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21/10/2015

Mercedes-Benz Industrie 4.0: O Próximo Passo na Revolução Industrial

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A indústria automóvel enfrenta hoje mudanças fundamentais. Ao mesmo tempo que as motorizações elétricas e a condução autónoma ganham adeptos, é a digitalização que alimenta este processo de mudança. Normalmente, esta combinação de aspetos físicos e digitais é denominada “Industrie 4.0”. Para a Mercedes-Benz, o funcionamento em rede em tempo real de toda a cadeia de valores é mais do que apenas uma visão. E, aqui, o foco está sempre nas pessoas – nos nossos clientes e nos nossos colaboradores.

 

O potencial da revolução digital é enorme: se o homem, a máquina e os processos industriais estiverem ligados em rede de forma inteligente, é possível criar produtos de elevada qualidade, de forma mais rápida e com custos de produção muito competitivos. A flexibilidade é outro dos motivos pelos quais a Mercedes-Benz tem vindo a participar ativamente na formação desta revolução digital: a procura mundial por automóveis, veículos comerciais e conceitos de mobilidade tem vindo a aumentar. Em simultâneo, os requisitos dos clientes em todo o mundo estão cada vez mais diversificados. Apesar de, com apenas três modelos base de automóveis de passageiros nos anos 70 do século passado a Mercedes-Benz ter conseguido satisfazer a maioria das exigências dos clientes, agora existem dez vezes mais modelos. Por exemplo, na fábrica de Sindelfingen, é extremamente raro haver dois exemplos idênticos do Classe S a saírem das linhas de produção. Também há uma gama cada vez mais alargada de variantes – juntamente com as versões Diesel e a gasolina, as motorizações híbridas e totalmente elétricas são cada vez mais populares. E os ciclos de inovação são cada vez mais curtos. Tudo isto culmina na visão da Mercedes-Benz em que a produção automóvel vai passar de uma produção em larga escala para uma produção “personalizada”, onde cada carro será fabricado de acordo com os requisitos de cada cliente individual.

 

O mundo do trabalho no futuro – foco nas pessoas

Como resultado da transformação digital ao longo de toda a cadeia de valor, o mundo do trabalho e os processos de produção estão em mudança rápida e abrangente. Nos dias de hoje, uma das fases da montagem é efetuada habitualmente por pessoas ou por robots, colocados atrás de divisórias de proteção, por motivos de segurança e que só podem ser usados noutras áreas de produção com um grande esforço. Na Mercedes-Benz, o objetivo é atingir uma cooperação real entre as pessoas e os robots (MRC), sob o controlo do ser humano. Esta colaboração direta entre pessoas e robots significa que a superioridade cognitiva das pessoas pode ser combinada de forma ideal com a potência, a resistência e a fiabilidade dos robots. Isto facilita a obtenção de diferentes objetivos: qualidade mais elevada, maior produtividade, novas possibilidades em termos ergonomia e tarefas em conformidade com a idade do trabalhador. A cooperação MRC não pretende obter o máximo de mecanização dos processos nem a automatização total das atividades.

 

A fábrica inteligente – a cadeia de valor totalmente ligada em rede

A fábrica “inteligente” é o ponto central do processo de digitalização de toda a empresa. Na fábrica inteligente, os produtos, as máquinas e todo o meio ambiente estão interligados em rede e ligados à Internet. A integração do mundo real num mundo digital e funcional origina o denominado ambiente “digital twin”, que permite uma representação em tempo real de processos, sistemas e instalações de produção.

 

“A digitalização permite-nos tornar os nossos produtos mais individuais e a produção mais eficiente e flexível. O desafio será planear a longo prazo mas mantendo a capacidade de resposta rápida aos desejos e expetativas dos clientes, bem como às flutuações dos mercados,” explica Markus Schäfer, Membro do Conselho de Administração da Mercedes-Benz Cars, Diretor de Fabrico e Cadeias de Fornecimento da Daimler AG.

 

 

Para a Mercedes-Benz são cinco os principais objetivos a alcançar no conceito de fábrica inteligente:

  • Maior flexibilidade: A fábrica inteligente permite à produção responder de forma ainda mais célere às flutuações e alterações do mercado global e aos requisitos cada vez mais exigentes dos clientes. A produção digital também facilita o fabrico de produtos cada vez mais complexos;
  • Maior eficiência: O uso eficiente de recursos como a energia, as instalações ou os stocks de materiais é um fator de competição fundamental e decisivo; uma cadeia de processos totalmente digital também permite um controlo constante dos inventários: é possível identificar os componentes em qualquer altura e em qualquer lugar. As instalações de produção podem ser controladas a partir de qualquer lugar;
  • Maior rapidez: A flexibilidade dos processos de produção, a simplificação na introdução de modificações das instalações de produção existentes e a edificação de novas instalações permitem obter processos de fabrico muito mais eficientes. Por sua vez, isto permite ciclos de inovação mais reduzidos e as inovações dos produtos podem ser transferidas para mais modelos, num período de tempo mais reduzido (tempo de colocação no mercado);
  • Ambiente de trabalho: A interação ativa entre o homem e a máquina, utilizando novos interfaces de operação, irá alterar o ambiente de trabalho em diversas áreas, por exemplo, na formação e no domínio da ergonomia. Considerando as alterações demográficas, isto abre novas perspetivas para a criação de novos modelos de trabalho e estilos de vida;
  • Logística inteligente: da configuração do veículo e encomenda do cliente, à definição e obtenção dos componentes necessários e, depois, à produção e entrega. Colocando isto em termos visionários: “Após a encomenda, o veículo “procura” a sua localização de produção e as respetivas máquinas.”

 

Hoje em dia, a Mercedes-Benz já consegue simular de forma digital o processo de produção, da prensagem à montagem final e, portanto, dominar a complexidade dos automóveis modernos e do seu fabrico: só para a montagem, são examinados cerca de 4.000 processos individuais quanto a viabilidade técnica muito antes de a produção em série se iniciar.

Fase após fase, o conceito da fábrica inteligente tem vindo a ser implementado na rede global de produção da Mercedes-Benz. As duas primeiras fases já estão definidas de forma clara, tendo já obtido de forma substancial:

 

  • Agora, a Mercedes-Benz possui normas globais em vigor referentes a componentes, arquiteturas de sistemas e automatizações, regulamentos e tecnologias de controlo;
  • Sempre que se faz um investimento, são usados módulos tecnológicos globais estandardizados na robótica e nos processos de produção.

 

Os próximos passos no caminho para a produção do futuro residem na implementação de módulos de equipamento de aplicação global adaptados aos módulos de produto e na criação de estratégias de trabalho normalizadas. Antes do final da década, esta visão específica da fábrica inteligente tomará a forma de instalações de produção de referência concebidas completa e especificamente para os métodos de processos descritos acima.

 

Muitos dos processos que, apenas há algum tempo, pareciam saídos de um filme de ficção científica, já são usados hoje em dia na produção ou estão muito perto de o serem:

  • Impressão 3D/Fabrico por adição: Utilização na criação rápida de protótipos (por exemplo, moldes de fundição em areia para a produção de motores), coberturas de proteção (por exemplo, para a produção de ferramentas na cooperação homem-robot), ferramentas (por exemplo, elementos de fixação);
  • Aumento da Participação Humana/Dispositivos móveis na produção: Novas formas de calibrar ecrãs “head-up” (a partir de meados de 2016), uso de tablets para controlar robots no interior de veículos (“InCarRob”) via ligação Wi-Fi (o trabalhador dá instruções ao robot na montagem de forros de tejadilho);
  • As máquinas assistem os seus utilizadores: O trajeto a seguir pelos robots de peso reduzido pode ser gerado por “demonstração”, isto é, o trabalhador encaminha o robot e a máquina aprende o percurso;
  • Nuvem de Dados de Produção disponíveis a nível mundial: Por exemplo, como instalações principais de produção de modelos compactos, a fábrica de Rastatt pode aceder aos dados de produção das outras fábricas na rede de produção mundial, por exemplo Kecskemét, e até poderia programar os robots de produção em operação nesta última fábrica.

 

O suporte científico para a implementação da fábrica digital é fornecido pelo projeto ARENA 2036 (Active Research Environment for the Next Generation of Automobiles – Ambiente Ativo de Investigação para a Próxima Geração de Automóveis): Este é um campus de pesquisa onde a Daimler investiga o futuro da produção e do design de peso reduzido, com a participação de vários parceiros da comunidade científica e da indústria. Este projeto vai continuar até 2036, altura em que a indústria automóvel celebra o seu 150º aniversário.

 

A TecFactory – da ideia aos testes e à produção em série

A Daimler é uma empresa líder também em termos de tecnologias de produção inovadoras. Por exemplo, a empresa foi a primeira da indústria automóvel a reconhecer o potencial da utilização de robots sensíveis de baixo peso e a testá-los com sucesso para os processos de produção em série. A Mercedes-Benz testa estes novos conceitos de produção e ideias na TecFactory em Sindelfingen. A partir de uma ideia inicial, passando depois aos testes e à produção em série, já foram efetivadas numerosas aplicações. Entre elas incluem-se soluções logísticas inovadoras usando sistemas de transporte sem condutor (DTS).

 

A fábrica de testes é um dos principais constituintes TecFactory. “É aqui que testamos os processos de produção do futuro,” comentou Andreas Friedrich, Diretor da Fábrica de Tecnologia, Mercedes-Benz Cars, Daimler AG. “Num cenário ideal, as aplicações saem daqui diretamente para a produção em série. Depois, isto deixa-nos espaço para tentarmos novas ideias.” As grandes instalações de produção fazem lembrar uma convenção de inventores: engenheiros e técnicos ocupam diversas estações de trabalho, com robots de pequena e média dimensão, qua agarram, movimentam ou instalam componentes, tais como olhais e tapa-furos na carroçaria ou palas contra o sol.

 

Na fábrica de testes é impossível não notar a ausência de cercas de proteção e o espaço aberto de acesso a todas as estações de trabalho. “A produção sem divisões e a cooperação homem-robot (MRC) são os termos especializados que usamos,” comenta Friedrich. “Esta nova forma de trabalhar em cooperação e sem cercas de proteção é possível porque estes robots de última geração têm capacidades sensitivas.” Estes robots inteligentes usam os seus sensores para registarem o seu meio ambiente circundante imediato e detetarem a existência de qualquer tipo de resistência. Por exemplo, caso uma pessoa entre dentro do seu campo de ação, o robot consegue interromper a sua sequência de movimentos. Ou pode reconhecer a existência de colisões com outros componentes e introduzir uma pausa no seu movimento.

 

Por vezes, é até mesmo desejável que haja contato entre o homem e a máquina: determinados robots de baixo peso iniciam o seu trabalho após “sentirem” um toque de um humano. Ou são levados, literalmente, à mão: o trabalhador move o braço articulado do robot até ao ponto de início da tarefa em questão e o robot inicia o trabalho. Muitas vezes, na denominada “Robot Farming” (Quinta de criação de robots), um trabalhador “toma conta” de diversos robots.

 

De um fabricante puro de automóveis a um fornecedor de serviços de mobilidade em rede

A revolução digital vai bem mais longe do que apenas o aspeto da produção. A Mercedes-Benz está em desenvolvimento para se tornar um fornecedor de serviços de mobilidade em rede, abrindo assim novos mercados. Já hoje, o serviço de mobilidade car2go é o maior serviço de partilha de carros do mundo, com mais de um milhão de utilizadores. A aplicação moovel mostra aos utilizadores como podem combinar uma grande diversidade de meios de transporte para irem de A a B – seja através do serviço car2go, da partilha de automóvel, táxi ou transportes públicos. A Mercedes-Benz consolidou todos estes serviços numa sub-marca – a Mercedes me, que permite ao utilizador chegar à Mercedes-Benz em qualquer altura. O portefólio de serviços compreende a marcação de revisões ou serviço com ligação individual em rede ao próprio veículo do cliente e serviços financeiros de configuração personalizada. O cliente pode optar por packs de serviços que ultrapassam bastante o âmbito do próprio veículo, por exemplo, atividades e entretenimento relacionados com o estilo de vida de cada cliente.






 
 

 

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