Por Alexandre Mayer,
Comercial VS na SKA
No texto passado, iniciei uma série de abordagens específicas a respeito das disciplinas que compõem a Manufatura Digital. Como ponto de partida, comentei a respeito do Planejamento do Processo, onde as informações referentes ao Produto, Processo e Recurso são centralizadas em um modelo virtual, capturando o conhecimento teórico dos processos, gerando uma base de dados unificada e colaborativa.
Dando sequência às abordagens específicas, trago para este texto a disciplina de simulação dos Processos de Manufatura, que agrega ao Planejamento do Processo os componentes 3D, criando o Gêmeo Digital idêntico ao ambiente real, com seus respectivos recursos e produtos.
De maneira simplificada, temos:
• Planejamento do Processo: informações teóricas dos processos, vinculando recursos e produtos;
• Processo de Manufatura: inclusão do modelo 3D virtual, idêntico ao real.
Em várias tecnologias, os processos de manufatura são divididos em disciplinas menores, que abordam especificidades como a criação de instruções de trabalho, as análises de acessibilidade, a verificação de interferência, etc. Como o objetivo do texto é descomplicar, vamos considerar o processo de manufatura como um todo.
Uma vez que tenhamos o planejamento devidamente estruturado, o ambiente virtual 3D precisa ser criado, utilizando bibliotecas padrões de máquinas, ferramentas e dispositivos ou, ainda, utilizando a importação destes dados de softwares CAD 3D a partir de modelos de troca como IGES e STEP. Além dos recursos produtivos, os produtos que serão manufaturados também precisam ser adicionados ao modelo virtual, sejam eles em partes, subconjuntos ou conjuntos principais. É muito importante que os recursos e os produtos 3D sejam exatamente iguais aos reais, para que as análises de montagem e acessibilidade sejam assertivas.
Para exemplificar esta disciplina, trago um caso real do passado, no qual a aplicação da simulação dos processos de manufatura foi fundamental para a entrega do projeto: validar o acople entre os órgãos mecânicos e a carroceria de um veículo.
O ano era 2009 e uma montadora estava em busca de uma tecnologia que validasse digitalmente os processos de montagem da parte inferior do veículo, chamada de órgãos mecânicos, com a parte superior, a carroceria. Cada subconjunto era montado em linhas diferentes e convergiam na linha principal, sendo que a carroceria chegava até a linha em um transportador aéreo e os órgãos mecânicos em um transportador apoiado no piso. Como era um veículo novo, nos foi dado o desafio de simular digitalmente todos os processos de montagem do acople dos subconjuntos, que eram feitos por diversos operadores, utilizando uma série de ferramentas e dispositivos específicos.
Como ponto de partida, adicionamos no modelo virtual cada um dos recursos que seriam utilizados na simulação, assim como o modelo 3D que reproduzia fielmente o veículo a ser montado. Com o Planejamento do Processo pronto (vínculo de cada recurso produtivo com o respectivo produto e processo), criamos um cenário idêntico ao real no modelo virtual 3D, chamado hoje de Digital Twin.
Desta forma, foi possível simular fielmente no ambiente virtual as operações executadas no ambiente real, focando principalmente nas seguintes análises:
• Posicionamento exato da carroceria, verificando possíveis colisões;
• Validação das fixações, verificando a acessibilidade das ferramentas e dispositivos;
• Definição do tempo de ciclo de cada operação;
• Análise dos tempos de operação de cada colaborador (será abordado no próximo texto).
As informações retiradas com as análises acima, anteciparam em várias semanas o início da produção deste novo veículo, uma vez que várias situações problemáticas que existiriam no ambiente real foram descobertas e tratadas no ambiente virtual, antes da definição da linha de montagem física e o início da produção em massa do veículo.
Ou seja, as interações e simulações no ambiente virtual, antecipam os problemas que podem vir a ocorrer no ambiente real, onde o custo com paradas de linhas, de estações de trabalho e de colaboradores é extremamente alto, mas para que isso ocorra, é extremamente importante estruturar o planejamento do processo corretamente, antes de introduzir o ambiente 3D e as simulações das situações reais no ambiente virtual.
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