FAPEN ON-LINE. Ano 1, Volume 1, Série 11/01, 2020.
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Prof. Esp. Elvis Beijo Vieira
Graduado em Tecnologia em Eletrônica - UNIA.
Especializado em Análise de Sistemas - FECAP .
Especializado em Engenharia de Produção - USCS.
Especializado em Engenharia de Automação e Controle Industrial - UCAM.
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RESUMO: A finalidade principal deste estudo é a reflexão sobre a contribuição da automação para os processos de produção industrial, diante dos novos desafios de competitividade empresarial. A intenção é analisar a importância da transformação de meios de produção tradicionais em tecnológicos, respondendo às exigências de um mercado globalizado que anseia por satisfazer altos níveis de demanda e customização. A metodologia utilizada foi uma revisão dos referenciais literários obtidos através da aquisição das informações, por meio de pesquisa bibliográfica, que considera as concepções de autores como Filippo Filho (2014), Moraes e Castrucci (2007) e Silveira (2002), entre outros, buscando evidências da relevância da automação para a continuidade e fortalecimento das companhias em um ambiente de extrema concorrência. Resultando na demonstração da importância da implantação de recursos de automação para garantir a qualidade almejada e a produtividade requerida, para satisfazer os consumidores e a eficiências dos sistemas produtivos, que proporciona lucratividade e permite o crescimento e evolução das empresas.
PALAVRAS-CHAVE: Produtividade, Eficiência, Tecnologia, Competitividade.
ABSTRACT: The main need for this study is to reflect on the contribution of automation to industrial production processes, in the face of new business challenges. The intention is to analyze the importance of transforming traditional means of production into technology, responding to the threats of a globalized market that analyzes by high levels of demand and customization. The methodology used was a review of the literary references that use reading information, through bibliographic research, which consider the conceptions of authors such as Filippo Filho (2014), Moraes and Castrucci (2007) and Silveira (2002), among others, seeking the relevance of automation for the inheritance and strengthening of companies in an environment of extreme competition. Resulting in the demonstration of the importance of the implantation of automation resources to guarantee the desired quality and the required requirements, to reproduce the gains and efficiencies of the product systems, which provides profitability and allows the growth and evolution of the companies.
KEYWORDS: Productivity, Efficiency, Technology, Competitiveness.
1. Introdução.
O intuito deste trabalho é demonstrar conceitualmente que processos de produção otimizados são essenciais para as empresas alcançarem uma boa posição competitiva.
Isso significa sistemas de produção flexíveis e automação. Proporcionando processos de produção mais rápidos, seguros, eficientes, flexíveis, confiáveis, sustentáveis e econômicos.
Muitos autores opinam que as tecnologias de automação de processos de uma planta, sistemas de controle e dados, infraestrutura de suporte; oferecem uma maior alavancagem potencial, melhorando a produtividade e os lucros.
Deste modo soluções de automação de processos oferecem a oportunidade de aumentar as taxas de produção, melhorar os rendimentos e reduzir o consumo de energia.
À medida que uma nova classe global de consumidores surge nos países em desenvolvimento e as inovações geram demanda adicional, os fabricantes globais terão novas oportunidades substanciais, pois os sistemas de automação inovadores serão o núcleo do crescimento futuro da fabricação.
A tecnologia de automação certa, combinada com os trabalhadores selecionados para as tarefas, posicionará as empresas para o sucesso e manterá seu poder de permanência em um mercado competitivo.
Conforme Filippo Filho:
A automação dos processos de produção visa a atender as exigências do mercado por produtos com melhor qualidade, maior diversidade e custos mais reduzidos. Sendo assim, a automação deve responder com aumento de produtividade, flexibilidade, qualidade e segurança das operações. Ela reduz a necessidade de intervenção humana no controle da mecanização. A automação pode ser definida como uma tecnologia para operação e controle da produção baseada em sistemas mecânicos, elétricos e computacionais. (Filippo Filho, 2014, p. 33)
Seguindo este direcionamento, elaboram-se os questionamentos que orientaram esta tarefa:
Qual é a contribuição da automação industrial para o incremento dos atributos requeridos pelas empresas?
Qual deve ser a colaboração da automação para o fortalecimento industrial em um mercado globalizado e competitivo?
De acordo com este propósito, a determinação principal deste estudo é realizar uma investigação sobre os benefícios da implantação de sistemas de automação com relação aos sistemas convencionais e como podem contribuir para o crescimento do setor industrial.
Também busca indicar que a manufatura automatizada ainda precisará de pessoas para operar, projetar, programar e fazer manutenção.
O esforço contínuo de aperfeiçoamento da fabricação é produzir utilizando menor quantidade de material e energia e, ao mesmo tempo, gerando produtos mais eficazes e agrupando mais informações e conhecimentos úteis.
2. A evolução da automação.
Uma nova era industrial começou no final do século 19.
Em termos de materiais básicos, a indústria moderna começou a explorar muitos recursos naturais e sintéticos até então não utilizados.
Metais mais leves, novas ligas e produtos sintéticos, como plásticos, bem como novas fontes de energia.
Essas mudanças tecnológicas possibilitaram um grande aumento no uso de recursos naturais e na produção em massa de bens manufaturado.
Combinados a esses, desenvolvimentos em máquinas, ferramentas e dispositivos automáticos deram origem à automação nas fabricas.
Embora alguns segmentos da indústria tenham sido quase completamente mecanizados no início e meados do século XIX, a automação industrial, alcançou um significado avanço na segunda metade do século XX.
Neste período, houve uma evolução intensa da tecnologia, que possibilitou a criação de controladores lógicos programáveis para comandar processos e máquinas.
As redes de comunicação industriais estabeleceram comunicação entre os dispositivos e a robótica possibilitou operações com alta precisão, velocidade e repetitividade.
Surgiram sistemas de informação industrial capazes de supervisionar todas as etapas da produção.
3. A conceituação de automação.
De acordo com Moraes Castrucci (2007), definimos como automação qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano; em favor da segurança das pessoas, da qualidade dos produtos, da rapidez da produção ou da redução de custos; desta forma melhorando os complexos objetivos das indústrias e dos serviços.
A automação industrial na manufatura é o uso de máquinas “inteligentes” nas fábricas, para que os processos de manufatura possam ser realizados com o mínimo de interferência humana.
Envolve a aplicação de vários sistemas de controle para permitir que o equipamento operacional execute por conta própria, com pouca intervenção humana, tarefas que exigem velocidade, resistência e precisão.
No âmbito industrial, a automação, com suas novas técnicas de controle de processo, foi o marco no aumento da produtividade e consequente melhoria na qualidade de vida atingida com o poder de compra adquirido pela sociedade (ALBUQUERQUE, 2007).
Conforme Moraes e Castrucci (2007), a automação é um conceito e um conjunto de técnicas por meio das quais se constroem ativos capazes de atuar com ótima eficiência pelo uso de informações recebidas do meio sobre o qual atuam.
Também pode ser definida como uma tecnologia pela qual o processo é completado com a participação do ser humano.
4. Benefícios da automação.
A automação industrial utiliza vários dispositivos de controle industrial; tais como controladores lógicos programáveis, robótica, sistemas supervisórios e sistemas de redes industriais; os quais são utilizados para monitorar e comandar os processos.
A sociedade moderna exige que os produtos (bens e serviços) apresentem preços reduzidos, boa qualidade e diversidade de ofertas.
Para que isso aconteça, é preciso aumentar a produtividade e a flexibilidade dos meios de produção.
A produção de bens e serviços exige recursos, tais como edifícios, instalações, máquinas, equipamentos, ferramentas, materiais, pessoal, sistemas de controle e transporte de produtos.
Neste sentido, a automação da produção é um meio poderoso para atendimento das exigências sociais. (FILIPPO FILHO, 2014).
A automação reduz a fadiga e o esforço do trabalhador ou operação intensiva de mão-de-obra. Normalmente, os humanos não gostam de tarefas repetitivas e banais. Os serviços de automação industrial evitam que produtos ou materiais sejam danificados ou destruídos, pois humanos cometem erros quando se cansam.
Impedem o envio de produtos não padronizados e fora das especificações, porque computadores que controlam robôs não esquecem as etapas.
Além disso, sistemas automatizados podem empregar recursos de inspeção, o ajuste do sistema permite que os dados cheguem sem preferências ou desvios.
A automação melhora as medições e decisões, enviando dados confiáveis diretamente para um banco de dados que fornece um recurso contínuo de aperfeiçoamento.
O processo pode evoluir com as mudanças, eliminando falhas que ocorreram no passado.
A alavancagem de dados pode fornecer essas respostas, além de uma lista de estatísticas de aprovação e reprovação.
A correlação dos dados do processo, associado aos registros, fornece informações validas estatisticamente ao invés de tentar adivinhar o que está causando falhas.
Isso fornece fatos para tomar as decisões corretas quando se trata de reduzir o desperdício e melhorar processos.
Esse compartilhamento imediato de dados permite que as partes interessadas decidam como gerenciar melhor os recursos, processos e materiais para maximizar a obtenção rápida dos objetivos e da missão da empresa.
5. Custos da automação.
A automação industrial gera economia de custos, tornando os processos mais regulares e coletando dados para tomar decisões fundamentadas.
Nos últimos anos, houve um crescimento positivo na indústria global de automação industrial.
Segundo um relatório, o mercado de automação industrial deverá atingir US $153,83 bilhões em 2022, crescendo a uma taxa entre 5 a 10% no período entre 2017 a 2022.
Além disso, o uso de técnicas de automação está aumentando e espera-se que continue subindo no futuro próximo.
Essas expectativas mostram que as empresas globais de automação industrial estão preferindo a automação para reduzir as entradas de mão-de-obra manual e diminuir os custos.
Eliminando ainda mais a exigência de muitos empregos no exterior com baixos salários e permitindo que empresas aumentem a necessidade de atividades altamente qualificadas.
O mundo industrial está enfrentando muitas mudanças tecnológicas que aumentaram a demanda urgente por produtos e serviços de excelente qualidade, que só podem ser fornecidos por um alto nível de produtividade.
Esse requisito precisa de sistemas de engenharia de processo, manufatura automatizada e automação industrial, enquadrados em reduções de custos.
6. Automação e otimização de recursos.
As empresas de automação desejam aumentar sua produtividade produzindo um nível mais alto de automação.
Os principais fatores incluem custos, tempo e qualidade. Por outro lado, a automação industrial tem tudo a ver com trabalhar de maneira mais inteligente, rápida e eficiente.
Isso torna a automação mais poderosa e é por isso que os clientes procuram tecnologias pioneiras de ponta a ponta com arquitetura aberta e moderna, além de novos dados de novas conexões.
De acordo com a visão de Aligleri, Aligleri e Kruglianskas sobre o impacto da automação para promover a sustentabilidade ambiental das organizações:
Abriu-se para a automação um espaço altamente favorável e promissor para novos investimentos e pesquisas que visam a uma produção industrial menos intensiva de recursos naturais. As novas tecnologias aplicadas à indústria têm possibilitado o controle do uso de produtos químicos agressivos ao ambiente, o monitoramento de gases lançados na atmosfera, o controle da qualidade da água, a utilização dos recursos energéticos na produção, a redução do descarte e o desperdício de matéria-prima, a manipulação de material com alto risco ao trabalhador e o maior nível de reciclagem de matérias-primas e insumos. (Aligleri, Aligleri e Kruglianskas, 2009, p.110).
Portanto, a automação industrial desempenha um papel fundamental na solução dos requisitos das empresas, inclusive vinculado com o uso racional e sustentável de recursos.
É extremamente significativo enfrentar as tarefas de globalização, onde o mercado global industrial exige serviços práticos e superiores.
Existem incertezas quanto à recessão, preços flutuantes, globalização e forças políticas.
Atualmente, essas soluções, são amplamente utilizadas para aumentar a eficiência e produtividade dos negócios, aumentando o nível de rendimento e garantindo um retorno satisfatório ao investimento.
Se o desejo é produzir itens de qualidade, é necessário verificar se todos os estágios de produção atendem aos seus padrões, do recebimento de matérias-primas ao envio aos clientes.
Podemos usar sistemas de automação como RFID (Radio Frequency Identification - identificação por rádio frequência), etiquetagem de código de barras e transportadores, equipados com controles de supervisão e programação monitorado, garantindo um nível mais alto de inspeção de qualidade.
Esses sistemas podem aumentar a eficiência destas etapas, livrando os recursos humanos para assumir outros projetos.
Essas atividades podem ser realizadas usando muitos dos mesmos projetos de automação industrial discutidos anteriormente, com todos os dados operacionais disponíveis para compartilhamento com operadores, gerentes e outros tomadores de decisão em tempo real.
Permitindo alta flexibilidade, de modo que, ao adicionar uma nova tarefa na linha de montagem, os robôs podem ser reprogramados facilmente para sua execução, tornando o processo de fabricação mais flexível e utilizando melhor os recursos disponíveis.
7. Automação e qualidade.
Segundo Vasconcelos (2012), no cenário atual de intensa concorrência econômica, as organizações enfrentam grandes dificuldades para continuar ativas no mercado.
Diante de tantos desafios buscam aplicar a automação em seus processos produtivos, principalmente pela sua comprovada contribuição para redução de despesas de produção, eficácia e respostas rápidas às solicitações do mercado.
A economia globalizada traz consigo acesso a diferentes produtos, advindos dos mais diversos locais do mundo, neste sentido, o consumidor está cada vez mais exigente no que diz respeito à qualidade e agilidade do processo.
Em concordância com a concepção de Paim (2009):
Melhorar processos é uma ação básica para as organizações responderem às mudanças que ocorrem constantemente em seu ambiente de atuação e para manter o sistema produtivo competitivo. Pode-se dizer que esse movimento mais recente de gestão de processos está fortemente associado à adoção da tecnologia da informação (PAIM, et al, 2009, p.26).
Como a automação reduz o envolvimento humano, a possibilidade de erro humano também é eliminada.
Devido à automação, a qualidade consistente e confiável do produto pode ser mantida com maior conformidade com a automação, controlando e monitorando de modo adaptativo os processos industriais em todas as etapas, desde o laboratório até o nível industrial.
Segundo Chambers e Johnston (2002), os processos intrínsecos nas empresas ou indústrias, são os meios pelos quais elas organizam seus recursos.
A finalidade da gestão de processos é assegurar que produtos e serviços sejam produzidos com alto nível de eficiência e minimização de falhas, ou retrabalhos.
A automação pode reduzir completamente a necessidade de verificar manualmente vários parâmetros do processo.
Utilizando as tecnologias de automação, os processos industriais ajustam automaticamente as variáveis do processo para definir valores, usando técnicas de controle em malha fechada.
A complexidade dos processos operacionais é reduzida com a automação industrial.
Pode diminuir o nível de acidentes pessoais e danos a saúde, substituindo o trabalho humano em condições adversas por máquinas automatizadas.
Os fabricantes exigem vários recursos dos futuros sistemas de automação, entre os quais a produtividade, o que significa maior eficiência e custos de fabricação reduzidos.
Um relatório do Instituto Global McKinsey, "Manufaturando o futuro: a próxima era de crescimento e inovação global", apresenta uma visão clara de como a manufatura contribui para a economia global hoje e como provavelmente evoluirá na próxima década.
O relatório afirma que a manufatura está entrando em uma nova fase dinâmica e continuará a crescer globalmente.
Conforme Aligleri e Kruglianskas, sobre a formação da indústria 4.0:
Indústria 4.0 ‒ surgiu no início deste século e caracteriza-se pela interligação em rede e integração das tecnologias da internet nos processos de produção. Está relacionada à crescente automatização dos processos de produção pelo desenvolvimento de sistemas inteligentes de monitoramento e tomada de decisão. Transforma o produto, que normalmente é um objeto passivo, em um agente ativo da manufatura que, por si mesmo, define como deve ser fabricado. A fábrica do futuro tem características flexíveis entre maquinas inteligentes aptas à comunicação e monitoramento, (Aligleri, Aligleri e Kruglianskas, 2009, p.82).
Os avanços em robótica, inteligência artificial e aprendizado de máquina estão inaugurando uma nova era de automação na indústria.
A nova revolução industrial conhecida como indústria 4.0 é totalmente alicerçada em automação, conduzindo a um processo otimizado de qualidade.
Para produzir produtos customizados de acordo com o desejo especifico dos clientes, em alta quantidade e qualidade, para praticamente todos os lugares, conceitos de automação avançada são indispensáveis.
Robótica colaborativa, onde os robôs são montados para atuar perto de seres humanos, convivendo no mesmo espaço, auxiliando em tarefas com segurança e precisão.
A internet das coisas (Iots) permite conexão instantânea via rede de dispositivos e objetos trocando informações em tempo real.
Bancos de dados grandiosos (Big Data), com informações em altíssima quantidade, e confiabilidade.
A utilização de computação em nuvem (Cloud computer), onde processamento e o armazenamento de todos estes dados é realizado por servidores virtuais ágeis e flexíveis conectados as redes de comunicação.
Sistemas supervisórios permitem o monitoramento e o controle da planta fabril, através de softwares e hardwares dedicados, possibilitando extrema agilidade e eficiência no controle do processo.
A tecnologia de aprendizado de máquinas (Machine learning) possibilita aos dispositivos analisar e aprender as tarefas, simulando inteligência artificial, não necessitando de recursos de programação humana, melhorando a qualidade do processo de produção.
8. A automação no contexto global.
Atualmente, a automação está sendo usada em todas as etapas.
Processos de automação como SCADA (Supervisory Control and Data Aquisition), e outros sistemas de controle e aquisição de dados, tornaram a automação mais confiável e poderosa.
A sociedade ativa da Revolução Industrial era formada por operários, homens executores de tarefas repetitivas.
Dentro de uma concepção mecânica, tornaram-se escravos da máquina.
Na sociedade atual, verifica-se um trabalhador portador do conhecimento, executor de si mesmo.
Dentro de uma concepção digna, estão descobrindo uma nova relação de produção, inserida na revolução científica e técnica do novo significado do trabalho. (SILVEIRA, 2002).
Analisando o potencial de automação da economia global, os fatores que determinarão o ritmo e a extensão da adoção no local de trabalho e o impacto econômico.
A conclusão de diferentes estudos na área é que os humanos ainda serão necessários na força de trabalho: os ganhos totais de produtividade que estimamos ocorrerão apenas se as pessoas trabalharem ao lado da máquina.
Segundo um estudo do WEF (World Economic Forum), até o ano de 2022, o desenvolvimento de máquinas e algoritmos que controlam processos automatizados, eliminará 75 milhões de empregos.
Ao mesmo tempo, no entanto, 133 milhões de novos empregos serão criados.
Portanto, o ponto principal é que a revolução dos robôs criará 58 milhões de novos empregos nos próximos cinco anos.
Neste sentido, podemos dizer que o otimismo aumentou, atestando claramente que a digitalização cria mais empregos do que destrói.
Diante do objetivo de melhorar continuamente os processos, as empresas que investem em inovação e automação vêm se destacando. “Para a Confederação Nacional da Indústria (CNI), o estimulo à inovação, que possui em um de seus pilares a automação, é a ferramenta fundamental para agregar valor e fazer a indústria brasileira tornar-se mais competitiva” (MONACO, 2013).
Podemos dizer que, em termos globais, devido evolução dos processos controlados automaticamente, a automação industrial está se movendo em direção a uma produtividade excepcional, impulsionada por eficiência energética superior, padrões de segurança rigorosos e melhor design.
9. Conclusão.
Baseado na argumentação de autores notáveis, o presente trabalho evidenciou que o conceito de automação industrial oferece vantagens: melhoraria da produtividade e a qualidade, reduzindo erros e desperdícios, aumentando a segurança e adicionando flexibilidade ao processo de fabricação.
No final, a automação industrial gera maior segurança, confiabilidade e lucratividade.
Foi validado o conceito de que considerando o mundo acelerado e tecnologicamente avançado de hoje, é da maior importância alcançar níveis cada vez maiores de eficiência e produtividade da planta, mantendo ou aumentando os lucros e a qualidade.
A automação industrial está diretamente ligada a esses objetivos, pois a coordenação e o monitoramento de sua produção são componentes essenciais para atingir seus objetivos.
Além disto, chegamos à conclusão de que equipados com grandes quantidades de dados confiáveis, os administradores podem aproveitar ao máximo essas informações, relacionando e classificando-as de modo a atuar na resolução de problemas com maior eficiência, promovendo a "melhoria contínua" mais efetiva.
Finalmente, demonstramos que a automação industrial da manufatura, a fábrica do futuro, será mais eficiente na utilização de energia, matéria-prima e recursos humanos.
Além disso, foi exposto que a tendência mostra que a automação não causará desemprego em massa.
Pelo contrário, criará mais empregos, onde as habilidades pessoais serão mais valorizadas.
Humanos e robôs trabalharão juntos para criar um espaço de trabalho mais eficiente e produtivo.
10. Referências.
ALBUQUERQUE, P. U. B.; ALEXANDRIA, A. R. Redes Industriais: aplicações
em sistemas digitais de controle distribuído. 1ª Ed. Fortaleza: Edições Livro
Técnico, 2007.
FILIPPO FILHO, Guilherme. Automação de processos e de sistemas. 1. ed. -- São Paulo: Érica, 2014
ALIGLERI, Lilian; ALIGLERI, Luiz Antonio; KRUGLIANSKAS, Isak. Gestão industrial e produção sustentável. São Paulo: Saraiva, 2016.
McKinsey Global Institute. Manufacturing the future: The next era of global growth and innovation. 2012. Disponível em https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/the-future-of-manufacturing Acesso em setembro de 2019.
MONACO, Rafael. Investimentos em automação potencializam competitividade da indústria. 2013. Disponível em: http://www.portaldaindustria.com.br Acesso em setembro de 2019.
MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI P. de L. Engenharia de Automação
Industrial. 2ª Ed. Rio de janeiro: LTC, 2007.
PAIM, Rafael (et. Al.) Gestão de Processos: pensar, agir e aprender. Porto Alegre: Bookman, 2009.
SILVEIRA, Paulo R.; SANTOS, Winderson E. Automação e Controle Discreto.
4ª Ed. São Paulo: Érica, 2002.
SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da produção. 2ª ed. São Paulo: Atlas, 2002.
VASCONCELLOS, Marcos A. S.; GARCIA, M. E. Fundamentos de Economia. São Paulo: Saraiva, 5º edição, 2012.
WEF- World Economic Forum. The Future of Jobs Employment, Skills and Workforce Strategy for the Fourth Industrial Revolution. 2016. Disponível em http://www3.weforum.org/docs/WEF_Future_of_Jobs.pdf Acesso em setembro de 2019.
