Optimizing uptime and productivity and reducing maintenance costs define factory-of-the-future performance. Collecting, storing, visualizing and analyzing data creates transparency on power usage, output and availability. That’s how industries use manufacturing data to predict maintenance, reduce costs and automate the processes that improve performance. As manufacturers envision the future, extracting the right information from data is key to improving operations and creating long-term value. Connectivity drives Factory of the Future capabilities which involve the connections to machines, sensors, smart products, partner applications and other sources of data. A digitally connected ecosystem allows the aggregation and utilization of data in ways never before achievable. And it is this ecosystem that drives Industry 4.0 innovation. 

Industry 4.0-inspired digitalization redefines how products are planned, built, used and maintained. The sooner factories digitalize operations, the faster they may realize ROI; manufacturers making Industry 4.0 investments earned 20.4% more revenues than non-digital competitors over a four-year span.¹

A otimização do tempo de atividade e da produtividade e a redução dos custos de manutenção definem o desempenho da fábrica do futuro. Coletar, armazenar, visualizar e analisar dados cria transparência no uso, nos resultados e na disponibilidade de energia. É assim que as indústrias usam dados de fabricação para prever a manutenção, reduzir custos e automatizar os processos que melhoram o desempenho. À medida que os fabricantes vislumbram o futuro, extrair as informações certas dos dados é fundamental para melhorar as operações e criar valor de longo prazo. A conectividade impulsiona os recursos da fábrica do futuro, que envolvem conexões com máquinas, sensores, produtos inteligentes, aplicativos de parceiros e outras fontes de dados. Um ecossistema conectado digitalmente permite agregar e utilizar dados de maneiras nunca antes alcançadas. E é esse ecossistema que impulsiona a inovação da Indústria 4.0. 

A digitalização inspirada na Indústria 4.0 redefine como os produtos são planejados, construídos, usados e mantidos. Quanto mais cedo as fábricas digitalizarem as operações, mais rápido elas poderão perceber o ROI; os fabricantes que fazem investimentos na Indústria 4.0 ganharam 20,4% mais em receita do que os concorrentes não digitais em um período de quatro anos.¹

Additive manufacturing and light-weighting technologies help OEMs proactively impact the environment for the better, creating new opportunities to combine novel materials, designs and process innovations faster than traditional manufacturing. Additive manufacturing allows engineers to quickly and cost-effectively create new design iterations—even creating a new ‘manufacture-to-design’ paradigm. Rather than through conventional manufacturing methods based on subtractive manufacturing or forming, new additive technologies include 3D-printing for both metal and non-metal applications. These technologies enable OEMs to meet increased demand for complex components and fixtures while improving speed to market and advancing sustainable manufacturing practices.

We’re exploring cutting-edge solutions in polymer materials, composites and structures to improve efficiency, durability and the recyclability of products. With a dramatic increase of connected devices and sensors and the data and insights they create, we efficiently use and conserve resources, provide reliable access to energy and enable safer living and working environments.

Our additive manufacturing process can decrease waste and scrap by using only the material required for final products. Our teams actively reduce our own waste and carbon dioxide emissions as they optimize our use of power, raw materials and natural resources. As each 3D layer is added, we evaluate and ensure quality with real-time data analysis. If we detect substandard quality at any point, we can change inputs or slow printing to assure a better product while decreasing waste and materials costs, all thanks to the continuous flow of data.

We inspire cutting-edge thinking by ensuring our engineers have direct access to new technologies and the autonomy to experiment without limitation. Through extensive studies, we’re increasing our understanding of additive manufacturing’s environmental impact. Our Eaton Centers of Excellence in Southfield, Michigan (USA), and Pune, India, meet the increased demand for complex high-performance components, tools and fixtures—all while improving speed to market and advancing sustainable manufacturing, furthering our ability to meet our 2030 sustainability targets.

As tecnologias leves e de fabricação aditiva ajudam os OEMs a gerar proativamente impactos positivos para o meio ambiente, criando novas oportunidades para combinar novos materiais, projetos e inovações de processo mais rapidamente do que a fabricação tradicional. A fabricação aditiva permite que os engenheiros criem novas iterações de projeto de forma rápida e econômica, até mesmo criando um novo paradigma de "fabricação para projeto". Em vez de usar métodos de fabricação convencionais baseados na fabricação ou formação subtrativa, novas tecnologias aditivas incluem impressão 3D para aplicações de metal e não metal. Essas tecnologias permitem que os OEMs atendam à crescente demanda por componentes e dispositivos complexos, melhorando a velocidade de entrada no mercado e promovendo práticas de fabricação sustentáveis.

Estamos explorando soluções de última geração em materiais poliméricos, compostos e estruturas para melhorar a eficiência, durabilidade e reciclagem dos produtos. Com um aumento dramático de dispositivos e sensores conectados e dos dados e insights que eles criam, usamos e conservamos recursos de forma eficiente, fornecemos acesso confiável à energia e possibilitamos ambientes de vida e trabalho mais seguros.

Nosso processo de fabricação aditiva pode diminuir o desperdício e os resíduos usando apenas o material necessário para os produtos finais. Nossas equipes reduzem ativamente nossas próprias emissões de resíduos e dióxido de carbono à medida que otimizam nosso uso de energia, matérias-primas e recursos naturais. Conforme cada camada 3D é adicionada, avaliamos e garantimos a qualidade com análise de dados em tempo real. Se detectarmos qualidade abaixo do padrão em qualquer ponto, podemos alterar as entradas ou reduzir a impressão para garantir um produto melhor, ao mesmo tempo em que reduzimos os custos com resíduos e materiais, tudo graças ao fluxo contínuo de dados.

Nós inspiramos o pensamento de ponta, garantindo que nossos engenheiros tenham acesso direto a novas tecnologias e a autonomia para experimentar sem limitação. Por meio de estudos abrangentes, estamos aumentando nossa compreensão do impacto ambiental da fabricação aditiva. Nossos Centros de Excelência Eaton em Southfield, Michigan (EUA), e Pune, Índia, atendem à demanda crescente por componentes, ferramentas e dispositivos complexos de alto desempenho — tudo isso enquanto melhoram a velocidade de lançamento no mercado e promovem a fabricação sustentável, aumentando nossa capacidade de atender às nossas metas de sustentabilidade de 2030.

With governments slow to regulate standards for adequate cybersecurity measures, manufacturers must identify and eliminate risk. That’s why many OEMs now work with suppliers who can prove their products meet or exceed the guidelines outlined by the OEM. 

At Eaton, cybersecurity starts with product development procedures that assure our connected IoT products are “secure by design” and feature built-in logic. Our Secure Development Lifecycle ensures security is integrated at every phase of product creation and places strict protocols on our people, processes and technologies. From concept to installation to ongoing support, our engineers build cyber-safe devices through training, threat modeling, requirements analysis and verification.

We use our expertise across new and legacy systems. While other providers build one-off solutions, only offering sensors or cloud products, Eaton offers a complete solution—from the sensor to the controller, and from the gateway to the cloud. This allows us to work with new machines and retrofit legacy systems with modern technologies, without compromising system or data security. Data utilization and transparency are critical when improving business processes. We collect data from all machines and share it across cloud services, so customers gather more information and see easier-to-understand process parameters on one dashboard.

We employ end-to-end protocols that encompass technical standards, tools and processes to secure data critical to Industry 4.0 success. Our specialized labs and “secure by design” approach ensure customers install devices that comply with the highest industry cybersecurity requirements before they're made part of critical systems. Manufacturers and businesses can rest assured they’re deploying smart, safe IIoT devices and services.  

Como os governos demoram para regular os padrões de medidas adequadas de cibersegurança, os fabricantes devem identificar e eliminar o risco. É por isso que muitos OEMs agora trabalham com fornecedores que podem provar que seus produtos atendem ou excedem as diretrizes descritas pelo fabricante. 

Na Eaton, a cibersegurança começa com procedimentos de desenvolvimento de produtos que garantem que nossos produtos de IoT conectados sejam "seguros desde a concepção" e apresentem lógica integrada. Nosso ciclo de vida de desenvolvimento seguro garante que a segurança seja integrada em todas as fases da criação de produtos e coloca protocolos rigorosos para nossos colaboradores, nossos processos e nossas tecnologias. Do conceito à instalação e suporte contínuo, nossos engenheiros constroem dispositivos ciberseguros por meio de treinamento, modelagem de ameaças, análise de requisitos e verificação.

Usamos nossa experiência em sistemas novos e legados. Enquanto outros fornecedores constroem soluções únicas, oferecendo apenas sensores ou produtos em nuvem, a Eaton oferece uma solução completa — do sensor ao controlador e do gateway à nuvem. Isso nos permite trabalhar com novas máquinas e aperfeiçoar sistemas legados com tecnologias modernas, sem comprometer a segurança do sistema ou dos dados. A utilização de dados e a transparência são fundamentais para melhorar os processos de negócios. Nós coletamos dados de todas as máquinas e os compartilhamos em serviços em nuvem, para que os clientes tenham mais informações e visualizem facilmente os parâmetros do processo em um painel.

Nós empregamos protocolos completos que abrangem padrões técnicos, ferramentas e processos para proteger dados críticos para o sucesso da Indústria 4.0. Nossos laboratórios especializados e a abordagem “seguro desde a concepção” garantem que os clientes instalem dispositivos que atendam aos mais altos requisitos de cibersegurança do setor antes que eles façam parte de sistemas críticos. Fabricantes e empresas podem ter certeza de que estão implantando dispositivos e serviços inteligentes e seguros de IIoT.  

The COVID-19 pandemic intensifies the need for dependable remote learning. Though businesses worldwide still balance staffing levels against spikes in virus outbreaks, workforce training cannot stop. In the new  “distance economy,” a tailored learning approach to reskilling and upskilling is now critically important.

At Eaton, we see augmented reality (AR)—the use of superimposed digital simulated content over a real work environment to create a composite view of objects—as a technology that reshapes how companies train and ramp up production and how employees learn. Features like built-in video and step-by-step holographic overlay instructions create immersive training from an electronic mentor. This can dramatically compress training time frames and lessen health risks to trainers and trainees.

Digital Twins

AR champions our use of digital twins in the development cycle. The data we generate through digital twins, the virtual replicas of physical assets, help inform new products before they’re made part of significant capital investments.

Digital twins modeling allows us to leverage the AR tools and processes used to improve products and product design. We identify gaps in time or procedures, such as product defects and process faults, and immediately make improvements. Transforming data into actionable insights helps reduce total cost of ownership, drive efficiency and maximize uptime.

With AR training that’s more immersive and on-demand, trainees experience a 70% higher long-term retention rate, while improving their efficiency by double-digit percentages.⁵

Remote assistance

Remote assistance provides an immersive real-time collaboration space where people can interact from anywhere in the world. Our Vehicle Group uses Microsoft’s HoloLens 2 and Remote Assist to bring together employees, customers and suppliers across the globe. The program features one user wearing the HoloLens 2, which allows for hands-free work and a point-of-view perspective for other users connected through Microsoft Teams. Other users can then interact by sharing documents, instructions or even making spatially aware annotations in the HoloLens users’ field of view.

Program results are remarkable. By solving problems correctly the first time, AR eliminates the need to bring employees together physically, dramatically reducing travel costs, lost productivity due to travel and fewer carbon emissions, without losing the benefits of face-to-face interaction. 

Training and work instruction

Digital training is appropriate for almost any process or task. Whether it’s employee onboarding, product assembly, maintenance, safety checks or quality assurance, we incorporate 3D models and videos to get employees up and running just as quickly as in-person training. 

Most recently, we’ve used AR at our loadcenter facility in Ontario, Canada. The plant manufactures over 30 unique SKUs on a fast-paced multi-station line. With regular turnover on the line, experienced employees are obliged to train recruits—which takes them off the assembly line and negatively impacts productivity. Our AR program’s intuitive graphic overlays and detailed instructions reduce learning curves and break English and French language barriers so workers can get on the job faster. With no in-person training required, we see a dramatic increase in speed to competence, higher knowledge retention rates and fewer assembly-line errors. 

People are a company's most significant investment, and thanks to AR, manufacturers can quickly and safely onboard and train employees to get them on the factory floor faster, with fewer errors on the line. That translates to increased productivity and a faster return on your human capital investment.  

A pandemia da COVID-19 intensifica a necessidade de aprendizado remoto confiável. Embora as empresas em todo o mundo ainda equilibrem os níveis de pessoal com os picos de surtos de vírus, o treinamento da força de trabalho não pode parar. Na nova “economia de distância”, uma abordagem de aprendizagem personalizada para requalificação e aprimoramento de habilidades agora é criticamente importante.

Na Eaton, vemos a realidade aumentada (RA) — o uso de conteúdo simulado digital sobreposto em um ambiente de trabalho real para criar uma visão composta dos objetos — como uma tecnologia que renova a forma como as empresas treinam e aumentam a produção e como os funcionários aprendem. Recursos como vídeo integrado e instruções de sobreposição holográficas passo a passo criam treinamento imersivo a partir de um mentor eletrônico. Isso pode reduzir drasticamente os prazos de treinamento e diminuir os riscos à saúde dos treinadores e participantes.

Gêmeos digitais

A RA defende nosso uso de gêmeos digitais no ciclo de desenvolvimento. Os dados que geramos por meio de gêmeos digitais, as réplicas virtuais de ativos físicos, ajudam a informar novos produtos antes que eles façam parte de investimentos de capital significativos.

A modelagem de gêmeos digitais permite aproveitar as ferramentas e processos de RA usados para melhorar os produtos e o design do produto. Identificamos lacunas de tempo ou procedimentos, como defeitos de produtos e falhas de processo, e fazemos melhorias imediatamente. Transformar esses dados em conhecimentos úteis ajuda a reduzir o custo total de propriedade, aumentar a eficiência e maximizar o tempo de atividade.

Com o treinamento em Realidade Aumentada mais imersivo e sob demanda, os participantes experimentam uma taxa de retenção de longo prazo 70% maior, enquanto melhoram sua eficiência em percentuais de dois dígitos.⁵

Assistência remota

A assistência remota oferece um espaço de colaboração imersivo em tempo real, onde as pessoas podem interagir de qualquer lugar do mundo. Nosso Vehicle Group usa o HoloLens 2 e o Remote Assist da Microsoft para reunir funcionários, clientes e fornecedores em todo o mundo. O programa apresenta um usuário usando o HoloLens 2, que permite o trabalho com as mãos livres e uma perspectiva de ponto de vista para outros usuários conectados através do Microsoft Teams. Outros usuários podem então interagir compartilhando documentos, instruções ou até mesmo fazendo anotações com consciência de espaço no campo de visão dos usuários do HoloLens.

Os resultados do programa são notáveis. Resolvendo os problemas corretamente na primeira vez, a Realidade Aumentada elimina a necessidade de reunir os funcionários fisicamente, reduzindo drasticamente os custos de viagem, perda de produtividade devido a viagens e as emissões de carbono, sem perder os benefícios da interação presencial. 

Treinamento e instrução de trabalho

O treinamento digital é adequado para praticamente qualquer processo ou tarefa. Seja a integração de funcionários, montagem de produtos, manutenção, verificações de segurança ou garantia de qualidade, incorporamos modelos 3D e vídeos para que os funcionários possam começar a trabalhar tão rápido quanto no treinamento presencial. 

Mais recentemente, usamos RA em nossa instalação de centro de carga em Ontário, Canadá. A fábrica produz mais de 30 SKUs únicos em uma linha multiestação em ritmo acelerado. Com a rotatividade regular na linha, funcionários experientes precisam treinar os recrutas, o que os tira da linha de montagem e afeta negativamente a produtividade. As sobreposições gráficas intuitivas e as instruções detalhadas do nosso programa de Realidade Aumentada reduzem as curvas de aprendizagem e quebram as barreiras dos idiomas inglês e francês para que os trabalhadores possam começar o trabalho mais rapidamente. Sem necessidade de treinamento presencial, vemos um aumento drástico na velocidade para alcançar a competência, maiores taxas de retenção de conhecimento e menos erros na linha de montagem. 

As pessoas são o investimento mais significativo de uma empresa e, graças à RA, os fabricantes podem integrar e treinar funcionários de forma rápida e segura para colocá-los no chão de fábrica mais rapidamente, com menos erros na linha. Isso se traduz em aumento da produtividade e um retorno mais rápido sobre seu investimento em capital humano.  

References

_{1 IDC (September 2019). The Importance of an Industrial Focus for Digital Transformation.} 

_{2 Betti, Francisco (January 2020). How manufacturing can thrive in a digital world and lead a sustainable revolution.}

_{3 Swivelsecure. Industry 4.0 …and the cybersecurity risks to the future of manufacturing.}

_{4 Manufacturing Automation Management Talk. Shaping Skills And Culture For The Factory Of The Future.} 

_{5 Kroc, Natalie (September 2017). Augmented Reality Comes to the Workplace.}

Referências

_{1 IDC (setembro de 2019). The Importance of an Industrial Focus for Digital Transformation.} 

_{2 Betti, Francisco (janeiro de 2020). How manufacturing can thrive in a digital world and lead a sustainable revolution.}

_{3 Swivel Secure. Industry 4.0 …and the cybersecurity risks to the future of manufacturing.}

_{4 Manufacturing Operations Management Talk. Shaping Skills And Culture For The Factory Of The Future.} 

_{5 Kroc, Natalie (setembro de 2017). Augmented Reality Comes to the Workplace.}