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A digitização e a Internet das Coisas na otimização da produção

Uma solução da FANUC e da Cisco está a levar a manutenção preditiva para o nível seguinte.

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Se é um robot automático – um daqueles enormes, braços de aço que montam carros com uma eficiência fora do comum – tem um horário de trabalho cansativo. O seu dia de trabalho tem normalmente 22 horas, ou dois turnos de 11 horas cada, com uma pequena pausa entre os dois turnos. E normalmente trabalha sete dias por semana. Sem pausas para almoço. Sem possíveis conversas sobre a Guerra dos Tronos. Sem fins-de-semana ou férias.

Mais há mais? Se for um FANUC, está prestes a ficar com menos tempo parado. Esta empresa está a trabalhar com a Cisco, para eliminar o tempo de inatividade em robots industriais e equipamento de fabrico. A solução da FANUC e da Cisco, Zero Downtime (ZDT), surge na sequência de uma fase piloto bem sucedida com a General Motors e outras empresas. A solução ZDT está neste momento a ser usada em produção com mais de 6.000 robots nas fábricas de automóveis, a nível mundial.

“Este tipo de solução vai rapidamente ultrapassar o atual método de produção automóvel,” afirma Jason Tsai, vice presidente de desenvolvimento de produto na FANUC América em Rochester Hills, Mich. “Acredito que a disponibilidade para apoiar este tipo de metodologia será em breve solicitada pelos clientes da indústria automóvel em todo o mundo.”

Robots Interligados

Tempos de inatividade não planeados são o pior cenário para os fabricantes de automóveis. Numa fábrica em que é lançado um veículo por minuto, cada minuto de impasse na produção é uma hemorragia nos lucros, nas despesas de laboratório, entre outras. Inatividade não planeada pode custar cerca de $20,000 de potenciais lucros perdidos por minutos e 2 milhões de dólares por cada paragem. Muitas fábricas têm reservas para a continuidade da produção perante a falha de num equipamento.

“Mas quando a sua reserva também para, está com pouca sorte,” Afirma Tsai.

A solução ZDT ajuda os fabricantes de automóveis a evitar a inatividade através de uma manutenção preditiva – algo cada vez mais comum da tecnologia da Internet das Coisas. Ao usar a rede da Cisco, a solução conecta os robots da fábrica com os escritórios da empresa. A solução também conecta os robots à dispositivo Cisco fog ou edge compute que analisa grandes dados antes de os transmitir de forma segura para a cloud da Cisco para uma análise posterior.

Tradicionalmente, o contacto entre robots estava circunscrito à fábrica em que cada um dos robots operava. Estas redes executam uma variedade de funções, como controlar a sequência das tarefas de produção e permitir aos robots colaborar uns com os outros. Mas, crucialmente, estas redes não vão para além da empresa ou da cloud. Como resultado, alguns problemas em robots só são descobertos depois e já é demasiado tarde para evitar a inatividade. Uma forma de estar mais além do modo reativo de lidar com estes problemas é ter um programa de manutenção – como por exemplo, receber um lembrete para trocar o óleo do automóvel a cada 3.500km. Mas a manutenção programada é um tipo de abordagem que não tem em conta como os robots são realmente usados. O que acontece quando o ambiente do robot é execionalmente frio, quente ou poeirento?

Com a solução ZDT, os lembretes de manutenção são baseados na utilização da máquina em tempo real. Eles avaliam tudo, desde as condições de ambiente num robot até ao seu percurso programado, a distância de viagem, o perfil de rotação do motor e muito mais. Quaisquer dados relevantes para os problemas de manutenção são enviados para a cloud da Cisco, onde um mecanismo analítico da cloud identifica exceções que possam estar “fora do alcance” e prevê ainda a manutenção necessária.

“A solução ZDT pode dizer-lhe que três dos seus robots necessitam de manutenção esta semana,” afirma Tsai, adicionando que a solução, ao longo do ano passado, detetou mais de 45 potenciais falhas em 26 unidades de produção. “O responsável pela fábrica recebe os relatórios e pode programar a manutenção num tempo conveniente, reduzindo assim o custo da manutenção geral”

Para além da otimização

Embora a ZDT seja mais conhecida por uma previsão proativa de falhas, esta solução faz muito mais. A sua capacidade para monitorizar remotamente a saúde do robot permite uma otimização – por exemplo, reduzir o consumo de energia, melhorar o rendimento de produção e aumentar a vida mecânica do robot.

Indo mais ao fundo da questão, a solução ZDT permite ter ma perceção não apenas de uma máquina, mas de uma fábrica inteira e mostrar como tudo funciona em conjunto. Por exemplo, através da conexão com a os escritórios da empresa, a solução pode ter acesso a algo como informação de vendas – permitindo ao responsável de produção da fábrica reprogramar as manutenções de modo a não entrar em conflito com uma grande encomenda, entre outros benefícios.

“Isto é o próximo nível de manutenção preditiva,” afirma Douglas Bellin, Senior Manager da Cisco para Global Private Sector Industries. Indo ainda mais longe, a solução ZDT permite à FANUC fazer ajustar em tempo real os algoritmos que têm aplicado sobre os dados recolhidos. Em vez de seguir apenas um robot para uma determinada localização, a FANUC pode agora agregar todos os dados em diversos locais dentro da empresa do cliente e usá-los para análises mais profundas.

“A diferença aqui é que isto é feito através de inúmeras localizações e na cloud, em segurança, para permitir uma escalar os dados recolhidos e as pessoas a quem os dados são apresentados,” afirma Bellin, acrescentando que a Cisco, a General Motors e outros fabricantes que máquinas estão a procurar expandir a solução ZDT para outros produtos.

O mercado potencial é considerável. De acordo com um relatório de McKinsey, os robots industriais estão entre as 12 tecnologias emergentes mais susceptíveis de perturbar o “status quo” num futuro próximo. O potencial impacto económico da indústria dos robots pode atingir entre os $600 mil milhões e os $1.200 mil milhões de dólares por ano até 2025, afirma o relatório.

92% de mais de 60 milhões de máquinas em fábricas em todo o mundo ainda não estão conectados. Os robots existentes podem beneficiar muito de soluções como a ZDT que os conecta em segurança através da incorporação diretamente nas máquinas de tecnologias de comutação e de segurança.

“Isto pode ser difundido em muitas indústrias e tipos de máquinas” diz Bellin.

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