O que é automação industrial? Entenda seu funcionamento, tipos e vantagens

O que é a automação industrial e por que ela é tão importante no sucesso do cenário industrial competitivo de hoje? Neste artigo, iremos responder a essa e outras perguntas, além de apresentarmos os robôs colaborativos, um tipo de tecnologia de automação industrial em ação. Continue a leitura para conferir. Até o final do artigo, veja:

• O que é automação industrial?
• Vantagens do uso de cobots na automação industrial
• Tipos de automação industrial
• Automação industrial no Brasil: dados e oportunidades
• O que automação industrial faz? Entenda como ela funciona na prática
• Conclusão sobre automação industrial

De maneira mais ampla, a automação industrial se refere aos hardwares e softwares associados a sistemas de controles usados para substituir ou suplementar o trabalho humano em ambientes industriais.

Exemplos de automação normalmente são encontrados em espaços de manufatura, incluindo os robôs industriais tradicionais, robôs industriais colaborativos e as plataformas de robôs móveis.

Máquinas podem ser usadas para automatizar tarefas específicas, mas não oferecem o mesmo nível de versatilidade e flexibilidade que robôs. De maneira simples, robôs são mais flexíveis que máquinas tradicionais.

Normalmente definidos como “manipuladores de propósito geral que podem ser programados e reprogramados para uma variedade de tarefas”, robôs podem ser usados em tarefas de inspeção de qualidade, alimentação de máquinas, montagem e paletização.

Nem todos os robôs industriais atuam da mesma forma, contudo. Robôs tradicionais são relativamente estáticos e causam grande impacto no layout do chão de fábrica, além de exigirem medidas de segurança extensas como células de segurança. Não só isso, mas a programação de robôs industriais tradicionais costuma exigir um especialista.

Robôs colaborativos (ou cobots), que surgiram no cenário internacional só uma década atrás com o lançamento do cobot UR5 da Universal Robots, oferecem um diferente paradigma: automação com excelente custo-benefício e um pequeno impacto no chão de fábrica, facilidade na instalação e reinstalação, em diferentes tarefas.

Os cobots são facilmente transportados, bastando montá-los em uma plataforma móvel para mover a uma parte distinta da sua fábrica conforme os calendários de produção mudam.

E o mais importante: a interface é extremamente simples, de forma que qualquer colaborador pode virar um “cobotista” com treinamento em nossa plataforma.

Veja abaixo algumas das vantagens da tecnologia de automação industrial.

Aqui, iremos explorar as cinco maiores vantagens dos robôs colaborativos na indústria: segurança, flexibilidade, uniformidade, produtividade e custo-benefício. Como verá em breve, essas são as principais razões para indústrias ao redor do mundo utilizarem cada vez mais o poder dos cobots para expandirem suas atividades.

1. Segurança

Uma das características mais inovadoras dos cobots, e um fator chave na diferença entre eles e os robôs industriais tradicionais, é que seguindo os parâmetros de segurança na instalação e programação, os cobots podem trabalhar ao lado de humanos sem a necessidade de células de segurança especiais.

Isso diminui o custo geral de implementação da automação industrial enquanto mantém reduzido o número de acidentes causados por trabalhos repetitivos nas tarefas, como montagem, empacotamento, lixamento e parafusamento.

Utilizar cobots permite liberar os trabalhadores para tarefas mais ergonômicas e de maior valor agregado enquanto remove os riscos associados à automação industrial tradicional.

Contudo, ainda é altamente recomendado realizar apreciação de risco em todas as instalações seguindo as diretrizes da NR-12e ISO/TS 15066.

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2. Flexibilidade

A maioria das fábricas precisa transformar e atualizar seus processos produtivos com o tempo. Seja por conta das necessidades de produção ou mudanças na forma como os produtos são feitos, seja pela mudança no próprio produto fabricado, a verdade é que para o negócio se manter lucrativo e funcionando, mudanças são praticamente inevitáveis.

Os robôs colaborativos da Universal Robots podem ser facilmente adaptados para uma grande variedade de tarefas, incluindo montagem, empacotamento, lixamento, operações de pick-and-place, soldagem, parafusamento, inspeção de qualidade e muito mais.

Os cobots da Universal Robots são desenvolvidos para serem facilmente programáveis pela maior parte dos colaboradores nas manufaturas, incluindo a oporttunidade da realização de um curso de robótica online completo, o que aumenta ainda mais a flexibilidade das soluções de automação industrial por cobots.

- Leia também: Programação na robótica: Importância e linguagens comuns

3. Repetitividade

Quando humanos realizam tarefas repetitivas, erros são inevitáveis conforme os trabalhadores ficam distraídos e desgastados.

Por isso, é muito difícil (e pouco ergonômico) para humanos realizarem a mesma tarefa física da mesma maneira repetidas vezes ao longo de um turno.

Infelizmente, mesmo o mais ínfimo dos erros pode ter impacto significativo na qualidade do produto.

Cobots eliminam esse problema porque eles podem repetir o mesmo processo sem parar, infinitamente, sem falhas desse tipo. Não há maneira mais fácil de se aumentar a qualidade de um produto que garantindo a mesma especificação de aplicação em todas as instâncias.

Robôs industriais tradicionais oferecem uniformidade e consistência também, mas são muito mais caros e tomam muito mais tempo para implementar.

4. Produtividade

Assim como os robôs tradicionais, cobots estão disponíveis 24/7, permitindo fabricantes com alta demanda um aumento na produção.

Basta tomar como exemplo a fabricante suíça de produtos para cozinhas Franke, que faz mais de 10.000 pias para cozinhas por ano. A empresa usou um cobot UR5 para ajudar nas tarefas repetitivas e de pouco impacto de aplicação de cola.

A automação industrial permitiu à Franke liberar os trabalhadores de tarefas estressantes e repetitivas, aumentou a eficiência operacional de sua linha produtiva e reduziu desperdício de material.

- Leia também: Indicadores de produção industrial: conheça os 7principais

5. Custo-benefício

Os robôs colaborativos da Universal Robots custam menos que os robôs industriais tradicionais quando avaliamos através do TCO (Total Cost Ownership, Custo Total de Aquisição), permitindo que as fábricas aproveitem os benefícios da automação enquanto garantem Retorno Sobre Investimento relativamente rápido.

O TCO dos robôs colaborativos faz com que a solução completa de automação industrial robótica seja de 15 a 30% menor que instalações convencionais.

São necessários menos aparatos mecânicos e eletrônicos para implementar a automação industrial, o projeto pode ser finalizado muito mais rápido e a manutenção é muito reduzida.

Por exemplo, a B-Loony Ltd, uma PME do Reino Unido fabricante de produtos promocionais sob medida, como bandeiras de alimentos, bandeirolas e balões, usa seis cobots UR3 para uma variedade de tarefas incluindo costura e montagem de produtos na sua unidade inglesa.

Os cobots permitiram à B-Loony aumentar a produção de bandeiras de alimento de 250 mil unidades por ano para 15 milhões de unidades por ano.

O aumento da produtividade foi tão grande que a empresa alcançou Retorno sobre Investimento com os robôs colaborativos em apenas nove meses!

Existem três principais tipos de automação industrial, cada uma com suas capacidades e aplicações**: a automação fixa, programavel e flexivel.**

A automação fixa se refere às máquinas altamente especializadas. Esses equipamentos, como esteiras de produção, são feitos para mecanizar tarefas repetitivas. É normalmente muito difícil, senão impossível, movê-las ou adaptá-las para uma nova função.

Automação programável, como os robôs industriais tradicionais, são mais adaptáveis e as fábricas podem customizar os robôs para tarefas específicas. Essas máquinas podem ser reprogramadas, contudo, cada mudança pode levar semanas sob o cuidado de um especialista em robótica antes de começar a funcionar plenamente.

Por fim, há a automação flexível. Os robôs colaborativos da Universal Robots podem não ser rápidos ou possuírem capacidade de carga como robôs industriais tradicionais, mas são bem mais versáteis e podem ser implantados e reimplantados em uma grande variedade de aplicações, como alimentação de máquinas, metrologia, paletização, montagem e mais.

Leves e extremamente móveis, nossos robôs colaborativos oferecem flexibilidade sem a necessidade de programadores especializados em robótica, com tempo de implementação mínimo, o que reduz o período de linha de produção parada.

- Leia também: Implementação de automação robótica: como começar?

De acordo com a Associação Brasileira de Automação-GS1 Brasil, em parceria com a empresa de pesquisas GfK, o nível de automação nas empresas brasileiras aumentou 4% de 2018 para 2019 e manteve um crescimento consistente nos anos subsequentes, atingindo novos patamares de desenvolvimento entre 2021 e 2024.

O índice é mensurado em um intervalo de 0 a 1, sendo 0 a ausência total de automação e a 1 a automação plena nos espaços.

Abaixo, um pequeno resumo sobre a automação industrial no Brasil nos últimos anos.

Indústria brasileira e automação: 2018 a 2019

O estudo da GS1 avalia seis dimensões na indústria brasileira: sistemas, logística, atendimento, relacionamento com o colaborador, relacionamento com o cliente e fábrica. Em cada aspecto, veem-se os pontos de aplicação de tecnologias de automação.

Os principais destaques de crescimento entre 2018 e 2019 foram para o setores de pequeno porte, saindo de 0,273 para 0,0275 e de Bens de Consumo Semiduráveis, de 0,249 para 0,259.

Indústria brasileira e automação: 2019 a 2020

Já em 2020, de acordo com o relatório da GS1, houve crescimento de 3% na automação geral em relação a 2019, mesmo com os desafios propostos pela pandemia. Nesse ano, a automação no Brasil chegou a 0,267 no total. Desde 2016, ano inicial de registro, houve expansão de 7%.

Considerando apenas a indústria brasileira, o aumento foi de 2%, chegando a 0,305 no índice. Nesses últimos 4 anos, o crescimento foi de 4%

Indústria Brasileira e Automação: 2021 a 2024

Entre 2021 e 2024, a automação industrial no Brasil apresentou um avanço significativo, impulsionado pela adoção de tecnologias digitais, como IoT (Internet das Coisas), aprendizado de máquina e integração de sistemas ERP. Segundo dados da GS1 Brasil, o índice de automação no país aumentou em média 5% ao ano nesse período, alcançando 0,290 em 2024.

Destaques incluem:

• Pequenas e médias empresas: Maior adesão às tecnologias de automação, com crescimento de 6% no índice médio de automação;
• Indústria de alta tecnologia: Setores como eletrônicos e automotivo registraram um aumento de 8%, beneficiados por incentivos fiscais e programas de inovação.
• Sustentabilidade: Implementação de soluções automatizadas para eficiência; energética e redução de desperdícios, com crescimento de 7% na área de gestão ambiental.

Esses avanços demonstram que o Brasil está cada vez mais integrado às tendências globais de automação, preparando-se para os desafios da Indústria 4.0 e aumentando a competitividade no cenário internacional.

Abaixo, uma descrição melhor de cada dimensão analisada.

1. Sistemas

74% das indústrias usam soluções de automação para gestão - sendo que 89% são soluções “de mercado” já pré-prontas.

A adesão nos setores das empresas avaliadas segue da seguinte maneira:

• Financeiro: 97%;
• Comercial: 95%;
• Fiscal: 93%;
• Distribuição: 89%;
• RH: 78%;
• Produção: 92%.

84% das indústrias também reportaram sistemas para evitar furtos e fraudes. 31% das empresas fazem licitações online. Um crescimento significativo foi dos CRM, que saiu de 32% para 36% em 2020.

2. Logística

O índice da GS1 aponta que as soluções automatizadas mais relacionadas à logística são:

• Nota Fiscal via Sistema – XML (95%);
• Código de barras (82%);
• Sistema de identificação única (80%);
• Recebimento de mercadoria via sistema (74%);
• Comunicação com fornecedores via sistema (73%).

Além disso, a rastreabilidade do produto na cadeia de abastecimento tem boa adesão, com 61% das empresas aplicando essa automação.

3. Atendimento

Unidades de Resposta Audível (URA) têm tido boa penetração em empresas de todos os setores: comércio, serviços e indústria.

De acordo com a GS1 Brasil, 85% das indústrias brasileiras possuem canal de atendimento ao cliente e, desse total, 25% já usam URA.

Além disso, dessas empresas:

• 47% possuem URA inteligente;
• 18% possuem URA conectada ao CRM;
• 14% possuem URA conectada ao Business Intelligence da empresa.

Apesar disso, ainda há espaço para melhorias.

4. Relacionamento com o colaborador

29% das empresas entrevistadas monitoram eletronicamente os colaboradores. As soluções mais utilizadas são:

• Ponto eletrônico: 55%;
• Consulta de ponto: 44%;
• Monitoramento de atividade: 35%;
• Consulta de pagamento: 26%.

5. Relacionamento com o cliente

Nesse aspecto, ainda há pouca adesão total. Sistemas de monitoramento do comportamento de compras dos clientes são adotados por apenas 10% das indústrias.

No total, essas indústrias usam recursos como câmeras (89% dos entrevistados), sensores (27%), sinal de celular (14%) e rastreadores (13%).

80% das indústrias que coletam dados usam as informações para direcionar ofertas, 22% compartilham informações de comportamento de compra entre canais de vendas e 14% usam os dados para identificar o perfil dos consumidores.

Essa automação é fundamental para gerar vendas mais assertivas.

6. Fábrica

Na média, as indústrias pesquisadas apresentavam cinco linhas de produção com automação industrial presente em 68% delas.

As máquinas mais usadas eram, em categoria:

• Solda ou cola: 58%;
• Modifica a forma: 53%;
• Transforma a matéria prima: 47%;
• Equipamentos de precisão: 40%;
• Sistema CLP: 38%;
• Sensores óticos: 31%.

- Leia também: Robótica no Brasil: conheça a história e o cenário atual do setor no país

Os benefícios das tecnologias de automação industrial podem ser melhor explicados em nossa página de cases de sucesso. Mas vejamos alguns exemplos abaixo.

1. Liberar trabalhadores de tarefas extenuantes

Montagem é um passo crucial na produção, mas trabalhadores que ficam na linha de montagem podem sofrer de estresse físico e mental. As atividades manuais repetitivas podem levar a ferimentos e, por conta de erro humano, também impactam negativamente na qualidade de produção.

Nosso cliente SHAD estava tendo esses problemas, pois seus trabalhadores lidavam com tarefas altamente repetitivas em posições desconfortáveis e pouco ergonômicas.

Ao usarem um de nossos UR5, liberaram os trabalhadores dessas atividades, como a montagem das caixas de carga para motocicletas, e garantiram maior satisfação no espaço de trabalho e menos acidentes.

- Leia também: Como a automação industrial pode reduzir lesões no local de trabalho e melhorar a confiança dos funcionários?

2. Redução do downtime do equipamento e aumento da satisfação de consumidores

Outro cliente da Universal Robots, a MT Solar, desenvolve estruturas montáveis usadas para prender painéis solares aos tetos. Esse trabalho requer soldagem contínua de pequenas peças, e a precisão é extremamente importante.

Eles estavam com dificuldades para encontrar soldadores habilidosos e queriam oferecer melhores oportunidades aos trabalhadores já empregados.

Não só a MT Solar conseguiu se adaptar para um aumento de 300% na demanda ao usar um UR10e, mas eles também não sofrem mais com falta de mão de obra. Os cobots tomaram conta das tarefas físicas de soldagem enquanto os trabalhadores habilidosos foram promovidos dentro da empresa para lidarem com projetos de maior escala.

E a thyssenkrupp Bilstein, fabricante de soluções de suspensão tecnológicas para a indústria automotiva em Ohio, conseguiu superar o mesmo problema de falta de mão de obra para tarefas de produção em alimentação de máquinas e inspeção de qualidade com o uso de cobots.

Não só isso, mas a empresa também queria um sistema de automação industrial flexível que pudesse ser reimplantando frequentemente em diferentes tarefas com tempo mínimo de downtime.

Hoje, nove UR10 trabalham na fábrica de Ohio da thyssenkrupp Bilstein. Os UR10 são usados na montagem dos amortecedores ADS, alimentação de máquinas e tarefas de inspeção de qualidade.

A implementação permitiu à empresa expandir seus negócios sem depender da contratação de novos funcionários em uma área com baixa taxa de desemprego e pouca mão de obra disponível.

A empresa também foi capaz de alcançar 100% de qualidade na inspeção final da linha de montagem.

- Leia também: 5 exemplos de sistemas de automação industrial criados pela Universal Robots

A automação industrial é mais do que uma tendência; ela é um pilar essencial para o sucesso competitivo na indústria moderna. Com avanços tecnológicos como robôs colaborativos, IoT e aprendizado de máquina, as empresas podem aumentar a eficiência, melhorar a segurança e reduzir custos de maneira significativa.

O cenário brasileiro demonstra uma evolução constante na adoção dessas tecnologias, destacando oportunidades importantes para empresas de todos os portes. Investir em automação não apenas otimiza processos produtivos, mas também prepara as organizações para os desafios da Indústria 4.0 e Indústria 5.0, garantindo maior sustentabilidade e competitividade no mercado global.

E se a sua empresa está pronta para aumentar a qualidade e a eficiência da sua linha de produção com baixo custo, automação amigável, e conformidade em segurança de acordo com a lei brasileira, recomendamos que leia nosso site.

Caso tenha mais dúvidas, entre em contato com nossos especialistas.

- Leia também: Como escolher uma empresa de automação industrial