Desenvolvimento de um sistema MES (Manufacturing Execution System) enxuto para aplicação em micro e pequenas empresas: um estudo de caso no setor metalúrgico

Abstract

A digitalização dos processos produtivos configura um imperativo de competitividade na era da Indústria 4.0. No entanto, as Micro e Pequenas Empresas (MPEs) brasileiras enfrentam um significativo abismo digital, imposto pelos altos custos, complexidade e natureza monolítica das soluções Manufacturing Execution System (MES) tradicionais, essenciais para a integração vertical entre gestão (ERP) e o chão de fábrica. Esta lacuna é crítica, pois a maior parte das MPEs opera com controle de produção manual, gerando ineficiência, imprecisão e baixa visibilidade operacional. Este Trabalho de Conclusão de Curso desenvolveu e validou um protótipo de Sistema MES modular, especificamente projetado para atender às necessidades de MPEs, permitindo uma digitalização gradual e acessível. O objetivo principal consistiu em superar as barreiras de adoção de tecnologias avançadas de gestão da produção, conforme identificado nas pesquisas relacionadas. A solução proposta baseia-se em uma arquitetura de IIoT (Industrial Internet of Things) e Computação de Borda (Edge Computing). Utilizou-se o microcontrolador ESP8266 como Edge Device para coleta automatizada de eventos, empregando o protocolo MQTT para comunicação eficiente e de baixa latência. A plataforma MES foi desenvolvida com tecnologias modernas como C# e Blazor, conferindo modularidade e adaptabilidade. A metodologia de pesquisa-ação aplicada envolveu o levantamento de requisitos, a modelagem conceitual (alinhada à ISA-95 e aos princípios Lean 4.0), o desenvolvimento do protótipo e testes funcionais em uma máquina CNC real de uma metalúrgica parceira. Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade técnica e a robustez do sistema, que automatizou a coleta de eventos produtivos, eliminando o registro manual de dados. O protótipo forneceu visibilidade em tempo real através de Dashboards Andon e possibilitou o cálculo automático de indicadores de desempenho, como o OEE (Overall Equipment Effectiveness), promovendo a tão necessária conexão bidirecional entre o chão de fábrica e a gestão. Conclui-se que o desenvolvimento de soluções MES de baixo custo e arquitetura modular, baseadas em Edge Computing, representa uma estratégia eficaz para democratizar o acesso à Indústria 4.0 e facilitar o desenvolvimento gradual da maturidade digital nas MPEs brasileiras.