Tendências no desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos com transformação digital

A investigação e o desenvolvimento de novos produtos nas fábricas de produtos químicos é talvez a fase mais crítica da cadeia de valor, porque molda não só a forma como os produtos serão fabricados, mas também informa os melhoramentos subsequentes.

Esta fase, que se situa precisamente no final da cadeia de valor, exige grandes investimentos em química, uma vez que as organizações recorrem à análise de grandes volumes de dados e a outras ferramentas que lhes permitem prever o resultado de um investimento.

Isto funciona desta forma porque com o evolução da transformação digital industrial   para o que é atualmente conhecido como o Indústria 4.0As novas receitas e ofertas relacionadas com o crescimento do negócio fazem parte dos principais objectivos das organizações.

Com a transformação digital, as fábricas de produtos químicos podem desenvolver novas ofertas ou melhorar as existentes através da investigação e desenvolvimento (I&D) de materiais avançados e produtos especializados.

Além disso, o digitalização industrial permite que o fábricas de produtos químicos integram-se nas operações dos clientes e podem personalizar ou alargar os seus produtos com informações e serviços de forma a cobrar prémios e, por vezes, desenvolver novos modelos de negócio.

No domínio da genómica dos materiais, por exemplo, a análise avançada ajuda os investigadores a utilizar os dados para compreender as propriedades dos materiais químicos disponíveis e a considerar possíveis combinações no desenvolvimento de novos materiais com as propriedades desejadas, de acordo com clientes específicos.

A este respeito, no investigação e desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos organizações com um nível de maturidade digital ou um perito pode aumentar as receitas através das seguintes tendências provocadas pela transformação digital:

1. Fabrico aditivo para ensaios

O fabrico aditivo, também conhecido como impressão 3D, utiliza informação do mundo digital para criar um produto físico, encapsulando a transição TI/OT. Isto pode ajudar as fábricas de produtos químicos a poupar custos durante o processo de investigação e desenvolvimento.

Além disso, permite aos projectistas construir um reator com uma geometria específica, configurações para controlar o processo químico no seu interior, bem como a cinética da reação ou o tempo de residência específico da reação química. Por exemplo, os investigadores da Universidade de Glasgow desenvolveram reactores de polipropileno impressos em 3D que podem servir como alternativas rentáveis ao aço inoxidável.

Estes reactores de plástico construídos à escala laboratorial, ou maiores, funcionam tão bem como os reactores tradicionais a 150 graus Celsius e reduzem potencialmente os custos de funcionamento dos laboratórios químicos, contribuindo para uma experimentação adicional que conduz à descoberta de novos compostos químicos.

Além disso, o fabrico aditivo durante o desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos leva-as a desenvolver e construir materiais avançados e a criar novas oportunidades de receitas para se tornarem um fabricante líder de especialidades químicas desenvolvidas. Nos últimos tempos, por exemplo, as tintas electrónicas extensíveis e imprimíveis por serigrafia estão a ser utilizadas em vestuário inteligente.

Na fase de desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos, os fabricantes podem utilizar tinta imprimível para incorporar sensores como o eletrocardiograma, sensores de temperatura e de movimento, juntamente com uma bateria num pequeno disco do tamanho de uma moeda, em tecidos convencionais para recolher dados através de uma aplicação para smartphone. A análise avançada incentiva os químicos das empresas a utilizar a informação digital para criar novos materiais "físicos".

2. Análise avançada na seleção de materiais

Outra tendência durante o desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos é a análise avançada, que pode ajudar as empresas químicas através da utilização de informações digitais para criar novos materiais "físicos". Recentemente, investigadores da Universidade de Illinois, Urbana-Champaign, desenvolveram uma máquina de síntese para o fabrico de novos medicamentos e produtos agrícolas.

O produtos químicos funcionam através da decomposição de moléculas complexas em blocos de construção, que são depois recombinados para criar novos compostos com um menor custo de armazenamento de dados e computação de alto desempenho (HPC). A análise avançada constrói bases de dados que armazenam informações sobre os materiais disponíveis e as suas propriedades.

A análise avançada também apresenta novas combinações de materiais com as propriedades desejadas, conduzindo a avanços na genómica dos materiais, e tem a capacidade de passar da tentativa e erro para resultados modelados para digitalizar o processo de seleção de materiais.

O seguinte jogo transformacional sobre produtos e serviços inteligentes discute a forma como as empresas químicas podem desenvolver propostas diferenciadas baseadas no valor para os seus clientes e aumentar os seus fluxos de receitas.

3. Impressão 4D para o desenvolvimento de materiais avançados

Entre os muitos desenvolvimentos em materiais avançados, um exemplo digno de nota é o dos materiais programáveis, também conhecidos como impressão 4D, desenvolvidos no departamento de laboratório de arquitetura do MIT. Estes materiais programáveis podem auto-montar-se e mudar de forma ao longo do tempo, na quarta dimensão.

O material reage externamente a estímulos como a luz, o calor e a água, expandindo-se e contraindo-se em diferentes locais. Como desenvolvimentos comerciais, a indústria química pode utilizar materiais programáveis para criar novos produtos para clientes das indústrias aeroespacial, automóvel, da construção e dos cuidados de saúde, beneficiando de novos fluxos de receitas.

Em suma, o A Indústria 4.0 nas fábricas de processos químicos melhora a produtividade e reduz os riscosmas também visa o crescimento do negócio através de possibilidades funcionais que podem ser implementadas durante a fase de investigação e desenvolvimento de novos produtos em fábricas de produtos químicos.

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