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Webinar sobre Indústria 4.0
Alexandre Balestrin Corrêa
Diretor de Desenvolvimento
Elipse Software
abc@elipse.com.br
AGENDA
 A Elipse Software (< 5 min)
 Conceitos da Indústria 4.0 - Alexandre Baroni (35-40 min)
 Aplicações da Indústria 4.0 - João Peixoto (35-40 min)
 Perguntas (10-15 min)
Soluções
em software para
Automação e
Gerência de Processos
Brasil e
Taiwan
Escritórios
no Mundo
30 países
Parceiros
no Mundo
1986
Experiência
Liderança
no Brasil
50.000
Sistemas
Instalados
 Sistema de Gestão Predial
 Manufatura
 Automação de Subestações
 Centros de Distribuição de Energia
 Saneamento
 Trens e Ferrovias
TIPOS DE APLICAÇÕES
NOSSAS SOLUÇÕES
 Através dos nossos softwares, coletamos e analisamos os dados presentes
em qualquer equipamento, em qualquer meio físico ou protocolo (IoT)
 Conheça mais em http://www.elipse.com.br
 Inscreva-se em nosso newsletter em http://newsletter.elipse.com.br
Conceitos da Indústria 4.0
Alexandre Baroni
Produttare
Indústria 4.0
FÁBRICA INTELIGENTE, o próximo passo da Automação!
Dr. Eng. Alexandre BARONI
alexandre.baroni@gmail.com
alexandre.baroni@brnmetal.com.br
out/2016
OBS: Material ADAPTADO da empresa FESTO, SIEMENS, Deloitte, IBM entre outros
1. Desafios que levaram a Industria 4.0
2. Evolução Histórica e Conceitos
3. Arquiteturas Propostas (Smart Manufactury & Industrie 4.0)
4. Pilares 4.0 (“a debater”)
4.1 CPS
4.1 IoT
4.3 Cloud
SUMÁRIO
• Ritmo acelerado da mudança tecnológica
• Soluções personalizadas
• Tecnologias inovadoras
• Grande diversidade de clientes e mercados
• Pressão permanente sobre os custos
• Globalização
• Aumentar a importância da disponibilidade de produto e entrega rápida
• O aumento dos custos de energia e consciência ambiental
• Redes, flexibilidade e adaptabilidade na produção
Automato*, Auto-aprendizagem e Sistemas baseados em Conhecimento
Os desafios da "Produção do futuro" levaram a Indústria
4.0
* Produtos e Máquinas se comunicam e tomam decisões
QUESTIONAMENTO:
Será a 4ª Revolução ou
Evolução industrial ??
HISTÓRICO
Projeto do governo alemão que visa promover a informatização da
manufatura (indústria 4.0)
Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC) – Iniciativa Norte
Americana
A fábrica, baseada nestes conceitos, se caracteriza pela capacidade de
adaptação, eficiência de recursos, ergonomia e integração entre clientes
e parceiros em processos de negócio e de valor.
HISTÓRICO
• O termo industria 4.0 se tornou publicamente conhecida em 2011, quando uma iniciativa com o
mesmo nome – uma associação de representantes do setor produtivo, político e acadêmico –
promoveram a ideia com uma abordagem para o fortalecimento da competitividade da indústria
manufatureira alemã (Kagermann, Lukas, & Wahlster, 2011).
• O governo federal alemão apoiou a ideia anunciando que a indústria 4.0 faria parte do projeto
High-Tech Strategy 2020 for Germany, que levaria o país à liderança na inovação tecnológica.
Como consequência, foi criado um grupo de trabalho para a indústria 4.0.
• A primeira recomendação desenvolvida para a implementação da indústria 4.0, foi publicada em
abril de 2013, Kagermann et al. (2013) descreveram sua visão para a indústria 4.0.
Evolução Industria 1.0 – 4.0
1.0
2.0
3.0
4.0
Produção Mecanizada
Energia à Vapor
Final do século 18
Produção em Massa –
Divisão do Trabalho
Energia Elétrica
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e automação
Eletrônica / TI
Década de 70
Automação Integrada
Sistemas Físicos
Cibernéticos para Produção
(CPPS)
Século 21
(t)
COMPLEXIDADE
A mudança para a Indústria 4.0 irá envolver uma transição
de longo prazo
Tecnologia de Automação
LOCAL
ONTEM
Automação suporta a
COMUNICAÇÃO
HOJE
Otimização de todo o
desenvolvimento do
produto, processos e
produção
usando inovação em
sistemas e software
AMANHÃ
Auto organização dos
sistemas físicos
baseados em sistemas
virtuais
O DIA DEPOIS ...
Indústria 3.0 Indústria 3.0x Indústria 4.0
Benefícios apenas em certos casos,
devido ao alto custo e pouco
conhecimento
Benefícios continuam a ser provados
!
ADAPTADO: Siemens Industry, Detlef Pauly
• Indústria 4.0 centra-se na produção de produtos inteligentes, métodos e
processos
• Sistemas Cibernéticos Físicos para Produção (CPPS) que permitem a “fábrica
inteligente”;
• Os produtos são inteligentes e apoiam ativamente o processo de produção;
• Em suas interfaces, a fábrica torna-se parte de uma infra-estrutura inteligente;
• A produção é adaptado ao ritmo humano
A visão da Indústria 4.0 como parte de um mundo
conectado, inteligente
No futuro ao produtos “devem”....
…serem tratados
como objetos abstratos
CAD model
Product model
Communication
model
Service model
R Resource and Energy
model
…serem descritos por modelos
…serem localizados
em qualquer tempo
…ter uma interface de rede
padronizada
7
6
5
4
3
2
1
WiFi
IP
OPC UA
Services
…oferecer autonomia
IPV6
[2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344]
…ter identidade única
PLM
ERP
MES
Gestão da
Mudança
Manutenção Controle de
DesmontagemProjeto de Engenharia
Operação
Desenha
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Programa
Mudança
EconomiaConserta
Entrega
Logística
Cliente
Informado
Rede de Informações
Cloud
BigData
Analisa
Set-Up
Afetando completamente o ciclo de vida ...
Ethernet
SCADA
SETUP PRODUÇÃO
SETUP PRODUÇÃO
PLC
FiosPosições
desconhecidas
Locais Fixos
Hierárquico
monolítico
Produto com
ciclo de vida
curto Produtos
Individualizados
Competição
Internaciona
l
Demanda
por
Qualidade
Informação e Tecnologia da
Informãção
Adaptado: 2013, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0
Manufatura 4.0
Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ...
Cyber-Physical Systems (CPS) –
É um ambiente de sistemas interconectados em que sensores inteligentes podem
automaticamente configurar uma máquina e também auto ajustar os processos de
produção de forma descentralizada de acordo com dados coletados e analisados em
tempo real.
É a Fusão do mundo físico e do mundo virtual. Os CPS são " integrações de cálculo e
processos físicos, e de computadores e redes de monitoramento e controle físico dos
processos.
• Em geral, com sistemas fechados de feedback, onde os processos físicos afetam os
cálculos e vice versa." ( Lee, 2008, pág. 363 ) .
Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ...
Internet das Coisas (IoT) – Disponibilização de dados em tempo real
através de dispositivos móveis utilizando-se de:
• Conexão dos dispositivos móveis a grandes bancos e dados através da
internet
• Identificação de alterações na capacidade física das coisas através de
sensores inteligentes;
• Sendo capaz de interagir e conectar com diversos objetos de forma
sensorial e inteligente
Big Data – Capacidade de processamento de grandes volumes de dados
calculando de forma real time as programações de máquinas e ajustes nos
processos produtivos de forma integrada na cadeia produtiva.
Analytics – Através da aplicação de conceitos e modelos matemáticos de
planejamento preditivo integrados ao chão de fábrica.
Fábrica inteligente (Smart Factory)
A fábrica inteligente é definida como uma fábrica que compreende o
contexto e ajuda pessoas e máquinas na execução de suas respectivas
tarefas
Isto é obtido mediante sistemas de trabalho em segundo plano (“Calm
System”), e meios sensíveis ao contexto, nos quais o sistema pode levar
em consideração informações de contexto como a posição e status de
um objeto.
Estes sistemas cumprem suas tarefas tendo como base a informação
procedente do mundo físico e do virtual.
Em uma fábrica inteligente os CPS se comunicam por meio da Internet
das coisas e auxiliam pessoas e máquinas na execução de suas tarefas
Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ...
Smart homes
Smart buildings
Smart logistics
Smart grid
Smart mobility
Business web
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CPPS
Manufatura 4.0
Smart factory
© 2015. For information, contact Deloitte Touche Tohmatsu Limited.
Integração da Manufatura com ambientes ...
Interoperabilidade (Interoperability) - é um elemento muito importante da Industria 4.0. Na Industria 4,0 a empresa , os CPS
e os seres humanos estão conectados por meio da Internet das coisas e da Internet de Serviços. Os padrões serão um fator
chave de sucesso para a comunicação entre CPS de diversos fabricantes.
Virtualização (Virtualization) - Significa que os CPS são capazes de monitorar processos físicos. Estes dados de sensores estão
ligados a modelos de plantas virtuais e modelos de simulação. Isto significa dizer que uma cópia virtual do mundo físico é
criado.
Descentralização (Decentralization) - A crescente demanda por produtos customizados torna cada vez mais difícil o controle
central dos sistemas. Os computadores embarcados permitem aos CPS tomar decisões por conta própria. Somente os casos
de falhas de tarefas, são delegados a um nível mais elevado (Hompel, Otto , 2014, p.6).
Capacidade em tempo real (Real-Time Capability) - Para tarefas organizacionais é necessário que os dados sejam coletados e
analisados ​​em tempo real. O estado da planta deverá estar permanentemente rastreado e analisado​​. Assim, a planta pode
reagir à falha de uma máquina e reencaminhar para outra máquina ( Schlick et al., 2014, p.75).
Orientação por serviço (Service Orientation) - As informações sobre os serviços das empresas , os CPS , e as pessoas estão
disponíveis na IoS e podem ser utilizados por outros participantes. Eles podem ser oferecidos tanto internamente quanto
externamente à empresa via Cloud, por exemplo.
Princípios estruturais da Industria 4.0
METODOLÓGICOS:
Modularidade (Modularity) - Os sistemas modulares são capazes de se adaptarem (flexibilidade) às mudanças das
necessidades, por meio da substituição ou ampliação dos módulos individuais. Portanto, os sistemas modulares podem ser
facilmente ajustado , no caso de flutuações sazonais ou mudanças nas características do produto.
Produção Enxuta (Lean Manufacturing) – Os fluxos de valor e processos produtivos dever estar ajustados. Redução das
perdas ao longo do fluxo de valor precisam ser entendidas para melhor aproveitamento das tecnologias.
Princípios estruturais da Industria 4.0
“Numa fábrica inteligente, trabalhadores, máquinas, produtos e matérias-primas se comunicam de forma tão
natural quanto pessoas numa rede social”, diz Henning Kagermann, diretor da Academia Alemã de Ciência e
Engenharia, uma das entidades que lideram o projeto Indústria 4.0. A estimativa é que, em 20 anos, boa parte da
indústria alemã tenha adotado esse padrão de produção.
Hoje, o país já conta com alguns exemplos de fábricas inteligentes. Na unidade de equipamentos
eletroeletrônicos da Siemens, em Amberg, as linhas de produção não lembram em nada as tradicionais, que
repetem continuamente a manufatura da mesma peça.
Sem a interferência de funcionários, máquinas que operam 24 horas por dia fabricam 950 diferentes
componentes que são encomendados pelo sistema. A automação extrema leva a um baixíssimo índice de defeitos
— um estudo da consultoria americana Gartner em Amberg registrou 15 peças com defeito a cada 1 milhão
produzido.
“Não são apenas a competição e o aumento de custos que estão exigindo mudanças na manufatura”, diz Sieg-
fried Russwurm, presidente mundial da divisão industrial da Siemens. “O ciclo de vida da tecnologia está se
reduzindo e as demandas por uma produção sob medida estão aumentando.”
Fábrica do Futuro (Exemplo Alemão)
FONTE: http://exame.abril.com.br/revista-exame/edicoes/1068/noticias/a-fabrica-do-futuro
Enquanto o mundo se prepara para essa nova Revolução Industrial, o Brasil parece não ter se dado conta dos
imensos desafios que o cercam. Em 2013, o país comprou menos de 1 300 robôs industriais — a Coreia do Sul
adquiriu 21 000, e a China, 37 000.
No Brasil, a idade média de máquinas e equipamentos é 17 anos — ante sete anos nos Estados Unidos e cinco
na Alemanha. Numa era de imensos ganhos tecnológicos, as empresas brasileiras estão presas a tecnologias
ultrapassadas, o que afeta diretamente a produtividade do país.
Essa defasagem tecnológica tem várias explicações. A primeira é que o Brasil ainda tem uma economia fechada.
Com o mercado doméstico garantido, as indústrias instaladas aqui têm menos incentivos para investir em
aumento de produtividade.
Fábrica do Futuro (Defasagem Tecnológica – offset)
FONTE: http://exame.abril.com.br/revista-exame/edicoes/1068/noticias/a-fabrica-do-futuro
Aplicação
Aplicações
Aplicações da Indústria 4.0
João Peixoto
SENAI
Motivação
Como é uma fábrica dentro dos
conceitos da ....
Necessidade da indústria do “Futuro”
REQUISITOS DA FÁBRICA DO FUTURO
• Capacidade de interação;
• Cooperação entre as empresas;
• Suporte de hardware heterogêneo interoperável;
• Escalabilidade, adicionando ou retirando o número de
recursos sem interromper as operações;
• Agilidade através da adaptabilidade e reconfiguração;
• Tolerância à falha e recuperação dela;
• Diversidade nos requisitos do produto;
• Produtos customizados;
• Lotes pequenos de produção.
JAMMES, Francois; SMIT, Harm. Service-Oriented Paradigms in Industrial Automation. IEEE
Transactions On Industrial Informatics, New Jersey, v. 1, n. 1, p.62-70, Feb. 2005. Institute of
Electrical & Electronics Engineers (IEEE).
SOLUÇÃO?
A quarta Revolução Industrial
4.0
4.0
4.0
Vendas
Financeiro
Expediçã
o
Projeto
Produção
Suprimentos
“ A Fábrica 4.0” – Interoperabilidade
Interoperabilidade, permitindo que todos os CPS de uma fábrica ou ambiente industrial,
mesmo que descendentes de diversos fornecedores, possam se comunicar através das redes;
Ganhos:
Hardware heterogêneo;
Flexibilidade.
IoT
“ A Fábrica 4.0” – Virtualização
Virtualização, possibilitando que os dados obtidos dos CPS nos produtos e equipamentos
físicos sejam transmitidos aos modelos virtuais e em simulações, espelhando
comportamentos reais no ambiente virtual;
Ganhos:
• Simulação dinâmica processo
fabril;
• Programação em sistema virtual
antes aquisição do real;
• Melhor análise do processo
produtivo.
Interação Real com
Virtual
Digitalização do processo produtivo
“ A Fábrica 4.0” – Descentralização
Descentralização dos controles dos processos produtivos, com produtos que irão gerir as
tomadas de decisões na manufatura e nos processos de produção em tempo real;
Ganhos:
• Rastreabilidade em tempo real;
• Customização produtos;
• Diversificação do produto;
• Pequenos lotes de produção;
• Flexibilidade de produção.
“ A Fábrica 4.0” – Adaptação em tempo real
Adaptação da produção em tempo real, dados serão analisados no instante em que são
coletados, permitindo que a produção seja alterada ou transferida para outros silos em caso
de falhas ou na produção de bens customizados;
Repositório em Nuvem
Ganhos:
• Auto-organização da produção;
• Customização do produto;
• Flexibilidade de produção;
• Predição de comportamento e
falha.
“ A Fábrica 4.0” – Orientação a serviços
Orientação a serviços. Dados e serviços serão disponibilizados em rede aberta, de forma a
dispor suas funcionalidades para alocação.
Ganhos:
• Auto-organização da produção;
• Customização do produto;
• Flexibilidade de produção;
• Equipamentos heterogêneos;
• Lotes pequenos de produção.
“ A Fábrica 4.0” – Sistemas modulares
Sistemas modulares dos equipamentos e linhas de produção tornarão as fábricas mais
flexíveis e adaptáveis às alterações necessárias.
Ganhos:
• Auto-organização da produção;
• Flexibilidade de processo;
• Reconfiguração do processo produtivo;
• Produtos customizados;
• Produtos diversificados;
• Pequenos lotes de produção.
Sintese
REQUISITOS
• Capacidade de interação;
• Cooperação entre as empresas;
• hardware heterogêneo
interoperável;
• Escalabilidade;
• Agilidade através da reconfiguração;
• Tolerância à falha e recuperação
dela;
• Diversidade nos requisitos do
produto;
• Produtos customizados;
• Lotes pequenos de produção.
I) Interoperabilidade
II) Virtualização
III) Descentralização
IV) Adaptação da produção
em tempo real
V) Orientação a serviços
VI) Sistemas modulares dos
equipamentos
IoT – Internet das Coisas
Computação em Nuvem
Comissionamento
virtual
Análise de dados
Rastreabilidade
Máquina a Máquina
PRECEITOS FERRAMENTAS
Mensagem Final
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Se você dormir hoje ....
... Já acordará no futuro!”
João Alvarez Peixoto
Perguntas?
Envie via chat ou levante a mão ( ) para falar
Alexandre Baroni
Produttare
Alexandre Corrêa
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João Peixoto
SENAI
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Alexandre Balestrin Corrêa
Diretor de Desenvolvimento
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Webinar sobre Indústria 4.0

  • 1. Webinar sobre Indústria 4.0 Alexandre Balestrin Corrêa Diretor de Desenvolvimento Elipse Software abc@elipse.com.br
  • 2. AGENDA  A Elipse Software (< 5 min)  Conceitos da Indústria 4.0 - Alexandre Baroni (35-40 min)  Aplicações da Indústria 4.0 - João Peixoto (35-40 min)  Perguntas (10-15 min)
  • 3. Soluções em software para Automação e Gerência de Processos Brasil e Taiwan Escritórios no Mundo 30 países Parceiros no Mundo 1986 Experiência Liderança no Brasil 50.000 Sistemas Instalados
  • 4.  Sistema de Gestão Predial  Manufatura  Automação de Subestações  Centros de Distribuição de Energia  Saneamento  Trens e Ferrovias TIPOS DE APLICAÇÕES
  • 5. NOSSAS SOLUÇÕES  Através dos nossos softwares, coletamos e analisamos os dados presentes em qualquer equipamento, em qualquer meio físico ou protocolo (IoT)  Conheça mais em http://www.elipse.com.br  Inscreva-se em nosso newsletter em http://newsletter.elipse.com.br
  • 6. Conceitos da Indústria 4.0 Alexandre Baroni Produttare
  • 7. Indústria 4.0 FÁBRICA INTELIGENTE, o próximo passo da Automação! Dr. Eng. Alexandre BARONI alexandre.baroni@gmail.com alexandre.baroni@brnmetal.com.br out/2016 OBS: Material ADAPTADO da empresa FESTO, SIEMENS, Deloitte, IBM entre outros
  • 8. 1. Desafios que levaram a Industria 4.0 2. Evolução Histórica e Conceitos 3. Arquiteturas Propostas (Smart Manufactury & Industrie 4.0) 4. Pilares 4.0 (“a debater”) 4.1 CPS 4.1 IoT 4.3 Cloud SUMÁRIO
  • 9. • Ritmo acelerado da mudança tecnológica • Soluções personalizadas • Tecnologias inovadoras • Grande diversidade de clientes e mercados • Pressão permanente sobre os custos • Globalização • Aumentar a importância da disponibilidade de produto e entrega rápida • O aumento dos custos de energia e consciência ambiental • Redes, flexibilidade e adaptabilidade na produção Automato*, Auto-aprendizagem e Sistemas baseados em Conhecimento Os desafios da "Produção do futuro" levaram a Indústria 4.0 * Produtos e Máquinas se comunicam e tomam decisões QUESTIONAMENTO: Será a 4ª Revolução ou Evolução industrial ??
  • 10. HISTÓRICO Projeto do governo alemão que visa promover a informatização da manufatura (indústria 4.0) Smart Manufacturing Leadership Coalition (SMLC) – Iniciativa Norte Americana A fábrica, baseada nestes conceitos, se caracteriza pela capacidade de adaptação, eficiência de recursos, ergonomia e integração entre clientes e parceiros em processos de negócio e de valor.
  • 11. HISTÓRICO • O termo industria 4.0 se tornou publicamente conhecida em 2011, quando uma iniciativa com o mesmo nome – uma associação de representantes do setor produtivo, político e acadêmico – promoveram a ideia com uma abordagem para o fortalecimento da competitividade da indústria manufatureira alemã (Kagermann, Lukas, & Wahlster, 2011). • O governo federal alemão apoiou a ideia anunciando que a indústria 4.0 faria parte do projeto High-Tech Strategy 2020 for Germany, que levaria o país à liderança na inovação tecnológica. Como consequência, foi criado um grupo de trabalho para a indústria 4.0. • A primeira recomendação desenvolvida para a implementação da indústria 4.0, foi publicada em abril de 2013, Kagermann et al. (2013) descreveram sua visão para a indústria 4.0.
  • 12. Evolução Industria 1.0 – 4.0 1.0 2.0 3.0 4.0 Produção Mecanizada Energia à Vapor Final do século 18 Produção em Massa – Divisão do Trabalho Energia Elétrica Início do século 20 Incremento da Digitalização e automação Eletrônica / TI Década de 70 Automação Integrada Sistemas Físicos Cibernéticos para Produção (CPPS) Século 21 (t) COMPLEXIDADE
  • 13. A mudança para a Indústria 4.0 irá envolver uma transição de longo prazo Tecnologia de Automação LOCAL ONTEM Automação suporta a COMUNICAÇÃO HOJE Otimização de todo o desenvolvimento do produto, processos e produção usando inovação em sistemas e software AMANHÃ Auto organização dos sistemas físicos baseados em sistemas virtuais O DIA DEPOIS ... Indústria 3.0 Indústria 3.0x Indústria 4.0 Benefícios apenas em certos casos, devido ao alto custo e pouco conhecimento Benefícios continuam a ser provados ! ADAPTADO: Siemens Industry, Detlef Pauly
  • 14. • Indústria 4.0 centra-se na produção de produtos inteligentes, métodos e processos • Sistemas Cibernéticos Físicos para Produção (CPPS) que permitem a “fábrica inteligente”; • Os produtos são inteligentes e apoiam ativamente o processo de produção; • Em suas interfaces, a fábrica torna-se parte de uma infra-estrutura inteligente; • A produção é adaptado ao ritmo humano A visão da Indústria 4.0 como parte de um mundo conectado, inteligente
  • 15. No futuro ao produtos “devem”.... …serem tratados como objetos abstratos CAD model Product model Communication model Service model R Resource and Energy model …serem descritos por modelos …serem localizados em qualquer tempo …ter uma interface de rede padronizada 7 6 5 4 3 2 1 WiFi IP OPC UA Services …oferecer autonomia IPV6 [2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344] …ter identidade única
  • 16. PLM ERP MES Gestão da Mudança Manutenção Controle de DesmontagemProjeto de Engenharia Operação Desenha Planeja Programa Mudança EconomiaConserta Entrega Logística Cliente Informado Rede de Informações Cloud BigData Analisa Set-Up Afetando completamente o ciclo de vida ...
  • 17. Ethernet SCADA SETUP PRODUÇÃO SETUP PRODUÇÃO PLC FiosPosições desconhecidas Locais Fixos Hierárquico monolítico Produto com ciclo de vida curto Produtos Individualizados Competição Internaciona l Demanda por Qualidade Informação e Tecnologia da Informãção Adaptado: 2013, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0 Manufatura 4.0
  • 18. Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ... Cyber-Physical Systems (CPS) – É um ambiente de sistemas interconectados em que sensores inteligentes podem automaticamente configurar uma máquina e também auto ajustar os processos de produção de forma descentralizada de acordo com dados coletados e analisados em tempo real. É a Fusão do mundo físico e do mundo virtual. Os CPS são " integrações de cálculo e processos físicos, e de computadores e redes de monitoramento e controle físico dos processos. • Em geral, com sistemas fechados de feedback, onde os processos físicos afetam os cálculos e vice versa." ( Lee, 2008, pág. 363 ) .
  • 19. Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ... Internet das Coisas (IoT) – Disponibilização de dados em tempo real através de dispositivos móveis utilizando-se de: • Conexão dos dispositivos móveis a grandes bancos e dados através da internet • Identificação de alterações na capacidade física das coisas através de sensores inteligentes; • Sendo capaz de interagir e conectar com diversos objetos de forma sensorial e inteligente Big Data – Capacidade de processamento de grandes volumes de dados calculando de forma real time as programações de máquinas e ajustes nos processos produtivos de forma integrada na cadeia produtiva. Analytics – Através da aplicação de conceitos e modelos matemáticos de planejamento preditivo integrados ao chão de fábrica.
  • 20. Fábrica inteligente (Smart Factory) A fábrica inteligente é definida como uma fábrica que compreende o contexto e ajuda pessoas e máquinas na execução de suas respectivas tarefas Isto é obtido mediante sistemas de trabalho em segundo plano (“Calm System”), e meios sensíveis ao contexto, nos quais o sistema pode levar em consideração informações de contexto como a posição e status de um objeto. Estes sistemas cumprem suas tarefas tendo como base a informação procedente do mundo físico e do virtual. Em uma fábrica inteligente os CPS se comunicam por meio da Internet das coisas e auxiliam pessoas e máquinas na execução de suas tarefas Pilares Tecnológicos da Manufatura 4.0 ...
  • 21. Smart homes Smart buildings Smart logistics Smart grid Smart mobility Business web Social web CPPS Manufatura 4.0 Smart factory © 2015. For information, contact Deloitte Touche Tohmatsu Limited. Integração da Manufatura com ambientes ...
  • 22. Interoperabilidade (Interoperability) - é um elemento muito importante da Industria 4.0. Na Industria 4,0 a empresa , os CPS e os seres humanos estão conectados por meio da Internet das coisas e da Internet de Serviços. Os padrões serão um fator chave de sucesso para a comunicação entre CPS de diversos fabricantes. Virtualização (Virtualization) - Significa que os CPS são capazes de monitorar processos físicos. Estes dados de sensores estão ligados a modelos de plantas virtuais e modelos de simulação. Isto significa dizer que uma cópia virtual do mundo físico é criado. Descentralização (Decentralization) - A crescente demanda por produtos customizados torna cada vez mais difícil o controle central dos sistemas. Os computadores embarcados permitem aos CPS tomar decisões por conta própria. Somente os casos de falhas de tarefas, são delegados a um nível mais elevado (Hompel, Otto , 2014, p.6). Capacidade em tempo real (Real-Time Capability) - Para tarefas organizacionais é necessário que os dados sejam coletados e analisados ​​em tempo real. O estado da planta deverá estar permanentemente rastreado e analisado​​. Assim, a planta pode reagir à falha de uma máquina e reencaminhar para outra máquina ( Schlick et al., 2014, p.75). Orientação por serviço (Service Orientation) - As informações sobre os serviços das empresas , os CPS , e as pessoas estão disponíveis na IoS e podem ser utilizados por outros participantes. Eles podem ser oferecidos tanto internamente quanto externamente à empresa via Cloud, por exemplo. Princípios estruturais da Industria 4.0
  • 23. METODOLÓGICOS: Modularidade (Modularity) - Os sistemas modulares são capazes de se adaptarem (flexibilidade) às mudanças das necessidades, por meio da substituição ou ampliação dos módulos individuais. Portanto, os sistemas modulares podem ser facilmente ajustado , no caso de flutuações sazonais ou mudanças nas características do produto. Produção Enxuta (Lean Manufacturing) – Os fluxos de valor e processos produtivos dever estar ajustados. Redução das perdas ao longo do fluxo de valor precisam ser entendidas para melhor aproveitamento das tecnologias. Princípios estruturais da Industria 4.0
  • 24. “Numa fábrica inteligente, trabalhadores, máquinas, produtos e matérias-primas se comunicam de forma tão natural quanto pessoas numa rede social”, diz Henning Kagermann, diretor da Academia Alemã de Ciência e Engenharia, uma das entidades que lideram o projeto Indústria 4.0. A estimativa é que, em 20 anos, boa parte da indústria alemã tenha adotado esse padrão de produção. Hoje, o país já conta com alguns exemplos de fábricas inteligentes. Na unidade de equipamentos eletroeletrônicos da Siemens, em Amberg, as linhas de produção não lembram em nada as tradicionais, que repetem continuamente a manufatura da mesma peça. Sem a interferência de funcionários, máquinas que operam 24 horas por dia fabricam 950 diferentes componentes que são encomendados pelo sistema. A automação extrema leva a um baixíssimo índice de defeitos — um estudo da consultoria americana Gartner em Amberg registrou 15 peças com defeito a cada 1 milhão produzido. “Não são apenas a competição e o aumento de custos que estão exigindo mudanças na manufatura”, diz Sieg- fried Russwurm, presidente mundial da divisão industrial da Siemens. “O ciclo de vida da tecnologia está se reduzindo e as demandas por uma produção sob medida estão aumentando.” Fábrica do Futuro (Exemplo Alemão) FONTE: http://exame.abril.com.br/revista-exame/edicoes/1068/noticias/a-fabrica-do-futuro
  • 25. Enquanto o mundo se prepara para essa nova Revolução Industrial, o Brasil parece não ter se dado conta dos imensos desafios que o cercam. Em 2013, o país comprou menos de 1 300 robôs industriais — a Coreia do Sul adquiriu 21 000, e a China, 37 000. No Brasil, a idade média de máquinas e equipamentos é 17 anos — ante sete anos nos Estados Unidos e cinco na Alemanha. Numa era de imensos ganhos tecnológicos, as empresas brasileiras estão presas a tecnologias ultrapassadas, o que afeta diretamente a produtividade do país. Essa defasagem tecnológica tem várias explicações. A primeira é que o Brasil ainda tem uma economia fechada. Com o mercado doméstico garantido, as indústrias instaladas aqui têm menos incentivos para investir em aumento de produtividade. Fábrica do Futuro (Defasagem Tecnológica – offset) FONTE: http://exame.abril.com.br/revista-exame/edicoes/1068/noticias/a-fabrica-do-futuro
  • 28. Aplicações da Indústria 4.0 João Peixoto SENAI
  • 29. Motivação Como é uma fábrica dentro dos conceitos da ....
  • 30. Necessidade da indústria do “Futuro” REQUISITOS DA FÁBRICA DO FUTURO • Capacidade de interação; • Cooperação entre as empresas; • Suporte de hardware heterogêneo interoperável; • Escalabilidade, adicionando ou retirando o número de recursos sem interromper as operações; • Agilidade através da adaptabilidade e reconfiguração; • Tolerância à falha e recuperação dela; • Diversidade nos requisitos do produto; • Produtos customizados; • Lotes pequenos de produção. JAMMES, Francois; SMIT, Harm. Service-Oriented Paradigms in Industrial Automation. IEEE Transactions On Industrial Informatics, New Jersey, v. 1, n. 1, p.62-70, Feb. 2005. Institute of Electrical & Electronics Engineers (IEEE). SOLUÇÃO?
  • 31. A quarta Revolução Industrial 4.0 4.0 4.0 Vendas Financeiro Expediçã o Projeto Produção Suprimentos
  • 32. “ A Fábrica 4.0” – Interoperabilidade Interoperabilidade, permitindo que todos os CPS de uma fábrica ou ambiente industrial, mesmo que descendentes de diversos fornecedores, possam se comunicar através das redes; Ganhos: Hardware heterogêneo; Flexibilidade. IoT
  • 33. “ A Fábrica 4.0” – Virtualização Virtualização, possibilitando que os dados obtidos dos CPS nos produtos e equipamentos físicos sejam transmitidos aos modelos virtuais e em simulações, espelhando comportamentos reais no ambiente virtual; Ganhos: • Simulação dinâmica processo fabril; • Programação em sistema virtual antes aquisição do real; • Melhor análise do processo produtivo. Interação Real com Virtual Digitalização do processo produtivo
  • 34. “ A Fábrica 4.0” – Descentralização Descentralização dos controles dos processos produtivos, com produtos que irão gerir as tomadas de decisões na manufatura e nos processos de produção em tempo real; Ganhos: • Rastreabilidade em tempo real; • Customização produtos; • Diversificação do produto; • Pequenos lotes de produção; • Flexibilidade de produção.
  • 35. “ A Fábrica 4.0” – Adaptação em tempo real Adaptação da produção em tempo real, dados serão analisados no instante em que são coletados, permitindo que a produção seja alterada ou transferida para outros silos em caso de falhas ou na produção de bens customizados; Repositório em Nuvem Ganhos: • Auto-organização da produção; • Customização do produto; • Flexibilidade de produção; • Predição de comportamento e falha.
  • 36. “ A Fábrica 4.0” – Orientação a serviços Orientação a serviços. Dados e serviços serão disponibilizados em rede aberta, de forma a dispor suas funcionalidades para alocação. Ganhos: • Auto-organização da produção; • Customização do produto; • Flexibilidade de produção; • Equipamentos heterogêneos; • Lotes pequenos de produção.
  • 37. “ A Fábrica 4.0” – Sistemas modulares Sistemas modulares dos equipamentos e linhas de produção tornarão as fábricas mais flexíveis e adaptáveis às alterações necessárias. Ganhos: • Auto-organização da produção; • Flexibilidade de processo; • Reconfiguração do processo produtivo; • Produtos customizados; • Produtos diversificados; • Pequenos lotes de produção.
  • 38. Sintese REQUISITOS • Capacidade de interação; • Cooperação entre as empresas; • hardware heterogêneo interoperável; • Escalabilidade; • Agilidade através da reconfiguração; • Tolerância à falha e recuperação dela; • Diversidade nos requisitos do produto; • Produtos customizados; • Lotes pequenos de produção. I) Interoperabilidade II) Virtualização III) Descentralização IV) Adaptação da produção em tempo real V) Orientação a serviços VI) Sistemas modulares dos equipamentos IoT – Internet das Coisas Computação em Nuvem Comissionamento virtual Análise de dados Rastreabilidade Máquina a Máquina PRECEITOS FERRAMENTAS
  • 39. Mensagem Final “O futuro é amanhã, Se você dormir hoje .... ... Já acordará no futuro!” João Alvarez Peixoto
  • 40. Perguntas? Envie via chat ou levante a mão ( ) para falar Alexandre Baroni Produttare Alexandre Corrêa Elipse Software João Peixoto SENAI
  • 41. Obrigado! Alexandre Balestrin Corrêa Diretor de Desenvolvimento Elipse Software abc@elipse.com.br

Notas do Editor

  1. A Elipse Líder nacional em software para automação e gerenciamento de processos - Em número de cópias vendidas no Brasil 30 anos de experiência Escritórios no Brasil, USA e Taiwan Parceiros em mais de 30 países Mais de 50 mil sistemas instalados
  2. IoT - Soluções de ponta-a-ponta para coleta e análise de dados de milhares de equipamentos, sensores e dispositivos Trens e Ferrovias - Softwares Inteligentes para automação de estações de passageiros, distribuição de energia e controle de tráfego