Muito se fala de automação, robótica, Internet of Things (IoT), Machine Learning, Realidade Aumentada, etc. e, atualmente, tudo isso está muito mais presente no nosso dia a dia do que imaginamos. Podemos considerar automação como criação e aplicação de tecnologias para produzir e entregar bens e serviços com o mínimo de intervenção humana. Diferentes razões nos trouxeram a esse estágio de evolução, mas basicamente o objetivo sempre foi melhorar a eficiência dos negócios, trazendo confiabilidade e velocidade as tarefas e processos.

Na indústria, a implementação de tecnologias, técnicas e processos de automação propiciam diversos benefícios, entre eles:

Aumento da produtividade

Um robô tem a capacidade de trabalhar a uma velocidade constante, 24 horas por dia, 7 dias por semana, com supervisão mínima, ou nenhuma, e executam o processo de fabricação com menor falha e variabilidade no produto, traduzindo isso em produção e qualidade consistentes e aprimoradas. Ainda que alguns robôs sejam mais lentos em alguns processos, a operação continuada ainda entrega melhor performance.

Qualidade e padronização

Sistemas de validação automatizados podem monitorar, mesmo em linhas de fabricação, a qualidade dos produtos através de imagens e outras características, sinalizando qualquer desvio em máquinas ou processos, garantindo a qualidade dos produtos.

Rastreabilidade

A automação ajuda a rastrear e acompanhar todo o ciclo de vida de um produto, desde a matéria-prima até o destino, cliente ou consumidor. O rastreamento facilita o mapeamento e  a análise da causa raiz para um controle e desenvolvimento mais eficazes.

Custos operacionais mais baixos

Unidades fabris automatizadas são capazes de produzir sem excedente de pessoas, o que representa redução direta no custo da mão-de-obra, mas além disso, células automatizadas também removem os trabalhadores de tarefas perigosas, melhorando a segurança. A automação também entrega maior precisão nas operações, o que resulta em menor desperdício de material e redução de prazos de entrega, maior produtividade etc.

Melhor planejamento

Previsibilidade permite uma margem mais apertada na maioria dos processos. Gestão integrada, monitoramento de processo, rastreabilidade da produção, comunicações de fábrica em tempo real e, obviamente, automação de processos de gestão permitem melhor tomada de decisões e, consequentemente, melhor planejamento.

Customização

A flexibilidade dos robôs e a integração de dados permite a programação de uma unidade para diferentes propostas fabris, o que significa que novos produtos podem ser introduzidos rapidamente no processo de produção, através de solicitações online, customizando a produção.

Ganhos Ambientais

Por fim, e não menos importante, propicia uma pegada ambiental menor. Automatizando equipamentos e processos, reduzindo refugos e ocupando menos espaço, a automação gasta menos energia. Reduzir sua pegada ambiental pode economizar capital e contribuir com a imagem de uma empresa.

SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

Em todo o mundo e em todos os setores, a automação de processos industriais executa e controla o processo de produção. Dificilmente se pode pensar em uma indústria ou linha de produção sem automação hoje em dia. Os sistemas de automação de processos industriais podem variar de simples a complexos. Eles podem ser classificados em cinco tipos:

Nível de Campo : Este é o nível mais baixo de automação que inclui dispositivos de campo, como sensores e atuadores que são conectados a um CLP. Esses dispositivos capturam parâmetros em tempo real como temperatura, pressão, vazão, etc. e transferem dados de máquinas e processos para o próximo nível para monitoramento e análise.

Nível de Controle : Este nível consiste em CLPs , máquinas CNC, etc. que recebem os parâmetros do processo de vários sensores. Eles acionam os atuadores com base na técnica de programa/controle. Os Controladores Lógicos Programáveis (PLCs) são os controladores industriais mais amplamente utilizados que fornecem funções de controle automático com base na entrada de sensores.

Nível de Supervisão e Controle de Produção : Este nível consiste em dispositivos automáticos e sistemas de monitoramento que facilitam as funções de controle e intervenção como Interface Homem-Máquina ( IHM ), supervisionando vários parâmetros, estabelecendo metas de produção, arquivamento histórico ( PC ), configurando partida e parada da máquina, etc. , sistemas de controle de distribuição (DCS) ou controle de supervisão e aquisição de dados ( SCADA ) são usados  neste nível.

Nível de Gerenciamento da Planta : Este nível trata do parque fabril, operacional, e cuida do planejamento da produção, do monitoramento online ( MES ), do controle e logística de suprimentos.

Nível de Informação ou Corporativo : Este é o nível superior que gerencia todo o sistema de automação e recursos da empresa ( ERP ), análise de clientes e mercado, pedidos e vendas, etc.

PIRÂMIDE DA AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS

UMA VISÃO MAIS TÉCNICA, POR DENTRO DO PROCESSO.

Quando aplicamos as soluções de automação no meio industrial, em geral contamos que ela funcione sozinha. Quando falamos do chão de fábrica esperamos que o investimento seja traduzido por uma ação, física ou não, resultante de uma série de lógicas executadas em um algoritmo.

Em geral, temos dois conceitos de base, o intertravamento e o processo. Podemos dizer que um espera que condições sejam atendidas para que uma saída seja acionada, enquanto o outro vai atualizando as saídas para que tal condição permaneça atendida.

Podemos ter aplicações combinadas, onde o intertravamento atua juntamente com o processo. Exemplo: Quando uma peça chegar em uma posição X, um equipamento é acionado para fazer o tratamento dessa peça em um processo que a peça deve ser mantida por X graus durante X tempo, e, ao final desse processo, libera-se o intertravamento para o avanço da peça. Outro exemplo é o ciclo de bateladas para um processo de reação.

Na prática, há dois tipos de automação:

Automação de máquina: São as que tem interação física. Máquinas que fazem de maneira automática ciclos, repetitivos ou não, mas com movimentos conhecidos ou previamente programados. Robôs industriais, AVG e AMR, COBOTs, máquinas com automação mecânica, pneumática, hidráulica, como por exemplo, máquinas de embalagem, prensas etc. Utilizam em geral (IoT, PLC, IHM, Motion control, drives etc.) e são mais comuns em aplicações Stand Alone.

Automação de dados: As que tem integração (transporte e tratativa de dados). Aquisição de dados feita por aplicativos de usuários de plataformas, onde esses dados são tratados em cloud ou edge computing e a entrega de dados é feita diretamente no ERP. Uma vez integrados os sistemas TI e TA, é possível transitar dados integrando outros departamentos ao PCP e, com isso, entregar parâmetros de processo diretamente as máquinas da operação. Utilizam em geral (ERP, Aplicativos de TI, MES manufactoring execution system) e são mais comuns em aplicações integradas.

A verticalização dos sistemas de automação obrigatoriamente integra a área de automação de máquinas TA (Tecnologia de Automação) e automação de dados TI (Tecnologia da Informação).

Na próxima edição, vamos falar um pouco mais sobre ambos e abordar normas e padronização para o desenvolvimento de projetos de automação.

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Renato Buttini

Diretor da Máxima Serviços Industriais