Optimized material flow through autonomous mobile robots

Dois conceitos, um objetivo: Com robótica móvel para o fluxo de material otimizado na produção

A KRONE implementa soluções de automação com a KUKA tanto em Brownfield quanto em Greenfield. Em Werlte, na Baixa Saxônia, Alemanha, robôs móveis estacionários e autônomos otimizam os processos de operação existentes – em Ibbenbüren surgiu uma Smart Factory no prado verde. O que une os dois projetos: a vontade de realizar os desejos dos clientes, garantir empregos e repensar a produção de forma que seja à prova de futuro.

Automa??o inteligente em todos os processos de opera??o

Ela n?o tem muita pressa. Quase sem ruído, a plataforma de transporte aut?noma se desloca pela unidade de produ??o. O rob? móvel aut?nomo entrega um tanque de ar comprimido de 100 litros a uma esta??o de soldagem com precis?o centimétrica. Um rob? de manipula??o da KUKA, já está esperando para retirá-lo da plataforma e soldá-lo a outros componentes na célula de processamento.
O que parece um sonho do futuro, na montagem de componentes para um caminh?o, já faz parte do cotidiano do Grupo KRONE, um dos maiores fabricantes de máquinas agrícolas e veículos comerciais: Em parceria com a KUKA, a KRONE está se concentrando em automa??o inteligente – tanto em uma fábrica existente (Brownfield) quanto em uma nova unidade de produ??o inteligente (Greenfield). O resultado s?o processos mais eficientes, maior valor agregado, menos carga de trabalho para os colaboradores e produ??o competitiva "made in Germany".

Chave para a Smart Factory: Rob? móvel aut?nomo

A empresa conta com a KUKA como parceira tecnológica e busca consistentemente o caminho da automa??o, com rob?s de produ??o em intera??o com sistemas de transporte n?o tripulados, tanto em uma fábrica existente em Werlte quanto na recente constru??o de uma nova fábrica Greenfield da GTS Green Teuto Systemtechnik GmbH em Ibbenbüren. E é justamente aí que a KRONE vê seu grande potencial. "A chave decisiva para a transforma??o em Smart Factory é o KUKA.AMR Fleet,?nossa gest?o de frotas de AMR", afirma Nikita Daubert, gerente de desenvolvimento de negócios de AMRs para a regi?o DACH na KUKA.

O KUKA.AMR Fleet é compatível com unidades de comando convencionais.

A gestão de frotas de AMR pode ser emparelhada de forma flexível com unidades de comando próprias como MES/ERP. Assim, podemos dar suporte a clientes, como a KRONE, de maneira baseada em necessidades e voltada para o futuro.

Nikita Daubert, gerente de desenvolvimento de negócios de AMRs para a região DACH na KUKA

AMR: Rob?s móveis para o estoque em Werlte

Em Werlte, na Baixa Sax?nia, a KRONE opera uma unidade de produ??o de reboques de caminh?o com estruturas estabelecidas. Uma célula totalmente automatizada foi instalada aqui com o suporte da Silver Robotics, uma subsidiária da KRONE, dedicada à implementa??o de solu??es inovadoras e personalizadas de robótica e constru??o de máquinas, tanto na KRONE quanto em clientes externos. Os rob?s de manipula??o e solda KUKA de seis eixos realizam suas tarefas digitalmente conectados em rede com rob?s móveis aut?nomos, como o KMP 1500P.

Altas cargas, como os tanques de ar na fábrica da KRONE em Werlte, não são problema para o KMP 1500P.

O AMR compacto transporta até 1,5 toneladas e se move de forma independente na produ??o com sua tecnologia de acionamento diferencial. Cameras 3D e scanners a laser integrados proporcionam flexibilidade e seguran?a em um ambiente de trabalho com pessoas. O conceito de carregamento indutivo mantém a plataforma operacional 24 horas por dia.
"Anteriormente, revisamos todos os nossos processos existentes e fizemos a transi??o para novos processos e métodos de trabalho, como a constru??o modular", explica René Mecklenburg, diretor presidente da Silver Robotics GmbH. "E imediatamente come?amos a pensar mais na dire??o da intralogística e do fluxo otimizado de material. Pois queremos oferecer nossos produtos aos nossos clientes com mais rapidez, com qualidade ainda maior e a pre?os econ?micos e competitivos no mercado."

Da cortina de solda à célula inteligente

A alimenta??o dos rob?s de solda agora é realizado de forma aut?noma, e as empilhadeiras devem, na medida do possível, desaparecer da produ??o. Em vez disso, a plataforma de transporte leva material à célula de forma aut?noma, como os tanques de ar comprimido ou elementos de porta. Lá, um rob? de manipula??o o coloca no sistema de solda. Os módulos finalizados também s?o transportados automaticamente de lá. "Os rob?s móveis nos ajudam a interligar muitos processos que s?o muito extensos aqui. Assim, pudemos eliminar a necessidade de muita tecnologia de transporte e, ao mesmo tempo, aumentar significativamente a eficiência nos processos de produ??o e de intralogística", diz René Mecklenburg. Para isso, o homem e a máquina atuariam lado a lado na KRONE: "Os colaboradores se ocupam da prepara??o das pe?as e do controle da qualidade, enquanto os rob?s realizam o trabalho de solda fisicamente exigente. Dessa forma, aliviamos os colaboradores de atividades pesadas e monótonas, criamos mais ordem e aumentamos a seguran?a", continuou Mecklenburg. Volker Perk, diretor de produ??o da KRONE Commercial Vehicle Group, vê a robótica como um componente-chave para garantir o futuro da empresa: "Queremos continuar produzindo, na Alemanha, reboques de caminh?o, como o "Profi Liner", também no futuro. Para isso, no entanto, precisamos automatizar processos, porque simplesmente n?o conseguimos mais encontrar trabalhadores qualificados para muitas atividades necessárias. A robótica nos dá a possibilidade de treinar nossos colaboradores para realizar atividades mais eficientes ou que agregam valor."

Na KRONE, em Werlte, as empilhadeiras serão amplamente substituídas por robótica móvel, em parte por razões de segurança.

Conectar em rede de forma inteligente a montagem e a logística

Jochen Roling, diretor presidente na GTS, descreve, com base em sua própria experiência, como a automa??o e a Smart Factory foram implementadas na KRONE: "No passado, automatizávamos apenas o processo atrás da cortina de solda. Em algum momento ficou claro: Para operar o sistema de forma eficiente e econ?mica, o fluxo de material e a opera??o também devem ser baseados em rob?s." é aqui que os rob?s móveis da KUKA entram em a??o. Enquanto a Werlte moderniza continuamente os processos existentes "em tempo real", em Ibbenbüren, na Vestfália, Alemanha, a Green Teuto Systemtechnik, GTS, também uma subsidiária do Grupo KRONE, construiu uma fábrica completamente nova para produ??o de máquinas agrícolas – como uma solu??o Greenfield, literalmente em um "prado verde" em apenas doze meses. Aqui, rob?s fabricam módulos soldados, que depois s?o pintados e instalados em máquinas agrícolas.

Em Ibbenbüren, a KRONE implementou uma unidade de produção automatizada em Greenfield.

Planejamento de fluxo de material sem obstáculos

"Por que Smart Factory? Por que também uma nova fábrica?", pergunta Jochen Roling, antes de responder imediatamente: "Na KRONE, pretendemos especializar nossas fábricas no produto final. Para nós, "Smart" significa fabricar com máxima eficiência e escalabilidade, utilizando digitaliza??o e automa??o." A vantagem da abordagem Greenfield foi que pudemos planejar sem restri??es e sem estruturas existentes. "Com o apoio da KUKA, estamos comprometidos com conceitos e processos de fabrica??o de última gera??o, inteligentes e sustentáveis. é por isso que fizemos do fornecimento automatizado e processamento integrado de dados das linhas de produ??o e montagem uma premissa desde o início", diz Roling.

Os robôs KUKA possibilitam conceitos de fabricação de última geração, inteligentes e sustentáveis na KRONE.

Toda a arquitetura de produção da Smart Factory foi projetada desde o início para ser orientada por dados e escalável – um marco na história da KRONE.

Jochen Roling, diretor presidente na GTS

Dados em tempo real em TI constituem a base

A base da Smart Factory, em Ibbenbüren, é uma arquitetura de TI, que coleta dados em tempo real e os processa com base em eventos. Cada máquina, cada rob? e cada veículo de transporte está integrado digitalmente. "Assim, a produ??o pode reagir imediatamente às tolerancias excedidas ou às falhas encontradas. é por isso que há muito tempo paramos de falar sobre ciclo de controle e come?amos a falar sobre ciclo de feedback", diz Perk. "Os sistemas s?o adaptáveis, eles aprendem e corrigem de forma independente." Esta mudan?a também afeta a comunica??o entre desenvolvimento e produ??o. "Antigamente, a produ??o se adaptava às mudan?as do produto. Hoje é o contrário. Todos os requisitos da produ??o já est?o incorporados ao próximo desenvolvimento", diz Roling.

A rede digital permite que todos os dados sejam registrados em tempo real.

Três passos para a automa??o completa

A KRONE segue um conceito de implementa??o em três estágios em seu caminho de automa??o. O primeiro passo é estabelecer uma perspectiva integrada para automatizar o processo. Com base nisso, o foco muda para solu??es para transporte de material por meio de AMR. O terceiro estágio é, ent?o, a manipula??o automatizada de pe?as.

Rob? móvel aut?nomo com capacidade de carga de até seis toneladas

De acordo com esse princípio, a KRONE projetou a fábrica em Ibbenbüren. Assim, hoje, em uma única ilha de produ??o, nove rob?s de solda e manipula??o s?o utilizados juntos de forma síncrona com dois centros de usinagem e uma célula de medi??o automática. Dessa forma,os tempos de inatividade foram praticamente eliminados porque os rob?s e as plataformas de transporte permanecem sincronizados 24 horas por dia. A produ??o pode ser aumentada ou diminuída de forma flexível sem que a escassez de pessoal, hoje quase impossível de resolver, torne-se um fator limitante. "Essa escalabilidade da arquitetura de produ??o – de pequenas células a linhas conectadas em rede complexas – é um objetivo central da nova Smart Factory", diz Roling. Os primeiros KMP 3000Ps est?o agora em uso, em Ibbenbüren, em caráter experimental. Eles podem mover até três toneladas nas unidades de produ??o, até o dobro em tandem, e se mover omnidirecionalmente com a mais alta precis?o, mesmo em espa?os extremamente confinados.

Por meio de coordenação ideal de robôs de solda, robôs de manipulação e robôs móveis autônomos, os tempos de inatividade foram praticamente eliminados.

"Tornamos o trabalho mais atraente"

Uma coisa é particularmente importante para os planejadores da fábrica da KRONE: Automa??o n?o significa o fim do trabalho humano, mas sim sua valoriza??o. "A opera??o de células altamente automatizadas ganhou valor. Os colaboradores veem isso como um trabalho do futuro", diz Roling. Mecklenburg acrescenta: "Vemos que os colegas est?o se candidatando ativamente a essas vagas internamente." A ergonomia também desempenha um papel: "Os novos postos de trabalho s?o mais seguros e menos exigentes fisicamente. Isso os torna atraentes, especialmente para as gera??es mais jovens", diz Perk.

A robótica nos ajuda a manter nossas localidades competitivas, mesmo em tempos de mudanças demográficas.

Volker Perk, diretor de produção da KRONE Commercial Vehicle Group

O que n?o é atraente no mercado de trabalho s?o as atividades repetitivas, monótonas, o manuseio de cargas pesadas e, depois, os perigos na soldagem em si: desde gases e vapores tóxicos até o risco de queimaduras e choques elétricos. "Simplesmente n?o conseguimos encontrar mais pessoas para essas atividades. A robótica nos ajuda a manter nossas localidades competitivas, mesmo em tempos de mudan?as demográficas", enfatiza Perk. A indústria automobilística, com seus altos volumes de produ??o, mostrou o caminho: "Na produ??o em série, n?o há alternativa econ?mica à automa??o. Isso também se aplica hoje a quantidades menores, como aquelas comuns na produ??o de máquinas agrícolas configuradas individualmente." Nesse caminho, a KRONE considera a colabora??o com a KUKA estrategicamente importante. "A KUKA n?o só fornece tecnologia, mas também traz pensamento sistêmico. Estamos aprendendo juntos, desenvolvendo juntos", diz Perk.

Olhando para o futuro: Montagem, produ??o de variantes e IA

Para o futuro, René Mecklenburg vê maior potencial na automa??o de montagem: "Especialmente em caso de produtos com uma ampla gama de variantes, precisamos automatizar sem perder a flexibilidade." Um potencial inteiramente novo está sendo aberto pelo progresso cada vez maior da digitaliza??o e da inteligência artificial. "Os sistemas aprendem a identificar falhas e a otimizar-se", diz Volker Perk. "Podemos continuar construindo com base nisso."

A auto-otimização de sistemas ainda tem grande potencial.

Quando Jochen Roling pensa nisso, uma imagem do escritório do proprietário Bernard Krone vem imediatamente à mente: "Um ditado de Dante: Um espera que o tempo mude, o outro aproveita e age" Ainda tem muito a fazer com a KRONE.