O que são fábricas autônomas e como elas mudarão as operações da fábrica?

Uma fábrica autônoma é uma fábrica que funciona de forma autônoma. No entanto, é bom notar que há uma diferença entre automação e autonomia. Sistemas automatizados executam tarefas automaticamente, ou seja, sem controle humano. No entanto, os operadores são necessários para monitorar seu desempenho e garantir que eles operem corretamente. Em contrapartida, um sistema autônomo pode monitorar seu próprio desempenho, de modo que a supervisão humana não é necessária. Sistemas autônomos também podem usar a Inteligência Artificial (IA) para se antecipar e se adaptar a circunstâncias imprevistas, e realizar ações corretivas em si, reduzindo ainda mais a necessidade de intervenção humana.

"Em uma fábrica autônoma, o sistema é responsável pelas operações", diz Jari Almi, Vice-Presidente de Internet Industrial da Valmet. "Nossa intenção é levar a indústria para a autonomia e há elementos que são mais fáceis de tornar autônomos do que outros. Por exemplo, é muito fácil substituir inspeções de campo por câmeras e sistemas de monitoramento. No entanto, implementar um sistema que possa se adaptar automaticamente aos distúrbios requer um nível completamente diferente de tecnologia."

"Em um futuro próximo, muitas fábricas terão níveis mistos de autonomia, e algumas áreas de processos terão um nível de autonomia maior do que outras", diz Almi.

Sistemas autônomos se desenvolverão gradualmente

"A tecnologia autônoma está a caminho, mas há uma grande diferença na maturidade em diferentes indústrias", diz Samuli Lehtonen, diretor de Otimização do Desempenho de Operações, Internet Industrial da Valmet. "Na indústria automotiva, uma das afirmações mais ousadas que houve foi de que os carros autônomos já seriam capazes de operar completamente sem motorista até o início de 2022. Enquanto na indústria de papel e celulose, prevê-se que as fábricas autônomas estarão operando até 2050. A realidade estará em algum lugar neste meio e as fábricas autônomas se desenvolverão gradualmente."

"Na indústria de celulose e papel, um dos primeiros passos foi a utilização de controles avançados de processo que podem otimizar o digestor ou a máquina de papel da parte úmida, por exemplo", diz Lehtonen. "Esses sistemas podem controlar vários pontos de configuração simultaneamente, permitindo melhor otimização do que entrada manual e reduzindo variações entre operadores através dos turnos. Sistemas autônomos também têm sido usados para substituir inspeções manuais em áreas perigosas, bem como para melhorar a segurança operacional, por exemplo, utilizando robôs de limpeza de bicos fundidos em caldeiras de recuperação."

"Entretanto, na indústria de mineração, já existem algumas empresas que operam todo o seu equipamento subterrâneo de forma autônoma a partir de uma sala de controle central. As máquinas se comunicam entre si para garantir que não colidam. Da mesma forma, na logística – e na indústria de papel e celulose – caminhões e sistemas autônomos já estão sendo testados."

"A tecnologia autônoma está a caminho, mas há uma grande diferença na maturidade em diferentes indústrias", diz Lehtonen.

Quais são os benefícios das operações autônomas?

"Há várias razões pelas quais as empresas querem aumentar a autonomia em suas operações", diz Almi. "A primeira é reduzir a necessidade de intervenção humana e o risco associado ao erro humano – soluções autônomas podem operar processos complexos de forma mais confiável do que os operadores humanos. As empresas também querem reduzir seus custos centralizando operações e competências, bem como melhorar sua eficácia e eficiência geral dos equipamentos. Outro grande incentivo é melhorar a segurança. É muito mais seguro usar inspeções remotas e autônomas do que dispor pessoas para olhar as máquinas. Além disso, as empresas estão tendo mais dificuldade em recrutar e reter as pessoas certas. Muitos da geração mais velha se aposentarão em breve e as gerações mais jovens não estão tão interessadas em empregos de fábrica, especialmente em locais distantes. Operações remotas e sistemas autônomos fornecem uma solução conveniente e prática para este problema. E, por último, as empresas querem reduzir seu impacto ambiental. Usar sistemas autônomos para otimizar seus processos e reduzir o consumo de matéria-prima e energia os ajudam a fazer isso."

A mudança do papel dos operadores de fábrica

"Embora a tecnologia autônoma permita que as empresas façam mais com menos operadores, as pessoas ainda serão necessárias", diz Almi. "No passado, as pessoas foram responsáveis por decidir o que fazer e tomar medidas. No futuro, o próprio sistema será responsável por cuidar de defeitos e se recuperar deles. O papel do operador da fábrica mudará para ser mais sobre supervisão e monitoramento de múltiplas áreas de processos. Isso significa que eles precisarão ser treinados para cuidar do quadro geral, com as habilidades para entender como diferentes áreas de processo funcionam e como elas estão interconectadas. E eles também podem estar trabalhando e colaborando com outros especialistas remotamente, em vez de no local."

O papel do operador da fábrica mudará para ser mais sobre monitoramento e orquestramento.

Dando os primeiros passos para um nível maior de autonomia

Para empresas interessadas em um nível maior de autonomia, a primeira coisa óbvia a considerar é se estão lidando com uma planta ou fábrica de projetos novos (greenfield) ou já em andamento (brownfield). "Com uma fábrica greenfield, tudo pode e deve ser planejado desde o início", diz Lehtonen, "incluindo a instrumentação, máquinas, sistemas de controle, processos e recursos da Internet Industrial. Com uma fábrica brownfield é mais complicado, mas ainda praticável. É importante começar avaliando o nível atual de tecnologia da fábrica. Ao entender o ponto de partida e estabelecer um nível de destino claro para a autonomia, você pode identificar o que é necessário. A partir daí, você pode criar um roteiro de como desenvolver autonomia em suas operações. Um ponto positivo sobre uma fábrica brownfield é que, como as áreas de processo já estão em vigor, você pode escolher quais partes melhorar – você não precisa fazer tudo de uma vez. Em ambos os casos, você também pode planejar desenvolvimentos futuros à medida que a tecnologia autônoma avança.”

Texto: Peter Cura