A robótica enxame poderia transformar a fabricação de aeronaves, como visto nesta imagem gerada pela IA de uma fábrica futurista. Fonte: World Business Academy
A fabricação de aeronaves está à beira de sua transformação mais profunda desde o amanhecer do voo alimentado. A linha de montagem, um grampo de produção industrial por mais de um século, está prestes a ser substituída por uma alternativa muito mais eficiente e econômica-robótica enxame.
A Swarm Robotics é um sistema de fabricação no qual os robôs autônomos trabalham com uma “consciência” comum, guiada por inteligência artificial generativa, ou “genai”, para se autoprogramar um processo de fabricação em larga escala.
O sistema de linha de montagem, inventado por Ransom Olds em 1901 e refinado por Henry Ford em 1913 para fazer seus carros, dominou a fabricação. No entanto, a robótica enxame pode transformar a maneira como estruturas grandes e complexas, como aviões e ativos aeroespaciais, são construídos. O uso de robôs auto-acionários acionados por IA pode permitir uma produção mais rápida e de menor custo, proporcionando maior precisão e segurança aprimorada.
Escalar a escada da robótica e da IA para enxamear robótica
Robôs de programação usando codificação convencional, por mais sofisticados, não são inteligência artificial. É simplesmente programação de computador de máquinas automatizadas. Embora útil, é apenas o primeiro degrau da escada da IA, à qual nos referiremos como programação robótica “Nível 1”.
O próximo tiro é “verdadeiro” IA, ou o que rotularemos a programação robótica “Nível 2” que permite que as máquinas processem dados, façam previsões e ajudem na tomada de decisões. Quando a programação é usada para animar uma máquina, ele usa um sistema desenvolvido para fornecer à máquina a capacidade de aprender, entender e resolver problemas para uma atividade ou aplicação específica.
Essa forma de automação é amplamente utilizada hoje em controle de qualidade, logística e manutenção preditiva, mas permanece reativa. O processamento de computadores de alta velocidade e a análise de dados pode executar tarefas repetitivas, fornecer previsões e iterar informações sobre perguntas complexas que os humanos não poderiam fazer sem assistência.
Por outro lado, a programação robótica Genai, ou “Nível 3”, permite que os robôs se treinem com base em grandes quantidades de dados, reconhecendo padrões, otimizando processos e melhorando autonomamente seu desempenho – sem programação humana direta. Essa mudança de algoritmos definidos pelo ser humano para a IA auto-evolução pode, em última análise, tornar a robótica enxame capaz de níveis sem precedentes de precisão, adaptabilidade e eficiência.
A maioria das pessoas está familiarizada com o ChatGPT, que usa modelos Genai que extraem grandes quantidades de dados da Internet para gerar texto, imagens e outros conteúdos de alta qualidade e de alta qualidade em resposta à solicitação de um usuário. A robótica enxame aplicará o mesmo princípio à fabricação, permitindo que a automação industrial coordenasse ações, comunique e adapte seus processos em tempo real.
“Robótica de enxame”, como o termo é usado em Patente dos EUA 12.234.035usará o Genai para criar uma mente comum de auto-aprendizagem entre dois ou mais robôs móveis autônomos interconectados (AMRs) e armas de robô industrial que interagem entre si e reagem ao meio ambiente. Esses enxames de robôs serão usados para fabricar grandes estruturas físicas, como aviões e naves espaciais, sem mover a estrutura durante a produção e com o mínimo de operadores humanos para supervisionar suas atividades.
Isso elimina completamente a linha de montagem.
A velocidade e a precisão obtidas do uso de robôs enxames operando 24 horas por dia economizariam grandes quantidades de custo e tempo. Na mesma linha, a robótica enxame pode permitir um nível de precisão na fabricação de projetos de aeronaves existentes, eliminando o erro humano causado por fadiga, distração no processo de montagem ou falha em aderir estritamente aos projetos de fabricação. Eles também podem eliminar erros causados por descuido, como omitir para prender corretamente uma porta de aeronave.
O advento da robótica enxame representa uma transformação ainda maior na tecnologia de fabricação do que a Inglaterra e, em seguida, o mundo experimentado pela substituição de máquinas pelo trabalho humano durante a primeira revolução industrial.
Um diagrama de uma assembléia de robôs enxames para uma direção de uma patente recente. (Clique aqui para ampliar.) Fonte: World Business Academy
A fabricação de aeronaves continua um século de mudança
As primeiras aeronaves, incluindo o Wright Flyer (1903), foram construídas à mão por artesãos qualificados em pequenas oficinas. Com a Primeira Guerra Mundial, a demanda por aeronaves militares disparou. Para atender às necessidades de produção, a experiência com técnicas de linha de montagem começou nos EUA, Reino Unido, França e Alemanha.
Depois que a Highland Park Factory de Henry Ford (1913) aperfeiçoou a linha de montagem automotiva em movimento, outras indústrias tomaram nota dessa técnica de avanço. No início desse período, a indústria de aeronaves começou a ver como poderia aumentar drasticamente a produção de aeronaves enquanto reduz o custo de fabricação usando linhas de montagem.
O Curtiss JN-4 “Jenny”-um da aeronave mais produzida da Primeira Guerra Mundial-foi construída usando princípios iniciais da linha de montagem, embora o trabalho ainda fosse altamente manual.
Bem antes de se tornar urgentemente necessário na véspera da Segunda Guerra Mundial, as linhas de montagem começaram a produzir aeronaves em números cada vez maiores em todo o mundo. A Stout Metal Airplane Division da Ford (1925) foi uma das primeiras a adotar uma linha de montagem de aeronaves em movimento para construir o Ford Trimotor, aplicando lições da produção automotiva.
A Douglas Aircraft Co. (fundada em 1921) e a Boeing (fundada em 1916) refinaram a produção modular de sub-montagem, dividindo a aeronave em seções principais, incluindo a fuselagem, asas e a cauda para construção paralela simultânea antes da integração final.
De fato, sem a tecnologia, pode -se argumentar que a Segunda Guerra Mundial poderia ter um final diferente. A Ford’s Willow Run Plant (1941) foi um avanço-capaz de produzir um bombardeiro B-24 por hora, graças a uma linha de montagem em movimento inspirada na fabricação automática.
Durante esse mesmo período, a Boeing, a Lockheed e Douglas ampliaram maciçamente a produção de aeronaves usando o modelo de linha de montagem, produzindo aeronaves lendárias como a Fortaleza Voadora do B-17, o P-51 Mustang e o C-47 Skytrain.
Ao todo, a indústria de aeronaves dos EUA produziu mais de 300.000 aeronaves durante a Segunda Guerra Mundial, o que seria impossível sem linhas de montagem. Para isso, devemos muita gratidão – as linhas de montagem permitiram que a fabricação da aviação escalasse de maneiras nunca antes imaginadas.
No entanto, enquanto as linhas de montagem revolucionavam a produção de aeronaves em meados do século XX, elas foram projetadas para uma época em que as aeronaves eram mais simples, menores e construídas em altos volumes.
A fabricação de aeronaves evoluiu, mas o modelo de linha de montagem não. As aeronaves modernas são maiores, mais complexas e produzidas em volumes mais baixos, tornando os métodos de produção rígidos e lineares cada vez mais ineficientes.
A robótica enxame promete superar as limitações de produção
As limitações das linhas de montagem tradicionais – pegadas de fábricas massivas, infraestrutura dispendiosa e incapacidade de se adaptar aos materiais aeroespaciais modernos – se tornaram obstáculos ao progresso. As linhas de montagem requerem espaços enormes de fábrica, exigem enormes investimentos em capital e lutam para integrar novos materiais e técnicas de fabricação. Esses desafios só crescem à medida que as estruturas de aeronaves se tornam mais avançadas e as cadeias de suprimentos mais fragmentadas.
Para atender às demandas do aeroespacial do século XXI, a indústria precisa de uma nova tecnologia que elimina essas ineficiências – uma que é adaptativa, inteligente e capaz de montar aeronaves mais rapidamente, mais barata e com maior precisão. Essa solução é robótica enxame. Os fabricantes de aeronaves que utilizam esta nova técnica de produção primeiro terão uma vantagem dramática competitiva sobre seus colegas mais lentos para adoção.
Esta nova era tem um tremendo potencial. Não apenas a robótica enxame pode transformar os processos de fabricação, mas também pode afetar as paisagens da indústria social e econômica. Na minha próxima peça, examinaremos o desenvolvimento da robótica enxame.
Sobre o autor
Rinaldo S. BrutocoPresidente fundador e CEO do World Business Academyé um empresário, executivo, autor, apresentador de rádio e futurista. Ele publicou inúmeros artigos e livros que abordam o papel e a responsabilidade dos negócios em relação às preocupações morais, ambientais e sociais críticas da época.
Brutoco é um palestrante regular em conferências e professor convidado em escolas de negócios, como Escola de Negócios de Stanfordo Escola de Pós -Graduação de Columbiao Kellogg Graduate Business School na Northwestern Universitye o Escola de Negócios de Graduação de Keenan-Flagler na Universidade da Carolina do Norte. Por mais de 35 anos, ele tem sido amplamente reconhecido como um agente visionário e de mudança prático.