Automação no Processo Produtivo

N1 ATIVIDADE 1 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL CONTEXTUALIZAÇÃO A automação pode ser definida como a tecnologia por meio da qual um processo ou procedimento é alcançado sem assistência humana É realizada utilizandose um programa de instruções combinado a um sistema de controle que executa as instruções Para automatizar um processo é preciso energia não só para conduzir o processo como para operar o programa e o sistema de controle GROOVER 2010 Em vista disso é considerada uma importante aliada da otimização do desempenho dos colaboradores pois por meio da tecnologia são concebidos indicadores que auxiliam a gestão acelera processos e remove movimentos manuais dispensáveis garantindo a redução de tarefas que não sejam ergonomicamente aceitáveis e que não geram valor aos produtos Sendo assim automatizar processos descentraliza tarefas proporciona a autonomia do colaborador contribuindo para a obtenção da eficácia na gestão Dispositivos que são amplamente utilizados na automação industrial e que podem transformar variáveis físicas como posição velocidade temperatura nível pH dentre outras variáveis convenientes aplicadas a uma necessidade específica MORAES E CASTRUCCI 2010 Os sensores são componentes mais utilizados no mundo da eletrônica Estão presentes no dia a dia de variadas situações que precisam ser controladas analisadas e identificadas Além disso constituem toda a base da automação industrial predial ou comercial PROPOSTA DO TRABALHO Diante desta abordagem devese apresentar situaçõescases que foram aplicadas a automação em processos produtivos com uso de sensores específicos para redução de custos e otimização dos recursos Discorrer sobre os sensores aplicados e funcionalidades assim como resultados de forma comparativa nesse nível do processo ORIENTAÇÕES a introdução A introdução de um relatório deve contextualizar o assunto teórico apresentando sua justificativa as questões que se busca responder com ele Devem ser destacadas as relaçãoões entre variáveis que foiram avaliadas o motivo pelo qual você entendia que existiam relaçãoões entre essas variáveis assim como as relaçãoões que você cogitava existir entre essas variáveis antes do desenvolvimento do experimento desenvolvimento abordar sobre as constatações resultados fotos e processos encontrados nesse estudo Assim como apresentar os dados coletados organizados em representações que facilitem sua análise tabelas gráficos diagramas Por fim considerações finais análise final sobre o processo estruturado Recomendo usar fontes cientificas nessa execução com leitura de artigos SIMPEP ENEGEP e TCCs Atividade também exige o cumprimento das normas da ABNT em sua execução BIBLIOGRAFIA Título Sensores Inteligentes Princípios de Funcionamento e Aplicabilidades Páginas indicadas 1 22 Referência Resende L Sensores Inteligentes Princípios de Funcionamento e Aplicabilidades Produção Fábrica de Soluções Unigranrio 2019 1 Introdução A automação em processos produtivos tornouse uma das principais estratégias para indústrias que buscam não apenas aumentar sua produtividade mas também reduzir custos melhorar a qualidade e otimizar o uso de recursos No contexto atual onde a competitividade do mercado global é intensa e as pressões por maior eficiência são constantes o uso de tecnologias avançadas como sensores tem se mostrado essencial para atingir esses objetivos Esses sensores que podem monitorar parâmetros como temperatura pressão umidade vazão vibração e até mesmo variáveis químicas desempenham um papel fundamental na coleta e análise de dados em tempo real permitindo que os processos sejam controlados de forma precisa e automática A integração de sensores em sistemas de automação industrial possibilita o monitoramento contínuo das condições operacionais o que garante que os processos produtivos permaneçam dentro de faixas ideais de funcionamento Isso significa que desvios que poderiam levar a falhas desperdícios ou ineficiências são rapidamente detectados e corrigidos muitas vezes sem a necessidade de intervenção humana Esse tipo de automação também permite a implementação de estratégias de manutenção preditiva onde a análise dos dados fornecidos pelos sensores é usada para prever falhas antes que elas ocorram reduzindo assim o tempo de inatividade e os custos associados a paradas inesperadas Além disso a automação com o uso de sensores contribui significativamente para a otimização de recursos tanto em termos de insumos materiais quanto energéticos Por exemplo sensores de vazão podem ajustar automaticamente o fornecimento de água ou gás de acordo com a necessidade exata de um processo evitando o desperdício Sensores de temperatura e pressão podem garantir que os equipamentos operem nas condições mais eficientes economizando energia e prolongando a vida útil dos ativos Dessa forma a automação não apenas contribui para a redução direta de custos mas também promove a sustentabilidade ao minimizar o impacto ambiental das operações industriais Outro aspecto importante é a capacidade de integração desses sensores com sistemas de controle mais amplos como o uso de controladores lógicos programáveis CLPs sistemas SCADA Supervisory Control and Data Acquisition e mais recentemente com plataformas da Indústria 40 e da Internet das Coisas IoT Essa conectividade amplia ainda mais a capacidade de controle e monitoramento dos processos permitindo que as decisões sejam baseadas em dados detalhados e em tempo real Assim a automação com o uso de sensores específicos não só melhora a eficiência dos processos mas também oferece uma base sólida para a inovação contínua e para a adaptação a novos desafios e oportunidades Em suma o uso de sensores na automação de processos produtivos vai além da simples substituição de operações manuais Ele representa um salto qualitativo na forma como as indústrias gerenciam seus recursos otimizam seus processos e aumentam sua capacidade de resposta às demandas de mercado Ao mesmo tempo essa tecnologia permite uma redução substancial de custos operacionais seja por meio da diminuição de desperdícios da manutenção mais eficiente ou do uso mais racional de energia e materiais Dessa maneira a automação com sensores configurase como uma ferramenta essencial para qualquer indústria que almeja permanecer competitiva e sustentável no cenário econômico contemporâneo 2 Desenvolvimento A utilização de sensores como dispositivos eletrônicos auxiliares em processos produtivos tem apresentado um crescimento significativo nos últimos anos abrangendo desde pequenas empresas até grandes indústrias Essa expansão tecnológica se deve em grande parte à busca contínua por maior eficiência precisão e controle na produção Sensores que outrora eram utilizados de forma limitada hoje se mostram indispensáveis em diversos setores industriais permitindo não apenas a automação de processos mas também a integração de dados em tempo real para a tomada de decisões estratégicas A crescente adoção de sensores resulta em diversas vantagens sendo as mais notáveis a redução de custos operacionais a otimização de processos e o aumento da competitividade no mercado Ao integrar sensores em linhas de produção as indústrias conseguem monitorar e ajustar parâmetros como temperatura pressão vibração e fluxo de materiais com uma precisão antes inalcançável Isso permite uma detecção precoce de falhas possibilitando manutenções preventivas e evita paradas inesperadas que podem gerar altos custos Outro aspecto relevante é a contribuição dos sensores para a sustentabilidade das operações industriais Ao monitorar e otimizar o uso de recursos como energia e matériasprimas as indústrias conseguem minimizar o desperdício e reduzir o impacto ambiental Além disso a coleta e análise contínua de dados possibilita o desenvolvimento de estratégias mais eficientes como o uso de sistemas de controle avançados e algoritmos de otimização No decorrer deste trabalho serão abordadas algumas situações específicas nas quais o uso de sensores se mostra essencial para a redução de custos o aumento da produtividade e a melhoria da qualidade dos produtos Serão discutidos exemplos práticos destacando como a implementação dessa tecnologia impacta diretamente no desempenho dos processos produtivos e na capacidade das empresas de se adaptarem às exigências de um mercado cada vez mais dinâmico e competitivo 21 Indústria automobilística Uma montadora de automóveis implementou sensores de vibração e temperatura em seus sistemas de produção para monitorar em tempo real o estado das máquinas responsáveis pela montagem de peças Esses sensores coletam dados contínuos sobre o desempenho dos motores rolamentos e outros componentes críticos Quando identificam variações que indicam desgaste ou sobreaquecimento o sistema de automação ativa alertas permitindo que a manutenção seja realizada antes que ocorram falhas Como resultado a empresa conseguiu reduzir drasticamente o tempo de inatividade não programado aumentando a produtividade e economizando milhões de dólares em custos de reparo emergenciais Além disso a análise contínua dos dados fornecidos pelos sensores permitiu que a empresa ajustasse os ciclos de manutenção otimizando o uso de energia nas máquinas Figura 1 Sensores de vibração SKF 22 Indústria alimentícia Em uma fábrica de processamento de alimentos foram instalados sensores de umidade e temperatura em várias etapas da produção especialmente na secagem de ingredientes Anteriormente o controle dessas variáveis era feito manualmente o que muitas vezes resultava em inconsistências na qualidade final do produto e no desperdício de insumos Com a automação os sensores monitoram a umidade e a temperatura de maneira precisa ajustando automaticamente as condições dentro dos secadores para garantir que o processo ocorra de forma ideal Essa automação resultou em uma redução de 15 no desperdício de matériaprima e uma melhoria significativa na consistência da qualidade do produto final além de economizar energia uma vez que os sistemas de secagem agora operam de forma mais eficiente Figura 2 Sensores de temperatura 23 Indústria Petroquímica Na indústria petroquímica a utilização de sensores de nível pressão e temperatura em tanques de armazenamento de líquidos voláteis e perigosos ajudou a otimizar o gerenciamento dos insumos Anteriormente o monitoramento era realizado manualmente o que levava a ineficiências como enchimento excessivo de tanques causando perdas por evaporação e maior risco de acidentes Com sensores instalados o sistema automatizado ajusta as operações de enchimento e descarga dos tanques em tempo real Além disso sensores de detecção de vazamentos e de gases monitoram possíveis emissões e acionam sistemas de contenção de emergência Como resultado houve uma redução de 20 nas perdas de insumos e uma melhoria significativa na segurança operacional ao mesmo tempo que os custos com matériaprima e manutenção preventiva foram reduzidos Figura 3 Sensores de pressão 24 Indústria de papel e celulose Uma fábrica de papel e celulose implementou sensores de fluxo e pressão em seu sistema de tratamento de água uma parte essencial do processo de produção O sistema antigo não ajustava adequadamente o uso de água de acordo com as necessidades de produção o que resultava em desperdício significativo Com o uso de sensores o consumo de água passou a ser monitorado e ajustado automaticamente Quando a demanda de produção diminui os sensores reduzem o fluxo de água Isso resultou em uma redução de 30 no uso de água economizando recursos naturais e reduzindo os custos com energia e tratamento de água Além disso a fábrica conseguiu implementar práticas mais sustentáveis atendendo a exigências ambientais mais rigorosas Figura 4 Sensor de nível 25 Indústria de embalagens Uma empresa de embalagens instalou sensores de proximidade e sensores ópticos em sua linha de produção para monitorar o posicionamento exato das embalagens durante o processo de fabricação Antes da automação erros na movimentação e posicionamento das embalagens resultavam em produtos com defeitos e em desperdícios de material A implementação dos sensores garantiu que as máquinas se ajustassem automaticamente alinhando as embalagens de forma precisa para as etapas subsequentes como o corte e a colagem Isso reduziu significativamente o desperdício de material e aumentou a eficiência da produção em 25 além de reduzir o número de produtos defeituosos que precisavam ser descartados ou retrabalhados Figura 5 Sensores ópticos 3 Conclusão A automação por meio do uso de sensores desempenha um papel crucial na modernização e otimização dos processos produtivos em diversos setores industriais Ao permitir o monitoramento contínuo e em tempo real de variáveis críticas como temperatura pressão umidade vibração e fluxo essas tecnologias não só aumentam a eficiência e a qualidade da produção mas também contribuem para a redução de custos operacionais e de desperdícios Além disso ao viabilizar a implementação de estratégias de manutenção preditiva e o uso otimizado de recursos os sensores promovem a sustentabilidade favorecendo tanto o ambiente quanto a competitividade das empresas Os exemplos apresentados neste trabalho provenientes de indústrias automobilística alimentícia petroquímica de papel e celulose e de embalagens ilustram claramente o impacto positivo da automação com sensores Em todos os casos a adoção dessa tecnologia resultou em ganhos significativos seja na redução de paradas inesperadas na diminuição do desperdício de insumos ou na melhoria da qualidade final dos produtos Portanto a implementação de sensores em processos produtivos não apenas melhora a eficiência e a confiabilidade das operações mas também permite que as indústrias se adaptem com mais agilidade às demandas de um mercado em constante evolução Nesse contexto a automação com sensores surge como uma ferramenta indispensável para empresas que buscam se manter competitivas inovadoras e sustentáveis no cenário industrial atual 4 Referências Jardim E G Oliveira R A 2020 Automação industrial com sensores inteligentes Tendências e impactos nas indústrias brasileiras Revista Brasileira de Engenharia de Produção 263 5871 Sick AG 2018 Sensores ópticos na automação industrial Tecnologias e aplicações SICK Sensor Intelligence White Paper Zhou K Liu T Zhou L 2015 Industry 40 Towards future industrial opportunities and challenges Procedia Manufacturing 34 1118 SKF Group 2017 Monitoring machine health with vibration and temperature sensors A guide to predictive maintenance SKF Maintenance White Paper