O triunfo da eletrónica industrial começou em 1941 com a invenção do primeiro computador totalmente automatizado, o Z3. Na terceira revolução industrial, iniciada em 1970, tornou-se a base indispensável para todas as formas de automação. E para a quarta revolução industrial, é a tecnologia-chave. Isto porque, em quase todos os setores, preenche o fosso digital entre o mundo físico das máquinas, sistemas e dispositivos e o mundo virtual da internet, tudo graças aos imensos avanços na microeletrónica e nas tecnologias de informação e comunicação.
Os componentes eletrónicos industriais estão também sujeitos às exigências já conhecidas e constantes: "mais rápidos, mais económicos, mais pequenos e mais baratos". No entanto, também precisam de ser robustos e capazes de suportar anos de tensão cíclica, 24 horas por dia. Além disso, a humidade, as vibrações, o calor e os efeitos dos produtos químicos não podem impedir o seu funcionamento.
No entanto, os semicondutores industriais não conseguem competir na corrida global da nanotecnologia. De acordo com a ZVEI, Associação Alemã da Indústria Eletrodigital, mantêm-se, na sua maioria, na gama dos 65 nm aos 800 nm. Isto não só é mais barato, como também aumenta a robustez e a consistência a longo prazo. Em comparação, os processadores de próxima geração da Apple para MacBooks e iPhones já atingiram estruturas de 3 nm. Os principais fabricantes mundiais de chips para electrónica industrial apresentarão o estado da indústria na Electronics 2022: entre eles, a Bosch, Infineon, NXP, Renesas, STMicroelectronics, Texas Instruments, Toshiba Electronics e Vishay Intertechnology.
Eletrónica de potência da Europa
Segundo a ZVEI, a indústria representa 26% do consumo de semicondutores na Europa, sendo a eletrónica de potência uma parcela significativa deste total. Ao contrário dos componentes "convencionais", a electrónica de potência suporta correntes e tensões extremamente elevadas durante a comutação, o controlo e a conversão de energia eléctrica. Isto ocorre com maior eficiência com o carboneto de silício (SiC) e o nitreto de gálio (GaN) do que com o silício (Si) tradicional. Isto deve-se ao facto de estes semicondutores de banda larga estarem a estabelecer novos padrões em termos de frequência de comutação, eficiência, rigidez dielétrica, dissipação de calor e tamanho. Para aplicações de alta tensão em automação industrial, isto traduz-se em maior eficiência energética e relação custo-benefício. Com a presença de empresas como a Bosch, Infineon, Onsemi, Renesas, Rohm, STMicroelectronics e Vishay, os principais fabricantes de electrónica de potência estarão representados na electronica 2022. Além disso, o Fórum de Electrónica de Potência, que terá lugar na quarta-feira, 16 de Novembro, das 10h00 às 13h30, abordará também a tendência dos "Semicondutores de Banda Larga".
Órgãos sensoriais para a indústria
A produção automatizada com processos flexíveis necessita, acima de tudo, de dados. A empresa de análise de dados IDC prevê que o volume de dados gerados em todo o mundo aumente para 163 zettabytes (ZB) até 2025. Espera-se que as empresas sejam responsáveis por 60% destes dados. Isto deve-se à Internet Industrial das Coisas (IIoT) e aos seus inúmeros sensores com e sem fios. Estes sensores exigem alta precisão, ampla gama de frequência de funcionamento e robustez.
Os sensores da IIoT também são frequentemente capazes de operar em tempo real e, para além de registarem medições reais com funções de IA integradas, estão cada vez mais a preparar e a processar sinais no local (computação de bordo). Isto reduz o consumo de energia e a transferência de dados para a nuvem. O sensor de inclinação MEMS IIS2ICLX da STMicroelectronics, por exemplo, possui um núcleo programável de aprendizagem automática. As aplicações típicas incluem a automação industrial e a monitorização estrutural através da medição de vibrações fracas e de baixa frequência.
Sensores para gémeos digitais
Os sensores inteligentes também reduzem o esforço necessário para criar e utilizar gémeos digitais, uma vez que eliminam a transmissão de dados brutos, que é dispendiosa e consome muitos recursos. As imagens digitais acompanham máquinas, sistemas e produtos durante todo o seu ciclo de vida. As aplicações típicas incluem a monitorização em tempo real e a manutenção preditiva.
Por exemplo, o gémeo digital da Bosch para a Gestão Integrada do Desempenho dos Ativos (IAPM), vencedor do prémio Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2021, apoia projetos de automação complexos. A solução baseada na cloud recolhe dados gerados por máquinas e fornece notificações independentes sobre as necessidades de manutenção através da Internet Industrial das Coisas (IIoT). Isto reduz a necessidade de matérias-primas e energia para as empresas de fabrico — um resultado altamente desejável, especialmente no mercado atual.
Na electronica 2022, o Fórum IIoT e Cibersegurança ilustrará como as aplicações industriais se podem tornar ainda mais inteligentes graças a conceitos como IoT Industrial (IIoT), Inteligência Artificial (IA) e 5G.
