Por Greg Tormanen, Diretor de Engenharia da Carroçaria Automóvel em Branco, Kawasaki Robotics
Tenho trabalhado no sector automóvel desde 1993. E tem sido divertido ver as diferentes tendências a surgirem e a desaparecerem.
Tenho observado estas tendências principalmente do lado do controlo, tendo o meu primeiro envolvimento ocorrido na altura em que havia uma estrutura de controlo simplista de 110 volts e protocolos de comunicação muito lentos, quase desajeitados. Desde então, em cada grande projeto, parece que adoptamos novas tecnologias que melhoram gradualmente a situação.
Quando comecei a trabalhar em controlos, a nossa principal tarefa era visitar fisicamente as fábricas de automóveis. A nossa equipa analisava as operações e seleccionava aplicações e tarefas difíceis de executar por humanos como potenciais candidatos à automatização. Exemplos deste tipo de acções incluem o manuseamento de peças de grandes dimensões ou a utilização de pistolas de pressão de grandes dimensões para soldar materiais; em qualquer lugar onde os funcionários pudessem sofrer lesões no trabalho. Analisámos cada tarefa para ver o que era fisicamente desgastante – ou perigoso – e analisámos as opções para melhorar estes processos através da tecnologia.
Uma vez que uma tarefa ou função específica fosse automatizada, utilizávamos a tecnologia disponível na altura – da melhor forma possível – para a tornar realidade. Com o passar do tempo, tarefas específicas tornaram-se padronizadas como tarefas para humanos ou para máquinas. Na altura, não nos apercebemos, mas esta foi uma grande transição no campo do fabrico industrial. Tornou-se expetável que tarefas específicas fossem automatizadas e executadas por máquinas.
Evolução da soldadura
A execução de tarefas de soldadura é um excelente exemplo da evolução da tecnologia. A soldadura sempre foi um elemento crítico de uma linha de montagem automóvel. As pinças de soldadura originais – utilizadas durante muitos anos – eram de grandes dimensões e tinham de ser posicionadas manualmente de forma correta antes de cada soldadura.
De facto, costumávamos chamar às antigas fábricas de montagem “Floresta de Sherwood“. Se conseguirmos visualizar, havia estruturas muito grandes com pistolas de soldadura pneumáticas penduradas na estrutura suspensa com estes cilindros de contrapeso. Um humano segurava estas enormes pistolas de soldadura, colocando-as em posição para efetuar as soldaduras. Parecia uma floresta, com centenas de pinças suspensas e centenas de humanos a posicioná-las, executando as tarefas. Era um ambiente muito interessante.
A utilização deste equipamento deu origem a problemas de qualidade e a resultados inconsistentes numa base regular. No entanto, à medida que a tecnologia foi melhorando, passámos de pinças de soldadura pneumáticas para servo controladas, o que melhorou rapidamente o processo. Isto reduziu o tamanho do equipamento, melhorou a consistência do desempenho e aumentou a produção.
Evolução do trabalho
Mesmo no passado, os trabalhadores da linha de produção compreendiam que, quando a nossa equipa chegava para rever o processo de montagem, estávamos ali para tentar automatizar partes do mesmo. É sempre difícil automatizar um trabalho que alguém faz atualmente. Muitas vezes, o nosso primeiro pensamento é o custo humano da automatização, que pode significar mudar o trabalho e a vida de alguém. Ao mesmo tempo, esses trabalhos extremamente difíceis desafiavam o corpo e o espírito humano. A repetição e o trabalho físico duro podem desgastar uma pessoa.
No entanto, quando damos um passo atrás e olhamos para o panorama geral, podemos reparar em algo. Ao longo da história, com as marchas do progresso e as revoluções industriais, o trabalho tem sido redefinido ao longo do caminho. Há alguns anos, a invenção do automóvel assustou os fabricantes de charretes e os estábulos de cavalos devido ao que poderia significar para os empregos. Haverá sempre melhorias que tornarão o trabalho mais fácil, mais rápido e mais automatizado. Mas é bom lembrar que devemos pensar nas pessoas cujos empregos serão automatizados.
Automação nos locais de trabalho actuais
Acredito que há grandes mudanças a caminho na próxima década. As actuais fábricas são muito mais pequenas do que eram há décadas atrás. Ao mesmo tempo, há uma quantidade insana de atividade a decorrer em cada fábrica de montagem em qualquer altura. As novas tecnologias que evoluíram nos últimos 5 a 10 anos foram decisivas, permitindo uma automatização mais profunda – e em maior quantidade.
Penso que estamos realmente à beira de uma grande mudança agora com a passagem para os veículos eléctricos. Isso vai trazer uma cultura totalmente diferente ao espaço da produção automóvel. (Já estamos a assistir a novas melhorias nos controlos utilizados para alimentar o equipamento utilizado. Ao longo dos anos, vimos os protocolos de comunicação mudarem de IO remota para rede de dispositivos e para Ethernet. O fabrico e a adoção de veículos eléctricos podem criar novas oportunidades para a automatização de fábricas – para além do que é feito atualmente.
O poder do software
O software é outro grande exemplo de tecnologia que pode mudar drasticamente a produção automóvel. O software RapidPlan da Realtime Robotics, por exemplo, está a mudar a equação a partir de outra abordagem. Em vez de tornar menos exigente fisicamente a deslocação do equipamento, o seu software torna a programação mais fácil e menos repetitiva.
Nos anos 90, a programação e configuração de robôs era um processo muito manual. Não havia “programação offline”, por assim dizer. Os operadores humanos faziam tudo manualmente: escolher as posições dos robôs e as definições de velocidade, planear a precisão e traçar as trajectórias dos robôs para evitar colisões.
Observar o software RapidPlan a orientar os robôs na nossa fábrica era algo de belo. O movimento dos robôs era fenomenal; os robôs interagiam uns com os outros e não colidiam.
A única verdadeira constante na automatização
Durante anos, os operadores precisaram de muita habilidade e prática para tornar o movimento e o planejamento dos robôs eficientes e eficazes. A tecnologia Realtime está eliminando a necessidade dessa habilidade e diminuindo a quantidade de tempo necessária para programar. É espantoso e quase mágico para mim assistir a este processo. As interações que os robôs estabelecem entre si não se conseguem com a programação humana; é realmente necessário o software para as elevar ao nível seguinte.
Na nossa atividade, os clientes do sector automóvel pedem normalmente aos seus integradores que construam uma linha específica. Descrevem o produto que pretendem fabricar, em que quantidade e com que rendimento. O integrador é então responsável pela conceção de um sistema que torne esses objectivos uma realidade.
Os integradores podem manter os custos sob controlo utilizando menos hardware na sua conceção, o que significa que têm mais probabilidades de ganhar o concurso. Tecnologias avançadas como esta tornam possível controlar melhor o hardware – e utilizar menos hardware, optimizando o que está a ser utilizado. Isto torna mais fácil alcançar a estrutura de linha e o rendimento desejados nos parâmetros de custo fornecidos.
Apercebi-me então que estávamos à beira de outro momento importante na marcha do progresso. Onde, nos próximos anos, seria possível fazer coisas maiores devido à automatização a que eu estava a assistir. Esperava que os robôs estivessem a bater e a arder e que o movimento fosse fraco – mas, em vez disso, os robôs estavam a atuar como bailarinas, e era algo que se podia ver.
Penso que é aí que vamos assistir às próximas grandes mudanças no fabrico automóvel e na robótica. Nas ferramentas de software que podem fazer acontecer coisas fantásticas. Estamos sempre a fazer melhorias incrementais – a única verdadeira constante na automação é a mudança.
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