Prototipação Rápida na Indústria 4.0

A Fórmula 1 viveu uma verdadeira revolução nos últimos anos devido a adoção de avançadas tecnologias de prototipação rápida na indústria 4.0 e engenharia digital, na qual toda a modelagem e evolução do protótipo é primeiro feita de forma virtual antes de virar um modelo físico.

As principais vantagens de se fazer todas as modificações do projeto no modelo virtual são a redução do custo e a economia do tempo para se ter um modelo em estágio avançado de desenvolvimento quando comparado ao modo tradicional de modelagem e de manufatura.

Isso apenas se tornou realidade em função dos avançados modelos de software que são atualmente capazes de simular todas as condições reais e cenários extremos de utilização, na qual o protótipo físico geralmente teria de passar como os famosos túneis de vento, por exemplo.

Os resultados das simulações dos testes ao qual o modelo virtual é submetido, servem de base para entender o que ainda se precisa evoluir do modelo, sendo feitas em ciclos de experimentação, no qual o aprendizado por tentativa e erro acabam por ser feitos de forma mais barata que se tivessem que ter um modelo físico para cada teste a ser realizado em cada tentativa. Somente após essa etapa que se passa para a prototipação do modelo real.

Processo de construção de um modelo digital

Primeiramente, existe uma fase de ideação onde a prova de conceito inicial será realizada. Isso pode ser feito de diversas formas, mas preferencialmente se costuma fazer pelo menos um modelo físico inicial da “interface” para se simular a interação com o usuário final.

Uma vez validado o conceito inicial, ocorre uma fase de modelagem na qual o protótipo é construído digitalmente em três dimensões e por meio do feedback de todos os envolvidos, o modelo construído pode sofrer seguidas modificações até atingir um ponto de maturidade na qual satisfaça aos requisitos solicitados.

O processo de iteração digital da prototipagem tem várias vantagens sobre o modo tradicional, pois permite reduzir o tempo de um projeto de manufatura, uma vez que fornece maior visibilidade para todos os envolvidos, além de reduzir custos pelo simples fato de não se ter de construir mais protótipos físicos nas fases intermediárias do processo.  

Além dos benefícios já citados acima, o assembly (montagem) digital do protótipo permite um maior aprendizado e o surgimento de inovações num ritmo que não seria possível, se não houvesse essa etapa digital que permite a rápida iteração de ideias com um menor custo.

A prototipação com o modelo real já em etapa posterior, utiliza de técnicas de manufatura por adição (Impressora 3D) e/ou subtração (CNC), por exemplo, para gerar protótipos para se testar e validar novas ideias que podem vir no futuro a se tornarem um novo produto ou serviço.

Benefícios do Processo de manufatura na Indústria 4.0 por adição (Impressão 3D)

A disponibilidade de impressoras 3D em ambientes de prototipação rápida na indústria 4.0, permite maior responsividade na geração do modelo físico que será validado, além de fornecer autonomia para a equipe responsável pelo seu desenvolvimento.

Esse processo se dá geralmente com pequenos times, que focando numa esteira de ideias, consegue de forma rápida ter os elementos mínimos necessários para poder gerar o modelo virtual a ser iterado e seguir no caminho do desenvolvimento de um MVP (“Minimum Viable Product”).

Existem diferentes tipos de impressoras 3D, que variam conforme a necessidade do modelo a ser impresso, visto que os modelos geralmente disponíveis no mercado têm limitações de tamanho quanto ao que se pode ser impresso e ao escopo de materiais capazes de serem impressos.

Um dos principais benefícios da impressão 3D se encontra na descentralização que promove ao permitir que os ciclos de experimentação ocorram sem grandes empecilhos por times que possam estar dispersos geograficamente.

Integração logística e Ecossistemas de Inovação

Vários “hubs” de inovação têm atraído cada vez mais empreendedores ávidos por terem acesso facilitado ao “pool” de talentos dessas regiões e também à toda cadeia logística que facilita os processos de prototipagem do modelo físico após a modelagem, para poder ocorrer sua validação.

Isso ocorre pelo fato de concentrarem diversos fornecedores de peças em uma cadeia de suprimentos integrada, algo muito comum em algumas regiões da China assim como no Vale do Silício.

A integração logística decorrente disso auxilia na redução do tempo necessário para validar uma ideia com a rápida geração de protótipos e testar sua viabilidade com testes com possíveis consumidores através de POC’s (Provas de Conceito), onde o protótipo pode ser testado pelo cliente em condições reais de uso.

O feedback dessa fase é essencial para se atingir o chamado “product market fit”, onde se testará a receptividade pelo mercado do produto e a disposição do cliente de pagar pelo produto, por entender que o mesmo entrega valor tangível.

Aproveite e conheça soluções para todo ecossistema da Indústria 4.0. Aqui!

Artigo escrito pelo consultor Renato Azevedo Sant Anna.
Leia também o conteúdo: Utilização dos Dados na Indústria 4.0