A maior fábrica de caminhões da Mercedes-Benz está liderando novas tecnologias de produção e fazendo a transição para uma unidade de produção de para veículos comerciais pesados.
Gerald Jank, diretor da fábrica Wörth para produção da Mercedes-Benz Trucks, tem muito a dizer sobre os desafios presentes ao produzir uma enorme variedade de modelos de produção em série ao mesmo tempo, desenvolvendo novos sistemas de produção e processos dentro da fábrica.
"Primeiro [vem] a necessidade de flexibilidade", ele começa. "Os mercados de caminhão são muito voláteis e como nossos principais mercados para automóveis de passageiros pode variar de 5-10%, nossos mercados de caminhão principais podem variar em mais ou menos 15-20%, assim você realmente precisa ser flexível na produção. Aqui [em Wörth] podemos ajustar nossa produção para variar entre 60 a 120 mil unidades por ano. Para fazer isso, usamos três estágios diferentes em nossa operação de produção.
"Em primeiro lugar, usamos contas de tempo flexíveis para os trabalhadores, onde durante horários de pico uma parte do tempo de trabalho é paga e nós "colocamos em um banco" o restante do tempo para quando a demanda cair.
"Nós também temos tempos de ciclo muito flexíveis para que possamos alongar ou encurtar os tempos Takt conforme o necessário para equilibrar a produção e atender à demanda. "Nós também podemos trazer fornecedores externos, se necessário quando a demanda é muito alta."
"Nossa rede de produção também é muito flexível para que possamos mudar a produção entre as fábricas para atender a demanda em determinados mercados. Isso otimiza o uso da capacidade de produção."
Jank também destaca que há uma abordagem sob medida para a construção de caminhões, mesmo nos principais modelos de produção em série: "Oferecemos muitas opções através dos sete principais modelos que produzimos", afirma. "Por exemplo, oferecemos 400 opções de cores diferentes, 18 distâncias entre eixos diferentes e 200 combinações de combustível. Assim, estamos tentando oferecer a cada cliente a melhor solução para o seu negócio, com um produto de qualidade superior. A qualidade é um valor fundamental em toda a nossa fábrica e algo que nós não comprometeremos. A qualidade significa a confiabilidade dos nossos veículos."
A cadeia de fornecimento forte é também vital, observa Jank: "Para oferecer essa variedade de opções, exige-se um grande número de peças e gestão muito forte da rede de fornecedores e da cadeia de suprimentos. Nós combinamos a gestão da qualidade e desenvolvimento de fornecedores e logística em uma função que gere toda a cadeia de suprimentos. Usamos aproximadamente 1.000 fornecedores na Alemanha e no exterior. A distância média entre os fornecedores da fábrica é de 350km, e para lhe dar uma ideia da operação logística, temos mais de 500 caminhões que entregam peças por dia aqui.
"A nossa estratégia de fornecimento abrange tanto entrega em sequência como a tempo certo e estamos recebendo entregas diretas [para a linha] a partir de fábricas irmãs e fornecedores. Há também um parque de fornecedores no local. A logística interna é também muito importante uma vez que existem mais de 1.000 locais onde peças são entregues."
The team at Wörth are currently trialling the use of two advanced, service type robots
Jank também enfatiza a importância de desenvolver e seguir uma filosofia de base dentro da fábrica. "Estamos lançando o nosso Truck Operating System (TOS), e o nosso objetivo é ter processos simples e estáveis para operação em toda a fábrica", revela ele. "Isso significa entender o fluxo de operações e ter processos muito transparentes em prática. Temos uma "caixa de ferramentas" de métodos e sistemas - a tempo certo, de normalização, para melhoria contínua, etc. - mas há também uma filosofia que se aplica a todos os níveis da organização. Para conseguir isso, temos de demonstrar essa filosofia, com a alta administração como modelos e também através de nossa formação e gestão do chão da fábrica. Aqui, os gerentes de seção e trabalhadores da linha consideram simples KPIs para determinar se há algum problema, e qual deve ser abordado. Isso proporciona um entendimento comum sobre o que está acontecendo na fábrica e onde as melhorias podem ser feitas."
A automação é uma parte importante da unidade para a eficiência e qualidade na produção. "Para ser capaz de lidar com a complexidade da produção, mas também manter elevados níveis de qualidade, a tecnologia é muito importante", concorda Jank. "Nós temos uma oficina altamente automatizada onde usamos células de robôs de soldagem, AGVs transportam os táxis entre seções e há um sistema de controle de qualidade automatizado. Também estamos apenas começando o novo projeto usando robôs colaborativos menores para melhorar as condições de trabalho."
Questionado sobre os maiores desafios enfrentados por operações de produção, Jank responde: "Há uma série de desafios diferentes que estão interligados. Estamos em uma fase de transição nesta fábrica; Wörth ainda será a maior fábrica de caminhões na rede Mercedes-Benz mas os volumes não aumentarão. Esta fábrica se tornará o centro de competência para toda a rede de produção. Isto significa que se um novo produto for lançado, os processos de produção relacionados serão desenvolvidos aqui. Uma vez que são totalmente testados e desenvolvidos podem então ser transferidos para outros estabelecimentos na rede. Muitas das coisas que estão sendo desenvolvidas serão usadas em outras fábricas.
"Nós também temos uma operação enorme de CKD e temos muita competência e experiência. Estamos desenvolvendo nossos processos CKD aqui e também ajudando outras fábricas a produzir os caminhões com base CKD.
"Aumentar a passagem de componentes é importante e vale a pena afim de desempenhar o papel chave no desenvolvimento desta. Assim, reunir todos esses elementos funciona como uma unidade de produção e um centro de desenvolvimento, liderando a rede de produção que é um grande desafio ".
Projeto robô de serviço
Como a fábrica não tem oficina de prensa, todos os painéis cortados e formados são fornecidos à oficina em Wörth a partir de outras fábricas Daimler ou de fornecedores externos. Na zona de montagem da porta, as dobradiças são ligadas às cabinas BIW antes de pintar. Isto pode parecer uma tarefa relativamente simples, mas é considerada crítica sob o ponto de vista da segurança, e como tal, a montagem e fixação das portas e dobradiças passa por um processo de quatro estágios. Até recentemente, isso era uma operação toda manual, mas o processo foi visto como sendo ineficaz para o estágio de torque final que foi automatizado.
A equipe da Wörth está atualmente experimentando o uso de dois robôs de serviço menores fornecidos pela Kuka para realizar o procedimento de aperto final. Estes são muito avançados com sete eixos, unidades leves, com sensores internos e cabeamento, que ocupam muito pouco espaço na lateral da linha. As cabines e portas com dobradiças ligadas, são movidas ao longo da linha com a parte dianteira da cabina em 90° em relação à direção de deslocação. Isto apresenta pontos da dobradiça de montagem para os robôs, que, em seguida tocam vários pontos de referência na carroceria do táxi para calibrar e orientar o posicionamento da chave de fenda torx. Posteriormente, eles continuam apertando cada parafuso em uma sequência específica. Toda esta operação podem ser monitorada automaticamente e depois dados são armazenados para referência futura.
O movimento de cada robô quando localiza a chave de fenda na cabeça do parafuso é quase humano em sua destreza, bem como o movimento para ajustar a sua posição. Eles são projetados para operar em estreita proximidade com os trabalhadores humanos e sensores detectam qualquer contato inesperado, fazendo com que o robô faça uma pausa até que a área de trabalho esteja limpa e seja seguro prosseguir. Estes robôs sofisticados são surpreendentemente fáceis de programar. Eles podem ser colocados em um modo de aprendizagem, que permite que um trabalhador humano mova o braço do robô manualmente através de uma série de movimentos necessários para executar a tarefa. O robô, então, "lembra" estes movimentos e os reproduz exatamente. Gerald Jank observa que estes robôs menores são, de fato, mais fáceis de programar do que os tipos industriais maiores usados em outros locais na oficina.
Questionado sobre quaisquer outras aplicações para este tipo de automação colaborativa, o diretor de produção, Dr. Ingo Ettischer diz que eles estão procurando uma operação de selagem na parte inferior da carroceria na oficina de pintura, o que pode ser ergonomicamente desafiador para os trabalhadores humanos.
Automação, um elemento-chave
A aplicação de automação é um elemento-chave para permitir que a Mercedes-Benz ofereça aos seus clientes o grande número de variantes de veículos necessários para atender a demanda do mercado. A oficina produzindo os táxis BIWs é totalmente automatizada, com mais de 250 robôs de células de soldagem Kuka que podem produzir 550 variantes de cabine. Cada robô de solda está programado para realizar até 230 operações de solda diferentes com os táxis movidos entre células por 130 AGVs. Cada cabine é montado sobre um transportador adaptável, que pode acomodar qualquer variante produzida. Com este número de variantes sendo construído, todo o equipamento é projetado para ser flexível.
"Nossa rede de produção também é muito flexível para que possamos mudar a produção entre as fábricas para atender a demanda em determinados mercados. Isso otimiza o uso da capacidade de produção." - Gerald Jank, Mercedes-Benz Trucks
Todos os táxis BIW concluídos passar por uma verificação de qualidade em linha automatizada. Os táxis são levantadas por dois robôs em uma linha adjacente onde os robôs equipados com sistemas de visão verificam e medem 100 pontos sobre a carroceria de táxi; a tarefa a ser concluída em 120 segundos. Os resultados são monitoradas por uma equipe de uma sala de controle de qualidade adjacente. Quaisquer táxis que estejam fora das tolerâncias muito estreitas são removidos da linha e sujeitos a uma investigação mais aprofundada e medição detalhada usando tanto CMM como sistema sem contato Zeiss 'Eagle Eye' para identificar a área do problema. O gerente de oficina também é responsável pelo controle de qualidade de ar para proporcionar a continuidade.
Reduzindo o papel
A Indústria 4.0 é um grande tema no desenvolvimento de processos em todas as seções da fábrica. Isto indica a gestão eficiente de grandes quantidades de dados, e passar para um sistema sem papel será parte disso. Por exemplo, na linha de montagem de táxi, atualmente 50.000 papeis são produzidos diariamente em todos os processos de produção, que, em seguida, precisam ser verificados, a fim de serem armazenados como arquivos digitais. Embora as listas em papel ainda sejam amplamente utilizadas em operações de fabricação de veículos, principalmente porque elas são um processo relativamente simples e facilmente transferível, elas criam problemas adicionais - não menos importante, isto adiciona 46 minutos ao tempo de montagem de cada caminhão simplesmente por causa da necessidade de mover, verificar, assinar, agrupar e salvar a papelada.
No Wörth, eles estão trabalhando em um projeto no qual os trabalhadores da linha de montagem usam tablets e dispositivos móveis pequenos para verificar e assinar as operações, eliminando a necessidade de imprimir materiais. Todos os dados relativos ao veículo, operação, trabalhador, etc. são salvos automaticamente e armazenados para referência futura. O elemento de papel que resta é a folha de especificações do veículo, que acompanha o veículo a cada seção de montagem.
Assembly line workers use tablets and small mobile devices to check and sign-off the operationsAcelerando a programação da produção
Este projeto faz parte de um programa de toda a fábrica para melhorar radicalmente a eficiência do gerenciamento de dados. Na fábrica de Wörth a complexidade da programação de produção é agravada pelo grande número de variantes produzidas, com o sistema atual de TI tendo até seis horas para processar a programação de produção em apenas um dia. Jank explica que um novo sistema informático está sendo desenvolvido que cortará esse tempo para apenas uma hora, com o objetivo de trazer o novo sistema on-line no início de 2017.
Outra área de nota na fábrica é a logística do lado da linha, criando os kits de peças para as operações de montagem. Jank comenta sobre o que ele chama de "gestão de resíduos" - não os subprodutos da fabricação, mas a redução das operações sem-valor agregado. Um exemplo simples disso foi o uso de kits de montagem e melhoria da apresentação de peças para reduzir drasticamente a quantidade de manuseio de peças exigida dos agentes de montagem. Como resultado, o valor não-adicionado do trabalho foi reduzido em 15%.
Os kits e apresentação das peças foram desenvolvidas com uma grande quantidade de input pelas equipes de montagem, mas este requisito expandido para kits colocou pressão adicional sobre as equipes de logística na fábrica. Aqui também, uma grande quantidade de desenvolvimento tem ido para as operações de coleta e entrega de peças. As equipes de logísticas usam um sistema de "coleta por luz" para assegurar que as peças corretas, sequenciadas são coletados. Os corredores de peças foram reprojetados para permitir o fácil alcance para os componentes e um fluxo eficiente para a operação de coleta. Este prevê carros completos entregues aos AGVs e à espera de transporte para a linha.
Jank explica que além de todos os projetos já implantados, eles ainda estão descobrindo o que pode ser alcançado através de Indústria 4.0, e isso significa que a filosofia central mencionada anteriormente está sendo continuamente adaptada e desenvolvida para manter o ritmo. Ele também observa que embora a escala dos projetos pareça grande, ela era parte de uma estratégia muito bem estruturada, com uma abordagem muito metódica guiando cada projeto até que este seja concretizados antes de iniciar o próximo.
