A tecnologia da informação e comunicação (TIC) está
passando por um rápido desenvolvimento. Muitas tecnologias disruptivas, como
computação em nuvem, Internet of Things (IoT), análise de
Big Data e inteligência artificial surgiram e estão permeando a indústria de
manufatura, fundindo os mundos físico e virtual por meio de sistemas
cyber-físicos (CPS), o que marca o advento da quarta revolução industrial,
chamada de indústria 4.0.
A indústria 4.0 descreve um CPS orientado para a
produção, que possibilita o estabelecimento de redes de criação de valor
global. Para implementar essa nova indústria, são considerados três fatores: a
integração horizontal por meio de redes de valor, que facilitam a colaboração
entre empresas; a integração vertical de subsistemas hierárquicos dentro de uma
fábrica, que cria sistema de manufatura flexível e reconfigurável; e a
integração de engenharia de ponta a ponta em toda a cadeia de valor, a fim de
suportar a personalização do produto. Acredita-se que a fábrica inteligente seja
capaz de produzir produtos customizados e de pequenos lotes com eficiência e
lucratividade.
Dentro de uma estrutura de fábrica inteligente
existem quatro camadas tangíveis. A primeira é a camada de recurso físico,
composta por artefatos inteligentes que se comunicam uns com os outros,
resultando em um sistema auto-organizado e autônomo baseado na rede industrial
e mecanismo de negociação inteligente. Já a camada de rede industrial forma uma
infraestrutura que permite a comunicação entre artefatos e conecta a camada de
recursos físicos com a camada de nuvem, que suporta a fábrica inteligente,
fazendo com que até a internet possa ser virtualizada. A nuvem fornece uma
solução muito elástica para aplicação de Big Data, com espaço de armazenamento
e capacidade de computação dimensionados sob demanda. Os dados massivos podem
ser transferidos para a nuvem por meio do cloud-assisted industrial wireless network
(IWN) para sistemas de informação, e a análise do Big Data pode suportar o
gerenciamento e a otimização do sistema.
A camada de supervisão e controle liga as pessoas à
fábrica inteligente por meio de terminais, como PCs e smartphones, dando acesso
às estatísticas e à aplicação de configurações diferentes e execução de
diagnósticos e manutenção, mesmo remotamente.
A fábrica inteligente é uma implementação
específica do CPS baseada na ampla e profunda aplicação de tecnologias de
informação para a fabricação, o que é um passo importante para promover a
indústria 4.0.
No protótipo de fábrica inteligente do Centro Alemão
de Pesquisa de Inteligência Artificial (DFKI), em Kaiserslautern, a gigante de
produtos químicos BASF SE produz xampus e sabonetes líquidos personalizados.
Quando um pedido de teste é colocado online, o frasco de sabonete vazio é
anexado com a tag de identificação por radiofrequência (RFID), que comunica às
máquinas de produção que tipo de sabonete, fragrância, cor da tampa do frasco e
rotulagem requer. Cada garrafa tem o potencial de ser totalmente diferente da
próxima. O experimento depende de uma rede sem fio, onde máquinas e produtos
conversam entre si, com a única entrada humana vinda da pessoa que está
colocando a ordem da amostra.
A fábrica inteligente ajuda a implementar o modo de
produção sustentável para lidar com os novos desafios globais, podendo levar a
novos modos de negócios e até afetar nosso estilo de vida. Embora sua
implementação ainda esteja enfrentando alguns desafios técnicos, ela está no
caminho certo, aplicando simultaneamente as tecnologias existentes e promovendo
avanços técnicos de enorme valor para a sociedade.
Débora Morales - mestra em Engenharia de Produção (UFPR) na área de Pesquisa
Operacional com ênfase a métodos estatísticos aplicados à engenharia e inovação
e tecnologia, especialista em Engenharia de Confiabilidade (UTFPR), graduada em
Estatística e em Economia. Atua como Estatística no Instituto das Cidades
Inteligentes (ICI)
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