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Manutenção de máquinas e equipamentos industriais

11, setembro, 2015 Deixar um comentário

As organizações vêm buscando incessantemente novas ferramentas de gerenciamento, direcionadas para uma significativa competitividade, por meio da qualidade e da produtividade.

E tudo requer ação ágil imposta a todas as organizações, visando a eficácia na tomada de decisões. O fato tem levado às mutabilidades organizacionais constantes. Uma dinâmica que exige efetivas atividades operacionais, que desdobrem na busca das disponibilidades e da produção de resultados. A competitividade passa a ser necessidade empresarial, com a apresentação de resultados excelentes não apenas nacionais, mas necessariamente internacionais.

Assim, desde os anos 70, observa-se que há o aumento significativo da disponibilidade e da credibilidade na área de manutenção industrial, ações consideradas como a terceira geração do processo de prevenção e manutenção de máquinas e equipamentos. Ao mesmo tempo, ocorre significativo avanço na relação custo-benefício. O fato está na ocorrência de diversas intervenções nos equipamentos, todas elas baseadas na análise da qualidade e no risco da falha, para melhor condição dos produtos e do controle dos riscos para a segurança e a saúde do trabalhador.

Observa-se também a necessária preocupação com o meio ambiente, a partir da criação de computadores munidos de potentes “softwares”, para intervenções e gerenciamento da manutenção, e o surgimento de grupos de trabalho multidisciplinares, que cada vez mais ganham destaque de base para os procedimentos na área em questão. E a resposta para o bom desempenho desse processo é simples, ela está na soma de todas essas ações.

No Brasil, especificamente, ainda se trabalha com muita manutenção corretiva não planejada e com manutenção preventiva em excesso, ações não aconselháveis. É preciso promover uma mudança, na qual o nível de atuação, por meio da aplicação de manutenção preditiva, ganhe rapidez. Assim, é necessário reduzir fortemente a manutenção preventiva e aumentar a participação da manutenção preditiva, que é uma das ferramentas efetivas que podem ser aplicadas à otimização do gerenciamento de operações industriais. Isso como forma de obtermos melhores resultados para nossas empresas, visto que o objetivo é a redução de custos de manutenção e maior produtividade. É preciso salientar, porém, que a manutenção preditiva é a 1ª quebra de paradigma na manutenção para a excelência da engenharia empresarial.

Quanto às tendências mundiais vinculadas aos tipos de manutenção, no que diz respeito às tendências mundiais, a partir de análises de empresas líderes e do sucesso obtido por elas, percebe-se que, cada vez mais, essas organizações adotam técnicas preditivas e a prática da engenharia de manutenção. A manutenção torna-se estratégica para as organizações, pois ela garante disponibilidade dos equipamentos em instalações que apresentam confiabilidade, segurança e custos adequados.

Em razão do exposto, conclui-se que a manutenção, como função estratégica das organizações, apresenta-se como responsável direta pela disponibilidade dos ativos, tendo importância capital nos resultados da empresa. Contudo, será o tipo de manutenção adequado para cada uma das organizações o fator de sucesso, garantia de otimização nos processos e, consequentemente, lucros? É preciso ter em mente que o desejado por uma empresa não deve ser apenas a garantia de sobrevivência, mas seu crescimento e sua expansão.

Com esta exposição, espera-se que os resultados se apresentem cada vez melhores a cada empresa, em razão da eficácia da gestão de manutenção aplicada por elas. Logo, as organizações devem procurar as melhorias contínuas na sua gestão de manutenção, buscando incessantemente conhecimentos inovadores e aplicação das melhores práticas da manutenção do primeiro mundo, distanciando-se do apenas emergente.

Crédito

Artigo escrito por José Rui Camargo, professor doutor em engenharia mecânica e reitor da Universidade de Taubaté.

 


Enfrentando desafios

19, março, 2015 Deixar um comentário

Apesar de as perspectivas para o crescimento da indústria em 2015 não serem otimistas, podemos admitir que há muito tempo não temos um câmbio tão favorável, a economia norte-americana em expansão e o valor das commodities (metais) em queda.

As empresas que no passado se prepararam para competir no exigente mercado globalizado, que investiram em tecnologia e capacitação profissional, estarão mais preparadas para enfrentar qualquer crise, no momento em que as exportações podem compensar uma eventual queda no consumo interno.

Oportunidades de crescimento surgem todos os anos, mas para aproveitá-las é preciso ser rápido e correr contra o tempo, aproveitar a indecisão da concorrência e investir, trabalhar para colher bons frutos no futuro. Todos sabemos que essa tarefa não é fácil; entre outras, essa atitude pede confiança, ousadia, competência, planejamento e, acima de tudo, a colaboração de parceiros antigos e fiéis como a NEI, que agora em março comemora 41 anos de estreita colaboração com a indústria nacional.

Para ajudá-lo nessa empreitada, em março trazemos cerca de 200 produtos criteriosamente selecionados para que você conheça os lançamentos mais relevantes para o mercado industrial brasileiro e internacional, com atenção especial a produtos do setor de eletroeletrônica. São produtos inovadores que vão contribuir para a busca pela excelência na qualidade, pelo aumento da produtividade e pela otimização do consumo de energia e outros recursos vitais. Muitas dessas novidades você só vai encontrar nas grandes feiras industriais que começam agora, a partir de março com a FIEE.

 


Cooperação com clientes: uma forma de responder à Política Nacional de Resíduos Sólidos e de melhorar o desempenho ambiental organizacional

26, janeiro, 2015 Deixar um comentário

O governo brasileiro, a exemplo de outros países em desenvolvimento, tem buscado instituir um ambiente político legal para a modernização ecológica, que prega a coexistência entre desenvolvimento econômico e ambiental. Como consequência, foi promulgada em 2010, com data de definitiva efetivação em 2014, a nova Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS, que propõe, dentre outros aspectos, a responsabilidade estendida entre produtores, distribuidores, varejistas e consumidores finais com o pós-consumo dos produtos e embalagens.

Em função desse novo contexto institucional, as organizações tendem a buscar práticas operacionais ambientalmente mais adequadas. Como a responsabilidade ambiental será cobrada dos vários elos de uma cadeia produtiva, práticas de Green Supply Chain Management – GSCM emergem como oportunidade de melhorar a competitividade e o desempenho ambiental organizacional.

Um projeto de pesquisa financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp1 e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq2 questionou empresas certificadas pela ISO 14001 e localizadas no Brasil se a adoção de práticas de cooperação com cliente e de “compras verdes” (tipos de práticas de GSCM) resultam na melhoria do desempenho ambiental organizacional. Os resultados da pesquisa apontam que:

 

  • Tanto práticas de “compras verdes” como de cooperação com cliente são benéficas para a melhoria do desempenho ambiental organizacional, mas a influência da cooperação com cliente é mais significativa;

 

  • Em particular, disponibilizar aos fornecedores especificações de projeto dos itens comprados que incluam requisitos ambientais e a cooperação com cliente para o desenvolvimento e o uso de “embalagens verdes” são ações de maior destaque para otimizar o desempenho ambiental no que tange as dimensões reputação ambiental e melhoria geral do desempenho ambiental.

 

A fim de propor guidelines ao setor produtivo para responder aos desafios da PNRS, a pesquisadora profa. dra. Ana Beatriz Lopes de Sousa Jabbour, docente da Universidade Estadual Paulista – UNESP, investigou adicionalmente como empresas brasileiras líderes em seus segmentos de mercado consideram o papel dos clientes e dos fornecedores para a melhoria do desempenho ambiental organizacional. Obtiveram-se os seguintes resultados:

 

  • Cabe aos fornecedores: cumprir especificações ambientais técnicas e contratuais e ser proativos e inovadores ao oferecer novas soluções ou melhorar seus processos;

 

  • Os clientes podem ser: indutores da melhoria ambiental da organização (por exemplo, comunicando uma demanda e colaborando na busca de novas soluções tecnológicas; sendo envolvidos no processo de “stakeholders engagement”); e/ou difusores da solução ambiental da organização, como uso de embalagem refil ou retornável e uso de “selo verde” na embalagem do produto para incentivar o consumo de um produto ambientalmente adequado.

 

Fornecedores e clientes são muito importantes, cada um desempenhando um papel para incentivar as organizações a melhorar o desempenho ambiental. Mas, em função da responsabilidade estendida dos produtores, a cooperação do cliente, em particular seu olhar para as embalagens e o pós-consumo delas, é importante, pois as organizações tendem a depender dos clientes para que seus produtos não sejam alvo da legislação ambiental brasileira.

Portanto, as organizações que atuam no Brasil ou pretendem fazer negócios com empresas no Brasil precisam considerar o cliente como um stakeholder que pode exercer um papel diferente ao de um elo de pressão. Os clientes podem ser indutores e difusores da solução ambiental, então, criar mecanismos de comunicação e troca de know-how com eles, como:

(a) usar ações de open innovation,

(b) mapear redes sociais para identificar demandas e comportamentos de consumo,

(c) intensificar o uso da ferramenta “stakeholders engagement”,

(d) ampliar canais de “marketing verde”, entre outros, são relevantes para a busca da melhoria ambiental das organizações e para responder à PNRS.

1Processo FAPESP 2013/22380-0

2Processo CNPq 304225/2013-4

Crédito:

Artigo escrito por Ana Beatriz Lopes de Sousa Jabbour. Doutora, mestra e graduada em engenharia de produção; professora do Departamento de Engenharia de Produção da UNESP; Faculdade de Engenharia de Bauru, e pesquisadora do CNPq e da Fapesp para temas de Green Supply Chain Management no Brasil.


Mais de R$ 42 mi investidos em modernização levam a Imbil a aumentar sua receita líquida em 33%

3, dezembro, 2014 Deixar um comentário

De 2010 a 2014, a empresa nacional de bombas centrífugas renovou seu parque fabril, lançou produtos e conquistou novos mercados e clientes. Tudo graças a um plano estratégico que prevê investimentos em novas  tecnologias, especialização de processos, ampliação da fábrica, reestruturação de vendas e treinamentos, e expansão para novos mercados.

Quando a crise financeira mundial eclodiu no final de 2008 e início de 2009, causando turbulências na economia de vários países, muitas empresas brasileiras suspenderam ou adiaram seus projetos de expansão e modernização, mantendo uma postura mais cautelosa. O Brasil não foi então profundamente afetado pela crise, mas registrou alguns entraves ao crescimento, como queda no consumo das famílias, redução no investimento das empresas e aumento de desemprego, levando, na época, o governo a lançar pacotes anticrise. Foi um momento de expectativa e incertezas, registradas diariamente pelos grandes veículos de comunicação, que divulgavam informações sobre o vaivém da economia. A notícia da seção de Economia/Negócios do Estadão de março/2010 é um exemplo: “PIB do Brasil fecha 2009 com retração de 0,2%, a primeira queda anual em 17 anos”.

Para algumas empresas, a crise que se estabelecia e se insinuava  na época foi encarada como oportunidade de desenvolvimento. Ou investiam para melhorar seus processos e produtos, e crescer, ou enfrentariam um período de estagnação, com consequente perda de competitividade. Ao redor do mundo muitos economistas divergem sobre a crise financeira, mas concordam que a capacidade de inovar é o diferencial mercadológico para as empresas. As companhias que acreditaram nisso foram as primeiras a elaborar ou reativar seus projetos de estímulo à inovação.

Optando por “colocar o pé no acelerador”, a fabricante nacional de bombas centrífugas Imbil encarou a desafiadora situação, utilizando a inovação como ferramenta-chave para ampliar seus negócios. A companhia elaborou o Plano Estratégico Rumo a 2015 – Inovando em Busca da Excelência que combinava investimentos em tecnologia e inovação de gestão. Graças às ações de modernização, que envolvem compra de tecnologias, especialização de processos, aumento da fábrica, expansão da atuação e treinamentos, a Imbil ampliou seu portfólio de produtos, lançando em média 60 novos modelos por ano, desde a implantação do plano, e conquistou novos mercados, como os de petróleo e gás, tornando-se, inclusive, fornecedora da Petrobras. Investiu mais de R$ 42 milhões na compra de máquinas, equipamentos e estrutura física. Alguns números comprovam que o plano de modernização ajudou a empresa a crescer: de 2011 a 2014 a Imbil registrou aumento de receita líquida de 33% e de lucro bruto de 59%.

“Quanto mais pessimista está o cenário econômico e político do País, mais cedo acordamos, idealizamos, produzimos, lançamos produtos e nos reinventamos.” Esse discurso empreendedor de Vladislav Siqueira, diretor executivo, move a empresa em seus 32 anos. Localizada em Itapira, SP, a Imbil tem hoje cerca de 900 funcionários.

O Plano Rumo a 2015
O planejamento estratégico executado previa o desenvolvimento da empresa em várias frentes, como a tecnológica, a física e a comercial. Era preciso melhorar os processos produtivos e acelerar o desenvolvimento de novos produtos, passando pela renovação tecnológica do parque fabril; reduzir perdas e garantir maior flexibilidade e agilidade aos processos – benefícios proporcionados pela descentralização e racionalização das unidades de produção.

Além disso, expandir-se para novos mercados, como os de óleo e gás, mineração, papel e celulose, e saneamento, passou a ser a meta primordial para a conquista de novos clientes. Para atingir esse objetivo, o desenvolvimento de produtos específicos e a adoção de nova política comercial precisaram ser perseguidos. O plano ainda previu o desenvolvimento de nichos específicos em mercados já atendidos pela Imbil, também a partir do desenvolvimento de soluções direcionadas. Na ponta, a reestruturação de toda a área comercial e da rede de distribuição, e o fortalecimento da marca, com o investimento em publicidade e a participação em feiras, foram determinantes para mostrar ao mercado a oferta de novas soluções e o comprometimento com a inovação.

As metas estabelecidas no início do plano exigiam decisões corajosas. Investir em novas tecnologias não era suficiente. Desde sua implantação, foi indispensável primeiramente motivar as pessoas, engajando-as e fazendo-as entender como valores da empresa as atividades que consideravam apenas prioritárias, como gestão de qualidade, processos de melhoria contínua, gerenciamento de pessoas e segurança no trabalho. O processo inovativo passava obrigatoriamente por aqui.

Considerando essas duas frentes, tecnológica e de recursos humanos, a Imbil consegue, hoje, mostrar algumas das conquistas importantes proporcionadas por esse plano estratégico.  Entre elas estão:

Produção mais eficiente
A aquisição de máquinas, equipamentos, softwares ehardwares melhorou a eficiência e agilizou a produção.Tecnologicamente mais preparada, registra lançamento médio anual de 60 novos produtos (somente com suporte ANSYS CFX e SolidWorks).

Especialização
Adquiriu know-how para dominar o processo de fundição de ligas inoxidáveis e especiais, como aços duplex, superduplex, Hastelloy, Monel e alto-cromo, permitindo maior competitividade e flexibilidade nas aplicações; e também o processo de fundição de precisão, tipo lost wax, com obtenção de alta eficiência energética nas bombas de pequeno porte. Com isso, passou a fundir os rotores de pequeno e médio porte com pequenos detalhes na geometria, determinantes para o bom desempenho hidráulico e rugosidade superficial.

Como a eficiência hidráulica aumenta, o consumo de energia diminui, tornando a operação mais econômica. No caso de uma bomba acoplada a um motor de 125 cv, com a melhoria da eficiência de bombeamento de 3 a 5% absolutos, a economia anual pode passar de 50 mil kWh, com redução do custo de cerca de R$ 12 mil por bomba na conta de energia elétrica.

Em suma, a Imbil oferta hoje produtos mais eficientes e sustentáveis.

Ampliação da fábrica
Para descentralizar as operações produtivas, ampliou a fábrica, ao comprar área próxima à empresa (totalizando 120 mil m²) e a dividiu em unidades, cada uma voltada para um nível de especialização. São elas: Bombas de pequeno porte, Bombas de médio porte, Bombas de grande porte, Bombas para óleo e gás, Fundição de ferro fundido e WCB, Fundição de precisão, Fundição de aços inoxidáveis e ligas especiais, Contratos e serviços de manutenção, Centro de desenvolvimento e Acoplamento e expedição.

Conquista de novos mercados e clientes
Obteve o Certificado de Registro de Classificação Cadastral – CRCC para fornecimento de serviços e produtos á Petrobras, incluindo bancada de ensaio de performance e os referentes à norma API 610. Tornou-se também fornecedora de bombas para a Vale, como as revestidas com Ni-Hard com mais de 700 HB de dureza. Além da Petrobras e da Vale, conquistou outros clientes, como Enseada Indústria Naval – Unidade Paraguaçu, Jari Celulose e Bayer.

Reestruturação de vendas
Criou novos grupos de vendas para atender os setores de óleo e gás, naval, papel e celulose e arroz irrigado. Além disso, aumentou o número de distribuidores autorizados e contratou profissionais para reforçar o departamento de exportações, que até 2009 dedicava-se apenas à América Latina.

Consolidação da marca
A partir de 2010, passou ainda a investir mais na divulgação e consolidação da marca, com anúncios em revista especializada, materiais promocionais dos produtos e presença em feiras de negócios nacionais e internacionais.

 

“O planejamento das ações e muito trabalho ao longo desses anos valeram a pena”, destacou Gleidemilson Batista, assessor da diretoria. “O projeto não só ajudou a amenizar os efeitos da crise, como também nos preparar melhor para enfrentar os desafios do mundo econômico e nos tornar mais competitivos. Para nós, crise é sem o ´s´, ou seja: crie.”

Para definir o conjunto de ações, a Imbil estruturou-se também nas informações do potencial do setor – adquiridas com a colaboração da Abimaq e da Sociedade Brasileira do Vácuo –; e da economia global. Embora reconheça a importância de se acompanhar mercados, indicadores econômicos, projeções, tendências, etc., o diretor executivo afirmou que a sobrevivência e o sucesso de uma empresa dependem, fundamentalmente, da sua capacidade de elaborar e implantar um planejamento estratégico consistente, trabalhar incansavelmente para atingir suas metas e, principalmente, adequar seus produtos e recursos para buscar as melhores e mais rápidas soluções para as necessidades dos clientes.

Batista lembrou que dificuldades existiram, como a obtenção de recursos financeiros em linhas de longo prazo, considerando as taxas de juros e os spreads; e o processo de desenvolvimento e de maturação das soluções tecnológicas, que foram superadas com planejamento.

“Mesmo que o cenário tenha mudado e oferecido potenciais restrições, a Imbil não aceita parar de crescer ou se desenvolver”, disse Siqueira. “Acreditar na possibilidade de realizar nossos sonhos desperta a energia capaz de realizá-los. A motivação, a criatividade, a velocidade de decisão, o uso consciente de recursos e a nossa união estão presentes diariamente em nossas ações rumo à construção do futuro que desejamos.”

Atualmente a companhia concentra suas forças na conclusão do projeto, mas já planeja seu novo conjunto de metas, batizado de Rumo a 2020, que, segundo Batista, está em fase evoluída. E os objetivos maiores continuam no novo plano: modernização, desenvolvimento de produtos, aperfeiçoamento de processos, conquista de novos clientes e fidelização, e educar e reeducar o time de profissionais. “Consideramos a tecnologia intrínseca à evolução”, enfatizou o assessor.

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Reportagem produzida pela Central de Geração de Conteúdo de NEI Soluções.    


O impacto da impressão 3D na manufatura

27, novembro, 2014 Deixar um comentário

A impressão 3D está para a manufatura o que a primeira viagem à Lua foi para o desenvolvimento da tecnologia aeroespacial e demais tecnologias, incluindo telecomunicações, eletrônica e óptica. Na impressão 3D também o importante não é o destino, mas a jornada. É o que se cria no caminho para alcançar um objetivo, que beneficiará muitas outras áreas.

A tecnologia básica da impressão 3D já existe há algum tempo. Mas somente agora, com o grande desenvolvimento de software e modelos matemáticos em três dimensões, é que a impressão 3D aplicada à manufatura de componentes metálicos e funcionais está mostrando seu real potencial.

Hoje em dia a indústria de protótipos e de moldes para fundição e indústria plástica já fazem bom uso da tecnologia, não só sob o ponto de visto tecnológico, mas também sob o ponto de vista da justificativa financeira e operacional. Por outro lado, estamos no limiar das aplicações da impressão 3D. Formas geométricas complexas, projetos de peças com cavidades internas, montagens intrincadas e muitas outras se tornaram possíveis, o que era inalcançável com os métodos convencionais de usinagem. A manufatura aditiva, em contraposição à manufatura subtrativa, cria possibilidades somente limitadas por nossa imaginação.

Até agora, no mundo da manufatura convencional, evoluímos com boa velocidade, mas ainda reagindo às limitações do estímulo do mercado. Quando os engenheiros de software no Silicon Valley se cansaram de desenvolver programas de realidade virtual e se dedicaram a criar objetos tangíveis e concretos, usando o conhecimento de software acumulado por todos esses anos, eles abriram um portal inusitado ao tomar uma posição pró-ativa. Não só isso, eles “popularizaram” a manufatura. Explico. Hoje pode se comprar uma máquina de impressão 3D por US$ 1,200 e produzir peças de plástico na mesa da sua cozinha. O que antes só se fazia no chão de fábrica com toda a infraestrutura necessária, hoje pode ser feito em qualquer lugar, com um mínimo de recursos e custo bem reduzido. Faz parte da produção por demanda pontual e da customização em massa. Ao considerar as possibilidades da impressão 3D, devemos manter nossa mente bem aberta, pois as oportunidades são ilimitadas.

Na IMTS 2014, em setembro nos Estados Unidos, a presença da impressão 3D estava por todo lado. De moldes de fundição em areia até a produção de componentes médicos e de carro elétrico, que foi todo manufaturado e montado nos seis dias da feira e saiu andando pelo recinto de exposições e nas ruas de Chicago. Durante o evento também surgiram as primeiras máquinas hibridas, isto é, combinando manufatura subtrativa (com arranque de material) com a manufatura aditiva, criando um meio de produção integrada de alta eficácia e, ao mesmo tempo, de total flexibilidade. A mesma ênfase foi dada à impressão 3D e às máquinas híbridas durante a Jimtof de 30 de outubro a 4 de novembro, em Tóquio.

A impressão 3D é parte de uma nova era na indústria de manufatura em nível mundial. Essa fase que estamos vivendo está focada em criar meios de produção que visam ao aumento de produtividade, barateiam o custo total da manufatura e tornam possível produzir bens de uma maneira que não era possível alguns anos atrás. Os Estados Unidos estão se tornando rapidamente o lugar de custo de produção total de bens duráveis de alta tecnologia mais barato do planeta. Mais barato que qualquer outro país com mão de obra mais barata, inclusive a China. Um outro fator que possibilita esse feito é a inovação criada no país de novos materiais, incluindo fibra de carbono e novas ligas metálicas de alta resistência; processos de manufatura, como de extrusão a frio, arremesso de material e liga, fotopolimerização contida, impregnação de fibra de carvão, fusão de pó e deposição por meio de energia direcionada; criação de processos de ultra alta precisão; e processamento de big data.

Um dos mitos que estão sendo criados é que a automação industrial e a impressão 3D criariam desemprego. Nada mais longe da verdade. Esse mesmo mito, que se mostrou equivocado, foi criado no advento do Comando Numérico (NC e CNC), da robótica. O fato é que, a cada robô implantado, foram criados cinco empregos adicionais para manter a eficiência da implementação da automação e dos serviços necessários para garantir sua sustentabilidade. Por sinal, os empregos criados garantem um salário mais alto, pois se necessita de mão de obra especializada para viabilizar essa sustentabilidade.

A nossa geração é deveras privilegiada em poder assistir ao desenvolvimento do uso do computador, automação inteligente, meios de comunicação cada vez mais sofisticados, miniaturizados e personalizados;  internet e agora da Internet das Coisas e impressão 3D.

Crédito

Artigo escrito por Mario Winterstein, diretor de desenvolvimento de negócios da The Association For Manufacturing Technology (EUA) – AMT.


Nova automação para a aviação

5, novembro, 2014 Deixar um comentário

Linhas automatizadas para construção de aviões não são lançadas todos os anos, tampouco são parecidas com aquelas que entregam um automóvel a cada 50 minutos. As soluções para o setor aeronáutico exigem critérios de segurança, rastreabilidade, confiabilidade e qualidade que, se não adequadamente atendidos, podem causar falhas catastróficas. Um grave defeito em um único ponto de solda da carroceria de um automóvel pode passar despercebido e talvez nunca causar problema. Já um simples defeito em qualquer uma das etapas do processo de rebitagem pode comprometer toda a aeronave e certamente colocar em risco a vida de várias pessoas. Quando uma solução de automação surge no setor aeronáutico, representa inovação com elevado conteúdo tecnológico e de ineditismo.

A Embraer tomava forma em 1950 com a fundação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA para fomentar e desenvolver a indústria aeronáutica no País, pouco antes de o Brasil receber as primeiras montadoras de automóveis no início da década de 60. Desse o início, a demanda de produção de aeronaves nunca alcançou um número que justifique o investimento de uma linha de produção com elevado nível de automação, porém algo já está mudando.

A grande quantidade de automóveis fabricados diariamente exige nível alto de automação na produção, que facilmente alcança o ponto de equilíbrio para viabilizar o investimento. No entanto, no setor aeronáutico, esse equilíbrio é obtido por outros critérios, como nível de criticidade do processo, redução no tempo de preparação e montagem e ganho com a qualidade de execução do processo. Uma única aeronave pode demorar até dois meses para ser fabricada, testada e entregue ao cliente. Logo, um pedido de dez aeronaves pode exigir até dez vezes esse prazo. Esse fato produz um frenesi contraditório; por um lado a empresa fica satisfeita com a quantidade do pedido, por outro, insegura, caso o cliente o cancele no meio tempo. Logo, a ação importante consiste em reduzir o prazo de entrega (time to market) de cada aeronave, sendo essa a justificativa-chave para automatizar os processos de montagem.

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Figura 1 – robô tipo manipulador Fonte: autor

figura 1As soluções de automação para o setor aeronáutico são bem diferentes quando comparadas às estabelecidas no setor automotivo. Um bom exemplo é o uso de robôs industriais do tipo manipuladores (antropomórficos), já que são os representantes definitivos de qualquer processo de automação (figura 1). Todavia, seu emprego em processos aeronáuticos não ocorre naturalmente, pois as tolerâncias e os requisitos de montagem de aeronaves estão pelo menos uma ordem de grandeza menor. Pode-se citar o processo de solda a ponto das partes que compõem a carroceria de um automóvel. Existem robôs no mercado prontos para essa operação (on the shelf), bastando comprá-los e colocá-los para trabalhar: em média, erram em 1 mm na posição de cada ponto de solda (erro de posicionamento absoluto), o que para um automóvel não representa problema algum, já que é a tolerância de execução típica. Entretanto, para o setor aeronáutico, a grande maioria dos processos de fabricação tem como tolerâncias e requisitos de montagem valores em torno de 0,1 mm, ou seja, dez vezes menores (uma ordem de grandeza). Dessa forma, para que um robô industrial possa ser utilizado em processos de junção de partes do setor aeronáutico, mecanismos adicionais de refinamento de sua exatidão de posicionamento absoluto devem ser considerados.

Existem vários caminhos críticos no processo de montagem de uma aeronave, que consomem uma quantidade significativa de tempo. Destaca-se a montagem das seções da fuselagem, que não é realizada pelo processo de soldagem, mas de rebitagem. A automação desse processo é complexa, exige soluções criativas e recheadas de toques de inovação, pois não existe algo pronto no mercado para atender seus requisitos e tolerâncias. Devido a isso, mais de 95% da cravação de rebites para fechamento de fuselagens é realizada por colaboradores especializados e com uso extensivo de ferramentas manuais de furação, além da aplicação de selante.

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Figura 2 – projeto de pesquisa para utilizar robôs no alinhamento e rebitagem de seções de fuselagem Fonte: autor

Recentemente a Embraer adquiriu uma célula especial para realizar o fechamento da fuselagem de sua linha de jatos executivo Legacy™. Essa máquina realiza de forma automática a furação e a rebitagem das seções da fuselagem (chamadas de charutos), além do alinhamento prévio dessas partes. Essa aquisição é o resultado de um projeto de pesquisa que durou dois anos em conjunto com o ITA para justamente desenvolver esse processo de alinhamento e rebitagem com o uso de robôs industriais, os mesmos usados no setor automotivo. Um fragmento desse projeto é apresentado na figura 2, em que é possível ver um robô (à direita) suportando uma seção de fuselagem e outro com uma ferramenta especial de rebitagem. Seu uso em sistemas de manufatura aeronáutica representa uma inovação para o setor, sendo que, nesse projeto de pesquisa, eles foram usados tanto para o posicionamento das seções de fuselagem, quanto para realizar os processos de furação, aplicação de selante e rebitagem.

Para atender o requisito de erro de posicionamento do processo de alinhamento das seções de fuselagem, tipicamente da ordem de 0,5 mm, um sistema metrológico externo foi integrado ao controlador de posição dos robôs para corrigir interativamente seu posicionamento. Foram avaliadas soluções de metrologia de grandes volumes, como sistemas de iGPS (in door Global Positioning System), CLR (Coerent Laser Radar) e Fotogrametria, sendo esse o sistema de melhor desempenho para o processo.

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Figura 3 – destaque dos sensores de um sistema de Fotogrametria para melhoria do posicionamento absoluto de robôs Fonte: Nikon K-series system

O uso do sistema metrológico baseado em CLR também atendeu o desafio, porém seu elevado custo e atuais problemas de integração com o controlador do robô acrescentam fatores negativos para sua escolha. O sistema de iGPS não apresentou, até a data de fechamento do projeto, maturidade tecnológica suficiente para viabilizar sua aplicação em uma linha de produção de alta criticidade produtiva. Já o sistema de Fotogrametria avaliado foi capaz de realizar medições estáticas e dinâmicas com elevada acurácia (tipicamente ± 0,02 mm), sendo formado por conjunto de três câmeras digitais e um aplicativo dedicado a medir e fornecer as coordenadas espaciais de cada grupo visível de marcadores luminosos. Esses marcadores, destacados no exemplo da figura 3, são pontos luminosos no infravermelho formados por LED que piscam cada um em uma determinada frequência, sendo detectados pelas câmeras. Esses pontos no espaço são calculados pelo computador de coordenadas do sistema, que, por sua vez, fornecem um retorno de posição e orientação para o robô, aumentando a exatidão de posicionamento absoluto. Esse sistema foi escolhido devido à sua robustez, boa relação custo/benefício e relativa facilidade de operação.

Figura 4 – ferramenta para realizar a rebitagem automática de estrutura aeronáutica com robô industrial Fonte: autor

Figura 4 – ferramenta para realizar a rebitagem automática de estrutura aeronáutica com robô industrial
Fonte: autor

Para realizar o processo automático de furação, aplicação de selante e rebitagem, esse projeto apresentou o desenvolvimento de um ferramental exclusivo (end-effector), fixado no punho de um robô industrial, sendo capaz de realizar cada um desses processos, conforme apresenta a figura 4. Para cravar cada rebite, são necessárias seis operações sequenciais e distintas: furação, escareamento, aplicação de selante no rebite, inserção do rebite, cravação e inspeção visual do processo. O dispositivo desenvolvido realiza todas com a vantagem de gerar pouco cavaco na interface de fixação das fuselagens, além de corrigir a posição e a orientação do robô para atender os requisitos exigentes de tolerância do setor aeronáutico.

A tolerância típica de erro de posicionamento de cada furo é de ± 0,1 mm, impossível de ser obtida por um robô industrial sem um sistema metrológico externo. Com efeito, cada furo deve atender os requisitos de forma (erro de circularidade < 36 µm) e orientação (erro de desvio de perpendicularidade < ± 0,5°), conforme ilustrado na Figura 5.

figura 5

Figura 5 – exemplo de erro de circularidade, posicionamento e perpendicularidade em furos Fonte: autor

Um típico avião comercial pode conter mais de 100 mil rebites, exigindo para isso a mesma quantidade de furos com a mesma qualidade e repetição dos demais processos. Esses procedimentos devem ainda ser repetidos em outras aeronaves com a máxima semelhança possível e confiabilidade, principalmente devido aos requisitos de segurança de fabricação impostos ao produto. A automação desse processo, mesmo que realizado parcialmente em uma aeronave, acarreta ganhos consideráveis de produtividade e qualidade, sendo esse o divisor de águas para investir em automação do processo de rebitagem em estruturas aeronáuticas. Grande parte dessa nova automação, chamada de automação de precisão, está representada por atividades de pesquisa realizada em laboratórios dedicados para isso, a exemplo do Laboratório de Automação da Manufatura do Centro de Competência em Manufatura do ITA, mostrado na figura 6.

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Figura 6 – vista parcial do processo de alinhamentos de fuselagens desenvolvido no CCM/ITA Fonte: autor

Apesar das limitações com relação à exatidão de posicionamento absoluto, robôs industriais apresentam erro de repetitividade (capacidade de repetir seu posicionamento) muito baixo (± 0,2 mm), ou seja são muito bons para realizar tarefas repetitivas. A grande oferta de capacidade de carga (payload), aliada à elevada robustez de funcionamento, colocam os robôs industriais em uma categoria de equipamento confiável e de elevada maturidade tecnológica (Technology Readiness Level 9). Seu uso em sistemas de manufatura aeronáutica ou aeroespacial é possível pela integração de sistemas metrológicos para medição de grandes volumes junto ao controlador de eixos do robô.

Existem diferentes tecnologias capazes de permitir a medição da posição e atitude (coordenadas e orientação) de ferramentas ou peças acopladas em um robô industrial, porém sua correta seleção e integração representam os desafios tecnológicos de automação que o setor aeronáutico e aeroespacial enfrenta.

Referências consultadas:

Alvarado, B. H. L., Avaliação do desempenho metrológico do sistema de medição iGPS, Dissertação de mestrado, ITA, 2010.

Amorim, D. Y. K., Avaliação de um sistema de fotogrametria para medição e correção da posição de robô industrial empregado na montagem de fuselagem aeronáutica. Dissertação de mestrado, ITA, 2011.

Anjos, J. M. S., Proposta de arquitetura de software de controle para efetuador robótico multifuncional. Dissertação de mestrado, ITA, 2010.

Eguti, C. C. A. & Trabasso, L. G., Design of a robotic orbital driller for assembling aircraft structures, Mechatronics Vol. 24, pp. 533-545, 2014.

Mosqueira, G. L., Towards the robotic assembly of fuselage, Dissertação de mestrado, ITA, 2012.

Crédito:

Artigo escrito por Carlos Eguti, doutor em engenharia mecatrônica pela Technische Universität Darmstadt – TUD e pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA na área de engenharia aeroespacial e mecatrônica, mestre em engenharia mecânica (ciências térmicas) pela Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” –Unesp e engenheiro elétrico pela Unesp. Atualmente faz pós-doutorado no Centro de Competência em Manufatura – CCM/ITA na área de mecatrônica, onde atua como pesquisador.

Para ler outros artigos, acesse: http://www.nei.com.br/artigos/artigos.aspx


Ensino de hidráulica e pneumática no Brasil

14, novembro, 2013 Deixar um comentário

Durante muitos anos, o ensino na área de hidráulica e pneumática – H&P foi mais técnico que científico. Porém, na última década, além do surgimento de laboratórios nas instituições privadas, como no campus de Panambi da Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, houve grande expansão do número e tamanho das escolas técnicas federais no Brasil, que, além dos tradicionais cursos técnicos, oferecem ainda cursos superiores, entregando ao mercado de trabalho também tecnólogos e bacharéis. Por anos, o único laboratório consolidado na área de H&P foi o Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos – Laship da Universidade Federal de Santa Catarina.

Complementando essa revitalização, na rede federal de educação superior, além da expansão do número de universidades e de cursos nas já existentes, houve aumento de vagas e ampliação da infraestrutura, incluindo a construção de laboratórios, como no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – IFRS de Erechim, que recentemente ganhou moderno laboratório de H&P. Houve investimento em muitas áreas, dentre elas a de automação industrial.

Seguindo essa tendência, a Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS incorporou recentemente ao seu elenco de cursos o de Engenharia de Controle e Automação, para o qual foi estruturada uma série de laboratórios, dentre os quais, o de ensino de hidráulica e pneumática.

Atualmente, praticamente qualquer ramo de atividade industrial consiste de um potencial usuário de tecnologia pneumática e/ou hidráulica. De forma geral, os sistemas de ambas as naturezas são empregados para operações mecânicas de movimentação ou aplicação de força ou pressão. Exemplos de aplicação tanto da hidráulica quanto da pneumática vão desde as tradicionais indústrias de manufatura (metalmecânica, calçadista, plásticos, móveis, etc.) até atividades navais, portuárias e automobilísticas, em unidades automáticas de montagem, sistemas robotizados e linhas de produção automatizadas.

Ainda como aplicação da hidráulica estão: área móbil (equipamentos rodoviários, implementos agrícolas, guindastes e outros equipamentos de movimentação), aeronáutica, de máquinas-ferramenta e prensas. Na pneumática, destacam-se também: indústria farmacêutica, de produção de alimentos e bebidas e rações. Tem ocorrido ainda aumento de aplicações de pneumática em indústrias de células fotoelétricas, de displays de monitores de telas planas e de montagem de veículos automotivos, além de segurança de máquinas, automação de laboratórios e sistemas embarcados em veículos.

O ensino com mais qualidade e infraestrutura, que formará novos profissionais, ajudará os fabricantes nacionais no desenvolvimento de novas tecnologias de H&P.

Crédito:

Artigo escrito por Eduardo André Perondi, professor doutor do curso de Engenharia de Controle e Automação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS.


Compreender, aprender e investir

1, junho, 2013 Deixar um comentário

A indústria nacional tem sido chamada à competitividade, ao desenvolvimento e emprego de novas tecnologias, ao aprimoramento de novas práticas administrativas e ao lançamento de novos produtos que a capacitem a superar os obstáculos impostos pelo mercado globalizado. É clara a necessidade de se oferecer ao consumidor não apenas produtos de qualidade, mas também tecnicamente atualizados e com preços interessantes.

A busca por soluções é contínua, é preciso aprender sempre, é necessário entender o mercado e investir em inovação. Destacar-se da concorrência não é uma frase de efeito, mas uma escolha que exige massivos investimentos no produto, na qualificação de pessoal, nos processos de produção e principalmente na consolidação da marca – o bem mais valioso de uma empresa.

Neste mês temos a oportunidade de ampliar nossos horizontes, atualizar nossos conhecimentos e conhecer as novidades tecnológicas que estão chegando ao mercado. A Feimafe 2013 é uma grande vitrine na qual a indústria nacional se alinhará às maiores empresas mundiais e terá acesso a tecnologias de ponta, antes privilégio de poucos, em condições extremamente favoráveis. Algumas dessas novidades você confere em NEI.com.br, que reúne mais de 60 lançamentos desse megaevento. Clique aqui para conferir.

Poucas vezes nas últimas décadas o industrial brasileiro teve um campo tão propício ao investimento, contando com novas linhas de financiamento, crescimento de consumo interno e perspectivas de importantes investimentos governamentais dentro do programa do pré-sal e na adequação das infraestruturas aeroportuárias, de transporte e telecomunicações necessárias aos grandes eventos esportivos de 2014 e 2016. Resumindo, a melhor hora para investir é agora.


Logística – um cenário repleto de oportunidades

3, março, 2013 Deixar um comentário

Com os inúmeros anúncios de construção, nos próximos anos, de novas indústrias e ampliação de unidades em variados setores, como automotivo, alimentício, de máquinas, papel e celulose, energia, petróleo, plástico e informática, a área de logística deve receber um estímulo significativo em seus negócios. Seus produtos e serviços são altamente relevantes tanto nas fases de construção quanto na operação das novas unidades.

Uma amostra da audiência de NEI Soluções entrevistada para o Estudo de Intenção de Compras 2012/2013 revelou que há disposição de investir mais de US$ 40 milhões nos segmentos Armazenagem e Movimentação & Transporte.

O setor também será impulsionado diretamente pelo novo Programa de Investimentos em Logística, que prevê aplicação de R$ 133 bilhões em nove trechos de rodovias (R$ 42 bilhões em 7,5 mil km) e em 12 trechos de ferrovias (R$ 91 bilhões em 10 mil km). O objetivo é aumentar a escala dos investimentos públicos e privados em infraestrutura de transportes e promover a integração de rodovias, ferrovias, portos e aeroportos, reduzindo custos, ampliando a capacidade e a eficiência de transporte e aumentando a competitividade do País.

Do valor total, R$ 79,5 bilhões serão aplicados nos próximos cinco anos e o restante, em até 25 anos. O planejamento das ações e o acompanhamento dos projetos serão feitos pela Empresa de Planejamento e Logística – EPL, criada pelo governo federal  para promover a integração logística no Brasil.

Os dois mapas abaixo mostram as redes rodo e ferroviária beneficiadas pelos investimentos.

mapa1

mapa2

O Programa de Investimentos em Logística do governo federal, lançado em dezembro de 2012, prevê recursos de R$ 54,4 bilhões. Trata-se de um conjunto de medidas para incentivar a modernização da infraestrutura e da gestão portuária, a expansão dos investimentos privados no setor, a redução de custos e o aumento da eficiência.

Os portos beneficiados no Sudeste são Espírito Santo, Rio de Janeiro, Itaguaí e Santos; no Nordeste, Cabedelo, Itaqui, Pecém, Suape, Aratu e Porto Sul/Ilhéus; no Norte, Porto Velho, Santana, Manaus/Itacoatiara, Santarém, Vila do Conde e Belém/Miramar/Outeiro; e no Sul, Porto Alegre, Paranaguá/Antonina, São Francisco do Sul, Itajaí/Imbituba e Rio Grande. A Secretaria de Portos centralizará o planejamento portuário, e o Ministério dos Transportes responderá pelos modais terrestres e hidroviários.

Para completar os planos anteriores, em dezembro de 2012 também foi anunciado pelo governo federal o Programa de Investimentos em Logística: Aeroportos. Serão investidos R$ 7,3 bilhões na primeira etapa do plano de aviação regional. Na primeira fase, serão contemplados 270 aeroportos. Os projetos deverão promover o reaparelhamento, a reforma e a expansão da infraestrutura aeroportuária, tanto em instalações físicas quanto em equipamentos. Os investimentos incluirão, por exemplo, reforma e construção de pistas, melhorias em terminais de passageiros, ampliação de pátios, revitalização de sinalizações e de pavimentos, entre outros. Os recursos virão do Fundo Nacional de Aviação Civil – FNAC.

Os investimentos previstos são de R$ 1,7 bilhão em 67 aeroportos na região Norte; R$ 2,1 bilhões em 64 aeroportos na região Nordeste; R$ 924 milhões em 31 aeroportos no Centro-Oeste; R$ 1,6 bilhão em 65 aeroportos no Sudeste; e R$ 994 milhões em 43 aeroportos do Sul.

NEI.com.br reuniu 31 lançamentos de máquinas e equipamentos que podem contribuir para a execução desses projetos que visam resolver os gargalos da movimentação de material nas plantas e de bens na malha logística atual do País.


Competitividade – a chave que recoloca a indústria no rumo do País emergente

8, fevereiro, 2013 Deixar um comentário

O que existe para lembrar de 2012 é a esperança de que as medidas semeadas ao longo do período comecem a frutificar e construam um PIB mais encorpado neste ano que começa. As melhores esperanças para a indústria estão no elenco de providências introduzidas ou anunciadas em 2012.

A redução das tarifas de energia elétrica, que mereceu especial atenção e pressão da indústria, levou o presidente da Federação das Indústrias do Estado de São Paulo – Fiesp à televisão para defender a redução e pedir apoio para a presidência da República em sua disputa com concessionárias do Sudeste refratárias à proposta. Até quanto se sabia, o governo estaria disposto a abrir mão de impostos para manter a promessa dos 20% de redução.

A proposta tem tripla importância. Em primeiro lugar, permite às indústrias e às empresas em geral usar a redução no financiamento de melhorias de suas próprias instalações. Certamente ela poderá contribuir para a diminuição dos custos, tornando a empresa mais competitiva quando chegar a vez da fixação dos preços. Por fim, os benefícios se acumulam ao longo da cadeia produtiva, em que as reduções de preço oferecidas por cada fornecedor serão somadas para tornar o produto final mais competitivo na ponta do consumidor final.

A queda da taxa de juros também sobreviveu a pressões que surgiram de áreas preocupadas com uma inflação superior ao chamado centro da meta. A manutenção da política é fundamental para que os agentes econômicos ganhem confiança necessária para iniciativas de médio e longo prazo.

Aumentaram de forma importante também as preocupações com a inovação. Governo e entidades ligadas à indústria instituíram estímulos financeiros e premiações para desencadear um esforço criativo que desemboque em maior competitividade para os produtos fabricados no Brasil.

No último trimestre de 2012 o câmbio já se mostrou mais favorável à exportação, e sua flutuação será monitorada em função das necessidades de nossos exportadores.

Novas luzes aparecem no fim do túnel, e elas proveem da reativação dos mercados norte-americano e europeu. De acordo com os números da Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos – Abimaq, entre janeiro e outubro de 2012, os EUA importaram do Brasil US$ 2,190 bilhões em máquinas e equipamentos, crescimento de 22% em relação ao mesmo período de 2011. Na mesma época, a Europa importou 17% a mais, totalizando US$ 2,254 bilhões em pedidos… leia a integra do artigo, clicando aqui.