A manufatura é um setor que faz uso intensivo de dados. Até agora, a maior parte desses dados tem sido gerenciada em um andar diferente de processos como a montagem. A IA agora pode processar informações com rapidez suficiente para ser de uso imediato para os engenheiros na linha de produção. A PTC desenvolveu várias ferramentas para auxiliar os usuários na utilização da tecnologia de IA.
A Inteligência Artificial é uma das tecnologias emergentes mais interessantes da atualidade. A IA tem o potencial de impactar praticamente todos os aspectos da sociedade humana.
Além da IA para o consumidor, a tecnologia também é promissora para a manufatura. Há muitos casos de uso de tecnologias de IA, como a visão computacional, que são úteis em ambientes cotidianos. Este artigo analisa vários casos de uso específicos e aplicações de IA na manufatura.
Por que a IA na manufatura é importante?
A IA tem vários casos de uso em potencial na manufatura, incluindo a automação completa de alguns processos de trabalho. No momento, a maioria das funções que a IA assume envolve ajudar os trabalhadores humanos a acessar mais informações de forma mais eficiente.
Esse uso da IA ajuda os trabalhadores experientes a trabalhar melhor. Também ajuda a fazer a transição dos funcionários para novas funções ou ajuda os novos funcionários a aprender mais rapidamente. Longe de tirar empregos humanos, a IA está capacitando os trabalhadores humanos. Ela está garantindo que eles possam entrar em cargos que as empresas estão tentando preencher ativamente.
Qual é o impacto da IA no setor de manufatura?
Melhoria da eficiência e da produtividade sempre foi um grande incentivo para a coleta e análise de dados. Isso costumava significar coletar dados do chão de fábrica, analisá-los nos escritórios e comunicar as descobertas aos trabalhadores do chão de fábrica.
A inteligência artificial industrial – com supervisão humana suficiente – pode realizar todo esse processo no chão de fábrica. Ela pode fornecer percepções aos engenheiros em tempo real, quando e onde eles precisarem. Isso reduz o fluxo de informações de um dia ou mais para frações de segundo. Alguns processos, como o pedido de mais peças e materiais antes que eles acabem, já foram automatizados por sistemas de IA relativamente básicos.
A inteligência artificial já está sendo usada em todo o setor de manufatura para reconhecer possíveis riscos no local de trabalho, automatizar o pedido de componentes e orientar os trabalhadores. A inteligência artificial industrial também é usada para ajudar a analisar informações e transmiti-las em documentos e comunicações acionáveis.
Esses casos de uso existentes não vão desaparecer. No entanto, os avanços na IA estão introduzindo novos casos de uso e tornando os existentes ainda mais eficientes.
Quais são as vantagens da IA na manufatura?
1/ Inspeção visual com IA
O controle de qualidade e a inspeção visual já passaram por grandes melhorias graças à IA. Verificação de etapas do Vuforia da PTC da PTC orienta os supervisores no processo de treinamento de uma IA em modelos digitais e físicos para criar um programa que ajuda os engenheiros de inspeção a identificar e até mesmo solucionar problemas potenciais do produto. Em seguida, o Step Check automatiza o processo de documentação, aumentando a eficiência dos funcionários.
2/ IA em manutenção de equipamentos e gerenciamento de instalações
A IA na manufatura também pode usar informações de Internet industrial das coisas para gerar estratégias de manutenção preditiva. Essas estratégias podem otimizar a produção, mantendo as máquinas em condições ideais de funcionamento. Isso também evita o dispendioso tempo de inatividade, programando a manutenção em vez de esperar pelo reparo. Kepware da PTC da PTC permite que os operadores humanos conectem dispositivos inteligentes e vejam seus diagnósticos em tempo real em um piscar de olhos.
Os fabricantes também estão incorporando sistemas de inteligência artificial industrial aos estoques para automatizar o pedido de peças e suprimentos essenciais antes que eles acabem. Como as cadeias de suprimentos já são sensíveis, a IA pode evitar atrasos decorrentes do simples erro de não fazer o pedido de componentes a tempo.
3/ CAD assistido por IA
IA generativa está se mostrando cada vez mais capaz de criar conteúdo útil a partir de prompts, inclusive no antigo campo do CAD. Ferramentas como Creo da PTC da PTC, provavelmente se verão cada vez mais aumentados por inputs de inteligência artificial especializada em design de produtos.
4/ Habilitando um novo tipo de força de trabalho
Além disso, a prevalência e a utilidade de processos totalmente automatizados estão aumentando vertiginosamente, assim como o número de “cobots” na manufatura.
A expansão de seu uso na manufatura, ao mesmo tempo em que o crescimento explosivo nos campos de LLMs e processamento de linguagem natural, ajuda a impulsionar os sonhos de robôs totalmente inteligentes e interativos que se comunicam organicamente com colegas de trabalho humanos. Entretanto, por enquanto, isso ainda é coisa do futuro.
IA e AR
1/ Uma dupla poderosa na manufatura
Realidade aumentada é outra tecnologia emergente que já tem vários casos de uso estabelecidos na manufatura. Os modelos de RA estão substituindo cada vez mais as maquetes físicas nas fases iniciais do projeto, o que economiza custos de material e tempo de iteração. Esses modelos também podem ser usados em programas de colaboração remota para economizar custos de viagem, bem como em módulos de treinamento. Esses modelos podem até ser gerados a partir de programas de CAD que as empresas já usam no fluxo de trabalho de design convencional.
Já mencionamos a interação entre a inteligência artificial industrial e a RA na manufatura. Quando a inteligência artificial potencializa os aplicativos de realidade aumentada, os benefícios de cada tecnologia se multiplicam.
Por exemplo, a subsidiária da Magna International Nascote As indústrias aproveitaram o Vuforia Step Check tanto para o treinamento de novos funcionários quanto para aprimorar o processo de inspeção visual. O software foi capaz até mesmo de identificar uma “conexão flexível” que muitas vezes passava despercebida pelos engenheiros de inspeção, mas que acabava se soltando.
A IA é inicialmente treinada a partir de imagens de um produto físico ou de modelos existentes. No entanto, IAs poderosas podem gerar suas próprias imagens e modelos simulando diferentes situações e condições. O processo de geração de dados sintéticos pode ajudar a otimizar o design do produto. Ele também pode preparar um sistema de inteligência artificial industrial para situações que ainda não foram encontradas. Isso é semelhante a como um ser humano pode imaginar o que poderia fazer em uma situação futura.
A realidade aumentada, ao apresentar informações espaciais em um meio intuitivo, também é uma ótima maneira de transmitir informações complexas de forma eficiente. Ela pode fazer com que os trabalhadores aproveitem efetivamente o volume de informações que a IA disponibiliza. Dessa forma, a RA se torna uma interface por meio da qual os seres humanos podem interagir e a IA se torna um auxílio prático ao trabalho.
2/ IA para RA: o futuro das instruções e da documentação de trabalho
O Step Check pode fazer mais do que a varredura de defeitos. Ele incorpora instruções de trabalho que orientam o engenheiro de inspeção por todo o fluxo de trabalho de inspeção visual. O programa o ajuda a navegar pelo objeto no espaço e até mesmo a solucionar problemas comuns, se possível. Ele também gera um relatório sobre cada inspeção, incluindo quaisquer problemas que possam ter sido encontrados em cada unidade.
Esses últimos processos – instruções de trabalho e soluções de documentação baseadas em IA – têm futuro como seus próprios projetos. Os engenheiros de inspeção não são os únicos tipos de trabalhadores que atualmente seguem instruções de trabalho físicas e gerenciam sua própria documentação. Trabalhadores em todos os tipos de funções estão atualmente lidando com instruções de papelada e se afastando de seus trabalhos reais para arquivar relatórios. Essas dificuldades são ineficientes.
Além disso, as soluções de AR podem ser envolventes de uma forma que os processos padrão normalmente não são. Embora não sejam explicitamente gamificadas, essas soluções oferecem estímulo mental e proporcionam uma pausa refrescante das tarefas repetitivas durante longos turnos. Isso pode contribuir muito para melhorar a satisfação no trabalho.
A IA industrial também ajudará os novos trabalhadores a se atualizarem e a transferirem conhecimento. O treinamento da IA com especialistas humanos transforma a IA em um especialista por si só. Assim como um engenheiro humano, a IA continua a aprender com cada uso. Esse conhecimento é então transmitido aos engenheiros humanos mais novos, que veem o conhecimento acumulado da IA por meio de telas intuitivas de AR. Com o avanço dos modelos de linguagem natural, também poderemos ver em breve IAs que aprimoram as habilidades dos funcionários de forma mais eficiente do que os métodos de treinamento convencionais.
3/ IA e AR em serviço
A IA na fabricação não é o fim da história. Aplicativos semelhantes aos que exploramos no chão da sala de montagem também podem ser implementados após o envio de um produto, para que o pessoal de serviço possa fazer a manutenção dos produtos sem enviá-los de volta ao fabricante. Um dia, essas ferramentas poderão ser expandidas para o cliente comum.
Embora o potencial da IA no serviço pós-venda seja enorme, ainda há algumas dúvidas antes que a prática se torne comum. Por exemplo, será que uma IA treinada em informações potencialmente proprietárias do produto será um risco de segurança para as empresas que adaptarem essa IA para uso público? Haverá uma barreira linguística a ser superada quando um programa destinado a engenheiros começar a se comunicar com não especialistas? Quem pode ser responsável pelas consequências disso?
Ainda estamos em um momento definido por empresas e indivíduos que estão se sentindo confortáveis com o uso da IA para cada vez mais tarefas. As perguntas não devem nos impedir de explorar essas possibilidades. Elas devem nos orientar à medida que avançamos com novas implementações de IA.
Quais são os desafios na adoção da IA?
Algumas das preocupações mencionadas acima dizem respeito à privacidade e à segurança corporativas. Essa é uma preocupação real para as empresas. Em muitos casos, as empresas têm normas de segurança rígidas para serviços que envolvem o uso de uma câmera. Isso geralmente pode ser resolvido com soluções locais que nem sempre se prestam bem à IA. No entanto, essas preocupações estão sendo cada vez mais resolvidas pela infraestrutura de nuvem privada ou pela computação de borda que mantém as informações no dispositivo.
Um mito da adoção da IA tem a ver com a substituição de trabalhadores humanos. O fato é que a crescente lacuna de habilidades na manufatura promete deixar milhões de empregos essenciais sem preenchimento na próxima década. A implementação da IA em funções que apoiam os trabalhadores humanos oferece às pessoas os recursos necessários para assumir funções que já estão disponíveis.
Em muitas situações, a IA muda os trabalhos que os humanos realizam. Em vez de executar uma tarefa física perigosa ou exaustiva, eles agora precisam supervisionar uma máquina que executa essa tarefa. A IA na manufatura não tira os humanos do trabalho, embora possa colocá-los fora de perigo.
Entretanto, a IA é uma poderosa tecnologia de transição. Aproveitá-la ao máximo significa criar confiança nos sistemas de IA e garantir a conformidade regulatória. Uma regulamentação cuidadosa pode manter os seres humanos e as empresas seguros ao usar a IA.
Por exemplo, regulamentação pode exigir que decisões críticas sejam tomadas por humanos e não por máquinas. Ou que o dinheiro gasto em infraestrutura de IA venha acompanhado de um orçamento para treinar humanos para trabalhar com dispositivos e sistemas alimentados por IA (upskilling) ou para fazer a transição para empregos que não podem ser preenchidos pela tecnologia emergente (reskilling).
Qual é o futuro da IA na manufatura?
Estamos em um momento explosivo para a IA. No entanto, a IA só se tornará mais prática no setor de manufatura com a adoção de tecnologias complementares, como AR e sistemas de dados avançados. Essas tecnologias permitem que a IA funcione por meio da infraestrutura existente de maneiras acessíveis aos trabalhadores existentes, aumentando a eficiência da força de trabalho.
O futuro da IA industrial não é apenas o futuro da tecnologia. É também o futuro das pessoas que a utilizam e se beneficiam dela. As empresas que usam IA verão os custos ambientais e de produção diminuírem à medida que economizam em material, viagens, tempo de inatividade e retrabalho.
Os funcionários que trabalham com IA verão a satisfação no trabalho aumentar à medida que a IA automatiza os elementos mais mundanos e mais perigosos de seus trabalhos. Os clientes se beneficiarão de produtos mais acessíveis e mais confiáveis. Eles terão maior capacidade de manter e consertar esses produtos quando necessário.
A IA já está envolvida no setor em termos de gerenciamento e interpretação de dados. Só agora estamos começando a ver a mudança sísmica que ocorre quando a IA chega à área de produção por meio de robôs, cobots, IA generativa e AR.
Este é um momento empolgante para que as empresas voltadas para o futuro comecem a integrar a IA em seus fluxos de trabalho existentes e a conectar sua infraestrutura existente.