Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 195 – 2014



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Montadoras investem e tornam real o virtual

 

Quarto maior mercado de automóveis, mas o sétimo em produção, o Brasil recebeu bem a notícia de que as montadoras devem aplicar cerca de R$ 74 bilhões no país de 2013 a 2017 - segundo projeção da Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores – Anfavea.

O levantamento considera aportes em novas fábricas, ampliações e modernizações de plantas já instaladas. Inclui também valores aplicado em qualidade, produtividade, desenvolvimento de novos produtos e cumprimento de metas de eficiência energética do Inovar-Auto. Com todo esse esforço, a capacidade de produção no país deve subir dos atuais 4,3 milhões de unidades por ano para 5,7 nesse período. Os cálculos da Associação têm como base os projetos anunciados e investimentos necessários para que a indústria alcance as metas em pesquisas, desenvolvimento e engenharia especificadas no novo regime automotivo, aporte que pode variar de R$ 6 bilhões para cumprir exigências mínimas até R$ 12 bilhões, se as empresas superarem objetivos com a intenção de receber descontos adicionais no IPI.

Entre os aportes mais recentes estão os que a Mercedes Benz fará construindo fábrica em Iracemópolis/SP para produzir a nova geração do Classe A e o GLA, e a Audi - que volta a produzir em São José dos Pinhais/PR - na planta da Volkswagen, que deve receber € 170 milhões, o que eleva para R$ 9,2 bilhões os investimentos da VW no país até 2016. O Golf, que volta para a linha de produção dessa fábrica, é construído sobre a plataforma do Audi A3 e Q3, que tiveram produção anunciada no Paraná em setembro do ano passado: a estratégia modular permite a produção de vários modelos.

Um ano e meio depois de anunciar investimento de R$ 1 bilhão para produzir motores no Brasil, a Toyota deu início às obras da fábrica localizada em Porto Feliz (SP), para onde quer atrair 19 fornecedores para nacionalizar cerca de 65% dos componentes - bloco, cabeçote e virabrequim serão todos produzidos internamente.

O empreendimento é resposta direta ao Inovar-Auto, que induz à utilização de mais peças nacionais para obtenção de descontos tributários. Até a publicação do novo regime, a Toyota não havia demonstrado nenhuma intenção de fazer motores no Brasil. Depois de lançar o Etios, a Toyota quase dobrou seu volume industrial no país, mas também cresceram as importações de componentes e a empresa tornou-se a quarta maior importadora do Brasil e primeira entre as montadoras em 2013, com compras externas que somaram US$ 2,5 bilhões e geraram déficit comercial de US$ 1,7 bilhão.

A Toyota gastará mais que o triplo das outras montadoras que recentemente também anunciaram investimentos em fábricas de motores aqui, como os R$ 350 milhões da GM na planta de Joinville/SC, inaugurada há um ano, e os US$ 130 milhões da Chery para fazer o mesmo em Jacareí/SP, a partir de 2015. Onde instalar uma fábrica é decisão baseada na guerra fiscal.

A Anfavea acredita que o Inovar-Auto está fazendo efeito pois em 2010 os veículos importados representavam 27% do mercado interno e agora são apenas 18% aproximadamente. A nova legislação é importante na medida em que impacta o parque de fabricantes de autopeças porque, se não houver escala na cadeia de suprimentos local não dá para reduzir a tributação, e as automotivas não vão aumentar seus negócios aqui. Mas a Anfavea espera que até 2015 o Inovar-Auto2 já esteja negociado porque as montadoras lutam com alta capacidade instalada mas crescimento estável (ou decrescente) então, a solução é exportar. O Brasil tem portfólio para isso mas não tem custo. O único caminho então é aumentar o nível de automação e tecnologia.

A legislação do Inovar-Auto prevê avanço mínimo de 12% por marca na eficiência energética veicular e as montadoras devem investir R$ 3,1 bilhões em tecnologias para melhorar o consumo de combustível e a emissão de CO2, melhorias que já fazem parte do portfólio global das companhias; em 2016 outros R$ 2,3 bilhões devem ser investidos para aumentar a eficiência. Encabeça a lista de tecnologias o start-stop, que a Bosch deve comercializar a partir desse ano. Mas é evidente que as montadoras não vão produzir localmente se for mais caro que importar!

Entre os muitos obstáculos, o custo da falta de qualidade na cadeia de autopeças no Brasil chega a 6,6% do faturamento do setor, segundo pesquisa do Sindipeças. As perdas são maiores nas empresas menores: as que têm faturamento entre R$ 50 e R$ 200 milhões têm perdas em torno de 9,1%; as que faturam acima de R$ 500 milhões perdem menos, 1,7%. Isso fica mais evidente nos grandes sistemas que acabam represando os problemas: algumas empresas entregam componentes com 2,5ppm (defeitos para cada milhão de peças) enquanto medem em seus fornecedores 1.613ppm!

Existe uma corrida para nacionalização de componentes devido ao Inovar-Auto mas é preciso endereçar esses problemas com qualidade ou eles só crescerão. E esses problemas chegam ao consumidor, que registra 3,5 problemas em seu carro em três anos enquanto um consumidor argentino registra 3,33 problemas; 3,1 no México, 2,3 na Alemanha e 2 no Reino Unido mas, 3,9 na China.

Componentes de engenharia quando combinados podem melhorar a performance de produtos, como acontece hoje em dia nos eficientes e confiáveis automóveis. Novos parâmetros são fixados quando componentes são redesenhados em novas combinações para melhorar a performance dos processos e dos produtos. É o que acontece com veículos de todos os tipos quando peças como absorvedores de impacto são redesenhados com novos e mais leves materiais, por exemplo, que duram mais e melhoram as linhas de produção. Materiais e design são um grande foco de inovação, tratados sempre pela simulação, antes de virar realidade: a engenharia de produtos está descobrindo novos e melhores jeitos de montar coisas que já existem de maneira que sejam mais funcionais, atrativas e lucrativas. Esse mercado de virtualização movimenta em torno de US$ 20 bilhões e vem crescendo.

Desde o começo dos anos 2000 as indústrias automobilísticas têm lançado mão da “fábrica digital” e o que começou com pequenos projetos na BMW hoje é algo comum em todas as grandes empresas do setor. A Daimler Chrysler já em 2002 estava automatizando a forma como as plantas eram desenhadas, com vistas a reduzir até 30% dos custos no ciclo de produção: a ideia era simular o processo de produção inteiro antes mesmo da pedra fundamental de uma unidade. A Chrysler usou ferramentas da Dassault – forte na F1 – para ajudar a desenhar, construir e reformar suas plantas.

Com a simulação mesmo os mais complexos processos podem ser visualizados em detalhes, permitindo otimizações e ajustes.

 

A Siemens é forte na indústria. Através de sua Digital Factory – reforçada por aquisições - o real e o virtual estão se unindo: muito antes de prontos, partes, produtos e fábricas são desenhados, testados e operados virtualmente. Graças às novas tecnologias e simuladores, máquinas, robôs, controladores cada vez mais inteligentes e software-driven. BMW, Nissan, Velaro, Eclipse Aviation... A empresa possui um laboratório de sistemas de transporte em Krefeld, na Alemanha, onde se desenham e testam trens num ambiente de realidade virtual – ferramenta imprescindível no desenvolvimento de processos e produtos que queiram reduzir erros e custos.

A Siemens, que já começa a ganhar espaço mesmo na F1, aumentou seu portfolio nesse nicho de fábrica digital com aquisições e bons trabalhos, como o que ela realizou com a Ford em 2013, que permitia navegar pela linha de produção na parte de assembly, através de uma aplicação baseada em nuvem chamada IntoSite. Desenvolvida usando o Google Earth, que permite visualização 3D da planta, a ferramenta permite caminhar por todo o processo.

A Ford e a Siemens (PLM) trabalharam um ano inteiro no desenvolvimento do software piloto. Já em 2012 a Siemens tinha estabelecido um acordo com a Bentley Systems para desenvolver uma infraestrutura inteligente e sustentável para a fábrica digital. A experiência da Siemens com a fábrica digital é extensa e a empresa tem investido nesse conceito, trabalhando o mercado para o iminente avanço de tecnologia ligada à TI e à nuvem, já denominado por alguns de Indústria 4.0.

Para a implementação da Indústria 4.0, tecnologia de controle baseada em PC, a Beckhoff fornece boas ferramentas. Muitos usuários estão integrando controladores Beckhoff em suas redes de produção, e eles estão se comunicando com bancos de dados, realizando manutenção remota através da Internet ou solicitando serviços baseados em nuvem.

“Esse futuro já é realidade em várias empresas e a Beckhoff possui uma gama completa de soluções nas áreas de IPCs , IOs, motion e automação - tecnologias básicas para a indústria 4.0 já disponíveis”, comenta Marcos Giorjiani, diretor geral da Beckhoff no Brasil, que ainda não sentiu os efeitos do Inovar Auto no seu maior mercado, os fornecedores de autopeças.

 
 

A produção de borracha e pneus é baseada em um processo muito complexo, que exige controle e coordenação de diferentes fases do processo. Como fornecedores para a indústria automotiva, os produtores de borracha e pneus são submetidos a ciclos econômicos fortes e, portanto, demanda flutuante . Outros fatores incluem enormes pressões competitivas e de preço. O que o setor precisa, tendo em vista essas condições são soluções de automação inteligentes e de baixo custo, exatamente o que a Beckhoff oferece com seu controle baseado em PC, tanto para novos sistemas quanto para sistemas existentes, em que as máquinas estão muitas vezes em bom estado mecanicamente mas o controle está desatualizado.

Muitas empresas não são automatizados e operar assim gera muito retrabalho e custo elevado. Mas, cada vez mais, a qualidade esperada pelos clientes só pode ser alcançada com tecnologia. Na indústria de pneus, por exemplo, os requisitos para a tecnologia de controle estão definidos: os tempos de ciclo são rápidos, o posicionamento preciso, a programação e a parametrização flexíveis, a memória adequada para grandes imagens, o foco no controle sequencial e de posicionamento, as interfaces de fácil utilização, integração através de redes, interfaces abertas. Além disso, os componentes de controle têm que de ser capazes de suportar as condições industriais com elevada contaminação e temperaturas elevadas encontradas na vulcanização, por exemplo.

Os PCs industriais com design compacto, sem ventilador, painéis de controle industrial, I / Os, EtherCAT de alta velocidade e Tecnologia Servo Drive oferecem um sistema de controle integrado e escalonável para a indústria de borracha e pneus.

O setor de pneus também se beneficia da experiência da Beckhoff em sistemas embarcados em diferentes classes de desempenho. Para cada tarefa de controle pode ser encontrada uma solução à medida que diz respeito ao poder de computação, complexidade e custos.

Os painéis de controle Beckhoff são o front-end visual de uma máquina de produção de pneus. Todos os processos – incluindo controle, regulação da pressão e da temperatura, controle de movimento e HMI – são executados em uma CPU central, resultando em ótima transparência e flexibilidade. O uso do EtherCAT – Ethernet em tempo real para automação industrial – melhora a atualização e tempo de reação e sistemas como Profibus e CANopen pode ser facilmente integrados aos I/Os EtherCAT através de gateways.

 

O propósito da Indústria 4.0 – fazer a fabricação mais flexível, eficiente e sustentável através da comunicação e da inteligência e a tecnologia de controle – ainda está longe de atingir todo o seu potencial. A convergência das tecnologias da informação e da automação é o cerne deste desenvolvimento, dos quais a Beckhoff foi pioneira com sua tecnologia de controle baseado em PC, que continua a ser a arquitetura de controle ideal para conceitos futuros. Com o PC como a plataforma, os usuários têm todos os recursos de que necessitam para implementar a integração vertical e horizontal necessárias para a indústria.

Além disso, o software de automação TwinCAT 3 fornece a modularidade necessária e a orientação a objetos.

O TwinCAT 3 é baseado no Microsoft Visual Studio e os usuários na área de automação têm agora ferramentas de engenharia de software do mundo de TI à sua disposição durante todo o ciclo de vida do produto.

A Indústria 4.0 proposta pela Beckhoff abrange vários sub-processos de uma fábrica inteligente como comunicação a partir do sensor para a nuvem; comunicação M2M através da “Internet das Coisas”, novos conceitos operacionais e de diagnóstico na forma de consoles operacionais baseados na web e Google Glass, confiabilidade do processo através de tecnologia de medição integrada e monitoramento de condições, produção sustentável com gerenciamento de energia, RFID como base para peças de rastreamento e “produtos inteligentes”, integração da robótica e tecnologias inovadoras, produção flexível e eficiente em lotes que variam de 1 a n através de um posicionamento altamente dinâmico com o sistema de transporte linear XTS, integração de segurança e proteção, redução dos tempos de comissionamento através de simulação em tempo real e manutenção remota de instalações de produção em todo o mundo.

“Queremos demonstrar que a nossa tecnologia de controle baseado em PC aberto torna perfeitamente possível integrar os sistemas de produção existentes ou novos, para que possam se comunicar uns com os outros, bem como com os níveis de planejamento de produção.

Qualquer alteração no cronograma de trabalho ou do ciclo de produção pode, portanto, ter um impacto imediato no fluxo de produção. Tudo isto já funciona em aplicações práticas. Para implementar totalmente Indústria 4.0, no entanto, ainda trabalharemos em pesquisa e desenvolvimento nos próximos anos”.

O Scaut - Automação Científica – um dos 45 projetos de pesquisa patrocinados pela OWL e Ministério Federal da Alemanha de Educação e Pesquisa – é o primeiro grande projeto patrocinado em conexão com a Indústria 4.0. Seu objetivo é fornecer uma plataforma de automação científica para o desenvolvimento e operação de máquinas inteligentes e sistemas auto-organizáveis, onde soluções de automação inteligentes e reutilizáveis serão fornecidas na forma de módulos de software ou buses inteligentes. Com estes desenvolvimentos, os sistemas de produção vão antecipar automaticamente qualquer desgaste, reduzir as emissões, otimizar o consumo de energia e evitar erros de produção. Os resultados incluirão menos desperdício, menor tempo de ciclo, aprolongamento da vida de ferramentas e plantas mais sustentáveis, sem maiores custos.

 
 
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