A inteligência artificial já está tendo um grande impacto nas operações de manufatura em todo o mundo. Do controle de qualidade à previsão e design de produtos, os fabricantes estão usando sistemas de IA para mudar a maneira como suas fábricas funcionam.
Hoje em dia, quando um novo veículo sai da linha de qualquer grande fabricante europeu de automóveis, é provável que um sistema de IA esteja envolvido no processo de produção.
O aprendizado de máquina está revolucionando rapidamente a maneira como os produtos são fabricados em todos os setores, pois os fabricantes utilizam os benefícios da inteligência artificial para executar tarefas com mais rapidez e precisão do que qualquer ser humano.
A diferença com a IA é a escala de automatização que você pode alcançar, o que leva ao aumento da eficiência de toda a fábrica.
De acordo com um estudo da Capgemini, mais de 50% dos principais fabricantes europeus estão implementando IA de alguma forma. A Alemanha lidera, com 69% dos fabricantes usando-o. No Japão, esse número é de 30% e nos Estados Unidos é de 28%. A China vem na retaguarda com 11 por cento.
Este é apenas o começo, no entanto. A maioria dos especialistas já fala em Indústria 4.0, considerada uma quarta revolução industrial em que algoritmos de aprendizado de máquina criam sistemas autônomos que tornam a fábrica inteligente uma realidade.
“A IA, sem dúvida, acelerará o processo de automação na fabricação”, diz Robert Luciani, consultor executivo do AI Framework em Estocolmo. A diferença com a IA é a escala de automatização que você pode alcançar, o que leva ao aumento da eficiência de toda a fábrica.”
Como funciona a IA?
Um algoritmo de computador padrão contém um conjunto específico de instruções de programação que informa ao sistema exatamente o que fazer e em que ordem. Um algoritmo de IA, no entanto, é projetado para aprender a melhor maneira de executar uma tarefa sem usar instruções específicas. Em vez disso, ele usa dados de entrada e feedback para desenvolver um modelo, geralmente por meio de milhões de repetições de tentativa e erro.
A IA pode estudar os valores de dezenas de componentes e ver com bastante antecedência se há algum problema na preparação.
O programa de xadrez Alpha Zero é um exemplo de como a IA pode superar rapidamente os humanos e os programas de computador tradicionais. Os desenvolvedores da DeepMind treinaram o Alpha Zero simplesmente ensinando as regras do xadrez, sem dar nenhum conselho estratégico. O programa então jogou milhões de jogos contra si mesmo, melhorando sua compreensão a cada vez. Em poucas horas, foi capaz de derrotar os mais fortes programas de xadrez tradicionais – e humanos – com um estilo de jogo que surpreendeu os grandes mestres.
Os sistemas de IA para manufatura podem usar a autoaprendizagem de maneira semelhante. A Mitsubishi, por exemplo, desenvolveu um sistema de IA que ensina novas tarefas aos robôs, permitindo que as máquinas desenvolvam ações otimizadas por meio de tentativa e erro.
Melhorando o controle de qualidade
Hoje, as aplicações mais comuns de IA na fabricação são para controle de qualidade e manutenção preditiva; muitas empresas também o utilizam na produção, desenvolvimento de produtos e gerenciamento da cadeia de suprimentos.
Na manutenção preditiva, os sistemas de IA podem monitorar a entrada de uma infinidade de máquinas e sistemas em busca de sinais precoces de que algo pode estar prestes a quebrar. Eles podem então agir, evitando paralisações de fábrica.
“A IA pode estudar os valores de dezenas de componentes e ver com bastante antecedência se há algum problema na fermentação e se são necessárias medidas preventivas”, diz Luciani. A IA é especialmente boa no controle de qualidade, pois pode usar inspeções visuais automatizadas para detectar pequenas falhas que o olho humano pode não detectar.
A fabricante japonesa de pneus Bridgeston usa uma ferramenta de IA com sensores que inspeciona 480 itens físicos diferentes para garantir que todos os pneus sejam montados em condições ideais.
A BMW usa o reconhecimento automático de imagem no qual o aplicativo AI compara uma sequência de produção em andamento com centenas de outras imagens da mesma sequência para garantir que todas as peças estejam sendo montadas corretamente. A Volvo implanta ferramentas de IA baseadas em câmeras que inspecionam os veículos acabados, incluindo o material rodante e os pneus. Essas ferramentas também podem ser usadas por oficinas mecânicas para encontrar problemas.
Encontrar melhores soluções de design
A IA também está sendo cada vez mais usada no processo de design, especialmente quando se trata de manufatura aditiva (impressão 3D). No que é chamado de design “generativo”, o algoritmo de IA recebe as metas e os parâmetros de design a seguir, como materiais e restrições de custo, e o algoritmo então experimenta milhares de opções de design diferentes para encontrar a melhor.
A General Motors usou uma ferramenta de IA para projetar um suporte de assento impresso em 3D que consolidou oito partes diferentes em uma parte que era 40% mais leve e 20% mais forte que a anterior. o que pode ajudar a otimizar cronogramas de produção, estoques e aquisição de matéria-prima. Mas os obstáculos permanecem quando se trata de espalhar o uso da IA.
Uma área em que acho que a IA será usada é em produtos feitos sob encomenda.
Ainda existe um nível de ceticismo em torno de máquinas “inteligentes”, o que significa que qualquer erro cometido por um sistema de IA costuma ser visto como mais sério do que erros cometidos por humanos – mesmo que ocorram com muito menos frequência.
Os sistemas de IA também podem ser muito caros para desenvolver e são tão bons quanto os dados que são alimentados no algoritmo. Muitas empresas ainda não têm o nível de conhecimento necessário para dimensionar soluções de IA em sua rede de fabricação.
Até agora, a maioria dos usos da IA na fabricação está ocorrendo “sob o capô” de uma forma que os consumidores não veem ou experimentam. Mas Luciani acha que isso pode mudar no futuro.
“Uma área em que acho que a IA será usada é em produtos sob encomenda, como roupas sob medida, onde a IA pode ajudar a medir o ajuste certo para ternos e sapatos”, diz Luciani. “Ele pode realmente ser usado para qualquer coisa.”
