Fábricas inteligentes: aqui e agora

Em sua fábrica de montagem em Munique, na Alemanha, a MTU Aero Engines desenvolveu um processo de produção automatizado que pode operar de forma autônoma por 66 horas. Foto cedida pela MTU Aero Engines

A Continental está investindo US$ 4,9 milhões para construir uma nova linha de produção altamente automatizada para mangueiras industriais em sua fábrica em Korbach, Alemanha. Foto cortesia da Continental AG

A Amgen está construindo uma fábrica inteligente de US$ 365 milhões em New Albany, OH. Foto cortesia da Amgen Inc.

Para melhorar a competitividade, sustentabilidade e saúde, a montadora de eletrônicos Flex implementou uma variedade de iniciativas da Indústria 4.0, como uma torre de controle da cadeia de suprimentos e reciclagem de lixo eletrônico habilitada para IIoT. Foto cedida pela Flex Ltd.

Alimentada por 100 por cento de eletricidade verde, a fábrica de montagem de eletrodomésticos da Arçelik em Ulmi, Romênia, implantou uma variedade de tecnologias para abordar a sustentabilidade. Foto cedida por Arçelik

Depois de implantar IA, IIoT e automação flexível, a fábrica de montagem de baterias da CATL aumentou a velocidade da linha em 17% e reduziu a perda de rendimento em 14%. Foto cedida por Contemporary Amperex Technology Co. Ltd.

A fábrica de montagem de eletrodomésticos da Haier em Qingdao, China, aproveitou big data, digital twin e tecnologia de inspeção visual avançada para acelerar P&D, atualizar processos de fabricação e melhorar a programação de logística. Foto cedida pela Haier Eletrodomésticos

As pás do rotor, palhetas guia e outros componentes para motores a jato são feitos de materiais caros e usinados com tolerâncias precisas. Esses componentes normalmente são feitos em lotes, devido ao tempo envolvido na configuração dos centros de máquinas. O processo também requer um bom número de pessoas para cuidar das máquinas e auxiliar na troca.

No entanto, novas tecnologias estão mudando esse cenário. Em sua fábrica de montagem em Munique, na Alemanha, a MTU Aero Engines desenvolveu um processo de produção automatizado que pode operar de forma autônoma por 66 horas.

No início do processo, um robô de seis eixos coloca uma peça bruta no dispositivo de fixação, fixa-a com parafusos e carrega-a em um dos cinco centros de usinagem. As máquinas perfuram e fresam, retificam e calibram - tudo é totalmente automatizado. E é eficiente: enquanto as máquinas trabalham duro, o robô já está cuidando da preparação e pós-processamento das próximas peças e ferramentas.

"Com o novo sistema, provamos que a Indústria 4.0 pode até mesmo atender aos requisitos extremamente sofisticados para a produção de peças de motor", diz Christiane Müller, chefe de palhetas de guia de turbina de alta pressão da MTU. "E ocupa apenas um terço do espaço necessário para a produção convencional."

O sistema de manufatura flexível (FMS) da MTU marca o primeiro passo da empresa na criação de uma fábrica inteligente em geral. Auxiliados por um sistema de controle, os centros de usinagem da instalação fabricam componentes em paralelo, trabalhando de forma flexível e autônoma por dias seguidos sem intervenção humana.

De fato, a linha de produção pode funcionar de forma autônoma por 66 horas sem intervenção humana. "Esta é a quantidade exata de tempo necessária para cobrir confortavelmente um fim de semana inteiro", diz Marc Weiß, gerente de projeto da FMS.

A função de correção autônoma integrada da máquina e o sistema de manutenção preventiva garantem a estabilidade do processo. Isso prepara o terreno para ainda mais ganhos de eficiência no futuro.

Os funcionários ainda precisam montar e remover rebolos e outras ferramentas manualmente – 95% das etapas de trabalho necessárias para fabricar pás de turbina envolvem retificação. Mas brocas e fresas são automaticamente trocadas e calibradas pelos centros de usinagem.

Esse sistema também tornou o processamento de pedidos mais eficiente e flexível - um desenvolvimento bem-vindo, dada a tendência do setor de produzir em lotes cada vez menores e de atender aos pedidos dos clientes. Os pedidos geralmente são feitos para lotes de 70 a 120 peças. Com o novo sistema, esses tamanhos de lote podem ser reduzidos sem incorrer em altos custos de reequipamento.

Uma estrutura dupla está em vigor para minimizar o tempo de inatividade. Por exemplo, uma fresa é usada na máquina-ferramenta enquanto outra está sendo preparada para a próxima etapa. O mesmo vale para as células do robô: uma nova peça bruta é fixada em um dispositivo enquanto um componente processado é removido de outro.