ARTHUR GABRIEL DE SOUZA
REDESIGN DE MÁQUINA EMBALADORA TERMOENCOLHIVEL COM BASE NA METODOLOGIA TOOLBOX PARA INDUSTRIA 4.0
Palhoça 2020
ARTHUR GABRIEL DE SOUZA
REDESIGN DE MÁQUINA EMBALADORA TERMOENCOLHIVEL COM BASE NA METODOLOGIA TOOLBOX PARA INDUSTRIA 4.0
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia de Produção da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro de Produção.
Orientador: Prof. MSc. Eng. Juliano Mazute
Palhoça 2020
ARTHUR GABRIEL DE SOUZA
REDESIGN DE MÁQUINA EMBALADORA TERMOENCOLHIVEL COM BASE NA METODOLOGIA TOOLBOX PARA INDUSTRIA 4.0
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Engenheiro de Produção e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia de Produção da Universidade do Sul de Santa Catarina.
Palhoça, 15 de junho de 2020.
______________________________________________________ Prof. MSc. Eng. Juliano Mazute
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Prof. Eng. Silvio Jorge Machado
Universidade do Sul de Santa Catarina
______________________________________________________ Eng. Carolina Pescador Thizon
Dedico esse trabalho a toda a minha família e a minha namorada Larissa que sempre me apoiaram em todo o percurso dos estudos.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus e aos meus pais, que me deram o dom da vida. Também agradeço a eles por permitir e me ajudar em todo esse caminho que trilhei até aqui.
À minha namorada Larissa por estar sempre ao meu lado nos momentos bons e ruins, sempre me apoiando e juntos com meus pais pegando no meu pé para que eu desse mais foco para a conclusão do curso.
Ao meu orientador Juliano Mazute por toda a paciência, apoio e dedicação, e também por ter topado esse desafio de me orientar nesse trabalho.
Aos meus colegas de trabalho que me ajudaram muito no meu desenvolvimento pessoal e profissional, compartilhando os conhecimentos comigo.
À Carolina Thizon, amiga de trabalho que também topou fazer parte da banca de avaliação, e também pode compartilhar sua experiência com a metodologia toolbox para a conclusão desse trabalho.
A todos os professores e tutores da UNISUL por compartilhar o conhecimento e as experiências durante todos os anos no estive dentro da universidade, em especial ao Silvio por ter topado participar da banca de avaliações.
A todos os meus amigos e colegas de graduação, que me ajudaram e fizeram parte dessa caminhada.
Ao meu supervisor Marcio Maciel, a Tatiani Mendes e a Gislaine Demétrio, que durante a minha caminhada profissional me auxiliaram e me ensinaram muito com suas experiências.
Ao meu gerente João Augusto que compartilhou sua experiência e materiais relacionados a Industria 4.0, o qual me auxiliou muito durante a devolução do trabalho.
“A persistência é o menor caminho do êxito. ” (Charles Chaplin).
RESUMO
O trabalho apresentado teve como objetivo avaliar e apresentar o estudo de caso da Análise do processo da máquina embaladora termoencolhivel setor do setor de montagem da Intelbras S/A utilizando a ferramenta Toolbox de Processos da Indústria 4.0. Teve como foco avaliar o processo e propor melhorias de projeto da máquina, com foco na metodologia toolbox de projeto da Industrial 4.0. O estudo contempla uma revisão bibliográfica em base em única metodologia e aplicação da ferramenta desenvolvida por empresa Alemã. Foi realizado a apresentação do processo de montagem de produtos da empresa Intelbras S/A. Por fim foi descrito o resultado do estudo com base nos requisitos sugeridos pela ferramenta.
ABSTRACT
The presented work had as objective to evaluate and to present the case study of the Process analysis of the heat shrink wrapping machine sector of the assembly sector of Intelbras S/A using the Toolbox of Process of Industry 4.0. It focused on evaluating the process and proposing machine design improvements, focusing on the Industrial 4.0 design toolbox methodology. The study includes a literature review based on a single methodology and application of the tool developed by a German company. The presentation of the assembly process of products from the company Intelbras S / A was carried out. Finally, the result of the study was described based on the requirements suggested by the tool.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Imagem aérea das plantas da Intelbras em Santa Catarina ... 17
Figura 2 - Imagem aérea das plantas da Intelbras em MG e AM. ... 17
Figura 3 - Organograma do setor de Montagem INET. ... 20
Figura 4 - Setor de Montagem INET Intelbras ... 22
Figura 5 - Máquina Embaladora Termoencolhivel ... 24
Figura 6 - Quarta Revolução Industrial ... 28
Figura 7 - Robôs autônomos... 29
Figura 8 - Impressora 3D ... 30
Figura 9 - Toolbox para produção da Indústria 4.0 ... 33
Figura 10 - Toolbox de Produtos da Indústria 4.0 ... 35
Figura 11 - Sensor de presença da Máquina Embaladora Termoencolhivel ... 37
Figura 12 - Display de comunicação da Máquina Embaladora Termoencolhivel ... 38
Figura 13 - Gráfico de Radar de desempenho da Máquina em relação ao Toolbox ... 44
Figura 14 - Exemplo de Matriz morfológica ... 45
LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Resposta da pergunta para sensores e atuadores ... 40
Tabela 2 - Resposta da pergunta para comunicação e conectividade ... 40
Tabela 3 - Resposta da pergunta para armazenamento de dados e troca de informações ... 41
Tabela 4 - Resposta da pergunta para monitoramento ... 42
Tabela 5 - Resposta da pergunta para serviços de TI relacionados ao produto ... 42
Tabela 6 - Resposta da pergunta para modelo de negócio em volta do produto ... 43
Tabela 7 - Matriz morfológica da máquina embaladora termoencolhivel ... 46
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 13 1.1 PROBLEMA DE PESQUISA ... 18 1.2 OBJETIVO GERAL ... 18 1.2.1 Objetivos Específicos ... 18 1.3 JUSTIFICATIVA ... 18 1.4 LIMITAÇÃO DO TEMA ... 19 2 METODOLOGIA ... 20 2.1 PERFIL DA EMPRESA ... 21
2.1.1 Área de Estudo – Máquina embaladora Termoencolhivel - Montagem INET ... 21
2.1.1.1 Máquina embaladora termoencolhivel ... 22
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 25
3.1 PRIMEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 25
3.2 SEGUNDA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 25
3.3 TERCEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL. ... 26
3.4 QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 27
3.4.1 Robôs autônomos ... 28
3.4.2 Manufatura aditiva ... 29
3.4.3 Internet das coisas ... 30
3.4.4 Big Data ... 31
3.5 TOOLBOX INDUSTRIA 4.0 ... 31
3.5.1 Toolbox para produção ... 32
3.5.2 Toolbox para produto ... 34
3.5.2.1 Integração de Sensores e atuadores ... 36
3.5.2.2 Comunicação e Conectividade ... 37
3.5.2.3 Funcionalidade para dados de armazenamentos e troca de informação ... 38
4 RESULTADOS ... 39
4.1 ANALISE DO PROCESSO DA MÁQUINA EMBALADORA TERMOENCOLHIVEL 39 4.2 METODOLOGIA TOOLBOX DE PRODUTO ... 39
4.2.1 ATUADORES E SENSORES ... 39
4.2.2 COMUNICAÇÃO E CONECTIVIDADE ... 40
4.2.4 MONITORAMENTO ... 41
4.2.5 SERVIÇOS DE TI RELACIONADOS AO PRODUTO ... 42
4.2.6 MODELO DE NEGÓCIO EM VOLTA DO PRODUTO ... 43
4.2.7 RESULTADO DO TOOLBOX DE PRODUTO ... 43
4.2.8 Matriz morfológica ... 45
4.2.9 Sugestão de melhorias ... 46
5 CONCLUSÃO ... 48
1 INTRODUÇÃO
A palavra “revolução” denota mudança abrupta e radical. Em nossa história, as revoluções têm ocorrido quando novas tecnologias e novas formas de perceber o mundo desencadeiam uma alteração profunda nas estruturas sociais e nos sistemas econômicos. Já que a história é usada como referência, as alterações podem levar anos para desdobrarem. (SCHWAB, 2016).
Revolução Industrial é a transformação acelerada de produzir mercadorias no setor industrial (FREITAS, 2017).
A primeira Revolução Industrial ocorreu aproximadamente entre o século XV até metade do século XVIII, com a construção das ferrovias e o surgimento da máquina a vapor, dando início a produção mecânica. A segunda Revolução Industrial inicia na metade do século XIX e termina durante a Segunda Guerra Mundial (1939 – 1945), com o surgimento da eletricidade e linhas de montagem, dando início a produção em massa. A terceira Revolução Industrial, também chamada de Revolução Informacional, ocorreu durante metade do século XX, após a Segunda Guerra Mundial, com o avanço na inovação tecnológica, avanço no campo da informática, robótica, telecomunicações, transportes, biotecnologia e nanotecnologia. A quarta Revolução Industrial surgiu na Alemanha em 2011, tendo como foco o desenvolvimento de alta tecnologia, onde os mundos físico e virtual se unem, com o surgimento da segurança da informação, realidade aumentada, Big Data, robôs autônomos, simulações, manufatura aditiva, sistemas integrados, computação em nuvem e internet das coisas (IOT).
Desde a Primeira Revolução Industrial (1760 - 1840), as empresas buscam melhores soluções para aprimorar os processos de manufatura, em busca de diferenciação no mercado e alcance de resultados mais positivos em lucratividade (SLACK, CHAMBERS, JOHNSTON, 2009).
A Primeira Revolução Industrial teve início na Inglaterra por volta de 1850, e logo alcançou vários outros países da Europa e Ásia, chegando também aos Estados Unidos. Devido a revolução comercial que ocorreu na Europa entre os séculos XV e XVIII, a expansão do comércio internacional empurrou a revolução industrial. As grandes fontes de riqueza se descolaram das atividades comerciais para as atividades industriais. Quem obtivesse capacidade de produzir mercadorias passaria a ter liderança econômica. Com o surgimento dmáquina a vapor, usado na indústria têxtil, nas usinas de carvão, na indústria metalúrgica, nos meios de transporte como trens, e navios.
A Segunda Revolução Industrial ocorre com o progresso tecnológico e científico, com Inglaterra, França e Estados Unidos. Com a primeira revolução industrial o mundo já
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começava a dar seus passos com os comércios mundiais. Com a descoberta de novas fontes de energia, como o petróleo, dando início ao motor a combustão, a água, dando início as usinas hidroelétricas e o urânio para energia nuclear, revolucionaram ainda mais as indústrias, na busca por maiores lucros ocorreu a especialização do trabalho, onde foram criadas as linhas de montagens, iniciando a produção em série, o que barateava ainda mais o custo. A indústria automobilística da Ford, de Henry Ford, se destaca em ser a primeira a utilizar esteiras para o transporte do chassi do carro, onde ele seguia sendo montado sobre a esteira.
A Terceira Revolução Industrial corresponde ao período de pós Segunda Guerra Mundial, em que os aprimoramentos e avanços tecnológicos passam a se estender para o campo da ciência. Além das invenções para criadas servir no período de guerra, há também o aprimoramento de invenções antigas, tudo associado ao processo produtivo. Com a necessidade dos produtos e processos serem mais precisos, tem-se a criação dos robôs. Essa revolução pode ser notada ainda nos dias de hoje principalmente com os produtos eletrônicos e a internet. A internet e os eletrônicos diminuíram a distância e o tempo, todos os dias temos diversas trocas de informações em tempo real, independentemente da nossa posição geográfica.
Dentro das linhas de produção os humanos veem sendo substituído por robôs desde a Terceira Revolução Industrial, porém na Indústria 4.0, os robôs são e serão ainda mais inteligentes, podendo se comunicar e tomar decisões, pelas quais antes eram ações realizadas somente por humanos (AMARAL, 2016).
Segundo Klaus Schwab (2019):
O conceito da Quarta Revolução Industrial ou Industria 4.0 começa a ser discutido apenas em 2011 durante a Feira de Hannover. A quarta revolução industrial não se trata apenas de sistemas e máquinas inteligentes e conectados. Ondas de novas descobertas ocorrem simultaneamente em áreas que vão desde o sequenciamento genético até a nanotecnologia, das energias renováveis à computação quântica. O quet torna a quarta revolução diferente de todas as outras, ela é a fusão das tecnologias e a interação entre domínios físicos, digitais e biológicos.
Segundo Reiner (2015):
A Indústria 4.0 significa a 4ª revolução industrial e visa novas cadeias de valor que cobrem todo o ciclo de vida do produto. A abordagem tecnológica é o uso dos chamados Sistemas Ciber-Físicos, que compreendem sistemas modernos de controle contendo sistemas embarcados equipados com um endereço de internet. Aplicando esta abordagem no futuro, produtos e produção os equipamentos podem ser logicamente interligados e capazes de se comunicar.
A segunda revolução industrial precisa ainda ser plenamente vivida por 17% da população mundial, pois quase 1,3 bilhão de pessoas ainda não tem a eletricidade. Isso também é valido para a terceira revolução industrial já que mais da metade da população mundial, 4 bilhões de pessoas, vive em países em desenvolvimento sem acesso a internet. O tear mecânico
(marca da primeira revolução industrial) levou quase 120 anos para se espalhar fora da Europa. Em contraste, a internet espalhou-se pelo globo em menos de uma década. (SCHWAB, 2016). Além das indústrias, esse novo conceito será aplicado também nos bens de serviços. Nos dias atuais existem exemplos de usos dessa nova tecnologia, como exemplo a ser listado é o aplicativo UBER®, que permite diminuir barreiras nos meios de locomoção, pois através de um aplicativo de celular é possível chamar um motorista em tempo real e rápido para conseguir locomover-se de forma mais ágil. Diversos são os aplicativos de celulares criados para facilitar a vida das pessoas, e toda essa inteligência artificial surgiu junto a esse novo momento da história. (THIZON, 2017).
A Intelbras S/A foi criada no ano de 1976 com a fabricação de centrais PABX e aparelhos telefônicos, desenvolvida totalmente com capital nacional, tem foco em atender as necessidades dos seus clientes nas linhas de segurança eletrônica e controles de acesso, comunicação, conexões de rede, sinalização de emergência e dispositivos de alarme de incêndio energias e energia solar. Possui certificações ISO 9001 e ISO 14001.
A empresa trabalha nas seguintes área de atuação:
Comunicação: Equipamentos e acessórios para centrais telefônicas, terminas corporativos, conversores e antenas de TV, e toda a linha de telecomunicação home office.
Segurança eletrônica: Equipamento e acessório para captação de imagem, geração e gravação de imagens, CFTV IP, alarmes, home e office e sensores. Redes: Equipamento e acessórios para redes empresariais, redes de fibra
ótica, conversão de redes, redes home e office.
Controle de acesso: equipamentos e acessórios de controle de acesso condominial, corporativos, home e office, prevenção a incêndio e iluminação de emergência.
Energias: equipamentos e acessórios para proteção de surtos, nobreaks, sensores e presença, dispositivos de acionamento inteligentes, fontes, baterias e carregadores de celular.
Energia solar: equipamentos utilizados para a transformação de energia solar em energia elétrica, placas e geradores.
Portfólio conta com mais de 1.300 produtos, e com manufatura média de 1.700.00 produtos mensais. Conta com mais de 120.000 revendas e lojas de varejo e 200 distribuidores, mais de 350 assistências técnicas em todo o Brasil.
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A Intelbras possui um dos maiores centros de pesquisa e desenvolvimento privados da América Latina, além de uma das maiores redes de assistência técnica do mercado brasileiro. Com mais de 3.500 funcionários a Intelbras conta com 4 plantas no Brasil e 1 escritório na China auxiliando nas tramitações de importação de matéria prima.
Com 23.000m² a matriz cede espaço ao maior centro tecnológico de pesquisa e desenvolvimento na área de telecomunicações com mais de 1.500 colaboradores. Abrigando toda a área administrativa, áreas de pesquisa e desenvolvimento e rede de call center.
Com mais de 21.000m² a filial de São José sede o maior parque fabril da empresa e mais de 800 colaboradores, com manufatura das linhas de redes, comunicação, controles de acesso, incêndio e iluminação de emergência, energias e energia solar, além de uma linha de assistência técnica.
Com aproximadamente 6.800m² a filial de Santa Rita do Sapucaí em Minas Gerais sede toda a área de pesquisa e desenvolvimento da linha de segurança eletrônica voltada para alarmes e periféricos, além de seu parque fabril com toda a montagem dos produtos também da área de alarmes e periféricos, com um quadro superior a 200 colaboradores.
Com aproximadamente 7.500m² a filial de Manaus no Amazonas sede todo o parque fabril para a linha de segurança eletrônica voltada para câmeras e gravadores e com um quadro de mais de 500 colaboradores, dentro do polo Industrial de Manaus.
Figura 1 - Imagem aérea das plantas da Intelbras em Santa Catarina
Fonte: Intelbras, 2020
Figura 2 - Imagem aérea das plantas da Intelbras em MG e AM.
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O foco deste trabalho é realizar a avaliação do processo produtivo da máquina embaladora termoencolhivel de uma indústria de eletroeletrônicos. A análise foi realizada com o auxílio de uma ferramenta, chamada Toolbox, desenvolvida por uma empresa de consultoria alemã. Através de caixas de imagens e pequenos textos, ela orienta a avaliação do processo fabril, ela demonstra em seis camadas de atuação com cinco classes de desempenho, demonstrando assim em qual modelo de revolução industrial o processo se encontra.
1.1 PROBLEMA DE PESQUISA
Este trabalho visou definir na Intelbras, o processo da máquina embaladora termoencolhivel, qual o estágio tecnológico se encontra em comparação a Quarta Revolução Industrial, analisando se o processo está compatível com a nova realidade
1.2 OBJETIVO GERAL
Utilizando a metodologia Toolbox da Industria 4.0, mapear o processo da máquina embaladora termoencolhivel e definir em qual momento da Industria 4.0 ele se encontra.
1.2.1 Objetivos Específicos
Identificar em que momento da Industria 4.0 a máquina embaladora termoencolhivel se encontra dentro da Intelbras S/A;
Demonstrar quais os pontos da ferramenta Toolbox estão implementadas na máquina da Intelbras S/A;
Mapear o processo da máquina embaladora termoencolhivel da Intelbras S/A e classificar em qual evolução tal processo mais se encaixa no momento.
1.3 JUSTIFICATIVA
Espera-se que este trabalho ajude a empresa a fazer uma análise e verificar se existe a necessidade de implementar melhorias no processo produtivos com as metodologias da 4ª Revolução Industrial.
Para a Intelbras S/A essa análise é importante, devido a competitividade do mercado por preços mais baixos, além de que a empresa busca sempre estar com novas tecnologias implementadas.
1.4 LIMITAÇÃO DO TEMA
Esse trabalho foi realizado baseado no método de análise do setor produtivo
Toolbox de processo da Industria 4.0 elaborado por Reiner Anderl e Junger Fleisher em 2016.
O trabalho foi realizado na empresa Intelbras S/A, sendo assim esse estudo diz respeito a realidade na qual o processo produtivo em específico se encontra, os métodos e técnicas de estudo e novas aplicações necessitam maior estudo.
Inicialmente foi analisado somente o processo da máquina embaladora termoencolhivel da empresa. O setor escolhido foi o de montagem INET, onde ocorre a montagem dos produtos de redes. Essa análise pode ser utilizada no mesmo processo da linha de montagem final de Sem Fio, e da linha de montagem final de Centrais, visto que as máquinas utilizadas são exatamente iguais, com mesmo fabricante e mesmo modelo.
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2 METODOLOGIA
Este trabalho é de considerado de natureza aplicada para a solução de problemas segundo Almeira (2014), essa pesquisa cientifica tem como objetivo gerar conhecimentos para resolução de problemas aplicados.
O objetivo da pesquisa foi considerado descritivo, pois foi feito uma análise do processo da máquina embaladora termoencolhivel, registrando uma análise do processo em relação as quatro revoluções industriais.
A abordagem do trabalho foi qualitativa, resultando em um estudo de caso, pois obteve dados através de pesquisas na metodologia e fatos históricos, bem como pesquisa em campo no departamento de montagem INET.
Figura 3 - Organograma do setor de Montagem INET.
2.1 PERFIL DA EMPRESA
A Intelbras S.A possui cerca de 3.500 colaboradores, atuando na unidade Matriz (Área Industrial de São José), filial do Sertão do Maruim (SC), Santa Rita do Sapucaí (MG), e Manaus (AM). Com mais de 120.000 revendas e lojas de varejo e 200 distribuidores, mais de 350 assistências técnicas em todo o Brasil, faturando no ano de 2019 a quantia de 1,6 bilhões de Reais.
Atualmente a empresa exporta para 15 países da América Latina e da África, possuindo nesses locais uma estrutura de apoio comercial, trade marketing e pós-venda.
2.1.1 Área de Estudo – Máquina embaladora Termoencolhivel - Montagem INET
A área de estudo localiza-se na unidade da Intelbras filial de São José, onde são desenvolvidos os seguintes produtos: Centrais telefônicas, terminais corporativos, telefones convencionais com fio e sem fio, roteadores, switches, conversores de fibra ótica, controladores de acesso residencial e condominial, fechaduras eletromagnéticas, protetores de surto, filtros de linha, nobreaks e fontes chaveadas.
Para a embalagem coletiva da maioria destes produtos é utilizado o processo de embalagem termoencolhivel, otimizando o espaço no pallet e transporte até o cliente. Para isso a empresa detém de 3 máquinas embaladoras termoencolhiveis, uma no setor de montagem INET, que contempla todos os produtos da linha de redes, uma no setor de montagem Sem Fio, que contempla todos os produtos da linha de telefones com fio e sem fio, uma no setor de montagem de centrais, que contempla o restante dos produtos da linha de comunicação, controles de acesso, incêndio e iluminação e energia home e office.
O setor a ser estudado será o de montagem INET. Esse setor funciona 24 horas por dia, com três turnos de trabalho. A máquina embaladora termoencolhível é utilizada em apenas dois turnos, o primeiro das 5:50 até as 14:15 e o segundo das 14:15 até as 22:15. O setor possui 120 funcionários, sua gestão é realizada por um supervisor e dois líderes de produção, sendo um líder de produção no primeiro turno, e um líder de produção no segundo turno, o supervisor de produção trabalha em um turno diferenciado afim de contemplar sua carga horária com metade de cada turno.
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Figura 4 - Setor de Montagem INET Intelbras
Fonte do autor.
2.1.1.1 Máquina embaladora termoencolhivel
O processo utilizado pela máquina embaladora termoencolhivel é o último passo da montagem de qualquer produto da linha de produção de Montagem INET. O processo da máquina é de suma importância pois o mesmo trata de fazer a embalagem coletiva dos produtos. Todo produto que tem sua fabricação na linha produção de montagem INET recebe uma embalagem coletiva para facilitar no transporte do produto, garantir a qualidade da embalagem, melhorar o acondicionamento dos produtos no pallet.
Os produtos passam por todo o processo de montagem teste e embalagem conforme instrução de trabalho. A Instrução de trabalho se trata de um documento formal controlado onde demonstra o passo a passo de como realizar o processo de montagem, teste e embalagem do produto, bem como a quantidade e como colocar sobre a esteira que irá levar os produtos para a máquina embaladora termoencolhivel.
Os produtos são levados por uma esteira para o primeiro processo da máquina embaladora termoencolhivel, onde o conjunto de produtos passa por um sensor que vai ler o tamanho desse conjunto de produtos e irá centralizado em frente ao cilindro de avanço. O cilindro é acionado assim que o conjunto de produtos estiverem centralizado, com o
acionamento do cilindro a esteira de transporte é paralisada para finalização deste processo e para que não haja produtos em deslocamento em direção ao cilindro. Os produtos são empurrados sobre uma “cortina” de plástico no qual irá envolver o conjunto de produtos da frente do conjunto até a parte traseira das caixas formando assim um tubo de plástico maleável. Após o conjunto de produtos ser empurrado contra o plástico o cilindro retorna para a posição inicial. Sobre o plástico desce uma faca com aquecimento para realizar a solda do plástico e formar assim o tubo envolvendo o produto. Após a soldagem do plástico o produto é transportado por uma esteira para um túnel aquecido, para realizar o encolhimento do plástico. Após sair do túnel o produto passar por um ventilador para realizar o resfriamento da embalagem para que não haja queimadura ao contato humano.
A máquina utilizada no processo é da marca Projepack modelo Standard com adequação NR12 e automação do processo de alimentação. A máquina é utilizada na Intelbras a 2 anos e recentemente com a mudança para o novo parque fabril houve a aquisição de mais uma máquina para complemento de outras linhas de produção.
Dentro do portfólio de produtos manufaturados na linha de produção de Montagem INET temos diferentes produtos, quantidade em embalagem coletiva e dimensionais de caixa. Cada produto segue uma especificação definida pela equipe de Pesquisa e Desenvolvimento de Engenharia Mecânica, onde são realizados diversos testes para definição do melhor acondicionamento do produto tanto em embalagem individual como em embalagem coletiva.
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Figura 5 - Máquina Embaladora Termoencolhivel
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 PRIMEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A Primeira Revolução Industrial foi gerada pela revolução comercial que ocorreu na Europa entre os séculos XV e XVIII. Tendo seu início na Inglaterra e posteriormente alcançando outros países da Europa e Ásia até chegar nos Estados Unidos da América. Nesta época as atividades comerciais eram quem davam o ritmo para a produção.
A principal atividade econômica da época era a tecelagem de lã, porém o que alavancou a Primeira Revolução industrial foi a tecelagem de tecidos de algodão, podem inicia-se as primeiras grandes fábricas mecanizadas.
As mecanizações não ficaram apenas nas indústrias de tecelagem, ela avançou para metalúrgicas, transportes, atividades agrícolas e outros setores econômicos. Conforme as indústrias passavam seus processos artesanais para processos mecanizados a capacidade produtiva subia, levantando junto a economia.
As máquinas de fiar, o tear mecânico e a máquina a vapor foram marcantes na Primeira Revolução Industrial. Essas invenções utilizavam a enérgica térmica da queima de materiais para transformação em energia mecânica. O carvão mineral foi a principal fonte de transformação energética nessa época, sendo visto até os dias de hoje em alguns processos, como por exemplo as usinas termoelétricas e também trens a vapor.
Com a Primeira Revolução Industrial as indústrias passaram assim de manufatura para maquinofatura.
3.2 SEGUNDA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A Segunda Revolução Industrial ocorre durante o período da Segunda Guerra Mundial entre os séculos XIX e XX. Onde a industrialização alcançou muitos outros países. Na Segunda Revolução Industrial ocorre o aprimoramento das máquinas a vapor já criadas anteriormente na Primeira Revolução Industrial. Mas além do aprimoramento das máquinas já existentes tivemos a criação de muitos outros itens, como a criação da lâmpada incandescente, a descoberta do petróleo que possibilitou muitas outras criações.
A química foi um setor muito explorado durante a Segunda Revolução Industrial, onde ocorre a criação de usinas nucleares e também a descoberta do petróleo, o que possibilitou
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a criação do motor a combustão. Com a criação do motor a combustão o ritmo fabril se avançou. No geral a química foi um setor que deu origem a inúmeras descobertas.
Na Segunda Revolução Industrial surge a primeira linha de produção semi automatizada de automóveis. Criada por Henry Ford o modelo de produção em massa recebe o nome de Fordismo, dando origem as primeiras linhas de produção. Com a produção em massa os preços reduziram, deixando assim os produtos muito mais acessíveis ao mercado. Porém a redução do preço reduziu também a qualidade dos itens produzidos, porém esse modelo de produção se espalhou pelo mundo e teve sua consolidação no período pós-guerra. Além das industrias automotivas o modelo de linha de produção alcançou também as siderúrgicas e as indústrias têxteis.
A grande invenção do conceito fordista foi a criação de esteiras rolantes, onde os chassis dos automóveis eram transportados. Os funcionários tinham uma mão de obra totalmente especializada, pois faziam o mesmo processo o dia inteiro, onde havia um enorme desgaste pelos movimentos repetitivos. Devido a isso os funcionários não conseguiam se qualificar, pois não conheciam as outras etapas do processo.
3.3 TERCEIRA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL.
A chamada Revolução Informacional ainda divide muitas opiniões entre os especialistas, alguns tratam de dizer que a Terceira Revolução Industrial teve início nos Estados Unidos da América com a descoberta da utilização da energia nuclear do átomo. Outros pesquisadores acreditam que foi a partir do surgimento da robótica na década de 70. Independentemente de seu início a Revolução Informacional teve muitos avanços tecnológicos. Muitas de suas criações são vistas até os dias de hoje e muito utilizadas, como televisores, celulares e computadores.
Durante a Terceira Revolução Industrial tivemos o desenvolvimento das áreas da eletrônica, informática e robótica. Muitas pessoas acreditam que a robótica faz parte apenas da Quarta Revolução Industrial, porém ela teve seus primeiros passos e aprimoramentos durante a Revolução Informacional.
A internet foi o grande marco da Terceira Revolução Industrial, não pela sua criação, mas sim pela expansão, desenvolvida primeiramente nos Estados Unidos com a finalidade de interligar laboratórios de pesquisas.
As tecnologias Aeroespaciais também foram marcos da Terceira Revolução Industrial, apesar de o primeiro foguete ter sido criado em 1926, somente durante esse período que foi possível a criação do foguete de longo alcance.
Algumas das criações criadas nesse período foram usadas inicialmente para servir a Segunda Guerra Mundial, como a criação de computadores, robôs, celulares e circuitos eletrônicos.
Com o auxílio dessas invenções foi possível otimizar os processos produtivos, fazendo assim que os preços fossem reduzidos, a utilização de novas fontes de energia, principalmente pelo uso de fontes renováveis, e a criação de tecnologias robótica que possibilitaram o avanço dentro das industrias.
3.4 QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A Quarta Revolução Industrial começou na virada do século XXI e está diretamente ligada a uma revolução digital, tem como característica principal a internet associada a todas as coisas, sensores menores e mais poderosos, inteligência artificial e aprendizagem automática. A aprendizagem automática consiste em aprendizado de máquina, as máquinas são inteligentes e conseguem operar sozinhas, bem como se auto consertar e otimizar a produção e o produto. Em resumo, a Industria 4.0 nos possibilitará termos fábricas inteligentes. (THIZON, 2017)
Através da Industria 4.0 como é conhecida a Quarta Revolução industrial nascem novas tecnologias como, robôs autônomos, manufatura aditiva, internet das coisas, Big Data, computação em nuvem, realidade aumentada, entre outras.
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Figura 6 - Quarta Revolução Industrial
Fonte: http://www.erplan.com.br/noticias/industria-4-0-quando-a-internet-toma-conta-da-fabrica/ Acesso em 04/06/2020.
3.4.1 Robôs autônomos
A robótica não é considerada um conceito novo, visto que foi criada dentro da Terceira Revolução Industrial. Porém com a Industria 4.0 os robôs passam a não precisar mais de cuidados humanos, passam a ter a habilidade de tomada de decisão, e até mesmo trabalhar em conjunto com os humanos, chamado robô colaborativo.
Os robôs autônomos são criados conforme o nível de autonomia desejado, dependendo da função que o mesmo precisa cumprir. Além disso ele consegue interagir com outras máquinas. Para que seja considerado um robô autônomo o mesmo deve ter 3 habilidades, a propriocepção, ou seja ele precisa ter autonomia, cuidar de si mesmo, encontrar o local para carregamento ou até mesmo a troca de sua bateria. A realização de tarefas, o objetivo dos robôs autônomos é realizar tarefas que sejam na sua maioria das vezes de risco, repetitivas ou até mesmo inviáveis para o ser humano. E a localização, é essencial que os robôs tenham um bom sistema de localização, e façam o mapeamento em tempo real.
Figura 7 - Robôs autônomos
Fonte: https://www.voitto.com.br/blog/artigo/robos-autonomos Acesso em 11/06/2020.
3.4.2 Manufatura aditiva
A Manufatura aditiva muito conhecido como pela impressão 3D. Trata-se de um processo mecânico no qual diversas camadas de material são progressivamente sobrepostas uma à outra com o objetivo de formar um objeto, geralmente tendo como base um modelo digital. (CIT, 2018)
O uso da manufatura aditiva fornece inúmeros benefícios, os principais são a velocidade de produção de um projeto para um objeto físico mesmo que protótipo, o custo unitário é baixo, visto que não há necessidade de criação de ferramenta para a manufatura de item único, a personalização possibilita a confecção de formas muito complexas e a sustentabilidade, visto que não haverá sobra de material pois o mesmo será produzido sem qualquer tipo de refinamento posterior.
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Figura 8 - Impressora 3D
Fonte: https://medium.com/tend%C3%AAncias-digitais/manufatura-aditiva-e-suas-diversas-poss%C3%ADveis-aplica%C3%A7%C3%B5es-870bf2452817 Acesso em 11/06/2020.
3.4.3 Internet das coisas
Internet of Things (IoT) termo inglês traduzido para Internet das Coisa traz com que
cada vez mais o mundo físico se conecte ao mundo virtual, transformando em um só. A ideia com o IoT é que o mundo vire mais inteligentes e responsivo, tudo seja integrado, a coleta de dados seja usada para facilitar a vida de todos.
Usando os recursos desses objetos será possível detectar seu contexto, controlá-lo, viabilizar troca de informações uns com os outros, acessar serviços da Internet e interagir com pessoas. Concomitantemente, uma gama de novas possibilidades de aplicações surgem (ex: cidades inteligentes (Smart Cities), saúde (Healthcare), casas inteligentes (Smart Home)) e desafios emergem (regulamentações, segurança, padronizações). É importante notar que um dos elementos cruciais para o sucesso da IoT encontra-se na padronização das tecnologias (SANTOS et al, 2017).
É possível citar como exemplo de itens que fazem parte da IOT o monitoramento remoto, esse monitoramento pode consistir em monitorar produtos de uma linha de produção através de identificação por radiofrequência (RFID), com essa identificação seria possível
rastrear o item durante toda a sua fabricação, inclusive posteriormente pelos clientes até a chegada em suas casas (THIZON, 2017)
3.4.4 Big Data
O Big data nada mais é do que o conjunto de dados que precisam ser processados e armazenados. Os dispositivos citados anteriormente em Internet das coisas formam o Big Data. Cada dispositivo lança uma série de dados no qual precisam ser processados e armazenados para virarem informações.
O conceito Big Data pode ser resumidamente definido como uma coleção de bases de dados tão complexa e volumosa que se torna muito difícil (ou impossível) e complexa fazer algumas operações simples (e.g., remoção, ordenação, sumarização) de forma eficiente utilizando Sistemas Gerenciadores de Bases de Dados (SGBD) tradicionais. Por causa desse problema, e outros demais, um novo conjunto de plataformas de ferramentas voltadas para Big Data tem sido propostas (Vieira et al, 2012).
3.5 TOOLBOX INDUSTRIA 4.0
A metodologia Toolbox da Industria 4.0 foi uma ferramenta desenvolvida pela
Association of German Federation Engineering (Associação da Federação Alemã de
Engenharia) e pelos professores Reiner Anderl e Jürgen Fleischer. A metodologia se baseia em uma caixa de ferramentas na qual o usuário utiliza afim de verificar os pontos em que uma indústria ou um produto estão alocados dentro de cada revolução industrial desde a 1.0 até a 4.0. As ferramentas são divididas entre toolbox para produto e toolbox para indústria.
De acordo com Anderl e Fleischer (2015), a caixa de ferramentas incentiva a adaptação individual do processo e deve-se ser pensado sempre da seguinte maneira: O usuário sempre tem que ver o próximo desenvolvimento em direção à visão da Industria 4.0 no contexto do seu caso, de acordo com a sua realidade.
Baseado nisso acredita-se que a produto oferecido pela metodologia toolbox será um software, sempre afim de resolver algum problema, ou auxiliar a tomada de decisão, ou até mesmo uma máquina que se adapte aos processos produtivos. A tendência é que as linhas de produção se tornem mais automatizadas e mais interligadas, alimentando um sistema com todos os dados de processos e produtos. As máquinas automatizadas poderão tomar decisões mais
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precisas e com mais confiança, os dados serão mais fáceis e rápidos de serem obtidos, e poderão ser monitorados até mesmo de dispositivos celulares.
De acordo com Thizon (2017) Acredita-se que um produto da Industria 4.0 consiste em um produto modular, o qual possui software, é interligado diretamente a internet, possui um banco de dados interno que pode ser acessado caso aconteça algum problema, além disso possui a capacidade de se “consertar” sozinho.
3.5.1 Toolbox para produção
Para a implementação de um modelo de produção baseado na Industria 4.0 demanda de um custo muito alto, porém a redução de custo em linha de produção e as rápidas tomada de decisão devido aos dados serem coletados de forma mais ágil fazem com que o retorno de investimento venha de forma rápida e segundo Blanchet e Rinn (2016), da Roland Berger, empresa de Consultoria Industrial sediada na Alemanhã, será mais o menos de cinquenta por cento do investimento.
Geissbauer et al. (2014), afirmam que a Industrie 4.0 vai ajudar a garantir que as empresas possam atingir um processo de produção eficiente. De um estudo realizado com 235 empresas, espera-se que elas tenham benefícios quantitativos significativos dos investimentos nas aplicações da Industrie 4.0 nos próximos cinco anos. E também mostram que benefícios qualitativos são esperados, como melhor planejamento e controle da produção e logística, maior flexibilidade na produção e satisfação dos clientes.
A metodologia Toolbox para Industria 4.0 é separada em seis camadas de aplicação com cinco classes de desempenho. Onde as camadas indicam áreas de implementação potencial para Industria 4.0, já as classes de desempenho identificam possibilidades de implementação em potencial. Quanto maior for a classe, mais próximo da visão de Industria 4.0 se está. O Objetivo desta análise é identificar competências existentes da Industria 4.0 na empresa analisada, para posteriormente traçar um plano de ação para implementação de ferramentas para adaptação da empresa a Industria 4.0.
Figura 9 - Toolbox para produção da Indústria 4.0
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3.5.2 Toolbox para produto
A metodologia Toolbox que será utilizado durante esse trabalho será do Toolbox para produto, visto que o que será analisado é a máquina embaladora termoencolhivel.
No toolbox de produto temos seis camadas onde cada camada define um item de extrema importância para a Industria 4.0. Para cada camada temos cinco classes, que definem em qual tipo de indústria o produto está inserido, desde a indústria 0 até a 4.0.
O objetivo dessa estratégia é, por meio da análise de competências, identificar as competências existentes da Industrie 4.0 na empresa analisada. Primeiro, é realizada uma análise acerca das informações fornecidas pela empresa e levantamento das competências da mesma. Nessa etapa, é possível identificar o estágio tecnológico da empresa, ou seja, em qual classe de desempenho cada uma das camadas de aplicação se encontra na empresa (Rodrigues, Jesus e Schützer. 2016).
Segundo Anderl e Fleischer descrevem:
Para conseguir produzir um produto no nível da Industria 4.0, é necessário que a alta gestão da empresa esteja alinhada com um novo modelo de negócios, esse modelo consiste em um Modelo de Negócios voltado para o produto, a empresa tem que estar disposta a desenvolver produtos que atendam a necessidade do cliente e adapta-los sempre que necessário, mas como fazer isso? Vendendo serviços e funções especificas para cada cliente, portanto o lucro da empresa não se baseia na venda de um produto, mas na venda das funções que serão adicionadas de acordo com a necessidade do cliente.
O toolbox de produto tem como modelo de trabalho a caixa de ferramentas abaixo. Esta caixa mostra os dispositivos, comunicação, funcionalidades, monitoramentos e serviços de software, além disso mede também o modelo de negócio no qual é voltado para aquele produto.
Figura 10 - Toolbox de Produtos da Indústria 4.0
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3.5.2.1 Integração de Sensores e atuadores
Os sensores são dispositivos sensível a um material que responde um estimulo quando acionado. Os sensores podem ser de diferentes modos de detecção. Sensores acústicos são acionados com ondas sonoras, sensores elétricos são acionados com carregamento, corrente, tensão, condutividades, dentre outras grandezas elétricas, sensores magnéticos são acionados com campos, fluxos e permeabilidade magnética, sensores ópticos são acionados por ondas, velocidade de onda, índice de refração de ondas ópticas, sensores térmicos são acionados com temperatura, calor, fluxo térmico dentre outras grandezas térmicas, os sensores mecânicos serão acionados com posição de terminado item, aceleração, força, massa, densidade, torque, orientação e etc.
Na máquina embaladora termoencolhivel temos sensores, térmicos, mecânicos, ópticos, elétricos e magnéticos.
Os sensores térmicos utilizados na máquina são utilizados com o intuito apenas de medição de temperatura do túnel de aquecimento de da faca de selagem, os sensores não são autônomos.
Os sensores mecânicos da máquina são utilizados para segurança dos produtos, com utilização em medição de força, evitando que a máquina possa danificar alguma embalagem durante o processo de arraste contra o plástico.
Os sensores ópticos são utilizados para mapear o tamanho dos fardos que serão embalados e centraliza-los com o cilindro de avanço e a máquina, para deixar sempre a mesma quantidade de plástico nas laterais.
Os sensores elétricos são utilizados para acionamento do cilindro de avanço da máquina, será ele o responsável por mandar a informação para o cilindro do momento necessário para o acionamento do cilindro.
Os sensores magnéticos são utilizados nas grades de proteção de NR12, evitando que a máquina esteja em funcionamento quando uma das portas estiver aberta.
A integração dos sensores é parte fundamental para a máquina e para a segurança dos operadores. Os sensores magnéticos são integrados com todos os outros sensores e circuitos da máquina, com o intuito de manter a segurança dos operadores, sempre que uma das portas de proteção da máquina é aberta todo o sistema que gera insegurança para o operador com a abertura da mesma será desligado. Os sensores ópticos são interligados com os sensores elétricos, visto que quando o produto passar pelos sensores ópticos o mesmo deverá enviar a
informação de tamanho para o sensor elétrico que fara a medição para realizar o acionamento do cilindro de avanço.
Para a indústria 4.0 os sensores devem enviar e receber informação, sendo totalmente integrados e realizando operações conforme dados obtidos da forma mais assertiva.
Figura 11 - Sensor de presença da Máquina Embaladora Termoencolhivel
Fonte do autor.
3.5.2.2 Comunicação e Conectividade
A conectividade no chão de fábrica já é uma realidade na aquisição de dados provenientes de diversos sensores e dispositivos de IoT implantados em toda uma linha de produção, possibilita a exploração de grande volume de dados por aplicações de Inteligência Artificial e Big Data Analytics, automatizando a tomada de decisão em busca de redução de custos operacionais, do aumento da produtividade e de novas oportunidades de receita. (HAYASHI, 2019).
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No modelo de Indústria 4.0, a conectividade inteligente torna a produção mais flexível. Busca-se muito a convergência de duas ou mais linhas de montagem, capazes de produzir diferentes itens em um único processo de manufatura. (JIMENEZ, 2019).
Figura 12 - Display de comunicação da Máquina Embaladora Termoencolhivel
Fonte do autor.
3.5.2.3 Funcionalidade para dados de armazenamentos e troca de informação
Com o armazenamento em nuvem a troca de informação fica mais dinâmica, mais ágil e mais segura, com todos os dados criptografados, as informações só serão fornecidas para as pessoas na qual foram destinados, garantindo a segurança dos dados. Além de que com o armazenamento em nuvem o acesso aos dados vira remoto.
Uma vez que a Indústria 4.0 permite a coleta rápida de dados e o armazenamento desses dados na nuvem, a segurança desses dados também deve ser melhorada. Sistema de criptografia avançada são desenvolvidos quase que todos os dias, para garantir a confiabilidade e segurança dessas informações, (TELES, 2019)
4 RESULTADOS
4.1 ANALISE DO PROCESSO DA MÁQUINA EMBALADORA TERMOENCOLHIVEL
Foi utilizado a metodologia Toolbox de produção da Industria 4.0 para analisar o processo da máquina embaladora termoencolhivel do setor de montagem INET dentro da empresa Intelbras S/A. Nesta ferramenta temos tudo que é considerado importante para que um processo esteja adequado a Industria 4.0.
4.2 METODOLOGIA TOOLBOX DE PRODUTO
No uso da metodologia toolbox de produtos temos seis perguntas. As perguntas se tratam de itens que são essenciais na Industria 4.0. Cada pergunta tem cinco possibilidades de respostas, sendo todas as respostas com valores de 0 a 4, onde quanto mais próximo de 0 mais longe o produto está da Industria 4.0. As perguntas se referem a atuadores e sensores, comunicação e conectividade, funcionalidade para armazenamento de dados e troca de informações, monitoramento, serviços de TI relacionados ao produto e o modelo de negócio em volta dos produtos. Baseado nos valores em que cada item receber será criado um gráfico do modelo radar para demonstrar o desempenho do produto baseado na indústria 4.0.
4.2.1 ATUADORES E SENSORES
No uso da metodologia Toolbox da Industria 4.0 um dos pontos importantes é a integração de sensores e atuadores. Os sensores e atuadores devem ser interligados, fazendo uma integração de todo o processo no qual a máquina exerce. Além deve ocorrer a leitura de todos os dados que os sensores e atuadores passam para o sistema, esses dados devem ser avaliados pelo próprio produto e o mesmo deve responder independente. Os sensores e atuadores são muito importantes na coleta de dados, pois todos os produtos passam por eles, onde deve ocorrer a coleta de algum dado de produção, dado esse que deve ser copilado e transformado em tomada de decisão.
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A ferramenta de análise do toolbox de produto para os sensores e atuadores faz a seguinte pergunta: No produto há integração de sensores e atuadores? A resposta é baseada na Tabela 1.
Tabela 1- Resposta da pergunta para sensores e atuadores
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Nenhum sensor ou atuador integrado 0
Indústria 1.0 Sensores e atuadores são interligados 1
Indústria 2.0 As leituras dos sensores são processados no produto 2 Indústria 3.0 Os dados são avaliados pelo próprio produto 3 Indústria 4.0 O produto responde independentemente, com base nos dados 4
Fonte do autor
No processo da máquina embaladora termoencolhivel foi constatado que a mesma possui atuadores e sensores e a leitura de seus dados são processados pelo produto, porém esses dados não são avaliados pelo produto e a máquina não toma nenhuma decisão independente. Baseado nessa resposta o produto recebe valor 3 para o item atuadores e sensores.
4.2.2 COMUNICAÇÃO E CONECTIVIDADE
Todo produto para se enquadrar dentro da Industrial 4.0 ele deve possui uma comunicação e conectividade e além disso deve tomar decisões com base nos dados obtidos, em concordância com os de sensores e atuadores.
A ferramenta de análise do toolbox de produto para comunicação e conectividade faz a seguinte pergunta: Sobre a Comunicação e conectividade do produto? A resposta é baseada na Tabela X2.
Tabela 2 - Resposta da pergunta para comunicação e conectividade
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Produto sem interfaces de comunicação 0
Indústria 1.0 O produto envia e recebe sinais de Entrada e saída 1 Indústria 2.0 O produto possui interfaces de barramento 2 Indústria 3.0 Os dados são avaliados pelo próprio produto 3 Indústria 4.0 O produto responde independentemente, com base nos dados 4
No processo da máquina embaladora termoencolhivel foi constatado que a mesma possui interfaces de barramento onde ela envia e recebe sinais de entrada e saída, porém os dados não ão avaliados pela máquina nem mesmo utilizado para tomadas de decisão da própria máquina. Com base neta resposta a máquina embaladora termoencolhivel receve valor 2 para o item de comunicação e conectividade.
4.2.3 ARMAZENAMENTO DE DADOS E TROCA DE INFORMAÇÕES
O armazenamento de dados e a troca de informações por parte do produto é de extrema importância para a indústria 4.0, pois as informações devem ser utilizadas pelo produto para a tomada de inúmeras decisões de grande importância.
Com base neste item a ferramenta de análise do toolbox para produto faz a seguinte pergunta baseada em armazenamento de dados e troca de informações: O produto possui armazenamento de dados ou troca de informações? A resposta é baseada na Tabela 3.
Tabela 3 - Resposta da pergunta para armazenamento de dados e troca de informações
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Sem funcionalidades 0
Indústria 1.0 Possibilita identificação individual 1
Indústria 2.0 Produto possui banco de dados 2
Indústria 3.0 Produto com armazenamento de dados para troca de informações 3
Indústria 4.0 Troca de dados e informações integral 4
Fonte do autor
Baseado na Tabela X3 foi analisado que o produto possui banco de dados, porém não troca informações nem mesmo a troca destes dados por informações integralmente. Com isso o produto recebe valor 2 para armazenamento de dados e troca de informações.
4.2.4 MONITORAMENTO
Dentro da indústria 4.0 é percebido o quanto é importante o monitoramento de todos os dados, pois assim o produto pode prever melhorias e auxiliar a produção para um melhoramento continuo.
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Baseado no monitoramento a ferramenta de análise do toolbox para produto faz a seguinte pergunta: O produto possui monitoramento? A resposta é obtida com base na Tabela 4.
Tabela 4 - Resposta da pergunta para monitoramento
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Sem monitoramento 0
Indústria 1.0 Detecção de falhas 1
Indústria 2.0 Gravação da condição operacional, para fins de diagnóstico 2 Indústria 3.0 Prognóstico próprio da condição funcional 3 Indústria 4.0 Controle de medidas adotado independente 4
Fonte do autor
No processo da máquina embaladora termoencolhivel foi constatado que a mesma possui gravação da condição operacional, para fins de diagnóstico, ou seja, a máquina não tem controle das medidas para evitar falhas. Com isso o produto recebe valor 2 para monitoramento.
4.2.5 SERVIÇOS DE TI RELACIONADOS AO PRODUTO
No uso da metodologia Toolbox da Industria 4.0 um ponto importante é os serviços de TI relacionados ao produto, pois quanto mais integrado com os sistemas de TI mais informações o produto recebe e alimenta todo o sistema da empresa, fazendo assim uma rede de dados de grande importância para empresa.
A ferramenta de análise do toolbox de produto para os serviços de TI relacionados ao produto faz a seguinte pergunta: No produto possui serviços de TI? A resposta é baseada na Tabela 5.
Tabela 5 - Resposta da pergunta para serviços de TI relacionados ao produto
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Sem serviços 0
Indústria 1.0 Serviços via portais online 1
Indústria 2.0 Execução de serviços diretamente através dos produtos 2
Indústria 3.0 Serviços prestados independentes 3
Indústria 4.0 Integração completa com uma infraestrutura de TI 4 Fonte do autor
No processo da máquina embaladora termoencolhivel foi constatado que a mesma possui serviços prestados independentes porém este serviço não é integrado com uma infraestrutura de TI. Baseado nessa resposta o produto recebe valor 3 para o item de serviços de TI relacionados ao produto.
4.2.6 MODELO DE NEGÓCIO EM VOLTA DO PRODUTO
Todo produto para se enquadrar dentro da Industrial 4.0 ele deve possui um modelo de negócio compatível com o modelo de Industria 4.0. Para isso é necessário que haja uma venda constante de funções para o produto.
Com base neste item a ferramenta de análise do toolbox para produto faz a seguinte pergunta baseada em modelo de negócio em volta do produto: O modelo de negócio em volta do produto está classificado como? A resposta é baseada na Tabela 6.
Tabela 6 - Resposta da pergunta para modelo de negócio em volta do produto
Prosição
Resposta
Valor
Indústria 0 Lucrar com a venda padronizada de produtos 0
Indústria 1.0 Vendas e consultoria sobre o produto 1
Indústria 2.0 Venda e consultoria de um produto especifico para atender a necessidade 2 Indústria 3.0 Venda adicional de serviços relacionados ao produto 3
Indústria 4.0 Venda de funções para o produto 4
Fonte do autor
Baseado na Tabela 6 foi analisado que o modelo de negócio em volta do produto se baseia na venda adicional de serviços relacionados ao produto. Com isso a máquina embaladora termoencolhivel recebe valor 3 para o item modelo de negócio em volta do produto.
4.2.7 RESULTADO DO TOOLBOX DE PRODUTO
Os valores coletados em todas as respostas dos itens anteriores formulam um gráfico de radar no qual mostra todos os pontos abordados anteriormente e os valores obtidos neste produto. O gráfico demonstra que o produto não está dentro da Industria 4.0 em nenhum
44
dos pontos anteriores. Esses pontos são itens essenciais para Industria 4.0, fazendo toda a integração do produto e tomadas de decisão estratégicas para a empresa.
A máquina embaladora termoencolhivel na qual foi realizado o estudo se trata do último processo que o produto recebe antes de ser armazenado para ser expedido ao cliente. Esse processo é extremamente estratégico para a empresa pois o produto que passar pela máquina está com todo o seu processo de manufatura finalizado. Os dados que esse processo pode fornecer para a empresa se forem interligados a todos os sistemas que a empresa possui, podem tomar decisões estratégicas desde a compra de novas matérias prima para a fabricação de novo produtos até o controle de todo o estoque de produto acabado da empresa.
Com isso o gráfico abaixo mostra os resultados obtidos nas respostas anteriores.
Figura 13 - Gráfico de Radar de desempenho da Máquina em relação ao Toolbox
4.2.8 Matriz morfológica
O método morfológico tem sua origem com as descobertas do astrônomo suíço Fritz Zwicky (1898-1974), nos anos 1940, como um modo ordenado de visualização. Deste método da astronomia surgiu a análise morfológica, uma técnica não quantitativa de estruturação e avaliação do conjunto de relações inerentes a um complexo problema multidimensional (ZWICKY, 1948).
Inicialmente, a análise morfológica foi utilizada em áreas militares, porém logo se espalhou e foi rapidamente utilizada para a resolução de problemas variados. A análise morfológica é utilizada para analisar as estrutura de diferentes formas, ideias, sistemas e processos (YAN, 1998).
Figura 14 - Exemplo de Matriz morfológica
Fonte: https://sites.google.com/site/emc5301skatemotorizado/projeto-conceitual/matriz-morfologica Acesso em 11/06/2020.
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Tabela 7 - Matriz morfológica da máquina embaladora termoencolhivel
Fonte do autor
4.2.9 Sugestão de melhorias
Segundo estudo realizado, com o uso da metodologia toolbox de produto, a máquina embaladora termoencolhível do setor de montagem INET não está de acordo com as exigências da Industria 4.0, para isso é sugerido uma série de adequações para tal.
Devido ao produto não responder independente, utilizando sua base de dados é sugerido que haja uma adequação ao software de processamento e acionamento da máquina. Como o produto não tem acesso à internet com a alteração de software é de suma importância que o mesmo tenha integração e acesso aos sistemas de manufatura da empresa, para que assim a troca de dados seja online.
Algumas adequações de hardware também são sugeridas como o sistema de entrada e saída de produto, e também o sistema de acondicionamento em pallet, todos com o auxílio de robôs autônomos, fazendo com que haja uma integração maior da máquina com todos os sistemas e produtos.
Uma única camada que ficaria de fora da Industria 4.0 segundo a metodologia
toolbox de produto com as sugestões de melhorias seria o modelo de negócio voltado em volta
dos produtos, pois neste caso as melhorias a ser feita é de forma complexa e não está dentro do propósito de melhorias para a Intelbras, essa é uma melhoria que deve vir do fabricante da máquina.
Com as melhorias sugeridas a máquina estaria dentro da Industria 4.0 em várias camadas como mostra a figura 15.
Figura 15 - Gráfico de Radar futuro da Máquina em relação ao Toolbox
Fonte do autor
Tabela 8 - Matriz morfológica futura da máquina embaladora termoencolhível
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5 CONCLUSÃO
As revoluções industriais são de suma importância para a humanidade. Cada revolução industrial traz consigo uma mudança no cotidiano natural do ser humano, a nomenclatura de industrial não diz respeito apenas industrias, mas também a tudo ao nosso redor. A primeira revolução Industrial trouxe consigo a máquina a vapor, que além das máquinas de manufatura trouxe os meios de transporte a vapor também. A segunda revolução industrial trouxe a energia elétrica que até hoje é um dos principais meios de sobrevivência humano. A terceira revolução industrial traz a internet e a conectividade, hoje o principal meio de comunicação mundial é baseado na internet. A quarta revolução industrial traz consigo a inteligência computacional, meio esse que promete auxiliar o ser humano em diversas atividades que até então eram ditas como impossíveis de ser realizada por um robô devido ao fato de não obter inteligência.
A metodologia toolbox da industrial 4.0 traz um método de análise de produtos e processos diferenciado, indicando em qual das etapas o produto ou processo se encontra. A metodologia conta com camadas importantes da indústria 4.0 sem que haja necessidade de aplicação de outra metodologia para identificação do produto ou processo.
Com o uso da metodologia toolbox pode ser de fácil detecção que a máquina embaladora termoencolhivel não está adequada a indústria 4.0, porém é de fácil adequação, devido a ter pontos mais avançados, onde metade das camadas necessária estão dentro da indústria 3.0, o que se considera de fácil adequação pois se encontra mais próximo da Industria 4.0. O único ponto que pode haver dificuldade para adequação é o modelo de negócios em volta do produto, pois o mesmo se trata de uma adequação da empresa na qual confecciona a máquina, não sendo possível a alteração pela Intelbras S/A.
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