O que placas de circuito, aviões e carros esportivos têm em comum? Eles são feitos por manufatureiros, uma categoria que abrange tudo, desde eletrônicos a linhas de montagem aeroespaciais e de veículos. De acordo com o Banco Mundial, este grupo desempenha um papel significativo na economia global, respondendo por quase 16% do produto interno bruto (PIB) do planeta sozinho.
No entanto, agora, a indústria não está mantendo o ritmo e os obstáculos estão impedindo as melhorias na eficiência de manufatura.
Os clientes esperam uma entrega mais rápida e mais personalização. Isso requer produção flexível, um pedido difícil para instalações com equipamentos legados que não são facilmente movidos ou adaptados. Além disso, os investimentos anteriores em automação atingiram o limite e a produtividade do trabalhador está em declínio. Para melhorar o desempenho, os fabricantes estão conectando equipamentos à Internet, o que oferece benefícios, mas aumenta o risco de ataques cibernéticos. E, claro, há a pandemia da COVID-19, que interrompeu enormemente as cadeias de suprimentos e a produtividade do setor de manufatura.
As redes celulares privadas – implantadas no local para uso próprio do fabricante – estão cada vez mais desempenhando um papel crítico na superação de desafios. Com recursos 4G e, particularmente, 5G, eles podem fornecer conectividade sem fio de alta velocidade, baixa latência e desempenho confiável em ambientes com alta densidade de dispositivos. De chão de fábrica a docas de carregamento, ativos digitalizados e conectados podem aprimorar ainda mais a automação e oferecer uma visão prática.
Tudo faz parte da manufatura inteligente e, de acordo com uma pesquisa de 2019 da Deloitte, tais iniciativas podem levar a ganhos de 10 a 12% em produtividade, produção e utilização.
Para ajudar a orientar os fabricantes, compilamos um relatório, “Manufatura Conectada - Um guia para a transformação da Indústria 4.0 com a tecnologias celular privada”. Nele, examinamos e abordamos obstáculos e opções com uma visão detalhada. Embora haja muitas aplicações de manufatura inteligentes em potencial, usamos critérios de trabalho do mundo real para desenvolver exemplos de casos de uso que ilustram a melhor forma de lidar com a manufatura inteligente e melhorar sua eficiência.
Conexões inteligentes
Na pesquisa da Deloitte, a grande maioria dos executivos (86%) disse acreditar que as iniciativas de manufatura inteligente impulsionarão a competitividade nos próximos cinco anos. Os fabricantes que desejam aumentar a produtividade precisarão aumentar a automação. E para atender à demanda por mais personalização, eles precisarão de automação flexível, o que requer uma conectividade sem fio robusta.
A manufatura inteligente abrange uma gama de aplicações - desde o conceito e design do produto até a produção, otimização e garantia de qualidade – e cada estágio do processo deve estar conectado e digitalmente acessível. A realidade aumentada pode melhorar significativamente o treinamento e o suporte do empregado no trabalho. Monitoramento e rastreamento avançados conectam inteligência operacional e monitoramento de condição de ativos para aumentar a eficiência, reduzir custos e minimizar o tempo de inatividade. A detecção de perigo e manutenção em tempo real pode garantir que a qualidade do produto permaneça alta e o ambiente seja otimizado para eficiência máxima.
Tudo isso requer conectividade sem fio privada, pois o cabeamento torna a reconfiguração rápida de uma instalação difícil e a mobilidade quase impossível. Por exemplo, a tecnologia sem fio pode fornecer conectividade de alta velocidade para robôs autônomos e outros ativos à medida que se movem pelo chão de fábrica. Ele também pode fornecer dados de localização para rastreamento de ativos e é particularmente útil para equipamentos conectados que são difíceis de alcançar e conectar.
Dito isso, os fabricantes devem primeiro escolher o tipo de conectividade sem fio que melhor atende às suas necessidades, já que há muitas opções e armadilhas a serem evitadas. Por exemplo, Bluetooth ou Wi-Fi são uma possibilidade, mas seu curto alcance não fornecerá a escala necessária para cobrir um chão de fábrica considerável. O espectro não licenciado pode ser usado por qualquer pessoa e é barato, mas a baixa disponibilidade afeta o desempenho e também sofre de limitações de curto alcance.
Colocamos ênfase no espectro licenciado habilitado por meio de uma rede celular privada porque ele atende melhor às necessidades de manufatura inteligente. Ele fornece melhor confiabilidade, desempenho aprimorado e cobertura muito mais ampla do que o espectro não licenciado. Em particular, uma rede celular privada pronta para 5G é a escolha ideal para essa conectividade vital devido à sua baixa latência, forte segurança e alta velocidade de transferência.
Casos em questão
Como parte de nosso novo relatório, a Ericsson trabalhou com sua parceira estratégica da Indústria 4.0, a Hexagon, para pesquisar e identificar os exemplos mais relevantes e maduros para a implementação de manufatura inteligente.
Os casos de uso examinados incluem:
- Robôs móveis autônomos (Autonomous mobile robots ou AMR) para automação da cadeia de produção em tempo real
- Robôs colaborativos (Collaborative robots ou Cobots) para operações mais eficientes
- Realidade aumentada (Augmented reality ou AR) para inspeções de qualidade eficientes
- Monitoramento de condição de ativos para maior tempo de atividade
- Gêmeo digital (digital twins) para operações otimizadas
Ao analisá-los, todos foram aplicados ao mesmo exemplo de linha de base usando critérios do mundo real: uma fábrica de médio porte Tier-1 na Europa Ocidental. A fábrica é fornecedora automotiva, realizando principalmente operações de estamparia e montagem. Tem uma receita de US$100 milhões, cerca de 500 funcionários e um lucro bruto de 10%.
O relatório estima que o valor líquido anual em estado estacionário alcançaria US$6 milhões para a fábrica de linha de base no ano cinco. Todos os cinco casos de uso se pagariam em um período entre três a cinco anos e, se implantados juntos, o retorno completo seria obtido em apenas dois anos. Os AMRs podem justificar o investimento inicial em uma rede celular privada, que então seria capaz de fornecer conectividade para os outros quatro casos de uso.
Por onde começar?
Seja para fazer placas de circuito ou construir um novo motor a jato, a capacidade de pagar os investimentos em um período de três a cinco anos é um ótimo caso para empresas que desejam melhorar a eficiência com manufatura inteligente.
No entanto, alcançar esses resultados requer a conectividade rápida, confiável e segura que apenas uma rede celular privada pronta para o 5G pode fornecer. Então, por onde você começa? Leia o relatório “Manufatura Conecada” e verifique a calculadora de valor de manufatura inteligente para ver os custos e o ROI necessários para sua própria fábrica.
