A FEIMEC 2018 tem entre suas atrações o Demonstrador de Manufatura Avançada, espaço com 150 metros quadrados de área, capitaneado pela ABIMAQ com a realização técnica do Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de São Paulo (Senai-SP), que oferece ao visitante, oportunidade para conhecer na prática tecnologias e soluções nos conceitos da Indústria 4.0, uma demonstração do que já é possível ser aplicada à atual realidade das empresas brasileiras, para evoluírem rumo à Manufatura Avançada.
“O objetivo principal do Demonstrador é disseminar o conceito da Manufatura Avançada, contemplando tecnologias, métodos e processos flexíveis, onde o P&D e a Engenharia são fatores críticos para o sucesso, além da interação do setor de bens de capital aos sistemas informatizados, ao Big Data, à Inteligência Artificial, à Internet das Coisas e de Serviços”, afirma João Alfredo S. Delgado – diretor executivo de Tecnologia da ABIMAQ. “Outro objetivo é também integrar a Manufatura Avançada em uma política de Estado, da mesma forma que acontece nos países mais adiantados nesse tema, como Alemanha e Estados Unidos”, complementa.
A participação do Senai-SP no projeto, de acordo com o gerente de inovação da instituição, Osvaldo Maia, “é oportunidade a ser destacada pelo ineditismo da iniciativa, pois o Demonstrador é praticamente único no País e, a cada edição, incorpora novas tecnologias, demonstrando a própria flexibilidade da Indústria 4.0. Além disso, confere à instituição competência em integrar sistemas, transformando-a em um provedor de soluções tecnológicas para a indústria com benefícios educacionais”.
Maia, ao destacar o papel catalizador da ABIMAQ na reunião das empresas, frisa que que todo o projeto é feito em parceria e colaboração entre empresas, ABIMAQ e Senai-SP, cabendo à instituição de ensino a integração mecatrônica e de TI do Demonstrador, assim como sua instalação na FEIMEC. Nesses processos, apenas entre professores e alunos, estão envolvidas cerca de 40 pessoas de várias escolas de São Paulo e do interior do Estado. “A palavra é evolução, sempre, para convergir cada vez mais para o objetivo da Manufatura Avançada que é integração e customização”, resume o gerente de Inovação do Senai-SP.
Evolução
Coerentemente com o próprio avanço do conceito de Indústria 4.0, em termos de novas tecnologias integradas que se tornaram realidade no processo industrial de diversos setores, que buscam ganhos de competitividade, o Demonstrador de Manufatura Avançada também evoluiu. Na FEIMEC 2018, além da linha de produção propriamente dita e de um cockpit com os sistemas de controle e gestão do processo produtivo, contará com Cluster de Tecnologias Indústria 4.0, espaço que congregará empresas, universidades e institutos de pesquisa na criação de um ambiente que oferece aos visitantes experiências em Realidade Aumentada, Comunicação Máquina a Máquina, Internet das Coisas, Inteligência Artificial e Realidade Virtual, entre outras.
Nesta edição, o diferencial importante do Demonstrador – explica Anita Dedding, secretária executiva do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico da Indústria de Máquinas e Equipamentos (IPDMAQ) e uma das responsáveis pelo Projeto de Manufatura Avançada FEIMEC 2018 – é que “os visitantes levarão de recordação o porta-gadgets Union, produzido na pequena fábrica montada no estande na FEIMEC e com sua confecção acompanhada in loco e passo a passo pelo convidado”.
Esse porta-gadgets é composto de três peças. “O principal (módulo fixo) é uma luminária de led acrílica, em que os convidados poderão incluir um texto personalizado – como o nome da sua empresa, por exemplo. A ele são agregados dois outros módulos, ligados por imãs, entre quatro opções disponíveis: porta-celular, porta-relógio, porta-trecos (clipes, borracha) ou porta-lápis e caneta, sendo estes módulos também passíveis de customização por meio da escolha da cor (azul ou vermelho)”, detalha Dedding.
Durante os cinco dias da FEIMEC 2018, o Demonstrador produzirá cerca de 300 conjuntos e, desse modo, cumprirá seu papel de demonstrar a customização e a flexibilidade preconizadas como base do conceito de Indústria 4.0.
Processo modular e sistemas integrados
Para que a confecção dessas peças aconteça dentro dos padrões de qualidade e dos prazos desejados, o Demonstrador está estruturado no formato de uma linha de produção nos conceitos da Indústria 4.0 para demonstração de tecnologias aplicadas, incluindo cockpit de controle do processo produtivo, que mostra uma série de sistemas integrados à planta que visam ao controle do processo produtivo, compartilhamento das informações gerenciais, ganho de produtividade, economia de recursos, testes em ambiente virtual, entre muitos outros.
Ao longo de oito módulos, o visitante interage com o processo e acompanha a confecção do seu porta-gadgets Union. O caminho percorrido compreende cadastro e identificação por reconhecimento facial, usinagem, controle de qualidade, manufatura aditiva, gravação a laser, montagem do produto, embalagem e entrega do produto por robótica colaborativa.
Sendo assim, a comunicação de dados, da mesma forma que em uma planta fabril real com conceitos da Indústria 4.0, é um dos pontos críticos no Demonstrador de Manufatura Avançada.
O projeto instalado na FEIMEC 2018 evidenciará esse recurso pelo uso de redes seguras e flexíveis com cabeamento de fibra óptica, Wi-Fi e firewall para garantir a segurança (Cyber Security). O protocolo de comunicação para a integração de todos os equipamentos de diversos fabricantes parceiros do projeto é o OPC-UA. As mensagens trocadas entre as máquinas utilizam o conceito desenvolvido pela OMAC (Organization for Machine Automation e Control), que padroniza o chamado “Estado de Máquina”.
Nessa linha conceito estão integrados desde Sistemas de Gestão Empresarial (Enterprise Resource Planning – ERP); sistemas focados no gerenciamento das atividades de produção e que estabelecem uma ligação direta entre o planejamento e o chão de fábrica, conhecidos como Manufacturing Execution Systems (MES); Sistema de Gestão do Ciclo de Vida do Produto (Product Lifecycle Management – PLM); e sistemas de medição e gerenciamento de energia que permitem o conhecimento e o controle do consumo de energia dos equipamentos, proporcionando economias significativas. Além disso, agrega práticas e tecnologias tais como comissionamento virtual, realidade aumentada e plataforma de gestão de manutenção (manutenção inteligente).
O objetivo do projeto do Demonstrador de Manufatura Avançada é criar uma linha de produção real, onde possa ser demonstrado, didaticamente, cada processo da cadeia produtiva da Indústria 4.0, permitindo ao visitante, mais do que acompanhar todo o fluxo desta fábrica, tendo uma experiência real, desde a captação do pedido de um produto personalizado, passando por todas as etapas de produção, até sua entrega final, feita por um robô colaborativo.
Liderado pela ABIMAQ, o Demonstrador de Manufatura Avançada da FEIMEC 2018 foi desenvolvido com o apoio técnico do Senai-SP e conta com o patrocínio de diversas empresas e do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).
Cada empresa participante comparece com sua experiência e suas soluções, integrando-as ao conjunto, num trabalho multidisciplinar de colaboração e convergência tecnológica entre soluções que se complementam.
O Demonstrador de Manufatura Avançada
Automatsmart – Inteligência na manutenção
Apresenta a Plataforma de Inteligência em Manutenção MTQuest, que integra tecnologias de IIoT (Industrial Internet of Things), Bancos de Dados SQL, Ambiente Web, Dispositivos Móveis e a Plataforma Azure Machine Learning Studio. Essa plataforma permite o monitoramento de quaisquer sinais digitais ou analógicos das máquinas com um hardware microcontrolado; faz o envio das informações via Wi-Fi para o Banco de Dados através da aplicação Web; gera alarmes gerados que podem ser recuperados pelo técnico de manutenção com o dispositivo móvel; e, por fim, consolida a análise de todos os dados com algoritmos Machine Learning na Plataforma Microsoft Azure.
Balluff – Inteligência no sensoriamento
A empresa inseriu soluções fundamentais para a flexibilidade do Demonstrador via aplicação de sistemas RFID, módulos de rede IO-Link, sensores e interfaces inteligentes. A solução RFID é essencial para a identificação do produto customizado, através de antenas e tags de identificação por rádio frequência é possível gravar informações específicas de cada cliente no produto e rastreá-lo até o final do processo produtivo. Através da tecnologia IO-Link, a Balluff traz o conceito de Industrial Internet of Things (IIot) para a ilha, transformando sensores e iluminações industrias em dispositivos inteligentes que podem ser parametrizados remotamente e transmitem status e diagnósticos em tempo real para os controladores e sistemas instalados em qualquer local da linha. A comunicação IO-link é padronizada e aberta e pode ser integrada a qualquer outra rede industrial como Profinet ou Ethernet IP, afirmando o caráter altamente flexível da linha de produção proposta.
Beckhoff – Automação e controle
O controle de chão de fábrica está presente com os I/Os e a rede EtherCAT, que viabiliza a comunicação e a integração com outros protocolos como Profibus, Profinet, IO Link, facilitando a implementação de todo o processo. Os PCs industriais controlam individualmente cada módulo, comunicando-se entre si e com o MES através de OPC UA. Essa célula da Beckhoff visa mostrar todo o conceito da Indústria 4.0, como personalização em massa, modularidade, descentralização e toda a tecnologia envolvida como IoT e virtualização, dando oportunidade para que todos possam ter uma experiência única.
Bosch Rexroth – IoT industrial
As companhias apresentam tecnologias desenvolvidas pelas empresas e que podem trazer maior conectividade e produtividade para o chão de fábrica brasileiro. A Bosch Rexroth traz o Multi Sensor XDK, um smart device 100% IoT, inteligente, bluetooth, Wi-Fi, de plataforma aberta e que pode ser aplicado facilmente em soluções de Indústria 4.0. O XDK é composto por 8 micro sensores, entre outras características.
Dassault Systèmes – PLM
Empresa 3DExperience, fornece universos virtuais para a criação de inovações sustentáveis. No Demonstrador participa com colaboração eletrônica para equipes Lean no chão de fábrica (solução 3DLean) e com Manufatura Aditiva (3D Printing) para prototipação e para produção de partes e peças.
Furukawa – Comunicação
A participação da Furukawa é via fornecimento de rede passiva óptica, utilizando sua solução Laserway, 100% óptica, tecnologia GPON, de alta performance e baixo impacto ambiental. Esta rede permite um controle centralizado completamente imune a ruídos eletromagnéticos, com fibras ópticas de alta capacidade de manobras e com alcance de até 20km sem equipamentos ativos intermediários.
Kuka – Robótica
A empresa é a fornecedora dos robôs presentes em quatro estágios do Demonstrador. No Módulo de Usinagem, um robô Kuka KR20 de alimentação e retirada trabalha ao lado de um centro de usinagem e de um sistema inteligente de armazenamento de matérias-primas; no Módulo de gravação a laser, o Kuka KR 6 alimenta a máquina para a gravação do texto personalizado na peça acrílica que compõe a luminária; no Módulo de montagem, dois robôs Kuka KR 3 e KR 6, em trabalho conjunto com um sistema de armazenamento de acessórios, montam o módulo de acordo com a configuração escolhida pelo usuário; e, no Módulo de saída, um robô colaborativo Kuka LBR IIWA entrega os produtos escolhidos ao usuário, a partir da sua identificação por meio da biometria facial.
Metalwork – Pneumática e automação
A Metalwork permite ao público visualizar aplicações reais das tecnologias eletropneumática e construção mecânica dentro dos conceitos da Indústria 4.0, manipulações e automação em geral. Leva construções modulares com perfis de alumínio e sistema V-Lock de fixação de produtos diretamente uns aos outros e aos perfis; ilhas de válvulas inteligentes série EB 80 já preparadas para a Indústria 4.0; sistema de tratamento de ar compacto série ONE, que oferece uma solução completa e segura, com válvulas de descarga e abertura progressiva; geradores de vácuo e ventosas utilizados em robôs para manipulação de peças; e diversos atuadores utilizadas em robôs para manipulação, cilindros ISO 15552 para fazer parada de produtos na esteira, guias deslizantes com fixação V-Lock. Todos estes atuadores são comandados por ilhas de válvulas EB 80 com comunicação em rede no protocolo EtherCAT.
Schneider – Eficiência energética e realidade aumentada
A Schneider demonstrará três soluções inovadoras: o EcoStruxure Augmented Operator Advisor, tecnologia de realidade aumentada aplicada ao aumento da eficiência operacional na Indústria; o EcoStruxure Power Monitoring Expert, software de Gerenciamento de Energia que coleta apresenta informações que habilitam a tomada de decisão pelos operadores; e o PowerTag, sistema de sensores sem Fio de Medição de Energia em Tempo Real.
Sick – Segurança industrial
Responsável por avaliar a especificação das proteções mecânicas, da segurança referente aos movimentos dos robôs, com a preocupação da limitação segura desses movimentos, além da especificação e empréstimo dos monitores de área a laser, a Sick usa scanners a laser de segurança, que impendem a movimentação dos robôs se houver alguém presente nas áreas de perigo, as áreas próximas aos robôs, que são monitoradas por esses dispositivos de segurança optoeletrônicos. Mesmo superfícies negras e opacas como um calçado preto ou uma calça preta são percebidas a partir da reflexão emitida por essas superfícies, refletindo os raios laser emitidos pelos scanners.
SKA – Manufatura Aditiva
A SKA participa do Demonstrador com PLM para interação entre os engenheiros e técnicos do projeto, através de uma plataforma intuitiva e dinâmica; virtualização de toda a planta, promovendo otimização de espaço e recursos produtivos; programação CAM em tempo real, alinhado à customização de produto; gerenciamento de documentação técnica e manufatura sem papel; uso de realidade aumentada e virtual na validação de processos e projetos; e manufatura aditiva.
Totvs – ERP e MES
As soluções da Totvs colaboram desde a captação digital do pedido pelo Portal de Vendas, geração automática da ordem de produção e seu envio para o Totvs MES (Manufacturing Execution System) que irá gerenciar a produção orquestrando as atividades previstas para cada máquina no roteiro do processo. Toda esta movimentação irá gerar gráficos e indicadores, como o OEE (Eficiência Global), custos, quantidades, tempos, e tudo será visualizado no Totvs Analytics.