A importância do setor industrial dos Estados Unidos para o bem-estar económico e a segurança nacional do país não pode ser subestimada. Embora a indústria represente 8,5% do emprego nos EUA e 11,7% do PIB (produto interno bruto) dos EUA, as empresas industriais do nosso país são responsáveis por 35% do crescimento da produtividade, 60% das exportações e 70% da investigação e desenvolvimento (I&D) do setor privado. Isto reveste-se de grande importância não só para si e para mim — e para a nação —, mas também para a cadeia de abastecimento global.
Estes dados, entre outros, estão incluídos no mais recente Relatório Anual da Manufacturing USA, disponível gratuitamente junto do Gabinete Nacional do Programa de Fabrico Avançado do Instituto Nacional de Normas e Tecnologia (NIST) do Departamento de Comércio dos EUA. Alguns dos pontos mais destacados…
Onde é que a indústria transformadora tem estado?
Todos sabemos que ocorreram mudanças drásticas no setor industrial dos EUA durante a primeira parte do século XXI. Embora o emprego no setor industrial tenha diminuído em 5,6 milhões de postos de trabalho entre dezembro de 2000 e dezembro de 2010 — durante o auge da Grande Recessão —, recuperou apenas 20% dessa perda.
Vamos recuar ainda mais no tempo — até ao século XX —, quando os avanços na indústria transformadora, incluindo os equipamentos mais recentes e úteis e novos talentos na força de trabalho, contribuíram em grande parte para o domínio económico global dos Estados Unidos neste setor ao longo do século XX.
- Custos reduzidos / Salários em alta: Na viragem do século XX, as inovações de Henry Ford reforçaram drasticamente a liderança do país no setor industrial, recorrendo à eletrificação e às linhas de montagem para reduzir o preço do Modelo T de 900 dólares para 360 dólares ao longo de um período de sete anos e, ao mesmo tempo, duplicando os salários para 5 dólares por dia.
- Saída da depressão económica: Na década de 1930, a indústria transformadora tirou o país da Grande Depressão e preparou os EUA para o sucesso na Segunda Guerra Mundial.
- Infraestruturas e exploração avançadas: Na década de 1960, os avanços na produção permitiram aos EUA construir a rede de autoestradas interestaduais e enviar homens à Lua.
- O início da revolução das tecnologias da informação: Nas últimas décadas do século passado, a nossa inovação no domínio da tecnologia e da produção de semicondutores conduziu à revolução das tecnologias da informação.
Para onde se dirige o setor da indústria transformadora?
A inovação para o futuro está intimamente ligada aos avanços nas novas tecnologias de fabrico, tais como a Internet das Coisas (IoT), a fabricação aditiva e a robótica industrial. Os empregos que exigem menos qualificações e aqueles que dependem de tecnologias desatualizadas estão a desaparecer. Só através do fabrico avançado e das novas tecnologias (incluindo software de gestão empresarial) é que a produtividade é aumentada e são criados novos empregos com salários elevados. A educação e o desenvolvimento da força de trabalho são fundamentais para manter — e fazer crescer — estes empregos e o setor industrial.
O que é a produção avançada?
A produção avançada envolve novas formas de fabricar produtos já existentes e a criação de novos produtos, resultantes da utilização de novas tecnologias.
Os EUA são líderes mundiais em inovação e invenções; no entanto, muitas das descobertas da investigação norte-americana são transformadas em capacidades de produção e produtos de vanguarda noutros países.
Como podemos devolver a inovação e a invenção americanas aos fabricantes dos EUA?
Talvez uma das tendências mais empolgantes para os fabricantes do país seja a capacidade de criar produtos capazes de transformar a forma como os americanos trabalham e vivem.
Exemplo: Através do instituto de fabrico NextFlex(Instituto Americano de Fabrico de Eletrónica Híbrida Flexível, financiado principalmente pelo Departamento de Defesa), foi desenvolvido um novo penso «inteligente» para feridas que não cicatrizam, que integra o fornecimento de oxigénio em combinação com sistemas de deteção médica num penso flexível e de baixo custo.
Além disso, a bioenergia e os bioprodutos estão a emergir a nível mundial como setores novos e em rápido crescimento das indústrias agrícola e florestal, que se caracterizam por uma elevada produtividade. O fabrico de produtos de base biológica (por exemplo, biocombustíveis, intermediários químicos industriais, polímeros de alto desempenho e produtos acabados de maior valor) representa uma oportunidade significativa para os EUA. Como?
Apoiar a expansão da bioeconomia tem o potencial de:
- Colher e utilizar de forma sustentável mil milhões de toneladas de biomassa renovável anualmente
- Aumentar o mercado atual para cinco vezes o seu tamanho atual nos próximos 15 anos, e
- Acrescentar 500 mil milhões de dólares à bioeconomia anual, criando milhares de postos de trabalho, muitos dos quais em zonas rurais.
Embora os setores agrícola e florestal sejam essenciais para garantir uma produção sustentável, fiável e acessível de produtos de base biológica, existem benefícios ainda maiores:
- Substituir a utilização de petróleo e de outros materiais estratégicos que, de outra forma, teriam de ser importados
- Criar fontes de receitas de maior valor para os produtores das comunidades agrícolas e para os proprietários de terrenos florestais
- Melhorar a nutrição e o bem-estar dos animais e das pessoas
- Prestar serviços ecossistémicos, tais como garantir ar e água limpos, biodiversidade e a circulação de nutrientes para o ambiente e a sociedade; e
- Promover a integração da produção de produtos sustentáveis de base biológica nos sistemas agrícolas e florestais existentes nos EUA, com vista a apoiar os mercados atuais e futuros de alimentos, rações e fibras.
No total, existem catorze (14) institutos Manufacturing USA, patrocinados pelos Departamentos do Comércio, da Defesa e da Energia. Alguns exemplos que despertaram o meu interesse, com base em algumas das empresas com as quais trabalhamos e com quem falamos diariamente na xTuple, são:
Avanço Rápido na Implementação da Intensificação de Processos (RAPID)
O instituto de fabrico RAPIDlidera um esforço nacional centrado na investigação, desenvolvimento e implementação de tecnologias de grande impacto e soluções de equipamento físico que permitam avanços nas indústrias de processo — nomeadamente, a química, o petróleo e o gás, a celulose e o papel. As indústrias de processo enfrentam uma concorrência global feroz e necessitam de inovação e investimento; no entanto, o progresso tem permanecido estagnado nestas indústrias devido a fatores como custos de capital proibitivos, a elevada complexidade dos sistemas modulares intensificados e a insuficiência de software, ferramentas de conceção e dados.
Instituto para a Inovação na Fabricação de Compósitos Avançados (IACMI)
O instituto de fabrico IACMIestá empenhado em aumentar a capacidade de produção nacional e os postos de trabalho na indústria de compósitos dos EUA. O IACMI estabelece parcerias entre o setor privado, investigadores académicos e líderes na área do desenvolvimento da força de trabalho para validar materiais e processos de fabrico de compósitos na produção de veículos, turbinas eólicas e sistemas de armazenamento de gás comprimido, o que permite ao setor privado aperfeiçoar as técnicas de fabrico. A validação destas técnicas e materiais permite que as empresas sediadas nos EUA integrem essas técnicas na produção, permitindo que a indústria transformadora dos EUA assuma a liderança em termos de competitividade global, tanto no presente como no futuro.
PowerAmerica
Um dos principais objetivos do instituto PowerAmericaé facilitar a transição da indústria da eletrónica de potência à base de silício para a eletrónica de potência à base de carboneto de silício, que é mais eficiente. Os dispositivos de potência de SiC podem ser utilizados para regular a energia elétrica de forma mais eficiente — com uma perda de potência 30 % inferior à dos dispositivos tradicionais de silício. No entanto, o custo do desenvolvimento de uma tecnologia de fabrico para dispositivos de SiC representa um obstáculo significativo para as empresas, especialmente as de menor dimensão.
Uma equipa da Universidade Estadual da Carolina do Norte desenvolveu um processo de fabrico, conhecido como PRESiCE, que as empresas podem utilizar para criar os seus próprios dispositivos de SiC. O objetivo da equipa é reduzir o preço dos dispositivos de carboneto de silício de cinco vezes o preço dos dispositivos de silício para 1,5 vezes. O processo está disponível exclusivamente na fundição X-FAB Texas SiC, uma antiga fundição de silício que foi adaptada para a produção de carboneto de silício com o apoio financeiro da PowerAmerica. Ao ajudar as empresas a evitar os custos elevados associados ao desenvolvimento do seu próprio processo de fabrico, o PRESiCE visa promover uma maior produção de carboneto de silício, reduzindo assim o custo global deste material à medida que mais empresas fabricam produtos de SiC e diminuindo as barreiras à sua entrada no mercado.
REMADE
O setor industrial dos EUA representa quase 25 % do consumo energético anual total do país, e o instituto REMADEestá a trabalhar para melhorar a competitividade do setor industrial norte-americano, estabelecendo parcerias com a indústria para desenvolver tecnologias de fabrico avançadas que incorporem princípios de redução do consumo energético e de sustentabilidade. O REMADE tem como objetivo reduzir o consumo de energia e os custos necessários para recuperar, reutilizar, refabricar e reciclar quatro categorias de materiais: metais, fibras, polímeros e resíduos eletrónicos.
Instituto de Inovação em Energia Limpa e Fabrico Inteligente (CESMII)
O CESMIIdedica-se ao desenvolvimento e à implementação de sensores avançados integrados, sistemas de controlo, plataformas e modelos computacionais de alto desempenho, com o objetivo de ajudar os fabricantes norte-americanos a tirar partido da produção inteligente, tornando-os mais competitivos a nível global. Através da produção inteligente, os fabricantes otimizam as suas práticas empresariais, tecnológicas, de infraestruturas e de gestão de recursos humanos, recorrendo a sistemas de engenharia que integram tecnologias operacionais e tecnologias da informação.
«A produção inteligente permite que as empresas reduzam o seu consumo de energia e poupem dinheiro nas suas contas de energia, através da otimização dos seus processos de produção. De facto, o aumento dos investimentos na produção inteligente poderá permitir aos fabricantes norte-americanos poupar 15 mil milhões de dólares em custos anuais de eletricidade até 2035», afirma Ethan Rogers, diretor do programa industrial do Conselho Norte-Americano para uma Economia Energeticamente Eficiente.
Instituto Nacional de Normas e Tecnologia (NIST)
O NIST, do Departamento do Comércio, é o único laboratório de investigação do governo dos EUA dedicado especificamente ao reforço da competitividade industrial, com um portfólio de investigação robusto centrado nos desafios técnicos associados à produção avançada. Além disso, a Parceria de Extensão da Indústria Transformadora (MEP) do NIST, composta por 51 centros localizados nos 50 estados e em Porto Rico, constitui um recurso fundamental para envolver os pequenos e médios fabricantes no desenvolvimento de novos produtos, na expansão para os mercados globais e na adoção de novas tecnologias, tais como as que estão a ser desenvolvidas nos institutos da Manufacturing USA.
O NIST funciona também como sede do Gabinete Nacional do Programa de Fabrico Avançado, uma iniciativa interagências.
Publicado originalmente a 10 de outubro de 2018 (volte para ver as atualizações). Leia o relatório completo da Manufacturing USA.
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