Neste artigo, exploramos a evolução da robótica industrial e fizemos também um breve resumo sobre as revoluções industriais que levaram ao advento da robótica e das tecnologias produtivas ao redor do mundo. Confira!
Evolução da indústria mundial
Antes de falarmos sobre a evolução da robótica mundial, precisamos entender todos os processos de transformação industrial que levaram aos robôs.
Isso significa passar pelas quatro revoluções industriais e entender como os processos produtivos saíram de artesanais e rudimentares a altamente qualificados e precisos com a integração de um mundo digital.
Mas o que são essas quatro revoluções industriais na prática?
As quatro revoluções industriais são caracterizadas por avanços em formas de energia e tecnologia que impactaram significativamente o processo de manufatura de seus tempos.
Elas foram impulsionadas pela descoberta e uso do carvão mineral, gás natural, eletricidade, eletrônicos, energia nuclear, internet e energias renováveis.
Desde 1765, quando os primeiros passos são dados na jornada de transformação das indústrias, grandes marcos foram alcançados do ponto de vista produtivo.
No geral, o desenvolvimento da indústria mundial pode ser pensado em 4 etapas:
- Indústria 1.0: primeira revolução industrial e surgimento das máquinas a vapor;
- Indústria 2.0: segunda revolução industrial e o uso de diesel e eletricidade para alimentar as fábricas. Final do século 19 e começo do século 20, desenvolvimento do modelo fordista de produção;
- Indústria 3.0: terceira revolução industrial com eletronização e desenvolvimento de sistemas complexos, como o surgimento dos primeiros robôs industriais em larga escala na indústria automobilística;
- Indústria 4.0: integração da internet e de sistemas de informação complexos como Big Data, IoT e outros elementos ao ambiente de manufatura. Surgimento dos cobots no cenário industrial.
Abaixo, exploramos cada etapa com maior detalhe e damos exemplos das principais tecnologias.
Indústria 1.0
A Primeira Revolução Industrial tem como marco o ano de 1765 e a descoberta e extração em massa de carvão mineral e minério de ferro. Foi graças a esses dois recursos, um como fonte de combustível e o outro como matéria-prima para construção, que houve o desenvolvimento da energia a vapor.
É esse processo que primeiro mecaniza os espaços produtivos na Europa continental, em especial a Inglaterra, onde tanto carvão e ferro eram abundantes.
O poder da energia a vapor foi um dos avanços mais significativos para a humanidade em termos de impacto produtivo. Antes do desenvolvimento dessa tecnologia, a força de trabalho era limitada pela capacidade humana ou animal.
Por 100 anos, as indústrias se desenvolveram baseadas na manufatura a vapor, com o desenvolvimento de maquinário especializado, a criação de tecnologias de transporte em larga escala como os trens e um grande impacto na qualidade de vida e na cultura das sociedades afetadas.
No final do século 18, os avanços tecnológicos chegam aos Estados Unidos, com o final da guerra de independência impulsionando o país a um desenvolvimento menos atrelado às necessidades coloniais do Reino Unido.
As principais indústrias impactadas pela primeira revolução industrial foram:
- Vidro;
- Mineração;
- Agricultura;
- Têxtil.
Ou seja, indústrias de base para a vida humana e para a geração de novas matérias primas para outros processos industriais.
Tecnologias da Indústria 1.0
As tecnologias que caracterizam a indústria 1.0 são as máquinas a vapor e água, como os teares de tecelagem a vapor que surgiram em 1784. Outras máquinas incluem rodas de água, rodas de fiar e o motor a vapor.
No geral, os benefícios mais imediatos foram para as indústrias têxteis e de transporte, visto que as tecnologias muito se concentravam neste setor.
Indústria 2.0
A segunda revolução industrial começa em 1870 e se caracteriza pela descoberta de gás natural e petróleo, poderosos aliados na geração de mais energia para as fábricas e na produção de eletricidade em larga escala.
Outros avanços importantes foram o motor a combustão, impulsionado pelos novos combustíveis, o aço e novos metais.
É nessa etapa que surge Henry Ford e a padronização da produção industrial em diferentes etapas realizadas por diferentes pessoas.
Agora, surgem também os carros e aviões, ampliando o transporte de pessoas e produtos pelas regiões do mundo.
A escala da manufatura aumentou rapidamente, e alguns historiadores se referem a esse período como Revolução Tecnológica, visto que a segunda revolução industrial aperfeiçoou muitos dos processos industriais que começaram na indústria 1.0.
Ainda que o final da indústria 1.0 já apresente a eletricidade como fonte de energia para as fábricas, é só na indústria 2.0 que surgem máquinas elétricas de fato. Os principais benefícios eram claros: essas novas máquinas eram mais eficientes, mais fáceis de lidar, operar e manter.
Por conta disso, os custos de produção baixaram e houve também menor necessidade de mão de obra humana para operar um mesmo maquinário.
A indústria 2.0 também deu luz ao processo de produção em massa em linha - hoje uma prática padrão de qualquer fábrica no mundo.
Tecnologias da Indústria 2.0
Muitos dos desenvolvimentos tecnológicos da indústria 2.0 envolvem o uso de energia elétrica e aço nas indústrias de produção.
A eletricidade permitiu que muitas companhias incorporassem processos modernos em suas linhas e conseguissem lidar com a produção de bens em massa. É também nesse período que surgem extensivas linhas de telégrafos e de trens, ampliando ainda mais a comunicação e tráfego.
Um dos grandes exemplos dessa época é o de Ransom E. Olds e da primeira linha de montagem do mundo.
Sendo o produtor da Oldsmobile, possuía um sistema que era capaz de gerar 20 unidades por dia, mas em um ano, a empresa foi capaz de aumentar sua produção e garantir um aumento de 500% graças às novas tecnologias e métodos.
Paralelo a Ransom e a Oldsmobile, Henry Ford, inspirado pelas linhas de abate de porcos em Chicago, aplica a mesma mentalidade de divisão de tarefas em uma linha de produção para a montagem de seus carros.
Graças a isso, uma fábrica que antes contava com uma única estação para a montagem de um automóvel agora tinha uma linha de produção em que cada trabalhador era responsável por uma etapa.
Isso fez com que o preço dos automóveis caísse drasticamente e, impulsionados pela indústria do petróleo, esses veículos ganharam o mundo de uma forma que já conhecemos hoje.
Indústria 3.0
A terceira revolução industrial começou em 1969, quando a energia nuclear e os eletrônicos foram usados para impulsionar e avançar a tecnologia nas fábricas. Aqui começa o desenvolvimento dos computadores modernos e do seu uso para aumentar a produtividade na produção.
É também nesse período que a automação industrial parcial faz sua estreia, graças aos controladores de memória programável e computadores. Até o final da indústria 3.0, robôs e a automação estarão plenamente desenvolvidos.
Ou seja, é a partir daqui que podemos falar de uma evolução da robótica industrial, visto que os primeiros robôs (como entendemos hoje) surgem neste período.
Contudo, até aqui esse processo de fabricação industrial ainda dependia enormemente da atuação humana para funcionar. Ou seja, as máquinas estavam presentes e executavam tarefas, mas dependiam da vistoria ou da atuação de um trabalhador em alguma etapa do processo para garantir a continuidade das operações.
A terceira revolução industrial também é comumente chamada de “Revolução Digital” ou “Primeira Era dos Computadores”, e começa nos anos 70, em que grandes computadores ocupavam salas inteiras para realizar tarefas relativamente simples (para os padrões da atualidade) de cálculo.
A indústria 3.0 também apresenta um grande salto tecnológico em relação à segunda graças aos eletrônicos e a computação.
Além disso, é importante observar que a Indústria 3.0 ainda está presente em diversas fábricas ao redor do mundo, com as versões mais atualizadas dos processos desenvolvidos nessa etapa.
Ou seja, se antes haviam os controladores de memória calculáveis, hoje temos computadores plenos em atuação nas linhas. E outro aspecto muito importante para a automação e a maior produtividade das linhas é a robótica.
A robótica na indústria 3.0
É com a indústria 3.0 que surge a robótica. Nós, inclusive, já contamos essa história em outro artigo: impulsionados pela necessidade de automação cada vez maior para dar conta das demandas de mercado, a General Motors apresenta ao mundo o primeiro robô industrial no meio do século 20.
A partir daí, os robôs vão sendo implementados em cada vez mais indústrias, sempre tendo como principais impulsionadores as grandes indústrias e grandes setores do mercado: automobilístico, petrolífero, mineração e têxtil.
Mas os robôs não pararam de se desenvolver. Foram se subdividindo em diferentes grupos, para diferentes aplicações, e podem assumir muitas formas e realizar vários processos dentro das fábricas.
Hoje, são parte integral do cenário de manufatura mundial - e não param de crescer. O relatório da IFR (Federação Internacional de Robótica), mostra que o número de vendas de robôs industriais tradicionais passou de 3 milhões em 2021.
- Leia também: Tipos de robôs industriais e suas aplicações
Tecnologias da Indústria 3.0
O PLC (Controlador Lógico Programável) foi inventado nos anos 60 e foi um dos marcos tecnológicos da indústria 3.0. Outras máquinas eletrônicas inventadas nesse período incluem chips de circuitos integrados, sistemas digitais lógicos, computadores, telefones digitais, microprocessadores e muito mais.
A indústria 3.0 pega o mundo analógico existente até aquele momento, depois de milhares de anos de desenvolvimento humano, e o converte em digital.
Indústria 4.0
A quarta revolução industrial começa nos anos 2000. Ela é popularmente conhecida por fontes renováveis de energia e a integração da internet nas tecnologias industriais e domésticas, com o avanço das fábricas inteligentes.
A principal ênfase da indústria 4.0 é a interconectividade através de conexão de alta velocidade, Inteligência Artificial, machine learning, automação, análise de Big Data, computação em nuvem e a evolução da robótica industrial para um novo patamar.
Essa nova maneira de produzir garante uma abordagem holística da manufatura que visa transparência na cadeia de produção. Assim, essa revolução permite que os tomadores de decisão nas empresas possam guiar suas ações cada vez mais por dados e análises precisas em todos os aspectos das operações.
A indústria 4.0 apresenta inúmeros benefícios, incluindo (mas não se limitando a):
- Aumento nos lucros;
- Aumento na produtividade;
- Flexibilidade de manufatura e customização;
- Maior eficiência;
- Controle e visibilidade de dados por toda a cadeia produtiva;
- Maior velocidade na entrega de produtos e serviços ao mercado;
- Maior qualidade de produtos por menor custo;
- Redução de erros e atrasos;
- Uso de manutenção preventiva impulsionada por análises para redução de downtime.
Mudanças na forma de trabalho na indústria 4.0
Essa revolução pela qual estamos passando também mudou a maneira como as pessoas trabalham. Agora, há como conectar indivíduos em redes de trabalho mais inteligentes.
Além disso, o ambiente de indústrias pode ser quase totalmente digitalizado, tornando mais fácil a transmissão de dados que, contextualizados, geram informação para os tomadores de decisão.
Isso exige mão de obra qualificada e maior preparo dos trabalhadores para os anos vindouros, mas não é a única mudança causada pela quarta revolução industrial.
Isso porque houve também uma evolução da robótica industrial e, junto das opções de robôs industriais tradicionais, temos hoje também os robôs colaborativos.
Esses robôs colaborativos, que aqui na Universal Robots apelidamos de cobots, possibilitam o trabalho de humanos e máquinas lado a lado, otimizando os processos produtivos de uma forma nunca antes vista.
Isso porque a automação robótica industrial tradicional, em sua configuração de trabalho, exige uma separação desses dois pilares tão importantes para o sucesso de qualquer empresa.
Com a união dos humanos e robôs em uma configuração inteligente, os cobots ficam com a parte braçal, repetitiva e perigosa da produção enquanto os humanos lidam com tarefas de maior valor agregado na linha.
- Leia também: Repensando a relação homem x máquina
O uso de cobots na indústria 4.0
Os cobots então passam a atuar a partir da indústria 4.0 como uma evolução da robótica industrial dentro das aplicações possíveis da automação nas fábricas. São menores que robôs industriais tradicionais, mais inteligentes e integrados aos processos produtivos.
Além disso, assumem funções que liberam trabalhadores de tarefas repetitivas e extenuantes na linha, como:
Os robôs colaborativos impulsionaram muitas indústrias ao redor do mundo e possibilitaram ainda que Pequenas e Médias Empresas pudessem entrar no mundo da automação com um menor custo total de aquisição da tecnologia quando comparada à robótica tradicional.
Isso porque os cobots são fáceis de instalar, são flexíveis em tarefas e podem ser movidos para diferentes pontos da linha, possuem programação fácil e interface amigável e não exigem manutenções recorrentes nem contratação de profissional qualificado para sua operação.
- Leia também: Indústria 5.0: o retorno do toque humano
A evolução da robótica industrial acompanha as revoluções industriais
Das primeiras máquinas a vapor até os robôs colaborativos em fábricas inteligentes, o mundo industrial passou por grandes transformações nos últimos séculos.
Para continuar competindo em um mercado em constante transformação e poder entrar no cenário global, é necessário se atualizar e buscar as tecnologias que fazem mais sentido para seu negócio.
A Universal Robots oferece robôs colaborativos para indústrias de todo o mundo e possibilita que diferentes indústrias, em diversos setores, automatizem tarefas que antes pareciam impossíveis.
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