Aplicação de um método de diagnóstico das tecnologias da indústria 4.0 com indicadores de sustentabilidade em laboratórios de teste de motores : um estudo de caso

Abstract

Resumo: Durante o desenvolvimento de novos motores ou componentes de motores, bem como auditorias de motores de uma linha de produção, uma das atividades chave é o teste em laboratório ou em bancada. Seja qual for o tipo de teste, de desempenho, durabilidade, ruído ou emissões, as atividades de teste utilizam várias horas para ajustes de calibração e verificação dos requisitos de engenharia. Tais horas compreendem um custo elevado dentro de um projeto ou processo produtivo e também utilizam continuamente recursos naturais, tais como água, ar, energia, entre outros, além dos impactos econômicos e sociais dentro da organização. Um melhor uso desses recursos é importante para que empresas desenvolvam motores e veículos automotivos de uma maneira mais sustentável, garantindo competitividade no mercado. As tecnologias da Indústria 4.0 utilizadas com foco em indicadores de sustentabilidade podem desempenhar um papel importante em melhorias no processo de teste de motores, entretanto, ainda existe pouco material acadêmico publicado vinculando todos esses assuntos. Esse trabalho tem como objetivo aplicar e adaptar um método de diagnóstico disponível na literatura para laboratórios de teste de motores, identificando quais tecnologias da Indústria 4.0 podem ser utilizadas para melhorar indicadores de sustentabilidade. Dessa maneira é possível mapear o processo do caso estudado, identificar as aplicações da Indústria 4.0 e potenciais de melhoria, além de propor ações, visando melhorar indicadores de sustentabilidade em pilares econômicos, sociais e ambientais como, por exemplo, tempos de ciclo, produtividade, utilização dos recursos naturais, energia, entre outros. O uso de um modelo de diagnóstico auxiliou em identificar as tecnologias da indústria 4.0 com indicadores de sustentabilidade em um processo produtivo e ajudou a identificar oportunidades em um laboratório de teste de motores. Antes da aplicação do modelo de diagnóstico não era possível vincular as tecnologias normalmente direcionadas ao termo Indústria 4.0 com um laboratório de teste de motores e ainda apresentar como os indicadores de sustentabilidade podem ser afetados. Ao observar o estudo de caso foi verificado que soluções como o uso de sistemas integrados com ferramentas de sistemas supervisórios (SCADA), Realidade Aumentada e Big Data, são as tecnologias com maior potencial de aplicação no laboratório, com impactos diretos nos indicadores ambientais, sociais e econômicos. Palavras-chave: Indústria 4.0, Teste de Motores, Motor, Teste, Emissões, Sustentabilidade.

Abstract: During the development of new engines or engine components, as well as engine audits of a production line, one of the key activities is laboratory or bench testing. Regardless of the type of test, performance, durability, noise or emissions, the test activities use several hours for calibration adjustments and verification of engineering requirements. These hours comprise a high cost within a project or process, as well as the continuous use of natural resources, such as water, air, energy, among others, in addition to the economic and social impacts within the organization. Optimizing the use of these resources is of the most importance for companies to develop engines and automotive vehicles in a sustainable way and be compatible in the market. Industry 4.0 technologies with sustainability indicators can be used to focus on improvements in the engine test process, however, there is little published academic material linking all of these issues. This work has the objective to apply and adapt a diagnose method, in order to identify which technologies of Industry 4.0 can be used in an engine test laboratory based on sustainability indicators. Thus, it is possible to map the process of the case study, identify Industry 4.0 applications and improvements potential, as well as propose actions for improvement of sustainability indicators in economic, social and environmental pillars, such as cycle times, productivity, use of natural resources, energy, among others. The use of a diagnostic method helped identify the industry's 4.0 technologies with sustainability indicators in a productive process and helped identify opportunities in an engine test laboratory. Prior to the application of the diagnostic model it was not possible to link the technologies normally linked to the term Industry 4.0 with an engine test laboratory and to show how the sustainability indicators can be affected. Observing the case study, it was verified that solutions such as the use of integrated systems with tools of supervisory systems (SCADA), Augmented Reality and Big Data, are the technologies with the greatest potential of application in the laboratory, with direct impacts on the environmental, social indicators and economic. Key-words: Industry 4.0. Engine Testing. Bench Testing. Emissions Testing, Sustainability.