Automação industrial: um guia completo e atualizado sobre o assunto

A automação industrial é um dos principais pilares da indústria 4.0, a quarta revolução industrial que está transformando os processos produtivos por meio da tecnologia. 

Essa transformação tecnológica tem nos permitido chegar cada vez mais longe, com soluções que englobam estes processos e são constantemente aprimoradas para facilitar as atividades na indústria.

Mas você sabe o que é automação industrial? Como funciona a automação de processos industriais na prática?

Neste artigo, vamos explicar o conceito, o funcionamento, os pilares, as vantagens da automação na indústria, além de mostrar alguns exemplos de setores que podem se beneficiar dessa tendência. 

Acompanhe!

O que é automação industrial?

Automação industrial é o uso de soluções tecnológicas, como softwares, hardwares, máquinas eletromecânicas e equipamentos específicos, para automatizar e otimizar processos industriais.

Ela integra as áreas mecânica, eletrônica e de tecnologia da informação (TI) e é responsável por aumentar a competitividade das indústrias no mercado a partir do aumento de produtividade.

Em palavras mais simples, é o emprego de tecnologia com o objetivo de gastar o mínimo possível na produção do melhor produto. Para tanto, ela busca:

• Melhorar as condições de trabalho, aumentar a segurança e eliminar trabalhos perigosos;
• Aprimorar a disponibilidade de produtos, de modo que a empresa consiga fornecer as quantidades necessárias no momento exato;
• Aumentar a produtividade da empresa, com redução de custos, aumento de qualidade e redução no tempo de produção das mercadorias;
• Conferir mais autonomia nos processos de fabricação, de modo que os operadores não precisem de tanto conhecimento no manuseio do processo.

Este tipo de automação não se trata de substituir os humanos pelas máquinas, mas sim de realocar os colaboradores para atividades mais estratégicas e menos repetitivas. 

Dessa forma, ela permite que os processos sejam mais ágeis, eficientes e seguros, com menos custos, desperdícios e erros.

Como funciona a automação industrial de um sistema?

A automação industrial de um sistema envolve a utilização de dispositivos eletrônicos para monitorar e controlar as variáveis físicas do processo, como temperatura, pressão, vazão, nível etc.

Dentre esses dispositivos, estão:

• Sensores: são os elementos que captam as informações do ambiente e as enviam para os controladores. 
• Controladores: são os dispositivos que processam as informações recebidas dos sensores e geram sinais de comando para os atuadores. 
• Atuadores: são os elementos que executam as ações sobre o processo, como abrir ou fechar uma válvula, ligar ou desligar um motor etc. 
• Redes de comunicação: são os meios que permitem a troca de dados entre os dispositivos.

Para entender melhor esse funcionamento da automação industrial, exemplos não faltam. Imagine o controle de temperatura de um forno. 

Um sensor mede a temperatura interna do forno e envia essa informação para um controlador. 

O controlador compara a temperatura medida com a temperatura desejada e gera um sinal para o atuador. 

O atuador aciona o aquecedor ou o resfriador do forno para aumentar ou diminuir a temperatura conforme necessário.

Parte operacional e de controle

Além de pensar na automação industrial e o que faz um dispositivo, podemos abordar o sistema automatizado de maneira mais ampla. 

Neste caso, ele é composto pela parte operacional e pela parte de controle.

A parte operacional é aquela que atua diretamente no processo e é composta por dispositivos de acionamento e pré-acionamento (motores, pistões, compressores, cilindros e válvulas) e de detecção (sensor indutivo, capacitivo, de visão, ultrassônico etc.).

Esse conjunto de elementos é responsável pelo movimento da máquina, pois fazem com que ela realize a operação desejada. 

A parte de controle é a parte programável do sistema. Ela é implementada com a ajuda do CLP (Controlador Lógico Programável), o cérebro da automação de processos industriais.

É o CLP que se comunica com todos os componentes do sistema. Ele reconhece as entradas, processa a lógica e atualiza as saídas.

Entendeu o que faz a automação industrial? Então, vamos conhecer seus pilares!

Os pilares da automação industrial

A automação industrial está baseada em seis pilares fundamentais, que caracterizam a indústria 4.0. São eles:

Virtualização

A virtualização consiste na criação de modelos digitais dos processos industriais, chamados de gêmeos digitais, que permitem simular e testar cenários antes da implementação real. 

Ela também possibilita a integração entre o mundo físico e o virtual, por meio de tecnologias como realidade aumentada e realidade virtual.

Descentralização

A descentralização refere-se à capacidade dos sistemas automatizados tomarem decisões de forma autônoma, sem a intervenção humana. 

Isso significa que as máquinas podem se comunicar entre si e se adaptar às mudanças do ambiente de forma inteligente.

Interoperabilidade

A interoperabilidade é a possibilidade dos sistemas automatizados se comunicarem entre si e com outros sistemas externos por meio de padrões abertos e protocolos comuns. 

As informações podem, então, ser compartilhadas em tempo real entre todos os envolvidos no processo produtivo.

Isso é possível pelos dispositivos IoT e pela conexão via cloud computing.

Não sem motivo, espera-se que o mercado global de Internet das Coisas Industrial (IIoT) cresça em tamanho nos próximos anos e atinja cerca de US$ 1,11 trilhão até 2028.

Dados em tempo real

Os dados em tempo real são as informações coletadas pelos sensores e dispositivos conectados ao longo do processo produtivo. 

Eles são armazenados em nuvem e analisados por algoritmos de inteligência artificial e big data, e são essenciais para a tomada de decisões e a melhoria contínua dos processos.

Modularidade

A modularidade é a capacidade dos sistemas automatizados se adaptarem às mudanças na demanda ou no produto, por meio da adição, remoção ou alteração de módulos. 

Assim, ela permite que a produção seja mais flexível e personalizada, atendendo às necessidades dos clientes.

Orientação a serviço

A orientação a serviço é a capacidade dos sistemas automatizados oferecerem e utilizarem serviços internos e externos por meio de interfaces padronizadas. 

É um passo adiante no processo de modernização, pois eles podem monitorar e remodelar a produção dos dispositivos conforme a demanda.

Quais são as vantagens da automação industrial?

A previsão de crescimento do mercado global de automação na indústria é de 9,8% de CAGR entre 2021 e 2029. Os dados do Fortune Business Insights apontam que o mercado deve atingir US$395,09 bilhões em 2029.

A tecnologia 5G, a IoT industrial, a robótica, as fábricas inteligentes e a indústria 4.0 são os principais fatores que impulsionam o mercado.

Mas também podemos citar alguns motivos para isso: as vantagens da automação industrial. Conheça algumas:

Economia de custos

A automação de processos industriais reduz os custos operacionais, pois diminui o consumo de energia, matéria-prima e insumos, além de evitar erros e perdas por retrabalho, desperdício ou defeito. 

Ela também reduz os custos com mão de obra, pois diminui a necessidade de contratação, treinamento e supervisão de funcionários.

Aumento da produtividade 

Uma consequência positiva da automação é o aumento da produtividade, pois ela acelera o ritmo de produção, elimina gargalos e paradas, aumenta a disponibilidade e a confiabilidade dos equipamentos e melhora a qualidade e a padronização dos produtos. 

De igual maneira, ela aumenta a capacidade produtiva, pois permite o aproveitamento máximo do espaço físico e dos recursos disponíveis.

Maior segurança para os colaboradores

Um outro benefício da automação na indústria é a maior segurança dos colaboradores. 

Como a tecnologia e as máquinas se fazem presentes no chão de fábrica, há redução nos riscos de acidentes de trabalho, doenças ocupacionais e exposição a ambientes insalubres ou perigosos. 

Podemos entender, também, que ela melhora o bem-estar dos colaboradores, pois elimina as tarefas monótonas, repetitivas e desgastantes. Com isso, eles se dedicam a atividades mais criativas, desafiadoras e gratificantes.

Eficiência nas operações

Um dos pontos vantajosos da automação é a eficiência nas operações. O gestor consegue monitorar e controlar em tempo real todas as etapas do processo produtivo, desde o planejamento até a entrega. 

Com um sistema de gestão, por exemplo, é possível gerir desde a fabricação dos produtos até sua distribuição. Todas as informações sobre a cadeia produtiva são registradas e armazenadas.

A automação permite também o rastreamento e a rastreabilidade dos produtos, auxilia no processo de testes e também nas etapas de verificação. Com isso, facilita a gestão da qualidade, da logística e do pós-venda.

Flexibilidade da linha de produção

A automação permite também que a empresa produza conforme a demanda. É um conceito chamado “just in time”, ou seja, apenas quando há demanda verdadeira do produto. 

Além disso, ela possibilita a alteração rápida e fácil das configurações, dos parâmetros e dos produtos fabricados. 

Desse modo, a linha de produção fica mais flexível, além de enxuta e adaptável.

Processo de manutenção simplificada

Por fim, outra vantagem da automação industrial é simplificar o processo de manutenção. 

Ela facilita a realização de diagnósticos preventivos e preditivos, o que evita falhas e quebras dos equipamentos. 

Além disso, permite a realização de intervenções remotas ou automatizadas, o que reduz o tempo e o custo das correções.

A evolução da automação industrial ao longo dos anos

A automação industrial não é um fenômeno recente. Ela vem evoluindo ao longo dos anos em paralelo com o desenvolvimento tecnológico e as mudanças sociais e econômicas. 

Ela se inicia a partir do momento em que a humanidade substitui os métodos manuais de produção e passa a colocar máquinas em seu lugar. 

No século XVIII, os primeiros dispositivos semi automáticos foram criados.

Entretanto, somente no século XX, por volta dos anos 1950, esse conceito se difundiu na manufatura, com máquinas completamente automatizadas. 

Foi quando muitas atividades realizadas manualmente passaram a ser feitas com o uso de tecnologia, o que ajudou a otimizar a produção. 

Depois da Segunda Guerra Mundial, foram criadas as primeiras máquinas por comando numérico, além dos sistemas de controle.

Já na década de 1970 vieram os computadores, que tinham a função de controlar grandes sistemas de automação. 

Logo, foram substituídos por uma máquina mais avançada, o Controlador Lógico Programável. Esta era projetada especialmente para os processos industriais.

Por fim, com a chegada dos anos 1990, veio o avanço na tecnologia dos computadores com alta capacidade de processamento. 

Isso possibilitou que os sistemas se tornassem mais eficientes, além de mais rápidos e confiáveis. A produção aumentou sua escala e reduziu os custos, o que gerou mais lucro para as empresas.

Com a evolução da automação industrial, podemos entender melhor seu impacto nas empresas.

Como as empresas foram impactadas por todas essas mudanças?

As mudanças trazidas pela automação industrial impactaram as empresas de diversas formas, tanto positivas quanto negativas. 

Além das vantagens já mencionadas, podemos citar alguns impactos, como:

• Aumento da competitividade: as empresas conseguem se destacar no mercado, pois oferecem produtos de maior qualidade, menor custo e maior valor agregado aos clientes.
• Redução da mão de obra: há menor necessidade de contratar trabalhadores para realizar tarefas repetitivas, monótonas ou perigosas, o que pode gerar desemprego ou exigir qualificação profissional.
• Melhoria das condições de trabalho: há melhoria nas condições de trabalho dos colaboradores, pois eliminam-se os riscos de acidentes, doenças e estresse, além de proporcionar maior autonomia, criatividade e satisfação.
• Inovação contínua: há estímulo à inovação contínua dos processos, produtos e serviços, pois é possível utilizar dados e tecnologias em automação industrial para identificar oportunidades, solucionar problemas e atender às demandas dos clientes.

Agora você já sabe bastante sobre o que é automação industrial, o que faz, como funciona e seus impactos, certo?

Então, é hora de ver alguns exemplos de setores que tiram vantagens desse processo!

Automação industrial: exemplos de setores que podem se beneficiar

A automação de processos industriais pode ser aplicada em diversos setores da economia, desde a agricultura até os serviços. Veja:

• Automotivo: contribui para fabricação, montagem, pintura e teste dos veículos, melhorando o desempenho, o design e a confiabilidade.
• Têxtil: auxilia na fiação, tecelagem, tingimento e acabamento dos tecidos, aumentando a variedade, a qualidade e a competitividade.
• Alimentício: auxílio na preparação, processamento, embalagem e distribuição dos alimentos, garantindo a higiene, a segurança e a rastreabilidade.
• Metalúrgico: contribui para os processos de fundição, laminação, usinagem e soldagem dos metais, otimizando o consumo de energia, matéria-prima e tempo.
• Farmacêutico: auxilia na pesquisa, desenvolvimento, produção e controle de qualidade dos medicamentos, assegurando a eficácia, a segurança e a conformidade.
• Agricultura: a automação pode auxiliar na irrigação, plantio, colheita, armazenamento e transporte dos produtos agrícolas, aumentando a produtividade, a qualidade e a sustentabilidade do setor.

Qual a relação entre automação industrial e indústria 4.0?

A indústria 4.0 é um conceito que representa a quarta revolução industrial, caracterizada pela automação de processos industriais e pela integração de diferentes tecnologias, como inteligência artificial, robótica, internet das coisas e computação em nuvem.

O objetivo é promover a digitalização das atividades industriais para melhorar os processos e aumentar a produtividade.

A automação industrial é, portanto, um dos principais pilares da indústria 4.0. É uma relação de sinergia e complementaridade, pois ambas visam a tornar as fábricas mais inteligentes, eficientes e flexíveis, atendendo às demandas dos clientes e do mercado.

Elas permitem que as máquinas e os equipamentos industriais sejam capazes de operar de forma autônoma, comunicando-se entre si e com outros sistemas externos, coletando e analisando dados em tempo real e se adaptando às mudanças do ambiente.

A carreira em automação industrial

Ter um colaborador com curso em automação industrial pode ser muito vantajoso para seu negócio. 

Se olharmos pela perspectiva do técnico ou engenheiro, essa carreira é uma das mais promissoras do mercado atual. Afinal, como visto, ele está em crescimento. 

Ele é responsável por projetar, desenvolver, implementar, operar e manter sistemas automatizados nas indústrias de diversos segmentos.

Como há demanda em vários setores da economia que utilizam sistemas automatizados, o mercado de trabalho para esses profissionais é amplo e diversificado.

E qual o salário de um técnico em automação industrial? E de um engenheiro de automação?

Segundo o site Glassdoor, a média salarial nacional para o cargo de técnico em automação industrial é de quase R$4.000,00. Já para o cargo de engenheiro de automação é de quase R$9.500,00.

Além do curso técnico de tecnologia em automação industrial, há os cursos superiores de engenharia elétrica, mecânica, mecatrônica, de controle e automação que abordam este setor 

Por tudo isso, a carreira em automação de processos industriais é uma ótima opção para quem gosta de tecnologia, inovação e desafios. 

E, falando em tecnologia, um sistema de gestão voltado para a indústria pode trazer ainda mais assertividade no trabalho destes profissionais.

Tecnologias TOTVS para indústrias

A TOTVS é uma empresa líder em tecnologia no Brasil, que oferece soluções completas para a indústria. Com um portfólio diversificado, atendemos às necessidades específicas de cada segmento industrial, como manufatura discreta ou por processo.

Nossas tecnologias para indústria abordam diversos aspectos. A seguir, apontamos algumas soluções para você conhecer:

• ERP para Indústria Têxtil: software especializado na cadeia de produção têxtil, da indústria ao varejo, da distribuição às vendas.
• ERP para Manufatura: para gerenciar todas as etapas do processo produtivo industrial, desde o backoffice até o chão de fábrica, em manufaturas de todos os segmentos e portes.
• APS: otimiza o planejamento e a programação da produção da indústria, considerando as restrições de recursos, demandas, prazos e prioridades. É integrado aos sistemas TOTVS Manufatura das linhas Protheus e Datasul.
• MES: para gerenciar todos os processos produtivos da indústria, desde o planejamento até a execução, monitorando e controlando as variáveis do chão de fábrica. Ideal para integrar o maquinário da fábrica ao sistema de gestão da produção.

As soluções da TOTVS para indústria são modernas, flexíveis e escaláveis, podendo ser adaptadas às necessidades específicas de cada segmento e porte de indústria. 

Além disso, as soluções da TOTVS para indústria são compatíveis com as tendências da indústria 4.0, como internet das coisas, inteligência artificial e computação em nuvem.

Conheça as soluções TOTVS para manufatura e veja como podemos ajudar a sua indústria a se automatizar e se tornar mais competitiva no mercado atual!

Conclusão

Como visto em nosso guia, a automação industrial é uma realidade que vem transformando o setor industrial em todo o mundo. 

Ela se relaciona intimamente com o conceito de indústria 4.0, que é caracterizada pela digitalização das atividades industriais e visa a tornar as fábricas mais inteligentes, eficientes e flexíveis.

Por meio da aplicação de tecnologias avançadas nos processos produtivos, ela traz benefícios como aumento da produtividade, redução de custos, melhoria da qualidade e maior segurança.

O impacto nas diferentes indústrias, como agrícola, automobilística e farmacêutica, apresenta um saldo positivo. Aumento da competitividade, melhoria das condições de trabalho e inovação contínua são apenas alguns exemplos.

Mas, para se adaptar às mudanças e às exigências do mercado atual, de modo a usufruir dessas vantagens, as indústrias precisam contar não só com bons profissionais técnicos no assunto, mas com soluções tecnológicas que possam automatizar e integrar os seus processos. 

Por isso, a TOTVS encomendou o estudo “IPT – Índice de Produtividade Tecnológica” com o objetivo de avaliar o nível de produtividade tecnológica de diversos setores no Brasil.

Confira o estudo IPT – Índice de Produtividade Tecnológica e entenda a relação entre adoção de tecnologia e ganho de produtividade em diferentes setores!