Automação Industrial: Conceitos e Importância

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<p>AUTOMAÇÃO</p><p>INDUSTRIAL</p><p>Everton Coelho de Medeiros</p><p>Conceitos básicos</p><p>de automação</p><p>Objetivos de aprendizagem</p><p>Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>� Relacionar sistemas de produção automatizados.</p><p>� Diagnosticar a necessidade de trabalho manual nas fábricas.</p><p>� Descrever as razões para a automação.</p><p>Introdução</p><p>Neste capítulo, você vai ver os conceitos introdutórios relacionados à</p><p>automação industrial, automação que está presente desde o século XX</p><p>e se mantém em foco em razão de melhorias nas taxas de produtividade</p><p>e qualidade do produto final.</p><p>Serão elucidados neste capítulo o relacionamento de sistemas de</p><p>produção automatizados, diagnóstico da necessidade de trabalho manual</p><p>e descrição das razões para se ter automação aplicada.</p><p>Automação em processos industriais</p><p>Processos produtivos têm várias cadeias e células dedicadas para a produção de</p><p>parte de um produto final. Anteriormente, isso era feito de forma manual, em</p><p>que um operador realizava a tarefa A, em seguida ia para um outro operador</p><p>que realizava a tarefa B, até chegar no produto finalizado (Figura 1).</p><p>Figura 1. Linha de produção utilizando mão de obra somente humana.</p><p>Fonte: Everett Collection/Shutterstock.com.</p><p>Com o passar do tempo, mais exatamente na chamada Primeira Revolução</p><p>Industrial, máquinas a vapor foram incorporadas ao processo, aperfeiçoando,</p><p>assim, mais tarefas que podiam ser feitas por um mesmo operador, porém</p><p>utilizando menos força e maior rapidez.</p><p>Com a incorporação da eletricidade em etapas de produção, além de mon-</p><p>tagem de linhas e cadeias produtivas, essa evolução foi gerando nas indústrias</p><p>uma busca por máquinas cada vez mais rápidas para ganhar em aspectos como</p><p>produtividade (BOLTON, 2010).</p><p>No entanto, mesmo com máquinas mais rápidas, a repetição de processos</p><p>em cadeias de produção provoca um estresse sobre o trabalhador, tornando sua</p><p>rotina cansativa ao longo da jornada de trabalho. Essa perda de produtividade</p><p>e atenção do operador implica uma perda de qualidade do produto final, fato</p><p>que leva a produzir mais peças refugadas e que merecem o retrabalho.</p><p>Conceitos básicos de automação2</p><p>No século XX, a automação, que vem da palavra latina automatus, que</p><p>significa mover por si só, aparece mais claramente, isso porque o uso de con-</p><p>troladores lógicos programáveis foram utilizados, além da invenção e do uso</p><p>de robôs industriais. Então, vários processos podiam então ser substituídos</p><p>pelo uso desses equipamentos integrados.</p><p>A automação é um sistema que busca o controle de ações antes feitas por</p><p>operadores humanos, além de realizar medições e fazer correções caso algum</p><p>desvio seja percebido (NATALE, 2008). Hoje, a automação se encontra em uma</p><p>etapa chamada Indústria 4.0, na qual a integração de componentes e máquinas</p><p>é o cerne dessa filosofia de trabalho. Diversos conceitos foram inventados</p><p>junto dessa nova terminologia e ditam hoje a indústria no século XXI.</p><p>Os sistemas produtivos hoje em dia são flexíveis e operam a uma elevada</p><p>taxa de produtividade, com perdas mínimas, oferecendo assim um ganho de</p><p>confiabilidade (BOLTON, 2010). Na Figura 2, veja uma linha de produção</p><p>automatizada, na qual é possível ver partes da cadeia produtiva sendo operada</p><p>por robôs e/ou controladores programáveis que podem ser reestruturados para</p><p>garantir uma reconfiguração do processo.</p><p>Figura 2. Linha de produção automatizada.</p><p>Fonte: Jenson/Shutterstock.com.</p><p>3Conceitos básicos de automação</p><p>A palavra manufatura é muito utilizada por engenheiros e pessoas da área técnica,</p><p>quando se refere à produção de uma fábrica. No entanto, olhando no dicionário</p><p>Michaelis, a manufatura é o trabalho realizado à mão ou em máquina caseira. Dessa</p><p>forma, quando uma linha está automatizada, não podemos dizer que a manufatura</p><p>está automatizada, mas, sim, que a linha de produção está. Esse é um equívoco comum</p><p>quando tratamos de temas práticos de produção de produtos.</p><p>Trabalho manual em ambientes automatizados</p><p>A existência da automação cria um mito que tudo pode e deve ser automatizado.</p><p>No entanto, isso não deve ser levado com tanto rigor, visto que várias tarefas</p><p>devem ainda ser feitas por operadores humanos e sua importância sobressai</p><p>em relação a uma máquina aplicada em seu lugar (LAMB, 2015).</p><p>Um bom exemplo disso está em etapas de manutenção e controle de qua-</p><p>lidade, especialmente no setor de alimentos, além dos operadores que devem</p><p>estar a postos para atuar caso alguma das máquinas venha a apresentar algum</p><p>mal funcionamento. Outro exemplo está na produção têxtil e de indústria de</p><p>sapatos, essa linha de produtos é complexa e um robô ou algum sistema de</p><p>automação não consegue garantir o mesmo tipo de qualidade que um operador</p><p>fazendo à mão garantiria. Em situações como essa, produtores até aproveitam</p><p>e etiquetam seus produtos com um selo de qualidade assegurando “produto</p><p>feito à mão”, garantindo, assim, que há a qualidade imposta por um operador</p><p>qualificado.</p><p>Outro motivo para manter partes da produção com operações manuais é</p><p>quando o retorno do investimento não será dado em um prazo adequado, ou</p><p>seja, imagine que parte de uma linha de produção queira ser automatizada</p><p>com um robô transportador. O robô custa cerca de US$ 200 mil (Figura 3),</p><p>mas durante o dia todo realiza cerca de 20 operações. O tempo de espera</p><p>para retorno desse investimento será muito longo, e, portanto, é ideal manter</p><p>um operador manual para fazer o mesmo trabalho, que exigirá menor custo.</p><p>Conceitos básicos de automação4</p><p>Figura 3. Aplicação de um robô para manipulação de uma peça em um centro de usinagem.</p><p>Fonte: Suwin/Shutterstock.com.</p><p>Veja no link a seguir a agenda brasileira para a Indústria 4.0. Essa agenda apresenta fatos</p><p>e números acerca da Quarta Revolução Industrial, elaborada pela Agência Brasileira do</p><p>Desenvolvimento Industrial, para assim iniciar a elucidação de como está a automação</p><p>no século XXI e como o Brasil vem se posicionando quanto a isso.</p><p>https://qrgo.page.link/21C47</p><p>Razões para automação</p><p>Para se automatizar partes de processos é necessário levantar vários pontos</p><p>de análise e, a partir deles, se é possível atingir os cinco objetivos listados a</p><p>seguir (FRANCHI, 2011).</p><p>5Conceitos básicos de automação</p><p>1. Aumento na produtividade dos seus colaboradores: automatizar um</p><p>processo de fabricação aumenta seu volume de produção e também a</p><p>produtividade, tendo maior produção com menos horas de trabalho.</p><p>2. Redução de custos com mão de obra: o investimento em máquinas</p><p>para substituir trabalhos manuais se tornou economicamente justificável,</p><p>quando levado em conta o tempo de retorno do investimento.</p><p>3. Eliminação de tarefas repetitivas, desgastantes e sem sentido:</p><p>eliminar tarefas rotineiras, entediantes e eventualmente perigosas.</p><p>Automatizar esses processos melhora as condições de trabalho dentro</p><p>da sua fábrica, garantindo mais produtividade e qualidade.</p><p>4. A segurança e o bem-estar dos seus funcionários: a automação de</p><p>um processo transfere o trabalho de um colaborador para uma máquina</p><p>– transformando sua participação ativa na fabricação do produto em</p><p>um trabalho de supervisão e operação do equipamento – e aumenta os</p><p>níveis de segurança.</p><p>5. Melhora na qualidade e competitividade dos seus produtos: a auto-</p><p>mação resulta não somente no aumento da sua produção em relação à</p><p>confecção manual, mas também torna o processo de fabricação uniforme</p><p>e em conformidade com padrões de qualidade, com redução de refugos</p><p>e produtos defeituosos.</p><p>Esses objetivos alcançados, a automação pode ser aplicada em qualquer</p><p>setor industrial. Na indústria têxtil, a produção de fios e/ou de peças acabadas</p><p>é obtida com a substituição de partes do processo por maquinários automa-</p><p>tizados. O processo inteiro possivelmente não deve estar automatizado, pois</p><p>algumas etapas (especialmente na fase de acabamento) exigem o toque do</p><p>operador humano para dar qualidade, como visto anteriormente. No entanto, a</p><p>automação de outras partes que exigem repetição de movimentos e melhorias</p><p>de segurança para o operador irão gerar um produto final de melhor qualidade</p><p>em maior quantidade.</p><p>No setor de mineração, o grande problema está na manipulação de cargas</p><p>pesadas e que são transportadas em grande quantidade. Outro problema está</p><p>no ambiente de trabalho. Minas ou indústrias de transformação (siderúrgicas)</p><p>são ambientes hostis, insalubres e com alto grau de periculosidade envolvido.</p><p>Conceitos básicos de automação6</p><p>Levando em consideração essa problemática, a implementação de sistemas</p><p>automatizados, por exemplo esteiras transportadoras, elevadores de carga ou</p><p>outro processo integrado que envolva diminuição do contato direto entre ope-</p><p>rador e matéria-prima, irá gerar ganhos da qualidade do ambiente de trabalho</p><p>e também irá gerar ganhos na quantidade processada, além da rapidez desse</p><p>processo. A automação nessa situação atinge várias razões antes mencionadas.</p><p>No setor aeroespacial, a qualidade da produção de peças que compõem</p><p>aviões ou sistemas aeronáuticos é regulamentada não somente por agências</p><p>nacionais. Produtos aeroespaciais devem obedecer uma série de exigências</p><p>impostas por órgão internacionais, como os padrões americanos e europeus,</p><p>para que assim seu produto esteja com qualidade assegurada e disponibilizada</p><p>ao mercado mundial.</p><p>No entanto, várias peças são de complexidade elevada, além de que devem</p><p>ser testadas com ensaios não destrutivos, medições por máquinas tridimen-</p><p>sionais e outros equipamentos de alta exatidão e precisão. A automação entra</p><p>em ação para garantir a melhoria da qualidade desses produtos, além de</p><p>flexibilização quando for exigida a produção de peças diferentes.</p><p>Células de produção que contenham máquinas comando numérico com-</p><p>putadorizado (CNC) são integradas com máquinas tridimensionais do tipo</p><p>máquina de medição por coordenadas (MMC), buscando uma produção efi-</p><p>ciente e dentro das tolerâncias exigidas. A produção dessas peças gera um</p><p>número de série, para assim garantir a rastreabilidade do componente feito e</p><p>assim atender às normas internacionais.</p><p>Acesse, por meio do link a seguir, um site independente de notícias sobre automação</p><p>e instrumentação industrial no Brasil. Nele, é possível ver notícias sobre automação,</p><p>instrumentação e controle de processos, além de vagas de cursos e trabalho divulgadas</p><p>abertamente.</p><p>https://qrgo.page.link/rwvGJ</p><p>Veja também um artigo tratando do que é automação, de forma bem introdutória.</p><p>https://qrgo.page.link/hwuJZ</p><p>7Conceitos básicos de automação</p><p>Os links para sites da Web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun-</p><p>cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a</p><p>rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de</p><p>local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade</p><p>sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.</p><p>BOLTON, W. Mecatrônica: uma abordagem multidisciplinar. 4. ed. Porto Alegre: Book-</p><p>man, 2010.</p><p>FRANCHI, C. M. Controle de processos industriais: princípios e aplicações. São Paulo:</p><p>Érica, 2011.</p><p>LAMB, F. Automação industrial na prática. Porto Alegre: AMGH, 2015. (Série Tekne).</p><p>NATALE, F. Automação industrial. 10. ed. São Paulo: Saraiva, 2008. (Série brasileira de</p><p>tecnologia).</p><p>Leituras recomendadas</p><p>CAPELLI, A. Automação industrial: controle do movimento e processos contínuos. 3.</p><p>ed. São Paulo: Érica, 2013.</p><p>MORAES, C. C. de; CASTRUCCI, P. de L. Engenharia de automação industrial. 2. ed. Rio</p><p>de Janeiro: LTC, 2010.</p><p>PIRES, J. N. Automação industrial. 4. ed. São Paulo: ETEP, 2007.</p><p>Conceitos básicos de automação8</p>