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Além de otimizar os processos existentes, 4IR, ou a aplicação de sistemas ciberfísicos à indústria, é uma oportunidade de reimaginar a forma como a fabricação é feita, trocando escala e escopo por velocidade e modularidade. Uma nova ferramenta neste espaço são as microfábricas: plantas pequenas e modulares que oferecem uma opção de fabricação próxima e just-in-time. Alimentado por dados e outras inovações 4IR, este novo tipo de instalação contraria as economias de escala de fábricas mais tradicionais e adota uma solução local de pequena escala para os desafios globais da cadeia de suprimentos.
Alguma montagem necessária
Assim como suas contrapartes mais ortodoxas, as microfábricas otimizam as operações aproveitando tecnologias como ciência de dados, sensores de IoT e aprendizado de máquina. Onde eles se destacam, porém, é em sua agilidade e modularidade. Por causa de sua menor escala, as instalações podem ser reconfiguradas rapidamente, permitindo a troca de produtos ou a abertura de um novo local de operações durante a noite.
“Pense em enormes sistemas de impressão 3D do tamanho de um carro e coloque-os em uma sala”, disse Yuki, CEO e cofundador da Intrepid Automation. A Intrepid é uma startup sediada em San Diego que desenvolve sistemas industriais de impressão 3D que alimentam microfábricas.
“Bom, aí está sua microfábrica”, disse Yuki.
A impressão 3D é uma tecnologia compacta e maleável que cria oportunidades que não existiriam de outra forma. A impressão 3D é considerada manufatura aditiva, que quando combinado com a capacidade de reconfigurar como e o que faz em tempo real, torna a tecnologia por excelência em microfábricas. Benefícios como fabricação just in time mais controle de qualidade e a capacidade de trocar algumas peças e produzir um produto completamente diferente são fatores decisivos ao tentar enfrentar os complexos desafios de uma cadeia de suprimentos global.
“Como a impressão 3D é digital e distribuída, você só precisa enviar um arquivo cinco dias antes das peças serem necessárias. Começamos com dispositivos médicos e peças automotivas, mas o céu é o limite”, disse Yuki. “Essa tecnologia permite lotes menores, itens personalizados e oferece uma experiência mais rápida e eficiente do pedido à entrega.”
A Intrepid constrói principalmente sistemas de impressora 3D em escala empresarial para fabricantes. A empresa conta com dados para revolucionar a indústria de manufatura, oferecendo flexibilidade e modularidade em um espaço tradicionalmente rígido.
“É esse pragmatismo mais tecnologia disruptiva”, disse ele.
“É esse pragmatismo mais tecnologia disruptiva.”
Dados entrando, dados saindo
Essa tecnologia disruptiva é alimentada por dados, enquanto também produz dados valiosos. Yuki compara o pipeline de dados de uma microfábrica ao de veículos totalmente autônomos.
“O primeiro passo é criar uma enorme carga de dados”, disse ele. “À medida que esses dados estão sendo coletados e extraídos, há uma rápida aceleração para veículos totalmente autônomos. É o mesmo para nós: os dados são a chave para minimizar a variabilidade de impressora para impressora, peça para peça.”
Quase todos os aspectos de uma microfábrica que a Intrepid ajuda a construir, das máquinas ao produto acabado, é um ponto de dados coletados e analisados para melhorar o processo de manufatura aditiva. Não mais apenas máquinas, esses dispositivos IoT vêm com telemetria e metadados, aprendendo e interagindo com seus espaços. Embora essa coleta de dados seja predominante em todo o 4IR, as microfábricas são projetadas com essa consideração desde o início e aproveitam sua escala menor ao construir sua arquitetura de armazenamento de dados.
“No limite, precisamos minerar e consultar dados quentes muito rapidamente, algo que apenas nosso armazenamento flash pode fazer”, disse Yuki. “Mas você também precisa de um longo registro de cada peça, máquina, pessoa e movimento que entrou na criação de uma peça. Esses dados frios são o que nos ajuda a garantir a qualidade de peças de avião a medicamentos.”
Cada ciclo, cada dia, cada produto e cada processo produz dados que são capturados e podem ser analisados em tempo real. A temperatura, por exemplo, é monitorada de perto nesses circuitos fechados e pode ter um enorme impacto na consistência e na qualidade dos produtos manufaturados. Os operadores podem identificar o problema e resolvê-lo. Analisar os dados e alterar algo tão pequeno quanto um componente superaquecido pode evitar produtos defeituosos e economizar materiais, tempo e dinheiro, uma implementação ideal das tecnologias 4IR.
Microfábrica, macro-impacto
As microfábricas permitem logística e fabricação dinâmicas e fluidas. As máquinas altamente especializadas de épocas anteriores são substituídas por impressoras 3D mais ágeis e modulares, que não precisam ser alojadas em plantas de grande porte focadas em economias de escala. Essa mudança está impulsionando o interesse e o investimento em fabricação distribuída, um sistema de fabricação focado em locais de fabricação menores e dispersos. Yuki vê as microfábricas e a fabricação distribuída como um meio de tornar as cadeias de suprimentos mais resilientes.
“E se pudéssemos mudar imediatamente nossas cadeias de suprimentos assim que soubéssemos [Suez] O canal foi bloqueado?” perguntou Yuki. “Antes, quando trabalhávamos com pessoas, era tudo sobre off-shore, mas agora há uma verdadeira fome por nosso modelo digital distribuído.”
Além da cadeia de suprimentos, porém, há uma oportunidade de repensar os sistemas e a infraestrutura de manufatura. A criação de instalações de fabricação menores em todo o mundo pode ajudar a resolver o problema da última milha. O poderia também criar empregos locais ao mesmo tempo em que torna as comunidades mais denso e resistente. Para Yuki, os desafios emergentes exigem soluções ousadas, e ele acredita que as microfábricas ajudarão as indústrias de amanhã a enfrentá-los com confiança.
“O tempo nunca foi melhor”, disse Yuki. “Este é o momento perfeito para reimaginarmos o que a manufatura poderia ser.”
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