Veja o futuro setor de manufatura inteligente da indústria alemã 4.0!
Oct 29, 2019
De 2009 a 2012, quando a Europa estava em crise de dívida, a economia da Alemanha ainda estava forte. Seu crescimento foi impulsionado pela competitividade internacional mantida por sua indústria básica, a manufatura. Para a Alemanha, a indústria de transformação é a força motriz tradicional do crescimento econômico, e o desenvolvimento da indústria de transformação é um fator indispensável do crescimento econômico industrial alemão. Com base nesse consenso, o governo alemão fez grandes esforços para promover mais inovações tecnológicas, cuja palavra-chave é "indústria 4.0".
Na Estratégia de alta tecnologia 2020 publicada pela Alemanha em 2010, uma série de políticas inovadoras é apresentada para promover o desenvolvimento da indústria de transformação. Para implementar a estratégia, em 2012, o governo alemão anunciou o plano de ação conjunto de departamentos intergovernamentais intitulado "dez projetos futuros" e decidiu financiar 8,4 bilhões de euros para os dez projetos em 2012-2015. O projeto futuro, conhecido como "indústria 4.0", é anunciado simultaneamente com a reforma da estrutura de fornecimento de energia, o desenvolvimento sustentável e outros projetos. O projeto futuro da "indústria 4.0" consiste principalmente em controlar todo o processo, da demanda de consumo à produção e manufatura, através da aplicação aprofundada de TIC (tecnologia da informação e comunicação), de modo a obter um gerenciamento eficiente da produção.
Evolução industrial 4.0
Revolução Industrial 1.0: a primeira revolução industrial na Inglaterra começou no final do século XVIII e terminou em meados do século XIX. O resultado dessa revolução industrial é que a produção de máquinas substituiu o trabalho manual, e a economia e a sociedade se transformaram da agricultura e da indústria de artesanato como base para a indústria e a fabricação de máquinas como a força motriz do desenvolvimento econômico.
revolução industrial 2.0: a segunda revolução industrial ocorreu no início do século 20 e entrou no estágio da linha de produção. Através da separação bem-sucedida da produção de peças e montagem de produtos, foi criado um novo modo de produção em massa de produtos. Desde a década de 1970, a engenharia eletrônica e a tecnologia da informação realizam a otimização e automação da produção.
revolução industrial 3.0: a terceira revolução industrial começou a partir do processo de produção altamente automatizado durante a segunda revolução industrial. Desde então, as máquinas podem substituir gradualmente as operações humanas.
Revolução Industrial 4.0: nos próximos 10 anos, a quarta revolução industrial entrará em uma nova era de produção "descentralizada". O Industry 4.0 realiza o gerenciamento em tempo real através da tecnologia de rede que determina o processo de produção e fabricação.
Sistema de fusão física da informação (CPS)
A "fábrica inteligente" que conecta todos os dispositivos da fábrica através da rede de comunicação é a melhor forma de realização. Pesquisas relacionadas ao projeto estão sendo realizadas em todos os setores da indústria de transformação alemã, com um investimento planejado de 200 milhões de euros. Fábrica inteligente ou "indústria 4.0" é uma evolução da tecnologia do sistema embarcado para o CPS. Como representante da quarta revolução industrial no futuro, a indústria 4.0 está se desenvolvendo em direção à Internet sem costura (Internet das coisas, rede de dados e serviço de Internet) de objetos, dados e serviços.
O setor 4.0 reflete a mudança de paradigma do modo de produção de "centralizado" para "descentralizado". É exatamente por causa do progresso tecnológico que subverte a teoria tradicional do processo de produção que tudo isso é possível. Ao mesmo tempo, a utilização inteligente distribuída representa a interação entre o mundo virtual e o mundo real no processo de fabricação e desempenha um papel importante na construção da rede de objetos inteligentes. No futuro, as máquinas de produção industrial não serão mais apenas "produtos de processamento"; em vez disso, os produtos se comunicam com as máquinas através da comunicação sobre como executar a operação correta das informações e instruções.
O CPS conecta o espaço virtual ao mundo físico, faz com que objetos inteligentes se comuniquem e interajam e cria um mundo de rede real, que incorpora a evolução adicional do atual sistema embarcado. Juntamente com a Internet ou com os dados e serviços que podem ser coletados na Internet, o sistema incorporado também é um dos elementos do CPS.
O CPS pode fornecer a parte básica da construção da Internet das coisas e integrar-se ao "serviço de Internet" para realizar a indústria 4.0. Essas tecnologias são chamadas de "tecnologias de implementação", que cultivam um novo espaço real mais amplo, baseado em aplicativos ou processos inovadores, e enfraquecem a fronteira entre o mundo real e o espaço virtual. Assim como a Internet altera a comunicação e a interação pessoal, a tecnologia de implementação trará mudanças fundamentais na interação entre nós e o mundo físico.
A interação entre o sistema incorporado baseado em software de alto desempenho e a interface de usuário profissional integrada na rede digital dará origem a um novo mundo funcional do sistema. Para um exemplo simples, os smartphones incluem muitos aplicativos e serviços, muito além da função de chamada do dispositivo. À medida que novos fornecedores de aplicativos e serviços que criam época, continuam a surgir e gradualmente formando uma nova cadeia de valor, o CPS também trará mudanças de paradigma no modelo de negócios e mercado existente. A indústria automotiva, a economia de energia e vários setores industriais, incluindo tecnologias de produção como a indústria 4.0, sofrerão simultaneamente grandes mudanças nessas novas cadeias de valor.
Futura indústria de manufatura inteligente
No futuro setor de manufatura inteligente, o CPS é de grande importância para muitos setores industriais e campos de aplicação, incluindo automação, tecnologia de produção, automóvel, engenharia mecânica, energia, transporte e telemedicina. Muitos aplicativos realizados pelo CPS produzirão novas cadeias de valor agregado e modelos de negócios. O CPS pode não apenas reduzir o custo real, melhorar a eficiência de energia, tempo, etc., mas também reduzir o nível de emissões de CO2 e desempenhar um papel importante na proteção ambiental.
Devido à existência do CPS, o sistema de produção, produtos, recursos e processo de processamento da fábrica inteligente terão um nível muito alto de tempo real e, ao mesmo tempo, terão mais vantagens na economia de recursos e custos. A fábrica inteligente será projetada de acordo com o princípio central de enfatizar a sustentabilidade; portanto, obediência, flexibilidade, adaptabilidade, capacidade de aprendizado, tolerância a falhas e até gerenciamento de riscos são elementos indispensáveis. A automação avançada de equipamentos inteligentes de fábrica é realizada principalmente pela rede flexível do sistema de produção CPS, com base na observação automática do processo de produção. Através do sistema de produção flexível que pode responder em tempo real, a otimização completa da engenharia de produção pode ser realizada. Ao mesmo tempo, a vantagem de produção não é apenas uma forma de realização única sob condições específicas de produção, mas também a otimização da rede de classe mundial formada por várias fábricas e unidades de produção.
Comparado com a indústria de manufatura tradicional, a futura indústria de manufatura inteligente representada pela fábrica inteligente é um sistema de produção ideal, que pode editar de forma inteligente as características do produto, custo, gerenciamento de logística, segurança, confiabilidade, tempo e sustentabilidade e outros elementos, para otimizar fabricação de produtos para cada cliente. Essa revolução do modelo de produção "de baixo para cima" pode não apenas economizar tecnologia de inovação, custo e tempo, mas também ter capacidade de rede para cultivar novas oportunidades de mercado.






