Série O Caminho para a Indústria 4.0: (Parte 3) Do chão de fábrica aos produtos

Jun 05, 2023

Na Parte 3 desta série, exploramos o tópico 'Digital Twin' e seu papel na fabricação. Exploramos como esta tecnologia revolucionária está transformando o desenvolvimento de produtos, a otimização do chão de fábrica, a manutenção preditiva e a eficiência da cadeia de suprimentos. Com base nos insights compartilhados no segundo artigo, nos aprofundamos na aplicação e integração do Digital Twin em toda a cadeia de valor da manufatura.

As organizações de manufatura têm utilizado uma série de ferramentas e facilitadores digitais para melhorar a eficiência e a eficácia nas operações da fábrica com grande efeito. Hoje, eles estão aumentando esse nível ao aproveitar a tecnologia Digital Twin em suas operações de fabricação.

Muitos participantes usaram sistemas essenciais, como simulação de chão de fábrica, Programação Avançada de Produção (APS), Sistemas de Execução de Manufatura (MESs) e Tecnologias de Monitoramento de Condições (CMTs). Quando bem implementadas, essas ferramentas permitem maior eficiência e hoje são essenciais na operação sustentável, segura e produtiva de uma planta.

Agora, para alcançar o próximo nível de desempenho na produção, as organizações procuram aproveitar esta base tecnológica para obter vantagens através da aplicação de conjuntos de dados novos e mais ricos. A integração dessas ferramentas essenciais com uma nova onda de soluções digitais, incluindo modelagem 3D, análise de fluxo de produção e condição da máquina, está permitindo maior percepção digital no caminho para a eficiência da fabricação.

Esta capacidade digital de produção permite agora a adoção do conceito Digital Twin, que funciona num contexto industrial tanto no chão de fábrica como no produto final. Embora comumente usado para criar uma representação digital de um produto, este capítulo da série examinará como ele pode ser aplicado de forma mais ampla na área de manufatura.

Digital Twin é uma réplica virtual de um sistema, processo ou produto usado para simular comportamento e desempenho sob diferentes condições, bem como monitorar eventos ao vivo. Na fabricação, isso pode ocorrer em linhas de produção específicas ou em qualquer cenário do mundo real dentro de um processo de produção.

O Gêmeo Digital geralmente mescla o visual com resultados numéricos ou instruções de trabalho verbais e é normalmente composto de três componentes principais:

Com esses três componentes implementados, um Digital Twin pode replicar, analisar e otimizar o desempenho de sua contraparte física. Isso pode ser aplicado para agilizar a produção, a manutenção, as alterações de projeto durante a vida útil e os processos de testes de estresse, todos ocorrendo virtualmente. Ele permite impacto zero no tempo de inatividade e que o ajuste fino das alterações seja testado e modelado antes da implementação suave e eficiente no ambiente real.

Os Gêmeos Digitais podem ser aplicados à produção física, aos processos de negócios e às atividades de tomada de decisão em toda a cadeia de valor da manufatura. Duas áreas onde as aplicações e a integração do estado atual permitem predominantemente são:

Quando as equipes desejam experimentar uma mudança, muitas vezes o aguardam longos processos de tentativa e erro para testar a fabricação de um produto novo ou atualizado.

Com os Digital Twins, os fabricantes podem testar virtualmente configurações de produção atualizadas, ao mesmo tempo que minimizam o risco de descuidos dispendiosos. A simulação digital de vários cenários é muito mais rápida e consome menos recursos do que os testes físicos.

Ao alterar os pontos de ajuste do processo de produção e prever qual poderá ser o resultado, as equipes podem identificar possíveis problemas e gargalos no sistema. Isto gera menos desperdício e pode economizar muito dinheiro e tempo, especialmente em fábricas com processos e maquinários complexos.

Isso geralmente é feito por meio de software de emulação 3D integrado por meio de uma plataforma IoT com CAD, onde informações de roteamento e instruções de trabalho operacionais podem ser usadas como base para equipes de comissionamento simularem cenários para configuração do fluxo da linha de produção. Isto otimiza o fluxo da linha e ajuda a definir o design visual da linha para facilitar a instalação.