Óculos "inteligentes" Google estão entre as tecnologias que a BMW está explorando para aumentar a eficiência da produção
A quarta revolução industrial está acontecendo. Pelo menos é isso que o governo alemão acreditou quando ele cunhou o termo "Indústria 4.0" para se referir não apenas ao aumento da automação industrial, mas também os sistemas ciber-físicos, a Internet of Things (IoT) e a ligação cada vez maior entre os mundos virtuais e físicos na fabricação. O BMW Group tem tido um papel ativo na promoção da Indústria 4.0 através da sua participação em alguns dos projetos de pesquisa do governo alemão nesta área. Estes incluem sistemas Cyber-físicos de produção (Cypros), que visam melhorar a produtividade e flexibilidade através da integração de sistemas inteligentes em fábricas, e ReApp, que promove soluções de automação baseada em robótica flexível.
Saskia Essbauer, porta-voz para a produção da BMW, explica a estratégia do OEM no que diz respeito à indústria 4.0: "À medida que os mundos digital e físico estão crescendo juntos, novas oportunidades estão surgindo que estão permitindo que as pessoas cooperem mais.Nós, da BMW reconhecemos as oportunidades que a Indústria 4.0 pode entregar no início, e é por isso que temos participado em projetos de investigação do governo.
"No âmbito destes projetos, vários dos nossos parceiros de pesquisa e da indústria estão trabalhando em temas novos e inovadores e testando os benefícios de sua aplicação na vida real. Mas ainda temos de intensificar os nossos esforços e desenvolver aplicações específicas de relevância prática, bem como definição de padrões da indústria."
Para garantir que a empresa pode inovar rapidamente nesta área, que criou uma série de projetos de tecnologia no local em várias fábricas na Alemanha e nos EUA. Um dos exemplos mais recentes e futuristas é a utilização de dispositivos de óculos Google no seu centro de análise na fábrica de Spartanburg , Carolina do Sul. A realidade aumentada, tecnologia usável está atualmente sendo utilizada na produção de veículos de pré-série da BMW, que servem como uma espécie de protótipo para permitir que a empresa descubra eventuais falhas antes da produção plena.
Isto está em contraste com o método anterior, onde os testadores tinham de se deslocar entre o carro e um terminal de computador estacionário. Tendo em conta que entre dez e 25 testes individuais têm de ser completados para cada carro, isto era moroso e ineficaz.
O projeto Óculos Google começou há um ano e está atualmente na fase piloto. Embora a tecnologia ainda esteja sendo usada apenas para veículos de pré-série, a BMW diz que os resultados foram tão promissores que está considerando a implementação na montagem final de veículos de série.
Câmaras de clareza
Óculos Google não é o único projeto da Indústria 4.0 da BMW focado na utilização de câmeras de controle de qualidade para eliminar o tempo que leva os trabalhadores para se mover entre diferentes estações de trabalho. Um projeto piloto envolvendo um sistema de detecção de gesto baseado em câmera foi implantado em Landshut, na Alemanha. Isso permite que os trabalhadores possam verificar a qualidade dos para-choques entre oficina de pintura e montagem de uma forma confiável e eficiente que garante a precisão de pico.
"A fim de alcançar um nível de 100% de precisão, cada desvio do alvo é gravado em um sistema e avaliado", diz Essbauer. "Anteriormente, os trabalhadores tinham de documentar o resultado para cada componente que eles verificaram em uma estação de trabalho. Esta forma de trabalhar custo de tempo valioso, especialmente nos casos em que o PC não pôde ser montado diretamente no banco de ensaio e as pessoas tinham que caminhar até uma estação de trabalho diferente para alimentar nos dados. Se várias falhas apareceram em diferentes posições, ao mesmo tempo, a documentação tornou-se mais complexa, com os trabalhadores sendo obrigados a lembrar vários detalhes muito precisamente."
A BMW trabalhou com o Instituto Fraunhofer em Karlsruhe, na Alemanha, para desenvolver o sistema. Um número de diferentes gestos pode ser reconhecido, por exemplo, um movimento de fricção, o que significa que o amortecedor não tem problemas de qualidade e está pronto para montagem. Para registrar uma falha com parte do para-choque, o testador aponta seu dedo na respectiva seção. A câmera registra o gesto, em seguida, o programa avalia e armazena as informações para acompanhamento.
"Os trabalhadores têm respondido de forma muito positiva a nova tecnologia", afirma Essbauer. "O sistema de controle de gesto é simples e fácil de entender e pode ser aplicado de forma intuitiva, sem a necessidade de treinamento extra. As pessoas não têm que caminhar para outras estações de trabalho mais e, como resultado, podem se concentrar melhor no seu trabalho. Outras vantagens incluem a aceleração do processo de testes, a entrada de dados mais precisos, sem interrupção do fluxo de trabalho e o fato de que nossos funcionários não têm de utilizar o equipamento adicional, como óculos especiais ou microfones."
Gestão inteligente de energia
Enquanto o controle de qualidade é fundamental para qualquer fabricante de automóveis e um foco importante na indústria 4.0, Essbauer faz questão de salientar o papel central que os participantes de força de trabalho exercem e como os projetos BMW estão beneficiando funcionários: "Nós estamos trabalhando em uma abordagem de 'grandes dados' para melhorar eficiência energética em nossas fábricas em Spartanburg e Leipzig, na Alemanha, bem como a aplicação de tecnologias de comunicação móvel para apoiar os trabalhadores da produção", diz ela. "Os principais objetivos são aumentar a qualidade e tirar alguma carga dos ombros dos trabalhadores nas fábricas, por exemplo, melhorando a ergonomia no local de trabalho."
A abordagem dos grandes dados "para a eficiência energética que Essbauer menciona está sendo obtida através da introdução de um sistema de dados de gestão de energia inteligente (iEMDS), que foi pilotado em Spartanburg para a produção de modelos BMW X. O sistema é baseado em contadores inteligentes de energia elétrica que medem constantemente o consumo de energia das instalações de produção e robôs, de modo a alinhá-los com o banco de "grandes dados" da empresa. Spartanburg já instalou sensores inteligentes em mais de 80 unidades de equipamentos de produção e robôs.
Este sistema também foi implementado em toda as fábricas Leipzig, Regensburg, Munique e Landshut, na Alemanha, e há planos para implementá-la em mais fábricas na rede de produção global da BMW. Projetos estão atualmente em curso em 30 locais em 14 países. "A BMW se beneficiará de menor consumo de energia, maior confiabilidade na produção e maior qualidade do produto graças à implementação de iEMDS em todas as nossas unidades de produção", diz Essbauer.
A BMW prevê que economizará €25 milhões (US $ 30 milhões) nos custos de energia ao longo da próxima década, devido à implementação de iEMDS. A empresa diz que o sistema já resultou em uma economia total de energia de mais de 100,000kWh no ano em que foi instalado e esteve funcionando.
Desenvolvido em colaboração com o Departamento de Ergonomia da Universidade Técnica de Munique, cada dedo de luva é um item exclusivo, criado e personalizado para se adequar ao tamanho e forma da mão de um trabalhador - e o faz usando a impressão 3D. "Em testes práticos iniciais, o feedback dos trabalhadores foi muito positivo", diz Essbauer. "Estamos investigando como essas ajudas de montagem podem ser aplicadas como ferramentas padrão em outras áreas de produção."
Mais uma vez atuando como pioneiro da BMW, Spartanburg tornou-se a primeira unidade de produção automotiva no mundo a implementar a cooperação humano-robô direto na produção em série. A instalação de robôs de colaboração da fábrica tem aliviado a carga de trabalho do pessoal de linha de montagem ao mesmo tempo, garantindo máxima qualidade na produção.
"A implementação bem sucedida de uma cooperação humana-robô ergonomicamente otimizada na produção em série, é um passo importante para o futuro da engenharia automotiva e do mundo da Indústria 4.0" - Saskia Essbauer, BMW
Parceria homem e máquina
"Montagem no local, as pessoas e robôs trabalham lado a lado - sem uma cerca de segurança - em uma equipe", explica Essbauer. "Quatro robôs colaborativos equipam o interior das portas dos modelos X3 da BMW com isolamento acústico e umidade. Em primeiro lugar, a folha com o perfil do adesivo é colocada no lugar e pressionada por trabalhadores da linha de montagem. Antes da introdução do novo sistema, os trabalhadores levavam a cabo o processo de fixação por meio de um rolo manual. Hoje, os sistemas com cabeças de rolos sobre os braços do robô lidam com essa tarefa de trabalho intensivo, o que exige o máximo de precisão. A vedação protege os equipamentos eletrônicos na porta e todo o interior do veículo contra a umidade".
Os trabalhos preparatórios para esta aplicação futurista de robôs de colaboração foi fornecido pela equipe de Inovação de Gestão de Produção do centro de Investigação e Inovação da BMW em Munique. Desenvolvido ao longo de dois anos, o projeto foi realizado em estreita cooperação com Robôs Universais da Dinamarca.
De acordo com Essbauer, a BMW decidiu introduzir robôs de montagem na fábrica, por razões ergonômicas, mas a segurança sempre foi uma prioridade. "A automação como um meio para ajudar a equipe é particularmente adequada para o trabalho simples e altamente repetitivo, que exige força considerável", diz ela. "A interação direta do homem e da máquina exige normas de segurança de topo conforme os robôs são colocados nas imediações dos trabalhadores sem equipamentos de proteção."
Ela explica como os robôs funcionam: "Eles correm a uma velocidade baixa dentro de um ambiente definido e são interrompidos imediatamente no caso de seus sensores detectarem um obstáculo em seu caminho. Graças ao processo totalmente automatizado, o poder de laminagem aplicado para o processo de fixação pode ser medido exatamente. Como resultado, a qualidade de processamento pode ser monitorado em uma base permanente. No caso do processo do trabalho do robô ser interrompido inesperadamente, um trabalhador realiza o procedimento de fixação manualmente de novo, só para ter certeza."
A BMW está avaliando outras aplicações de robôs de colaboração em conjunto, e a implantação deste projeto em particular para outras fábricas na rede de produção que está atualmente em fase de planejamento. "A implementação bem sucedida de uma cooperação humana-robô ergonomicamente otimizada na produção em série é um passo importante para o futuro da engenharia automotiva e do mundo da Indústria 4.0", conclui Essbauer.
