A construção de fábricas inteligentes e oficinas digitais tornou-se fundamental para aumentar a eficiência da produção, otimizar a alocação de recursos e reforçar a competitividade no mercado. Alcançar este objetivo requer a aplicação abrangente de tecnologias avançadas, a otimização dos processos de gestão e a garantia de uma integração eficaz entre os diversos sistemas.
Etapas e estratégias fundamentais para a concretização de fábricas inteligentes e oficinas digitais
1. Modelação e simulação digitais
A modelação digital permite simular fluxos de processo e disposições, realizar simulações virtuais, otimizar a conceção das linhas de produção, reduzir riscos e custos na construção efetiva e possibilitar a gestão digital de todo o processo nas fases de planeamento, produção e operações.
2. Integração de sistemas de informação
As fábricas inteligentes baseiam-se na utilização coordenada de sistemas de informação, incluindo ERP (Planeamento de Recursos Empresariais), MES (Sistema de Execução da Produção), SCADA (Controlo de Supervisão e Aquisição de Dados) e WMS (Sistema de Gestão de Armazéns). Estes sistemas funcionam em conjunto para transmitir e integrar, de forma automática, em tempo real e com precisão, os dados desde a I&D até à produção e desde a cadeia de abastecimento até aos clientes, melhorando assim a eficiência da produção e a qualidade dos produtos.
3. Aplicação da automatização e de equipamentos inteligentes
Introduzir máquinas-ferramentas de controlo numérico de alta gama, robôs industriais, sensores inteligentes e gateways de computação de ponta, alcançando a automatização e a inteligência no processo de produção. A interconectividade e a elevada integração destes dispositivos aumentam a eficiência da produção, reduzem os erros humanos e permitem a monitorização e a otimização em tempo real do processo de produção.
4. Recolha e análise de dados
Estabelecer um sistema completo de recolha e análise de dados. A Zongheng Intelli-Control estabelece a ligação entre o equipamento tradicional e os sistemas de informação através de gateways de computação de ponta e terminais de aquisição de dados, para obter, em tempo real, informações sobre o andamento da produção, o estado do equipamento e os dados de inspeção de qualidade. Através da análise destes dados, é possível identificar pontos de estrangulamento e problemas na produção, permitindo ajustes e otimizações atempados para melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto.
Por exemplo, numa determinada oficina de produção automóvel, existem inúmeros tipos de equipamentos distribuídos por todo o lado, gerando uma enorme quantidade de dados. O modelo tradicional de processamento de dados centralizado tem dificuldade em satisfazer os requisitos de tempo real e eficiência. Por isso, foi introduzido o gateway de computação de borda fornecido pela Zongheng Intelligent Control, utilizado para a recolha, análise e monitorização locais de dados, permitindo melhorar a eficiência da produção e otimizar a gestão do estado dos equipamentos.
Implementar o processo
(1) Ligação em rede dos equipamentos e recolha de dados: Vários equipamentos de produção (tais como máquinas de estampagem, máquinas de soldadura, equipamentos de pintura, etc.) são ligado ao gateway de computação de perímetro através de uma rede industrial protocolos (como Modbus, OPC UA, etc.). O gateway recolhe em tempo real o estado de funcionamento dos equipamentos, os dados de produção e os dados relativos ao consumo de energia.
(2) Computação na periferia e processamento de dados: Os gateways de computação na periferia processam os dados recolhidos localmente, como a análise em tempo real de condições anormais e a otimização dos parâmetros de funcionamento dos dispositivos, reduzindo a dependência da nuvem. Os dados importantes são sincronizados e transmitidos para a plataforma de gestão central para análise mais aprofundada e tomada de decisões.
(3) Função de monitorização e alarme: O gateway permite a visualização em tempo real dos dados de produção através de uma interface visual integrada. Em caso de condições anormais do equipamento (tais como sobreaquecimento ou falhas operacionais), o sistema pode acionar automaticamente um alarme e registar o evento, a fim de notificar o pessoal de manutenção para que este resolva a situação com celeridade.
5. Arquitetura de rede e segurança da informação
Recorrendo a tecnologias de rede avançadas, como o 5G e a Ethernet industrial, criar uma arquitetura de rede interligada no interior da fábrica para alcançar uma colaboração e integração eficientes entre os vários processos. Estabelecer um sistema de gestão da segurança da informação industrial e um quadro de proteção técnica para assegurar a proteção da rede e as capacidades de resposta a emergências, garantindo a segurança do processo de produção.
6. Aplicação da tecnologia do gémeo digital
A tecnologia de gémeos digitais cria réplicas digitais de entidades físicas para monitorizar, simular e otimizar processos de produção em tempo real, melhorando a eficiência da gestão, do planeamento e do controlo no chão de fábrica e promovendo a melhoria contínua e a otimização do processo de produção.
7. Formação dos Colaboradores e Mudança Organizacional
Durante o processo de promoção de fábricas inteligentes e oficinas digitais, os colaboradores recebem formação para dominarem a utilização de novas tecnologias e ferramentas, melhorando a sua qualidade global e adaptando-se aos novos modelos de produção. As estruturas organizacionais são também otimizadas para promover a colaboração entre departamentos, garantindo a implementação e o funcionamento eficazes dos novos sistemas.
8. Melhoria contínua e otimização
A construção de fábricas inteligentes e oficinas digitais não se concretiza da noite para o dia, sendo necessário acumular continuamente experiência na prática e proceder a melhorias e otimizações contínuas. Ao avaliar regularmente o desempenho do sistema, identificar deficiências e efetuar ajustes atempados, garantimos que o sistema satisfaz sempre as necessidades de desenvolvimento da empresa.
Análise de caso: Transformação digital de uma empresa do setor da indústria transformadora (Mais casos)
A título de exemplo, uma fábrica de cigarros tem requisitos rigorosos em matéria de qualidade do produto, bem como deteção em tempo real e controlo da qualidade das embalagens durante a produção são de grande importância para garantir a taxa de conformidade dos produtos. No entanto, os métodos tradicionais de deteção fora de linha têm dificuldade em acompanhar o ritmo acelerado de produção e os elevados padrões de qualidade. Por isso, a empresa adotou produtos da ZongHengZhiKong, conseguindo assim uma transição da produção tradicional para uma oficina digital.
Implementar o processo
(1) Implantação de equipamento de inspeção online inteligente: O equipamento de inspeção online é instalado na linha de produção para a deteção em tempo real da qualidade estética, das dimensões e da integridade da embalagem dos produtos em rolos. O dispositivo está equipado com câmaras de alta definição e sensores para uma deteção abrangente.
(2) Recolha e análise de dados: O equipamento de teste envia os dados da inspeção de qualidade em tempo real para um servidor local através de um gateway de computação de perifeira. O gateway de perifeira classifica, filtra e realiza uma análise preliminar dos dados. Quando são detetados produtos anormais, o mecanismo de rejeição é imediatamente acionado.
(3) Plataforma de Gestão Integrada: O sistema integra os dados da linha de produção com o sistema MES da fábrica e o sistema central de gestão da qualidade, proporcionando uma interface de monitorização em tempo real. Os gestores podem consultar estatísticas de dados de qualidade, análises de tendências e registos históricos através da plataforma.
(4) Monitorização remota e feedback: O sistema suporta o acesso remoto, permitindo que os gestores monitorizem o estado da linha de produção a qualquer hora e em qualquer lugar através de dispositivos móveis. No caso de serem detetados problemas de qualidade, o sistema pode gerar automaticamente relatórios de feedback para servir de base a ajustes na produção.
A concretização de uma fábrica inteligente e de uma oficina digital requer uma coordenação e cooperação abrangentes entre a tecnologia, a gestão e os recursos humanos. Através da modelação digital, da integração de sistemas de informação, da aplicação de equipamentos automatizados, da análise de dados, da construção de arquiteturas de rede, da aplicação da tecnologia de gémeos digitais, da formação dos colaboradores e da melhoria contínua, as empresas podem avançar com sucesso para a nova era da produção inteligente, reforçar a competitividade no mercado e alcançar um desenvolvimento sustentável.
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