Os fabricantes da UE estão a adotar cada vez mais as tecnologias digitais para melhorar a agilidade.
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Uma fábrica de máquinas de barbear elétricas na cidade de Drachten, no norte dos Países Baixos, está a preparar-se para um teste destinado a ajudar a indústria europeia a prosperar em mercados internacionais cada vez mais competitivos.
A fábrica gerida pela Philips faz parte de um projeto de investigação que recebeu financiamento da UE para incentivar os fabricantes a utilizarem "gémeos digitais" - fábricas virtuais criadas através de tecnologias que prometem racionalizar a produção real.
Virtual e real
A ideia é aproveitar técnicas como a computação em nuvem, a inteligência artificial, a robótica e a tecnologia de cadeias de blocos para criar modelos de processos de fabrico completos e identificar onde podem ser feitas melhorias.
"A indústria está numa fase de transição e as tecnologias digitais podem ajudar", afirmou Cécile Girardot, coordenadora da iniciativa DIMOFAC que decorre até março de 2024. "Com os gémeos digitais, os dados em tempo real podem mostrar no mundo virtual o desempenho das máquinas no mundo real".
O sector transformador europeu, que vale 5 mil milhões de euros e inclui pesos pesados mundiais em áreas que vão desde a aviação e o aço até aos automóveis e aos produtos químicos, enfrenta produtores externos muito atentos à exportação e regras ambientais mais rigorosas dentro do seu território.
A estes dois desafios subjacentes juntaram-se os aumentos dos preços da energia na sequência da invasão da Ucrânia pela Rússia em fevereiro de 2022 e as perturbações na cadeia de abastecimento causadas pela pandemia de covid-19 que ocorreu dois anos antes. A UE criou uma parceria público-privada no valor de 1,15 mil milhões de euros, denominada Fábricas do Futuro, para promover a investigação e a inovação no sector da indústria transformadora, o que demonstra a importância desta questão na agenda política europeia.
O que está em causa é a capacidade das empresas europeias para navegarem naquilo a que se chama a Quarta Revolução Industrial, ou "Indústria 4.0", uma era marcada pela automatização e pela conetividade.
A ideia da fábrica virtual está a ganhar terreno na Europa. Fabricantes como a Airbus, fabricante de aviões, e a Schneider Electric, especialista em equipamento elétrico, estão a explorar conceitos de gémeos digitais e a criar instalações de fabrico virtuais.
Ligar e produzir
A DIMOFAC, que teve início no final de 2019, desenvolveu um sistema para tornar o fabrico mais ágil.
Denominada "Plug and Produce" (ligar e produzir), facilita a reconfiguração das linhas de produção, ligando máquinas reais aos gémeos digitais.
Utilizando o sistema, um fabricante pode simular virtualmente uma nova instalação e resolver quaisquer problemas em linha antes de instalar o equipamento numa fábrica real.
Podem surgir problemas de produção, por exemplo, com a utilização de matérias-primas recicladas, porque as suas propriedades nem sempre são idênticas, segundo Girardot, coordenador do projeto europeu de materiais avançados e fabrico no instituto de investigação francês CEA-Liten.
"Neste caso, é necessário adaptar a produção", afirmou. "Quanto mais depressa o fizermos, melhor será. O principal objetivo é reduzir os tempos de reconfiguração".
O sistema "Plug and Produce" do projeto será testado em cinco instalações de produção reais em toda a Europa. Para além das máquinas de barbear eléctricas nos Países Baixos, outros exemplos incluem componentes aeroespaciais fabricados pela Éirecomposites na Irlanda e ecrãs interativos produzidos pela Schaltag na Suíça.
A tecnologia está a ser implementada nas cinco unidades fabris e os resultados deverão ser apresentados no primeiro trimestre de 2024.
A DIMOFAC pôde contar com uma vasta gama de competências industriais através de 30 parceiros que incluem também a Siemens Industry Software (França), a empresa de engenharia mecânica FILL da Áustria e a EXOM Engineering em Espanha.
Colaboração mais próxima Um outro projeto financiado pela UE para fazer avançar a perspetiva das fábricas digitais, FIRST, explorou a forma como estas poderiam ser utilizadas para aumentar a eficiência dos locais de produção espalhados por diferentes locais.
Os novos projetos e processos desenvolvidos pela FIRST facilitarão a colaboração, de acordo com Lai Xu, que coordenou a iniciativa que terminou em dezembro de 2022 após funcionar durante seis anos.
"Tradicionalmente, os locais de fabrico podem ser bastante isolados", afirmou Xu, professor associado da Universidade de Bournemouth, no Reino Unido, que trabalha em processos empresariais colaborativos e empresas virtuais.
A FIRST propôs-se identificar os desafios e obstáculos que se colocam à utilização das tecnologias de fábrica virtual e desenvolver formas de os ultrapassar, de acordo com Xu.
Os parceiros do projeto eram sete e incluíam fabricantes, empresas de software e universidades de países como a Alemanha, a Itália, os Países Baixos e a China.
Xu está otimista quanto ao que os gémeos digitais podem oferecer à indústria, tanto a nível comercial como ambiental.
Por exemplo, utilizando um modelo digital de todo o processo de produção, uma empresa de moda poderia conceber um par de sapatos em Paris ou Milão, coordenando simultaneamente o fabrico e as vendas a nível mundial.
Uma rede de tecnologia da informação ligaria todos os parceiros - lojas, designers, logística e fabricantes - e enviaria informações sobre o que é necessário, onde e quando, utilizando a tecnologia blockchain.
"Os sapatos personalizados podem ser concebidos noutro local mas fabricados localmente, o que resulta num processo de fabrico mais eficiente e flexível e com menor impacto ambiental", afirmou Xu.
A la carte
As tecnologias de fábricas virtuais não são tudo ou nada. Os fabricantes podem adotar partes para melhorar os processos sem se comprometerem com o todo, de acordo com Xu.
Esta pode ser uma consideração importante para as muitas pequenas e médias empresas que fazem parte do sector transformador da Europa e que podem não ter recursos para renovar os seus sistemas de A a Z.
As tecnologias de fábrica virtual também podem ajudar as empresas a gerir de forma mais eficiente a manutenção de máquinas complexas, reduzindo assim os custos.
"Os sensores à volta da máquina recolhem dados que permitem programar o momento em que é necessário enviar um técnico para efetuar a manutenção", afirmou Xu.
Num sinal de que as tecnologias de fabrico virtual se vão tornar cada vez mais importantes, a Comissária afirmou que o consórcio FIRST está a procurar ativamente novos financiamentos nacionais e da UE para fazer mais progressos neste domínio.
Este artigo foi originalmente publicado na Horizon, a Revista de Investigação e Inovação da UE.