiar os operadores. As instruções de trabalho digitais ajudam a aumentar a produtividade, melhorar a eficiência, simplificar a conectividade e aprimorar as iniciativas da Industry 4.0. O software permite que os fabricantes lidem com desafios tradicionais, como taxa de transferência, variabilidade, inovação colaborativa, silos de dados e falta de comunicação, ao mesmo tempo em que possibilita tecnologia de ponta, como realidade aumentada e gêmeos digitais. Ele fornece novos níveis de flexibilidade e personalização que dependem de um fluxo constante de dados em tempo real.
“Historicamente, o software de montagem dificilmente é mais avançado do que um PDF em uma tela de computador”, diz Ben Marsh, presidente e CEO da Scout Systems Inc. “Mas o mercado tem evoluído para se tornar muito mais envolvido na coleta e análise de dados. Especialmente com a integração de hardware, o software é agora um componente importante na melhoria da qualidade”, afirma Marsh. “O software de instrução de trabalho é a porta de entrada para uma ampla Internet of Things [aplicativos].”
“Aplicativos à prova de erros com a Industrial Internet of Things (IIoT) e outras verificações em linha criam valor imediatamente”, acrescenta Gilad Langer, líder de prática de fabricação na Tulip Interfaces. “No longo prazo, a maior parte do valor vem dos dados coletados por meio de aplicativos. Esses dados podem identificar oportunidades e destacar padrões que antes eram invisíveis. Os dispositivos inteligentes e a IIoT tornam muito mais fácil coletar mais dados e processos de rede de novas maneiras”, acrescenta Langer. “O software de montagem agora pode até implantar tecnologia de computador baseada em IA. Esses sistemas baseados em visão podem guiar o operador através de montagens, responder aos gestos do operador e identificar regiões de interesse para rastrear.”
Por meio de procedimentos de trabalho padronizados, o software de montagem captura dados de qualidade e produtividade de operadores e máquinas, resultando em maior eficiência e rastreabilidade. À medida que mais fabricantes enfrentam escassez de mão de obra, o software de instrução de trabalho também evoluiu de aplicativos puros à prova de erros para se tornar uma valiosa ferramenta de treinamento.
“Eliminar erros continua a ser importante, mas vemos mais ênfase no treinamento hoje”, disse Marlene Eeg, vice-presidente sênior de vendas da Sequence Software. “Muitas empresas estão usando instruções de trabalho padrão agora para treinar novos funcionários em habilidades básicas, como soldagem. Isso implora por instruções simples em um formato fácil de ler e usar.”
Industry 4.0
O crescente interesse na tecnologia da Indústria 4.0 também está mudando a funcionalidade do software de montagem. “A Industry 4.0 impulsionou uma nova série de tendências, mas todas elas parecem estar relacionadas a uma palavra-chave: 'inteligente', como na manufatura inteligente”, diz Kyle O'Reilly, diretor de vendas da Visual Knowledge Share Ltd. “A manufatura inteligente requer um elemento-chave muito importante, que são os dados. Para ser inteligente, você precisa ser capaz de prever e reagir, o que pode ser feito por meio da análise de dados. Então, essencialmente, por ter dados em tempo real, as empresas têm as informações de que precisam ao seu alcance para tomar decisões críticas”, destaca O’Reilly. “O software pode ajudar [engenheiros] a coletar todos esses dados.”
De acordo com O’Reilly, o software de montagem precisa ser flexível e escalonável. Isso porque nem todas as empresas operam da mesma maneira. “Desde a manufatura discreta de alto mix e baixo volume até a manufatura de processos de baixo volume e baixo mix, o software precisa ser aplicável em muitos ambientes diferentes, e é aí que a flexibilidade entra em jogo”, diz O'Reilly. “A Industry 4.0 pode assustar empresas que já operam de uma certa forma há décadas. É importante ser capaz de crescer e evoluir para que [os engenheiros] possam continuar a dimensionar o uso do software à medida que se tornam mais experientes e prontos para alguns dos recursos e capacidades mais avançados ", explica O’Reilly. “É aí que a escalabilidade entra em jogo. Dependendo do que a empresa está procurando fazer, [os engenheiros] podem perceber que precisam de um software de instrução de trabalho, um sistema ERP e algo para gerenciar o estoque ”, acrescenta O’Reilly. “Esses sistemas precisam ser capazes de se integrar, falar uns com os outros e permitir uma comunicação direta e contínua entre os dados. É assim que as empresas podem realmente obter o status de fábrica inteligente.”
Muitos fabricantes lutam com problemas de integração, segurança e insights de dados, e é por isso que a arquitetura e os padrões do sistema de execução de manufatura (MES) corretos podem desempenhar um papel crucial na eliminação de barreiras entre sistemas e dispositivos desconectados, ao mesmo tempo que remove a dependência da integração personalizada.
“Hoje, os fabricantes podem colher os benefícios das soluções MES que se integram aos padrões de fábrica abertos e acessíveis da IIoT”, afirma Deb Geiger, vice-presidente de marketing global da Aegis Software Corp. “Esses padrões normalizam a saída de dados de máquinas, sistemas e fontes humanas, permitindo conectividade e colaboração verdadeiras no mesmo idioma. Eles também servem para eliminar a dependência de middleware, permitindo que os fabricantes percebam os benefícios da IIoT e da Indústria 4.0 sem custos ou prazos exorbitantes. O resultado é um ecossistema de fábrica verdadeiramente conectado que permite uma nova onda de oportunidades em automação, otimização, manufatura inteligente e modelos de serviço sob demanda altamente adaptáveis”, afirma Geiger. “Na verdade, ao unir o digital e o físico com uma solução MES otimizada, os fabricantes permitem o monitoramento remoto, diagnósticos, rastreamento e gerenciamento de energia.
“Esta implementação digital transformadora começa com uma camada fundamental de conectividade que permite capacidades IIoT e Industry 4.0”, explica Geiger. “Essa camada serve como a base sobre a qual se assentam plataformas e aplicativos inovadores para a produtividade da manufatura. Essa abordagem estratégica em camadas para a inovação digital pode ajudar os fabricantes a superar seus problemas críticos de produtividade em toda a fábrica”, acrescenta Geiger. “Isso leva a operações mais inteligentes, rápidas, simples e responsivas em todos os fluxos de produtos, fluxos de produção e fluxos de dados.”
De acordo com Dan McKiernan, presidente da eFlex Systems, uma tendência à qual os engenheiros estão prestando muita atenção são as plataformas de manufatura digital escalonáveis e modulares projetadas para alavancar o poder da IIoT em uma ampla gama de diferentes aplicações de montagem. Para resolver o problema, a eFlex Systems lançou recentemente o software de plataforma integrada de manufatura (MIP), que simplifica o controle do chão de fábrica.
“O MIP engloba todos os elementos de HMI, MES e SCADA em um único pacote”, explica McKiernan. “Em vez de três camadas, cada uma com requisitos de engenharia exclusivos, agora há um pacote integrado. Inclui recursos como instruções básicas de trabalho, controle de E/S, controle plug-and-play de ferramentas DC e outros equipamentos, comunicação da placa andon e visualizações personalizadas para gerenciamento de planta. A plataforma também gera resmas de dados granulares que antes não podiam ser obtidos”, afirma McKiernan. “Por exemplo, ele captura informações de rejeição em nível de tarefa e elementos de tempo para cada peça em cada estação de trabalho.”
Tendências de hardware
No passado, o software de instrução de trabalho eletrônico normalmente operava em terminais de computador montados em estações de trabalho. Hoje, os montadores podem interagir com uma ampla variedade de opções de hardware móvel, incluindo smartphones, tablets, óculos, relógios e outros tipos de dispositivos portáteis ou vestíveis.
“Redes de chão de fábrica com dispositivos sem fio e portáteis estão se tornando mais amplamente aceitas em processos de montagem manual”, diz Eeg. “[Eles são usados] para implantar instruções de trabalho eletrônicas, capturar resultados de qualidade, monitorar o desempenho do operador e rastrear os principais indicadores de desempenho. O acesso a mais redes Wi-Fi e o uso de tablets deram aos fabricantes mais flexibilidade para usar novos aplicativos de software.”
“Existem significativamente mais opções de hardware disponíveis hoje do que cinco anos atrás, e a preços muito mais baixos”, acrescenta Floyd Dickson, vice-presidente da Tutelar Technologies Inc. “Esta vasta disponibilidade oferece uma grande variedade de oportunidades para as empresas comprarem e implementarem hardware para melhorar suas operações. “Infelizmente, o software realmente não acompanhou esse influxo de hardware, então a solução resultante geralmente envolve a programação de PLC ou software personalizado”, diz Dickson. “A indústria de software de montagem precisa acompanhar a disponibilidade de hardware móvel e recursos em outras indústrias, como os mercados de telefonia móvel e automação residencial. Mais software precisa ter inteligência embutida para saber como se conectar a qualquer dispositivo na planta, ser facilmente configurado para resolver os problemas existentes e ser flexível o suficiente para lidar com novos problemas ou oportunidades à medida que surgem ”, afirma Dickson.
“Hoje, os engenheiros de manufatura querem um software que resolva problemas reais de chão de fábrica sem exigir muito tempo e esforço ou conhecimento específico de software e hardware”, destaca Dickson. “Existem muitos dispositivos de hardware diferentes para se tornar especialista em todos eles, e o número de dispositivos está crescendo rapidamente. Os engenheiros também buscam que o software seja acessível com segurança de qualquer lugar, inclusive em seus smartphones.”
Outro conceito de hardware que está ganhando força na fabricação é a computação de ponta. Ele traz a computação e o armazenamento de dados para mais perto do local onde são necessários para melhorar o tempo de resposta e economizar largura de banda.
“Muitos fabricantes buscam isso por causa da grande quantidade de dados que saem do chão de fábrica de hoje, restrições de segurança de rede e a falta de informações em tempo real que muitas vezes estão disponíveis na linha de produção ”, disse David Kaparis, sócio associado da Engineering Industries eXcellence. “A computação de ponta está permitindo que [engenheiros] executem aplicativos dentro da infraestrutura local e, em seguida, passem esses dados para um repositório central de dados para análise.
“Essa abordagem impulsionou o barramento de serviços de fabricação”, acrescenta Kaparis. “Os agentes agora podem residir perto do equipamento para uma análise rápida e os dados críticos são garantidos para se tornarem parte do sistema de registro.”
