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Desafio
- Programas aplicativos de softwares personalizados com prazos de entrega longos e pouca padronização resultaram em um aumento de tarefas operacionais e uma diminuição de produtos de alto valor
Soluções
- Inteligência de produção – Conectividade avançada do sistema de controle para redes EtherNet/IP, gestão de transações do sistema de execução de manufatura e recursos integrados de segurança e controle de movimento
- Software FactoryTalk View SE – Fornece visualização baseada em funções, permitindo que os operadores interajam com os dados de tempo de execução
- Software FactoryTalk Analytics – Agrega dados e corrige variações em tempo real
- Software FactoryTalk Historian – Reúne e armazena os dados de produção
Resultados
- Produtividade aumentada em 230%
- Redução do tempo gasto no controle manual de processos, aumentando a produtividade do operador
- Tempo de ciclo reduzido em 40% e sucata reduzida em 20%, melhorando o uso do espaço na instalação
Batimentos cardíacos fortalecidos
Os corações humanos têm seus próprios sistemas elétricos que controlam cada aspecto relacionado ao bombeamento do sangue por todo o corpo. Como qualquer sistema, quando a estrutura interna de um coração falha, o órgão não funciona. Os desfibriladores tratam batimentos cardíacos irregulares com pulsos elétricos. O poder de salvar vidas por trás de cada choque está na bateria.
Em uma de suas instalações nos EUA, uma fabricante global de dispositivos médicos produz essas baterias e outros componentes, como capacitores de alta tensão, capacitores de passagem e eletrodos. Recentemente, a empresa antecipou um aumento na demanda de produtos, o que exigiria o dobro de sua produção atual no local. Apesar disso, o processo de montagem manual da empresa enfrentava atrasos e desafios que forçaram a organização a considerar um novo caminho, mais simples.
Ineficiências descobertas
Antes que os componentes sejam inseridos nos dispositivos médicos, o fabricante deve validar o projeto do produto e o processo de fabricação para atender às regulamentações federais. Além disso, as instalações de produção da empresa devem manter um nível de umidade contínuo menor do que 2% devido ao potencial de reação das baterias. Qualquer mudança nesse ambiente seria um investimento caro. Para verificar se o pessoal está lidando com a causa dos atrasos do ciclo, a empresa gravou os processos em ação e as descobertas foram impressionantes.
“O que descobrimos foi que levaria até 25 segundos para obter uma massa durante o processo de pesagem simples”, disse um engenheiro de desenvolvimento de processos do fabricante. “Os operadores estavam olhando para suas telas, esperando que a transação do sistema de execução de manufatura ocorresse. O sistema de automação que tínhamos estava, claramente, desperdiçando tempo.”
Entre a espera pelo término de cada transação do sistema de execução de manufatura e a montagem dos dispositivos, os operadores olhavam tanto para as telas que muitos saíam do trabalho com dores no pescoço e músculos rígidos. “Percebemos que os operadores curvavam suas cabeças para cima e para baixo quando olhavam para as telas”, acrescentou o engenheiro. “Até você ficaria com o pescoço dolorido ao vê-los.”
Assim que a empresa reconheceu os desafios, a equipe concluiu que 40% das funções operacionais atuais não estavam agregando valor ao produto.
Produção “sem repasse de falhas”
Enquanto procuravam uma solução para a instalação, os engenheiros do fabricante participaram do evento de treinamento de usuários Rockwell Automation TechED™. Um deles compareceu a uma sessão da Cybertrol Engineering, um parceiro de soluções de controle, processo e informações do programa Rockwell Automation PartnerNetwork™. O programa aplicativo descrito no estudo de caso da Cybertrol abordou o conceito de produção “sem repasse de falhas”, dando ao engenheiro a esperança de que a Cybertrol pudesse oferecer uma nova perspectiva para os desafios da empresa.
Com a ajuda da Cybertrol, o fabricante de dispositivos médicos implementou uma solução de manufatura padronizada nos controladores Allen-Bradley® CompactLogix™, até mesmo nas áreas em que a montagem era totalmente manual. Agora, em vez de operar 12 estações de trabalho e sete aplicativos de coleta de dados diferentes, os operadores podem utilizar uma das sete estações de trabalho idênticas. O controlador gerencia a interação com o sistema de execução de manufatura desenvolvido pela empresa, de modo que o operador não precise interferir, ou aguardar, diretamente.
“A sequência é a mesma para todos os processos”, disse o engenheiro de desenvolvimento de processos. “Os seis processos básicos ocorrem independentemente de a montagem ser automatizada ou manual. O controlador lógico programável existe para impor a sequência padrão de eventos para conferir se tudo está acontecendo na ordem correta todas as vezes. Se alguma etapa for ignorada ou algum evento não for registrado, os operadores não terão permissão para avançar o produto para a próxima etapa até que o problema seja resolvido, ou seja, as falhas também não avançam.”
The Rockwell Automation products installed cleanly. You get it, install it and it runs. We did it all in one afternoon. It was a big, added benefit that the servers are the corporate standard and can be supported by IT when it comes to security updates and more.
Uma vez que o controlador gerencia diretamente a interação com o sistema de execução de manufatura, os operadores não são pressionados a trabalhar em sua programação. O controlador administra as interações por meio de um servidor dedicado à comunicação do sistema de execução de manufatura, de forma a integrar as interações para o operador.
Além dessa infraestrutura de controle aprimorada, a empresa configurou a suíte de software FactoryTalk® da Rockwell Automation em camadas para visualização e inteligência de produção, incluindo os softwares FactoryTalk View Site Edition, FactoryTalk Historian e FactoryTalk Analytics™ da Rockwell Automation. Os operadores interagem com os dados de tempo de execução por meio do software FactoryTalk View. O software FactoryTalk Historian identifica, reúne e armazena automaticamente os dados de produção do sistema de controle. O software FactoryTalk VantagePoint agrega os dados, correlaciona e apresenta as informações de produção para as operações por meio de painéis fáceis de ler, de modo que as variações sejam facilmente identificadas e corrigidas em tempo real.
A suíte FactoryTalk também adicionou o acesso remoto às máquinas do fabricante de dispositivos médicos pela primeira vez. Com opções de interface baseadas em navegador, os engenheiros agora podem programar do escritório ou de casa por meio de uma conexão VPN, em vez de irem até o chão de fábrica para obterem uma conexão direta.
“A instalação dos produtos da Rockwell Automation é feita sem complicações”, disse o engenheiro. “Basta comprar, instalar e executar. Fizemos tudo em uma tarde. O fato de que os servidores são o padrão corporativo e podem receber suporte de TI quando se trata de atualizações de segurança, entre outras, foi um grande benefício agregado.”
De acordo com o engenheiro, o suporte de TI foi um benefício agregado durante todo o processo. A proliferação de dispositivos conectados por Ethernet na fábrica fortaleceu a colaboração constante entre as operações da planta e a TI corporativa. Para o fabricante, essa parceria resultou em uma capacidade de suporte de longo prazo, na utilização da infraestrutura existente e no fim da multiplicação de PCs na fábrica.
Aumento da produtividade e redução do desperdício
Em menos de um ano, as atualizações se pagaram. Por meio de tempos de ciclo reduzidos, o fabricante pôde aumentar a produtividade em 230% sem mão de obra extra. A aplicação mais rígida do processo por meio do sistema sem repasse de falhas reduziu a sucata em 20%. O uso de controladores e IHMs até mesmo nos processos manuais permitiu à empresa descartar teclados e aprimorar a experiência do operador por meio de métodos de treinamento universais e melhorias ergonômicas.
A inteligência de produção fornecida pelos aplicativos FactoryTalk oferece o diagnóstico de problemas do chão de fábrica. Antes dos aprimoramentos, a empresa registrava tempos de transação lentos durante cada turno, mas tinha muita dificuldade para definir a causa. Após a implementação, ela identificou que o problema ocorreu exatamente às 17h, durante um backup agendado do servidor, que suspendeu o sistema.
“Assim que identificamos o problema, trabalhamos para reagendar o backup”, disse o engenheiro. “Isso nos deu uma forma de começar a mensurar e fracionar o problema por hora. Começamos a fazer as perguntas certas para impulsionar a produtividade.”
Sem que as transações do sistema de execução de manufatura os desacelerem, os operadores agora podem executar todos os sete módulos por semana, com cerca de sete a 12 trocas, o que permite que o tempo de troca seja reduzido em aproximadamente cinco minutos.
Embora houvesse um ceticismo sobre a integração de um sistema controlador em um processo de montagem manual, o fabricante prometeu operar somente em uma abordagem de valor agregado.
“Há uma recompensa por assumir os riscos”, disse o engenheiro. “Faça com que o jeito fácil seja o jeito certo. Se for possível formatar uma infraestrutura na qual o jeito mais fácil é o correto, as pessoas farão dessa forma. Elas provavelmente preferirão uma solução plug-and-play em vez de um sistema complicado com vários microcomputadores, e é isso que está começando a acontecer.”
Os resultados mencionados acima são específicos do uso que esta empresa faz dos produtos e serviços da Rockwell Automation, em conjunto com outros produtos. Os resultados específicos podem variar de um cliente para outro.
Allen-Bradley, CompactLogix, FactoryTalk, PartnerNetwork, TechED e VantagePoint são marcas comerciais da Rockwell Automation Inc.
EtherNet/IP é uma marca comercial da ODVA Inc.
Publicado 24 de Fevereiro de 2019