Fábricas não tripuladas - quase, mas não totalmente
As mudanças técnicas e econômicas, a digitalização da produção e a automação em todos os níveis da vida também levam a mudanças na força de trabalho. As empresas estão comprando cada vez mais robôs e substituindo parcialmente o pessoal por máquinas. Os analistas há muito prometem uma rápida redução dos trabalhadores da fábrica devido à robotização. Algumas instalações industriais já abandonaram a mão de obra manual, substituindo os funcionários por máquinas. Mas, por enquanto, as pessoas ainda estão lá. Acredita-se que os Cobots - robôs que cooperam com os humanos - sejam mais propensos a serem o futuro. De acordo com a Federação Internacional de Robótica' declaração, um novo recorde foi estabelecido em 2021 - 3 milhões de robôs industriais já estavam trabalhando em fábricas ao redor do mundo, 10% a mais do que há um ano. A Ásia é o maior mercado mundial de robôs industriais: 71% de todos os robôs adquiridos em 2020 estão instalados lá, com a China respondendo pela maioria - 168.400 unidades, 20% a mais do que no ano passado. É o maior número de unidades já registrado para um único país. Enquanto isso, um total de 943.223 robôs já estão operando na China, portanto, a marca de 1 milhão já foi ultrapassada em 2021. O segundo maior mercado para robôs industriais, depois da China, é o Japão. Entretanto, a economia japonesa foi duramente atingida pela pandemia de Covid-19, com vendas em baixa de 23% em 2020 e apenas 38.653 robôs instalados, mas espera-se que o mercado de robótica do Japão's cresça 5% em 2022. Os EUA são o maior usuário de robôs industriais e o terceiro do mundo. As expectativas gerais para o mercado norte-americano são muito positivas. As instalações robóticas industriais estão agora vendo um retorno aos níveis de pré-recessão. Em 2021, o número de instalações automatizadas cresceu quase 17%. A República da Coréia tornou-se o quarto maior mercado de robôs em instalações anuais após o Japão, a China e os Estados Unidos. A Coréia tem o maior nível de robotização do mundo&##39;s nas indústrias eletrônica e automotiva, com 932 robôs por 10.000 pessoas (em comparação, Singapura, que ocupa o segundo lugar neste indicador, tem apenas 605 robôs por 10.000 pessoas, e o Japão tem 390). As principais áreas onde os robôs industriais são utilizados ainda são as indústrias eletrônica e automotiva. O marco industrial de 500.000 robôs industriais instalados no mundo inteiro por ano será alcançado já em 2024. Já em 2030, 20 milhões de empregos em todo o mundo serão substituídos por robôs, dizem os analistas da Oxford Economics. Desde 2000, 1,7 milhões de empregos já foram cortados graças aos robôs: 400 mil na Europa, 260 mil nos EUA e 550 mil na China. Segundo as estatísticas, um robô corta até 1,6 postos de trabalho. Os analistas acreditam que a robotização afetará as regiões onde prevalece o uso de mão-de-obra não qualificada.
O que é uma automação abrangente
medida que o volume de produção aumenta, em qualquer esfera, a solução natural torna-se automação de processos. Este processo envolve a introdução de novas tecnologias, equipamentos e software apropriado. Enquanto anteriormente, em quase todas as fases, a produção era feita manualmente, agora muitas operações são realizadas por máquinas, robôs e com a ajuda de sistemas de projeto auxiliados por computador. A automação pode ser aplicada a processos de produção individuais, bem como a sua totalidade. A automação abrangente da produção está sendo introduzida para aumentar a eficiência e a rentabilidade e economizar recursos financeiros e de tempo. A automação abrangente da produção é um tipo de automação industrial em que todas as etapas do processo de produção, incluindo transporte e controle de qualidade dos produtos, são realizadas com a ajuda de equipamentos especiais, controlados utilizando programas e modos, unidos por um sistema de controle comum. A automação complexa inclui quase todas as etapas de preparação e realização de produtos: projeto, controle de equipamentos de máquinas durante a produção, coleta e distribuição de informações, paletização, expedição e contabilidade. A substituição de pessoas por robôs facilitará a introdução de processos automatizados a um custo mínimo. Eventualmente, as fábricas reduzirão ao mínimo o número de funcionários, se não criar uma produção sem homem. Profissões associadas à empatia e criatividade "last" mais longas que outras. Embora um robô já tenha pintado um quadro que foi a leilão por $432,5 mil, a demanda por especialistas inteligentes e qualificados crescerá no pano de fundo da substituição de pessoas por robôs.
Metas de automação empresarial
Os objetivos de modernizar os processos de produção que podem ser alcançados através da automação são:
- Rapida adaptação da produção às mudanças realizadas,
- Aumento na qualidade dos produtos,
- redução dos custos de produção,
- maior capacidade de produção,
- um lançamento mais rápido de produtos no mercado,
- melhores fatores de segurança e ergonomia.
Os principais tipos de automação são o escopo de sua aplicação
Complexos de hardware-software
Complexos hardware-software são o sistema de soluções de hardware e software trabalhando em paralelo para completar uma ou mais tarefas homogêneas. Devido à introdução de tais complexos, os proprietários de negócios em qualquer área podem melhorar a eficiência e a lucratividade da produção e reduzir o volume de ativos circulantes. Muitas vezes a administração do dispositivo pode ser feita com qualquer navegador de Internet, o que minimiza o custo de manutenção. Esses complexos são equipados com monitoramento de desempenho, o que permite a restauração automática da funcionalidade em caso de erros. O software otimizado ajuda os processos de produção a iniciarem o mais rápido possível. Exemplos de complexos de software e hardware incluem estações de trabalho automatizadas, análise de vídeo, vigilância por vídeo e sistemas de controle de acesso.
Linhas de produção automatizadas
Linhas de produção automatizadas são usadas para produção em massa de produtos, que requerem processamento em várias etapas. A linha de produção consiste em estações de trabalho geograficamente distribuídas em uma fábrica conectadas por um sistema mecanizado de transporte de trabalho que entrega peças de uma estação de trabalho para outra em uma sequência predeterminada. A operação das linhas ocorre principalmente sem intervenção do operador. A função do ajustador é controlar periodicamente o funcionamento do equipamento, carregar as peças no início da linha e retirá-las no final da linha. Graças ao uso de linhas automatizadas, é alcançado um alto nível de economia na produção: o número de trabalhadores e máquinas é minimizado e a área de produção é reduzida. Além disso, as linhas automatizadas melhoram a qualidade das peças e a estabilidade da produção.
Robótica na automação
A robótica como método de automação da produção está se tornando cada vez mais popular. É uma parte significativa da automação abrangente. Supõe-se frequentemente que a introdução da robótica é específica para a produção em larga escala, mas isso é um equívoco. As pequenas empresas também favorecem os robôs industriais, guiados pelas muitas vantagens de tais equipamentos. Entre os principais benefícios estão um curto período de retorno financeiro, redução dos custos de produção, a longo prazo, minimização do fator humano e taxa de rejeições, garantia da qualidade das operações realizadas, aumento da trabalhabilidade e velocidade de produção, programabilidade e fácil reconfiguração. Hoje, a maioria dos robôs é aplicada em operações de fabricação, divididas em três categorias: carga/descarga, operações de usinagem, montagem e inspeção. A primeira categoria inclui o transporte e carga/descarga de materiais em um transportador ou máquina. No transporte, os robôs' tarefa é mover peças de um local para outro. Outras operações são mais complexas, como colocar peças em paletes em um pedido calculado pelo próprio robô. Para carregar/descarregar materiais, é usado um robô equipado com uma garra exclusiva. Nas operações de usinagem automatizadas, o robô controla uma ferramenta específica, por exemplo, na soldagem por pontos e na pintura. A soldagem de carrocerias por pontos é uma das aplicações mais comuns de robôs industriais nos Estados Unidos. Outras operações nesta categoria incluem lixar, polir e fresar. Hoje, os robôs industriais são usados em diversas aplicações, como medicamentos, alimentos, automotivo, metalurgia, equipamentos ópticos e muitos outros.
Campanhas desumanas
A indústria automotiva é o maior segmento robótico. Além disso, as indústrias alimentícia, plástica e química estão mostrando um rápido crescimento. As empresas nos países desenvolvidos não apenas estão substituindo os seres humanos por robôs, mas também estão construindo pavilhões ou armazéns nos quais os seres humanos não têm lugar..
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Amazon economiza US$ 22 milhões anualmente graças aos robôs. Mais de 100 mil robôs estão trabalhando nos sites da varejista. A empresa planeja enviar 100 mil funcionários para cursos de treinamento até 2025, tendo gasto US$ 700 milhões com isso.
Na fábrica da Philips em Drachten, Holanda, 128 robôs produzem barbeadores elétricos em oficinas sem iluminação. Antes de montar a fábrica, a empresa fabricava barbeadores de alta qualidade. Portanto, o trabalho manual foi reduzido ao mínimo na fábrica.
A empresa se deparou com a necessidade de mudar rapidamente os modelos dos barbeadores produzidos. O portfólio da empresa inclui 60 linhas de aparelhos e 600 modelos. A fábrica pode mudar de um modelo para outro em horas sem pessoas.
A empresa não sabe como serão os barbeadores daqui a dez anos, mas escolheu equipamentos que podem ser reconfigurados para novos modelos a um custo mínimo. A navalha consiste em três componentes principais montados em linhas independentes. O sistema de montagem é modular, com cada célula desconectada e conectada sem interromper a produção. Nove pessoas monitoram a qualidade da saída.
A fábrica da Audi em Ingolstadt (Alemanha) estampa até 2,5 mil carros diariamente. A oficina de montagem funciona sem luzes, mas está equipada com sensores de movimento. A luz acende assim que alguém entra na loja. Os 800 robôs de soldagem de precisão realizam seu trabalho continuamente em segundos.
A singularidade da fábrica está na produção de máquinas sob encomenda. Se o cliente quiser um teto solar, um volante do lado esquerdo ou cores vivas, os robôs consideram todos os caprichos. Um módulo específico é aplicado para gerenciar os pedidos.
Anteriormente, milhares de soldas de precisão eram feitas por soldadores. A automação permitiu reduzir o número de funcionários e, ao mesmo tempo, aumentar o nível de qualidade. Os funcionários vivos foram deixados na linha de montagem final e na oficina de acabamento, onde é instalado o interior do veículo.
Na fábrica de telefones celulares da Changying Precision Technology Company em Dongguan (China), os robôs substituíram quase todos os humanos. Sessenta braços robóticos produzem componentes de smartphones em dez linhas de montagem sem parar todos os dias. Um braço robótico substitui o trabalho de 6-8 funcionários. A empresa planeja aumentar o número de robôs para mil.
As linhas estão equipadas com um transportador automatizado, cujo trabalho é controlado por três pessoas. O monitoramento é feito remotamente. A melhoria dos robôs permitiu reduzir o número de defeitos de 25% para 5%. O aumento de produtividade foi de 250%.
Em 2012, a L'Oréal (França) automatizou a linha de embalagem blister em sua fábrica em Somerset, Inglaterra.
Durante vários anos, a embalagem em blister na fábrica foi feita manualmente porque poucos produtos eram embalados dessa maneira. As principais desvantagens da embalagem manual são o custo, a baixa segurança e a baixa eficiência. Todos os robôs precisavam de robôs para atender aos padrões exigidos de velocidade, confiabilidade e facilidade de uso.
A introdução de robôs atendeu à alta demanda pelos produtos, atendendo aos requisitos de produtividade, mão de obra, custo e eficiência previstos no início do projeto.
A empresa holandesa MQ Statieven automatizou sua linha de produção. A MQ Statieven produz tripés para indústria, terraplenagem, construção e ferrovias. Para automatizar os processos, eles escolheram um robô colaborativo projetado para operações pesadas. O robô é capaz de levantar peças com peso de até doze quilos.
No MQ Statieven, o robô é usado exclusivamente para carregar a máquina. O sistema recolhe a matéria-prima, retira o material usinado do mandril, coloca a matéria-prima em seu lugar e coloca o material usinado na esteira transportadora. Dessa forma, os funcionários ficam livres do trabalho tedioso, permitindo que eles se dediquem a tarefas mais importantes para expandir a produção.
A razão para a automação na empresa é a falta de técnicos. Com um número limitado de pessoas, a fábrica só poderia trabalhar duro por pouco tempo, mas isso não foi uma solução a longo prazo. A solução era usar um robô que assumisse o trabalho monótono.
Os especialistas da MQ Statieven fizeram o robô móvel. Eles o movem rapidamente de uma máquina para outra com um carrinho com uma bomba, e simplesmente leva 15 minutos para ser instalado, de modo que a automação na pequena produção se torna mais eficiente. De acordo com o proprietário da empresa, o custo do cobot é recuperado dentro de um ano, desde que seja utilizado apenas durante os turnos do dia.
A eficiência do robô's é muito maior do que a de um humano. O robô pode trabalhar sem interrupção, o que aumenta a produtividade diária em 12 por cento. Além disso, o robô pode mudar o material a uma taxa de 12-20 segundos. Em menos de um ano de uso, sua produtividade aumentou em cerca de 30%. E isso&##39;s não são todas as características que o robô tem a oferecer.
Isomo (ISOlation Modern) é uma famosa marca belga que produz placas de isopor. A Isomo vende 40% de seus produtos na Bélgica. Depois, há a França, um mercado potencialmente crescente para painéis de pequeno porte, que a empresa queria explorar o mais rápido possível. O problema era que a linha de embalagens isolantes em uso não se adaptava aos pequenos formatos e, portanto, dificultava o desenvolvimento do novo mercado. Inicialmente, o processo de embalagem era meio manual.
Em agosto de 2011, uma nova linha automatizada foi implementada para lidar com tamanhos de placas menores com mais rapidez e eficiência.
A nova linha está equipada com dois robôs para descarregar e movimentar pilhas de tábuas. O primeiro robô pega os painéis do primeiro robô e o segundo, equipado com garras especiais, pega a quantidade necessária de tábuas e as envia para a embaladora. Um computador controla toda a instalação.
Além de dobrar a capacidade de isolamento das embalagens (considerando que esse era o principal entrave) e aumentar a escala de produção, a empresa reduziu o processo produtivo de três para dois turnos.
Não tripulado e caro
A transição para a fabricação digital envolve projetar e construir uma fábrica desde o início. A criação de fábricas inteligentes envolve a robotização e a implementação de um conceito digital. Os sistemas se tornam mais complexos e a inteligência artificial analisa dados e toma decisões sem envolvimento humano - esses processos levam ao surgimento de um conceito como uma fábrica sem luzes. A fábrica não tripulada começa com o estágio de design do produto, o gêmeo digital e outras tecnologias. O próximo é a configuração da produção, logística e uso do produto acabado. Projetos de fábricas sem humanos exigem investimentos significativos não apenas em equipamentos, mas também em infraestrutura. O lançamento de um projeto de grande escala envolve principalmente riscos econômicos e leva muito tempo. A economia de um projeto é determinada pelo período de retorno, que é tradicionalmente inferior a três anos. Outro problema enfrentado por uma empresa que decide construir tal planta é a suficiência de experiência, recursos e equipamentos de qualidade adequada. É um desafio construir instalações de produção não tripuladas em indústrias de rápido crescimento. Muitas vezes, as empresas em busca de automação encurtam o momento do teste. É por isso que os robôs produzem rejeitos. Portanto, mesmo fábricas não tripuladas requerem humanos. Muitos especialistas acreditam que um ou dois especialistas estão em demanda por área de produção, e uma equipe de pelo menos 5-6 pessoas é necessária para uma fábrica inteira com 8-10 regiões. Ao mesmo tempo, eles acreditam que é razoável abandonar completamente os serviços humanos em instalações de produção perigosas.
O homem é subestimado
O bilionário Elon Musk quis substituir completamente os humanos na fábrica de automóveis Tesla, mas devolveu os funcionários à seção de instalação de assentos do showroom. A questão é que os robôs não podem duplicar os movimentos de um humano e realizar bem a tarefa. Elon Musk admitiu que estava com pressa para substituir o pessoal. Ele acredita que os humanos são subestimados porque um humano e um robô juntos conseguirão melhores resultados do que trabalhando sozinhos. Uma nova dimensão surgirá quando o intelecto humano e a inteligência artificial forem unidos. O futuro da fabricação está na cooperação entre humanos e máquinas. Por esta razão, o mercado de robôs colaborativos - aumentará em breve, a 44,5% ao ano até 2025, para cerca de US$ 8,5 bilhões. A demanda por robôs colaborativos para montagem inteligente de peças e eletrônicos, onde a ação mecânica por si só não é suficiente, está crescendo mais rapidamente.