1 - PROJETO INTEGRADOR - ROBO - Entrega 22 - 26-03-2021

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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO
DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ANDRÉ HERNANDES
BRUNA FERNANDA CARVALHO SILVA
CAYO HENRIQUE GONÇALVES ABREU
GABRIELA ALVES VICENTINI
GIOVANNA CAVALCANTI NASCIMENTO
JORGE DA SOLEDADE CONCEIÇÃO
MÁRCIO JOSÉ SANTOS MAGALHÃES
MAYARA MARQUES DA SILVA
RODRIGO LOPES SANTOS PIMENTEL
PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE AGV EMPILHADEIRA AUTÔNOMA PARA UM CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO DE ELETROPORTÁTEIS
SÃO PAULO
2021
ANDRÉ HERNANDES - RA 919108945
BRUNA FERNANDA CARVALHO SILVA - RA 141910109
CAYO HENRIQUE GONÇALVES ABREU - RA 919113064
GABRIELA ALVES VICENTINI - RA 919120579
GIOVANNA CAVALCANTI NASCIMENTO - RA 419102440
JORGE DA SOLEDADE CONCEIÇÃO - RA 919119282
MÁRCIO JOSÉ SANTOS MAGALHÃES - RA 919124211
MAYARA MARQUES DA SILVA - RA 3019108175
RODRIGO LOPES SANTOS PIMENTEL - RA 919101856
PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE AGV EMPILHADEIRA AUTÔNOMA PARA UM CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO DE ELETROPORTÁTEIS
Trabalho apresentado à Universidade Nove de Julho – UNINOVE, como parte dos requisitos para aprovação no Projeto Integrador Robô para Transporte de Cargas.
Orientador:
Prof. Athos Paulo Tadeu Pacchini
SÃO PAULO
2021
RESUMO
.
Palavras-chave: Robótica, Centro de Distribuição, Viabilidade Econônica e Financeira.
ABSTRACT
.
Keywords: Robotics, Distribution Center, Economic and Financial Viability.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - 	17
Figura 2 – 	17
Figura 3 – 	32
Figura 4 – 	33
 LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 - 	20
Equação 2 - 	21
Equação 3 - 	22
Equação 4 - 	24
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - 	11
Tabela 2 - 	28
Tabela 3 - .	28
Tabela 4 - 	31
Tabela 5 - 	32
Tabela 6 - 	33
Tabela 7 - 	34
Tabela 8 - .	36
Tabela 9 - 	36
Tabela 10 - .	36
Tabela 11 - 	37
Tabela 12 - 	37
LISTA DE SIGLAS
AGV Automated Guided Vehicle (Veículo Guiado Automatizado)
GPS Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global)
RFID Radio Frequency Identification (Identificação por Radiofrequência)
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................4
1.1 JUSTIFICATIVA.....................................................................................................4
1.2 OBJETIVO............................................................................................................. 5
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA..................................................................................
2.1 EVOLUÇÃO DA LOGÍSTICA...................................................................................
2.2 CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO LOGÍSTICO.............................................................
2.3 BREVE HISTÓRICO DA ROBÓTICA.......................................................................
2.4 ROBÓTICA NA LOGÍSTICA ……………………….…....................…...…………......
2.5 SISTEMA DE AUTOMATIZAÇÃO ROBOTIZADO...................................................
2.5.1 ROBÔS AGV.........................................................................................................
2.5.2 PALETIZAÇÃO ROBÓTICA..................................................................................
2.5.3 COLHEIRA ROBÓTICA........................................................................................
2.5.4 EMBALAGEM ROBÓTICA....................................................................................
2.5.5 LOCALIZAÇÃO DE ROBÔS MÓVEIS EM AMBIENTES INDOOR.......................
2.5.6 ALGORÍTIMOS DO SISTEMA DE AUTO LOCALIZAÇÃO...................................
2.5.7 MODELAGEM CINEMÁTICA E GERAÇÃO DE CAMINHOS DE AGV................
2.6 VIABILIDADE ECONÔMICA FINANCEIRA.............................................................
3 ESTRUTURA E METODOLOGIA DO PROJETO......................................................
4 ANÁLISE DOS RESULTADOS DO PROJETO..........................................................
4.1 EFICIÊNCIA OPERACIONAL .................................................................................
4.2 ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA E FINANCEIRA....................................
5 CONCLUSÃO.............................................................................................................
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................7
1 INTRODUÇÃO
A competitividade e a volatilidade do mercado mundial estão cada vez mais presentes nos desafios das organizações. A pressão exercida por este ambiente competitivo impulsiona a reinvenção nos processos de ponta a ponta, em busca de produtividade e eficiência operacional em todos os setores da empresa e, indubitavelmente não é diferente para a logística dentro da cadeia de suprimentos.
Freitas, 2016, afirma que a cadeia de suprimentos é um dos setores que tem grande importância na flexibilidade e rapidez das empresas para atender demandas voláteis. Esse conceito é uma evolução do pensamento corporativo e um processo fundamental no bom funcionamento de uma companhia e na administração de suas operações.
Nesse contexto, a tecnologia, a automação e a robótica tornam-se fundamentais para a maximização da performance dos resultados operacionais, reduzirem custos, maximizarem a qualidade e flexibilidade para atenderem as demandas de seus clientes.
Segundo Alves, 2014, o AGV é um meio de transporte projetado para movimentar mercadorias e produtos dentro de um estabelecimento, conectando diversas máquinas dentro do ambiente da fábrica cuja função é poupar tempo, energia elétrica, espaço na logística empresarial e aumentar a segurança na movimentação das mesmas.
Cada vez mais as tecnonogias apresentam-se como caminhos para redução de custos, de falhas, de acidentes e impulsionando a produtividade e a qualidade.
De acordo com Souza, 2013, a redução de custos nas empresas se torna vital com o atual ambiente competitivo e com a globalização dos mercados. Por consequência a margem de erros de produção está cada vez menor e a pressão por elevação dos padrões de qualidade cada vez maior.
1.1 JUSTIFICATIVA
Pensando no grande crescimento da tecnologia no ramo de logística, e as melhoras que isso pode agregar foi analisado a necessidade de aplicação de tecnologia para redução de custos operacionais em Centro de Distribuição com ganhos de eficiência na produção. 
Este trabalho é relevante porque expõe os benefícios desta nova tecnologia ao processo logístico, em especial para os Centros de Distribuição, contribuindo sistematicamente para agilidade, organização e segurança ao processo de armazenamento, transporte interno e expedição.
A automatização tecnológica do processo indoor do Centro de Distibuição é proposta justamente para proporcionar a redução de custos de operação, eficiência operacional, qualidade e produtividade, padronização dos processos, o fluxo de trabalho diminuído, qualidade do serviço, e redução de atividades manuais, que podem gerar possíveis problemas e acidentes.
1.2 OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo geral destacar os beneficios da implementação da Empilhadeira AGV Autônoma para um Centro de Distribuição de Elétroportáteis, apresentando a solução tecnológica viável para automatizar processos logísticos de um Centro de Distribuição com sistema de transporte de carga tradicional, por meio da aplicação de Robôs AGV (Automated Guided Vehicle), ou seja, Veículo Autônomo Guiado, de modo a alcançar melhorias ou desenvolvimento nos sistemas operacionais, processos de armazenamento e movimentações de materiais, visando eficiência operacional, segurança e viabilidade técnica, econômica e financeira.
Como objetivo específico, pretende-se investigar a seguinte situação problema: é viável aplicar recursos financeiros em tecnologia robótica de Empilhadeira AGV Autônoma para processos logísticos de transportes de cargas indor em um Centro de Distribuição de Eletroportáteis?
Entende-se que com a investigação e estudo de caso do projeto, seja possível concluir sobre a viabilidade técnica e econômica financeira e atingir o objetivo geral do projeto.
Por fim,a estrutura geral ordenada do Projeto apresenta no Capítulo 2 Fundamentação Teórica, que trata-se de uma Revisão Bibliográfica, primeiramente abordando a Evolução da Logística, direcionando uma delimitação da pesquisa bibliográfica para o Centro De Distribuição Logístico. Na sequência, com o intuito de iniciar o aprofundamento na linha de pesquisa de tecnologia de automação, é feito um breve histórico da Robótica, com a vinculação da aplicação da Robótica na Logística. Posteriormente, apresent-se o Sistema De Automatização Robotizado, apresntando os tipos de Robês AGV voltados para a Logística de um Centro de Distribuição, em especial citando a Paletização Robótica, a Colheira Robótica e a Embalagem Robótica. Como no nosso Projeto de Implatação será de Paleteira Robótica AGV, o próximo passo é a demonstração Técnica desta aplicação, demonstrando a 2.5.5 Localização De Robôs Móveis Em Ambientes Indoor, Algorítimos Do Sistema De Auto Localização, Modelagem Cinemática E Geração De Caminhos De AGV. A abordagem teórica seguinte, apresenta ao leitor fundamentos de Viabilidade Econômica Financeira, justamente para prestar referencial bibliográfico de conculta e esclarecimento técnico da aplicação nos Resultados do Projeto. O Capútulo 3 trata-se da estrutura e metodologia do Projeto. O Capítulo 4 apresenta os Resultados e a análise destes Resultados Do Projeto, em aspectos votados para a Eficiência Operacional e a Análise De Viabilidade Econômica e Financeira, para a implementação da tecnologia de Empilhadeira AGV Autônoma em um Centro de Distribuição de Eletroportáteis na Cidade de São Paulo. Definitivamente, o Capítulo 5 traz a Conclusão e o Capítulo 6 as Referências Bibliográficas.
2.5 SISTEMA DE AUTOMATIZAÇÃO ROBOTIZADO
	
	Automação de um sistema poderia ser definido como: um controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções, sem a necessidade da interferência do homem. A palavra automatizar vem do latim Automatus; significa mover-se por si. Na indústria, a automação é sinônimo de autonomia nos processos, aprimoramento do trabalho, competitividade com maior segurança. No dicionário da língua portuguesa, se define: 1 Ato ou efeito de automatizar. 2 Sistema constituído por dispositivos mecânicos ou eletrônicos, utilizado em fábricas e estabelecimentos comerciais, em telecomunicações, em instituições hospitalares e bancárias etc., destinado à operacionalização e controle dos processos de produção, que dispensa a intervenção direta do homem. (michaelis.uol.com.br/ ) A demanda por mais flexibilidade nas fábricas e serviços originou um aumento no volume de operações internas de carga e descarga, devido à maior diversidade dos elementos transportados. Logo, na busca por um fluxo de materiais mais eficiente, as empresas passaram a investir em soluções tecnológicas, entre elas, o uso de Automated Guided Vehicles (AGVs). (GALDAMES,2011) Atualmente o controle dos veículos guiados automaticamente (AGV), é baseado no estudo das diferentes técnicas de navegação existentes. Estas técnicas, utilizam diferentes tipos de sensores; como parte do equipamento do robô móvel para realizar suas tarefas de movimentação e controle desde uma posição inicial até uma posição final definida. (CANO, C. E. V. 2006) 
 Embora, estudos com robôs tenham sido iniciados na terceira revolução industrial, robôs colaborativos como os AGVs são realidades nos dias atuais. Um relatório divulgado no final de janeiro de 2021 pela Federação Internacional de Robótica (IFR) aponta que o uso de robôs na indústria de manufatura registrou um recorde global em 2019, com média de 113 unidades por 10 mil trabalhadores. 
 Sem dúvida à área da robótica é a que tem o maior potencial de crescimento pois atende a necessidades atuais dos ambientes de trabalho na indústria 4,0. Como definiu (Pacchini. 2019.) “A Indústria 4.0 é um conjunto de tecnologias habilitadoras que viabilizam a manufatura inteligente, conectando entre si objetos, máquinas, humanos, processos, organizações, em tempo real, proporcionando, produção customizada e diminuição de custos, com tomada de decisões autônomas e rápidas.” Assim na automação, os AGVs são fundamentais.
2.5.1 ROBÔS AGVs
Desde os tempos mais remotos que o homem vem desenvolvendo estratégias e mecanismos que lhe permitam libertar-se do trabalho de origem muscular, animal e das atividades pesadas, tediosas, perigosas e pouco precisas por intermédio da mecânica. Em simultâneo com essa libertação, prevalecem maiores velocidades na execução das tarefas, menores tempos de parada, menor número de acidentes e fabricação de produtos cada vez com maior qualidade; isso se chama automação. AGVs são uma das áreas mais emocionantes e dinâmicas dessa automação na manipulação de material e transporte de cargas hoje em dia. Mas, os AGVs não são uma nova tecnologia. Há Trinta anos aproximadamente que foram inventados e chamados de sistemas sem operário. Desenvolvimentos tecnológicos podem ter dado flexibilidade e capacidade aos AGVs, mas a aceitação no mercado tem sido realizada pela variedade de aplicações desse tipo de robô. Geralmente, os AGVs são veículos industriais de diversos tamanhos, de tração elétrica, sem motorista e com diferentes tipos de dispositivos e sensores; usados principalmente em transportes de materiais ou cargas. 
Os robôs tipo AGV podem ter algumas opções de orientações para se guiarem no interior de um local de trabalho; exemplo em um galpão de um Centro De Distribuição; cada uma dessas orientações devem ser pensadas e mapeadas da melhor maneira possível, tanto para garantir funcionamento e a produtividade do AGV, como para a segurança dos produtos e dos funcionários da empresa. 
A denominação do robô móvel faz referência a essa capacidade para alcançar um ou vários objetivos com uma intervenção muito pequena de supervisores humanos, por outro lado, a denominação de veículo autoguiado faz referência às estruturas móveis que só se limitam a seguir caminhos preestabelecidos como linhas pintadas no chão, bandas magnéticas, bandas refletoras.(NILSON, 2017). 
AGVs são flexíveis na manipulação de materiais e aptos para tarefas que vão desde distribuir correspondências, até transportar grandes cargas. Esses veículos podem ser considerados como uma classe de robôs móveis com rodas, suas múltiplas aplicações incluem: as indústrias aeroespaciais, automotiva, eletrônica, hospitalar, indústrias de papel, indústrias de metais e especialmente os centros de distribuição; chamados de CDs Inteligentes. Que será o foco de nossos estudos nesse projeto.
 De acordo (CANO, C. E. V. 2006) AGVs tem cinco caracteristas básicas: Facilidade de Direção e localização; Decisão ou escolha de rota; Gerenciamento e Controle do Trânsito; Transporte e transferência de carga; Sistema de administração e controle das funções dos. Também apontou as caracteristias gerais pelas quais os robôs devem substituir a função humanaa em situaçõesde trabalhos na indústria: Ambientes de trabalho perigosos para humanos; Ciclos repetitivos de trabalho; Tarefas de manuseio de materiais dificultosas para humanos; Versatilidade na troca e execução de tarefas; Versatilidade no posicionamento e orientação das partes de trabalho e a Fácil reprogramação do robô para a execução de novas tarefas. (CANO, C. E. V. 2006) 
AGVs devem ter a capacidade de operar sem falhas, reagir às mudanças do ambiente por meio de sensores partindo de uma posição inicial chegando ao seu destino final desviado-se de obstáculos fixos ou moveis evitando colizão ou acidentes Em termos para alcançar essa autonomia, destaca-se sanar o problema da navegação, que é um dos principais empasse no sistema, para a sua locomoção segura no ambiente.(GALDAMES,2011) AGVs precisam de um sistema de auto-localização inteligente e muito bem programado.
Existem 3 tipos principais de AGVs: Rebocadores; Carregadores também chamados de Arrastes e as Empilhadeiras.	
Rebocadores AGVs
 AGVs rebocadores tem a sua dinâmica mecânicasemelhante a locomotivas, e seus vagões, em detrminados casos podem ter uma plataforma sobre rodas. As características basicas desse tipo de robô é o sistemas de locomoção com alta tração, a restrição do raio nas curvas do caminho é para que seja possível o enfileiramento do comboio. Muito popular na indústria. Os AGVs rebocadores são frequentemente usados para transportar materiais por distâncias mais longas em uma instalação ou entre unidades.  Desta forma a aplicação desse tipo de robô rebocador na logisticas das linhas de produção: oferece uma operação mais eficiente e limpa; a com uma alta capacidade entre os modelos AGVs para transporte de material; e são consideravelmente superiores quando comparados com empilhadeiras tradicionais, nos sistemas convencionais entre os pontos de coleta.
 Figura: AGV rebocador:
 https://www.sinova.com.br/tipos-de-agvs/
 Principais vantagens de um AGV rebocador: Funcionamento com Precisão e Segurança; Previsibilidade nos percursos imutáveis;;Anulação das operações que não agregam valor ao produto;Padronização do processo; Possibilidade de trabalho 24 horas; A efetivação simples e eficaz de novos processos; Economias nos de custos de operação nos processos de transportes; Colaboração no cuidado com o do meio ambiente, emissões de poluentes iguais á zero.
Unidade de carga: Carregadores ou Arrastes AGVs
 	
	AGVs Unidade de carga, são utilizados em aplicações que normalmente abrange missões específicas para o movimento de paletes individuais.(PEREZ, 2010) 	A característica base desse tipo de veículo é a facilidade de se locomover em lugares com espaço mínimo para manobras, onde as trajetórias são relativamente curtas, mas de volumes elevados; são aptos de concluir curvas em raios reduzidos ou girar em seu próprio eixo. Para que esses robôs realizem seu trabalho de transportar uma carga, os veículos são equipados com plataformas que permitem o transporte de unidades de carga e correntemente sua transposição automática. As plataformas podem ser compostas de um elevador de tipo inferior; uma plataforma de rolo motorizado ou não motorizado, de cadeia ou correia; plataformas especiais com divisões múltiplas. Os AGVs irão entrar sob a base rolante, subir o necessário para que toda a carga e sua base estejam seguramente suspensos e não encoste na superfície do piso. Assim, após iniciando sua movimentação. 
 
 Figura: AGV Carregador
 Fonte: https://www.sinova.com.br/sistema-agv/
As aplicações são variadas, que vão das indústrias a hospitais; de hotéis a lavanderias; de pequenos estoques á grandes centros de distribuição. AGVs unidades de carga Carregadores ou Arraste são bastante populares em aplicações que integram transportadores e atendem as mais diversas necessidades; tanto da indústria como do comércio. Normalmente, os sistemas de unidades de carga entrelaçam uma recepção e entrega automática de produtos com a administração remota dos veículos. (PEREZ, 2010) Além de, diminuir os gastos com mão de obra, e evitar os riscos de acidentes no trabalho.
Empilhadeiras AGVs
 
AGVs Empilhadeiras são tecnologias de automação usadas basicamente para descarregar e carregar mercadorias em paletes, os alojando em porta-pallets com os mais variados níveis de altura; muito versátil possui uma fácil aplicação na indústria e na logística em geral. Substitui empilhadeiras, esteiras transportadoras e carrinhos, de forma vantajosa.
Compactos, menores do que veículos pilotados; Direção mais segura e confiável; manobrável em espaços pequenos e apertados; versáteis e adequados à diversas tarefas. 
Os veículos autoguiados AGV são ideais para tarefas pesadas, repetitivas ou que demandam precisão e pontualidade. Ideais para:
· Operações repetitivas;
· Operações de vários turnos ou 24/7;
· Médias e longas distâncias;
· Médios e grandes volumes;
· Percursos complexos;
· Logísticas de transporte e armazenamento automatizado.
	No trabalho de (GALDAMES,2011) Ele menciona que empilhadeiras AGVs podem ser projetadas a partir de uma empilhadeira comum, adicionando um sistema composto de sensores, e sistemas embarcados adaptados com atuadores e controladores, conseguiriam uma navegação autônoma. A vantagem obtida seria a redução do investimento inicial para a implantação do sistema de AGVs em ambientes que já dispõem de uma frota de empilhadeiras em operação. (GALDAMES,2011) Também vai dizer em seu trabalho sobre Armazéns inteligentes que empresas especializadas em projetos AGVs popularizaram o uso desse tipo de robô em armazéns os tornando mais compactos e viáveis. Por serem menores ocupam menos espaço e dispensam totalmente a necessidade de um operador.
	Os veículos AGVs de garfo são os mais populares por serem mais flexíveis. Alguns desses veículos em especiais podem ser projetados para elevar até 8 tonelada de carga. Como também podem ser projetados para elevar cargas frágeis ou até duas qualidades de cargas simultaneamente. A automação substitui o trabalho humano por máquinas. Porém, empresas no ramo de logísticas gerenciam melhor essa transição, quando investem na integração de robôs AGVs com outras inovações tecnológicas.
 Figura: AGV tipo Empilhadeira 
 https://www.sinova.com.br/sistema-agv/
2.5.2 PALETIZAÇÃO ROBÓTICA
As soluções de mercado, ao nível industrial, em termos de sistemas de paletização não são muito vastas. Existem diferenças entre os métodos mais utilizados. Portanto é importante conhecer os sistemas de paletização alternativos existentes; que não serão todos tratados neste projeto.
 
Considerando a alta necessidade da manutenção de um ritmo acelerado, porém ainda organizado no processo de paletização de cargas, a paletização robótica surge como uma moderna solução para otimizar os processos de linhas de produção industriais.
A paletização robótica tem o objetivo de deslocar e empilhar produtos nos paletes de uma forma altamente eficiente. O processo de paletização é então otimizado, considerando-se o que a paletização robótica pode contar com robôs programados adequadamente para atender exatamente ao ritmo da produção de uma determinada empresa.
Com isso pode-se obter uma série de benefícios, além da redução da mão de obra. Os funcionários que estariam realizando este trabalho podem ser realocados para outras funções onde há a real necessidade da presença humana. Diversas vantagens podem ser obtidas ao se utilizar um processo de paletização robótica. Vamos a elas:
Aumento da produtividade: Com um robô sendo capaz de operar até 24 horas por dia, sem pausas, a produtividade é ainda maior do que se a empresa utilizar três turnos de trabalho utilizando funcionários. Como não há a necessidade de parar a produção, consequentemente temos um aumento de produtividade e economia de custos.
Eliminar processos trabalhistas: Considerando-se que a paletização manual executada por um funcionário é uma atividade repetitiva, isso pode gerar lesões e complicações na saúde dos envolvidos. Desta forma, há a possibilidade de ocorrerem custosos processos trabalhistas para uma empresa. Como um robô “não se machuca”, este risco é eliminado.
Diminuição dos riscos de falhas: Embora existam muitos funcionários altamente competentes e capazes de executar a paletização manual, ainda assim ele está sujeito a falhas, considerando-se o fator humano. Quando utilizamos um robô com uma programação bem pensada e definida, este risco é virtualmente eliminado.
Por tudo isso, a utilização da paletização robótica em uma linha de produção pode agregar em termos de organização, produtividade, eficiência e economia de custos. O algoritmo de paletização é desenvolvido baseado-se, segundo uma estrutura pré definida de posicionamento de caixas no palete. A definiçãodesta estrutura tem, como base, a garantia de aspetos de segurança, restrições no sistema e à concretização de uma paletização com travamento de caixas. No posicionamento foram tomadas algumas considerações iniciais como a estrutura, baseada em duas filas, com o travamento de caixas entre as camadas, definição de um ponto inicial, a regra de sequência da paletização das caixas. Antes de proceder à explicação do funcionamento do programa é necessário apresentar os pontos gravados que servem como referência ao sistema de paletização 
2.5.3 COLHEIRA ROBÓTICA
Colheita robótica: aqui, eles estão começando a ser usados ​​para escolher produtos das prateleiras, facilitando a armazenamento e a triagem de produtos ou matérias-primas. Um desafio significativo no campo da logística tem sido o desenvolvimento de sistemas de armazenamento eficientes, cujas exigências tornaram-se cada vez mais complexas devido à diversificação da demanda do consumidor, ao rápido crescimento do comércio eletrônico e a outros fatores. Os sistemas automatizados existentes utilizados nos armazéns possuem um escopo limitado de manuseio e são adequados apenas para determinados itens, dificultando a expansão de sua aplicação para uma variedade maior de armazéns. Para chegar a uma abordagem mais universal, a Hitachi vem desenvolvendo um novo sistema de automação, o robô móvel autônomo de braço duplo. Este robô é capaz de coletar itens de prateleiras em armazéns, nos quais muitos tipos diferentes de produtos são mantidos.
O Braço robótico
Um braço robótico é um dispositivo programável cujas funções e comportamentos principais se assemelham aos de um braço humano. As diferentes partes que compõem o robô são unidas e conectadas entre si para que ele execute movimentos de rotação e translação. Na extremidade do braço, como extensão, está localizada a mão robótica, que pode ter a forma de pinça, ventosa ou garra, dependendo da função que deve desempenhar. Estas podem ser, entre outras, de sujeição, movimentação de mercadoria, picking ou montagem de peças. Esses dispositivos são usados ​​principalmente para simular ou substituir as habilidades do braço humano durante as operações de produção e logística. Por ser totalmente automatizado, o braço robótico industrial desempenha as mesmas funções que um operador poderia desempenhar, mas com capacidade para lidar com cargas mais pesadas, com maior velocidade e sem cansaço que a repetição de movimentos implica para um ser humano. Esses dispositivos, que podem operar sozinhos ou fazer parte de uma linha de montagem, são utilizados em indústrias que exigem extrema precisão, como a automotiva. Também são úteis em setores que requerem movimentos e no pick and place (coleta e colocação) de cargas pesadas.
É o caso, por exemplo, da Porcelanosa, líder no setor de cerâmica. A Mecalux equipou o complexo logístico, que a empresa possui em Vila-Real (Espanha) e de onde abastece as oito empresas que integram o grupo, com tecnologia de ponta. Um braço mecânico de manipulação foi instalado em cada estação de picking para ajudar o operador a mover as cargas mais pesadas. A função dessa máquina é movimentar as embalagens mais pesadas do buffer (área de acúmulo) para a estação de picking no momento certo, evitando o uso de porta paletes ou empilhadeiras para movimentar a carga. A implementação de um braço robótico industrial em uma instalação de produção ou armazenamento facilita:
· Aumentar significativamente o desempenho operacional: ao contrário de um operador, os braços robóticos industriais podem repetir a mesma tarefa pelo tempo que for necessário.
· Otimizar e tornar processos complexos mais eficientes: diante de cargas pesadas ou operações que exijam grande precisão, como a montagem de certas peças no setor automotivo, somente com um braço robótico é que se consegue o máximo desempenho.
· Garantir a máxima segurança para todos os operadores: a inclusão desses robôs nas linhas de produção e na logística evita que os operadores sejam expostos a operações pouco ergonômicas, que acarretam maiores riscos.
· Reduzir custos de produção e mão de obra: apesar do investimento inicial, a longo prazo, a automação reduz os custos e potencializa a mão de obra exigida pela instalação, oferecendo um rápido retorno do investimento (ROI).
· Garantir a viabilidade das operações em condições extremas: somente um braço robótico industrial pode garantir a produtividade em áreas refrigeradas ou de atmosfera controlada.
 FONTE: https://www.mecalux.com.br/blog/braco-robotico-industrial
Translevadores
Sistema padrão de armazenagem automático para caixas ou bandejas que integra em um único produto as estantes, as maquinas e o software de gestão do armazém. É formado por um corredor central por onde circula um transelevador e por duas estantes situadas em ambos os lados para armazenar caixas ou bandejas. Em um dos extremos ou em uma lateral da estante localiza-se a zona automatizada e de manipulação, formada por transportadores onde o transelevador deposita a carga extraída da estante. Os transportadores levam a caixa ao operário e, uma vez finalizado seu trabalho, a devolve ao transelevador para que a posicione nas estantes. Todo o sistema é dirigido por um software de gestão que registra a movimentação de todos os materiais do armazém e mantêm um inventário em tempo real.
Vantagens
· Baseado no princípio “produto ao homem”.
· Automação das operações de entrada e saída dos produtos.
· Inventário permanente.
· Eliminação dos erros derivados da gestão manual do armazém.
· Elevado rendimento do espaço disponível.
· Máxima comodidade e facilidade de acesso as caixas armazenadas.
 
 FONTE : https://www.mecalux.com.br/armazens-automaticos
Esteiras transportadoras 
As distâncias dentro de uma instalação cobrem-se com elementos de transporte que se associam habitualmente a alguns requerimentos elevados de funcionalidade e frequência de todos e de cada um dos componentes que formam parte do sistema.
Através do acionamento de sistemas motorizados e de controle de presença através de elementos de detecção mecânica ou ótica, consegue-se movimentar de forma controlada as caixas ou bandejas até as posições desejadas.
Mecalux oferece um sistema de transporte continuo e escalonar segundo as necessidades de crescimento que necessitem seus usuários.
Vantagens
· Sistema robusto desenhado para resistir a uma operação diária de alto rendimento.
· Desenho ergonômico e compacto que facilita as interações da máquina com o operário.
· Baixa manutenção e fácil execução de ordens.
· Reduzido custo de operação.
 FONTE : https://www.mecalux.com.br/armazens-automaticos
2.5.4 EMBALAGEM ROBÓTICA
Nos dias de hoje, a otimização nos processos produtivos é imperiosa para a melhoria da competitividade das empresas.Por outro lado, a automação no segmento de embalagens é primordial e proporciona agilidade ao processo de produção e promove melhoria no faturamento da empresa, além de uma diminuição da necessidade de maiores custos com mão de obra. Outra vantagem da automação no segmento de embalagens é a obtenção de embalagens de qualidade, que permitem a melhor proteção ao produto que contêm.Neste contexto, a automação “mais drástica” no segmento envolve o uso de robôs para a manipulação de produtos no processo de embalagem secundária, embalagem final ou na paletização.
“Os robôs tradicionais, trabalhando em conjunto com o módulo de segurança, oferecem a alta velocidade e repetibilidade de operação proporcionadas pelos robôs industriais. 
Com a atuação dos dispositivos de segurança, como cortinas de luz ou scanners, o robô passa a operar com velocidade de segurança ou em modo de área de trabalho limitada.”(SUGIMURA,) Ainda de acordo com Hélio Sugimura, gerente de Marketing – Automação Industrial da Mitsubishi Electric do Brasil; “Esse tipo de operação oferece uma melhor produtividade, pois, ao atuar com os dispositivos de segurança, o robô não para em emergênciae continua operando em uma velocidade reduzida ou área de trabalho limitada, permitindo, por exemplo, que o operador faça operações de alimentação de produtos na célula”
 
Dificuldades
Sugimura destaca, também, que há interesse cada vez maior na utilização de robôs, porém, o cliente precisa, em primeiro lugar, mapear o desafio ou qual processo precisa de melhoria. Após essa definição, a aplicação pode requerer o uso ou não de um robô. “Atualmente há um modismo do termo Indústria 4.0, através do qual os clientes têm a imagem de que colocar um robô na linha de produção é sinônimo de Indústria 4.0 e a solução para os gargalos de produção, o que não é necessariamente verdade. Ao implementar um robô, o cliente precisa rever e ter em mente a melhoria do processo, não apenas substituir um dispositivo mecânico ou operador por um robô. É preciso definir qual processo necessita de melhoria e o cálculo de payback é fundamental.” O gerente de Marketing da Mitsubishi Electric também coloca a questão do custo dos robôs, revelando que, como em todo investimento, é necessário levantar o valor deste e os custos das perdas de produção, custo da não qualidade ou mão de obra do sistema atual. Com esses dados, é possível calcular o retorno de investimento de forma simples.“O que também merece destaque é que estes robôs são uma tendência neste segmento. Com a necessidade da indústria de produzir um maior mix de produtos, com menor prazo de entrega, melhor qualidade e menor custo, as linhas de produção precisam trabalhar com uma eficiência cada vez maior. Para atingir esse objetivo, o robô é um aliado para reduzir tempo de setup de linha e realizar trabalho em ciclos de alta velocidade e com precisão”, completa Sugimura. A Mitsubishi Electric fornece robôs industriais desde a década de 80. Seu portfólio é composto por robôs verticais de seis eixos para cargas de 2 a 70 kg e robôs Scara com quatro eixos para cargas de 3 a 20 kg.
2.5.5 LOCALIZAÇÃO DE ROBÔS MÓVEIS EM AMBIENTES INDOOR
Apresentaremos uma revisão da bibliografia sobre os mecanismos ultilizados na localização de robôs móveis em ambientes indoor; com conceitos adaptados para o uso em um Centro de Distribuição; com a intuito de apresentar os pontos fracos e fortes em cada técnica de localização, e como essas técnicas serão refletidas na instalação e na operação de de todo um sistema de AGVs dentro de um centro de distribiução. 
O problema da Localização na Robótica Móvel: A tarefa de localização na robótica móvel se resume á definição de cordenadas: caminhos para sua auto-localização dentro de um mapa do ambiente a ser inserirido Complexas tarefas como o planejamento de de caminhos, navegação e exploração dependem de um sistema eficiente e e muito bem planejado. Em geral, técnicas de fusão sensorial são empregadas para isso. E para obter uma estimativa atualizada da posição do robô móvel em movimento, o processo de fusão das informações e dos erros sensoriais deve ser executado em tempo real. (GALDAMES,2011)
Em outra perspectiva deve-se levar em conta que, nem sempre se faz necessário saber o local geométrico exato do robô para conseguir uma localização eficiente. Por exemplo: quando se viaja ao longo de um corredor que não contenha locais distintos, a posição exata do robô dentro do corredor não é relevante. (GALDAMES,2011). Quando for essa a situação o importante será que o robô reconheça a direção em quee deve ir; chegando ao final do corredor e se reposicionar corretamente no trajéto.
Outra questão importante na auto localização dos AGVs é o desenvolvimento de uma planta eficiente para um presuposta localização sem precisar grandes reformas no ambiente, fornecer e a criar de um mapa do local. Para isso existem diversas soluções, que utilizam uma variedade de sensores e técnicas a serem estudados neste trabalho. Embora modificar o ambiente não seja o ideal, pois torna o processo de auto localização dependente e menos flexível, marcas que são reconhecidas por sensores embarcados são inseridas no ambiente para auxiliar na tarefa de auto localização. Estas marcas de referência na robótica móvel são chamadas de landmarks. Tem-se que a auto-localização não ocorre sem o fornecimento de um mapa. (GALDAMES,2011) Logo, a necessidade de construir um mapa é uma tarefa inevitável. 
Já em ambientes internos, que é o caso dos armazéns, o método de construção do mapa do ambiente irá influenciar na flexibilidade e na escalabilidade do sistema de AGVs, ou seja, quanto menos complexo for o processo de construção ou atualização do mapa do ambiente, mais flexível será o sistema de AGVs implantado no armazém (GALDAMES,2011). Sem uma capacidade de localização específica, um robô móvel baseia-se apenas na odometria, ou seja, em seu modelo cinemático para atualizar sua estimativa de localização, processo também conhecido como dead reckoning. No entanto, tal modo de operação resulta invariavelmente no acúmulo de grandes erros por conta da derrapagem, o desalinhamento das rodas e outras condições não ideais, e, eventualmente, o robô acaba ‘perdendo-se’ depois de um percurso suficientemente longo. Concluindo, para que um robô AGV tenha uma auto localização eficiente e uma locomoção totalmente autônoma e inteligente dentro de um Centro de Distribuição; é necessário o investimento em sensores divercificados, medidires de distancias, sistema de visão, câmeras, softwares e um gestor de dados. 
Técnicas de Localização de AGVs: A Figura abaixo, ilustra seis das principais técnicas de auto-localização empregadas para a navegação de empilhadeiras robóticas oferecidas por empresas que atuam na área de automação de armazéns. A saber: o uso de sensor laser e fitas reflexivas que são posicionadas no ambiente; o emprego de marcadores no chão do “Centro de Distribuição”; combinados com as câmeras e os marcadores colocados nas paredes ou no teto do espaço; o uso de sensores e cabos indutivos formam a técnica de auto localização.
 FONTE: (GALDAMES, 2011) PAG.17 
Classificação das Técnicas de Localização: A determinação confiável da localização é uma exigência fundamental se tratando de robôs móveis. Segundo Jetto, Longhi e Venturini (1999) existem dois tipos de localização: relativa e absoluta. A localização relativa é obtida através de sensores que medem as variáveis internas alteradas pelo movimento relativo do robô móvel no ambiente. Um exemplo típico de sensor interno é o encoder incremental fixado diretamente no eixo das rodas. Nesta montagem o número de incrementos, fornecidos pelo encoder a cada instante, é utilizado para estimar a localização em determinado intervalo de tempo. O grande problema deste método é o acúmulo de erro que degrada a estimativa de localização ao longo do tempo. A localização absoluta é realizada utilizando sensores que fornecem medidas externas ao robô sobre o ambiente no qual se encontra. Um exemplo comum é a fixação de um conjunto de sensores para medir a distância que o robô móvel está em relação a certos objetos estáticos no ambiente. Se a localização desses objetos é conhecida torna-se possível, então, o cálculo da localização absoluta do robô móvel no ambiente. Esta necessidade de conhecimento a respeito da localização dos objetos representa uma deficiência, pois caso o robô seja inserido em um ambiente desconhecido, será necessário um novo levantamento sobre a localização dos objetos de referência. Isto não ocorre em sistemas onde a localização dos objetos de referência é obtida pelo próprio sistema, que é o caso dos satélites do sistema GPS.
O AGV é uma referência avançada para movimentação interna e armazenagem de materiais no ambiente industrial, a aplicação do mesmo é uma tendência de mercado no interesse de investimento, pois os resultados gerados a partir da aplicação desse sistema, tem reflexo positivo para empresa, sociedade e economia O gradativo investimento em automação pelas indústrias, impulsiona a inovação e crescimento de mercado para o AGV. Neste sentido, as empresas fabricantesde sistema robóticos investem em sistema e equipamentos de manuseio de materiais mais eficiente que oferecem cada vez mais formas melhores e capaz de suprir as demandas continuada em diversas áreas das indústrias.
2.5.4 ALGORÍTIMOS DO SISTEMA DE AUTO LOCALIZAÇÃO
Após definir o melhor tipo de veículo autoguiado para a sua indústria, outro detalhe muito importante precisa ser levado em consideração na implantação do AGV: o sistema de navegação chamado de Auto Localização.
Assim como os tipos de veículos autoguiados, existem vários sistemas de navegação dos AGVs. As mais comuns são:
· Guiamento Ativo Indutivo: cabos embutidos no piso, ativados com frequência de 7 a 12 kHz
· Guiamento Ótico: fita aplicada ou pintada sobre o piso com 25 mm de largura.
· Guiamento por Espelhos: espelhos refletores estrategicamente instalados ao longo do circuito.
· Guiamento por Contorno: sensores ópticos-eletrônicos a laser instalados no AGV.
Cada um deles é desenvolvido especificamente para atender as necessidades das mais variadas indústrias, podendo adaptar-se com o layout e ambiente em que está inserido. A escolha deverá ser feita a partir de alguns pontos analisados pela empresa, como as necessidades requeridas e as atividades em si.
Layout da área fabril
A análise do layout também é fundamental para a implantação do AGV. Dependendo do tipo do veículo autoguiado e do sistema de navegação que será utilizado, existe a necessidade de realizar algumas adaptações no ambiente.
Porém, vale destacar que esse sistema apresenta considerável vantagem na hora de mudança de layout, pois absorve essas alterações sem gerar gastos nem grandes esforços operacionais.
Esta vantagem é ainda maior se o sistema for de navegação a laser, que não exigirá alterações na infraestrutura do prédio, somente sendo necessário reposicionar os espelhos e reconfigurar o layout no software.
Para melhor eficiência na implantação do AGV, devemos contar com uma aliada extremamente importante: a tecnologia. Através dela, todos os sistemas passam a trocar informações entre si, de forma autônoma, tomando decisões de produção, custo, contingência e segurança, através de um modelo de inteligência artificial.
Para isso, novas tecnologias para a Automação Industrial foram criadas e fazem parte desse processo. As principais são:
· Uso do Protocolo IPV6 (ampliação dos pontos de conexão IP de todos Devices);
· Uso do Wireless (ampla utilização de redes sem fio);
· Uso de Virtualização (criação de diversos computadores a partir de softwares);
· Uso de Cloud (as informações estarão na Nuvem – compartilhada);
· Uso do Big Data (todas as informações reunidas, de forma dinâmica para tomada de decisões);
· Uso de RFID (todo movimento de materiais é rastreado com todas as informações).
Capacitação para os funcionários
Por fim, a implantação do AGV conta com mais uma etapa extremamente importante: a capacitação dos funcionários.
Por se tratar de uma tecnologia totalmente inovadora, é necessário adquirir um conhecimento técnico do aparelho, softwares e ferramentas que fazem parte do sistema. Para isso, são oferecidos cursos e treinamentos específicos, além de um manual operacional e de manutenção.
2.5.4 MODELAGEM CINEMÁTICA E GERAÇÃO DE CAMINHOS DE AGV
Um dos grandes ganhos do AGV além de produtividade e controle é a segurança, este sistema tem uma velocidade contínua programada e é equipado de sensores ópticos e ultra sônicos em todos os lados, o que os faz evitar colisões com seus obstáculos, desde operadores até outros veículos da fábrica, problemas estes que são rotineiros quando temos operadores conduzindo veículos em uma fábrica. (SOUZA,2013) O objetivo da arquitetura proposta é a gestão inteligente dos veículos em uma rede unificada para o transporte interno de materiais ou produtos. O sistema unificado de transporte permite que os AGVs se desloquem dentro de um SFM sem restrições em todo o sistema, e consigam transportar o produto em processo de uma estação de trabalho à seguinte, sem necessidade de passar por armazenamento temporal. Se bem que esta problemática de transporte estudada está enfocada a SFM, a arquitetura de ( PÉREZ,2010)
O veículo autoguiado já é uma realidade de muitas empresas. Essa poderosa tecnologia da industria é capaz de realizar o transporte de produtos e mercadorias, de forma totalmente automática, garantindo um processo mais otimizado, rápido e seguro.
E assim como existem diversos modelos autoguiados, também existem diferentes sistemas de navegação do AGV.
O AGV possui 04 tipos de guiamento principais. Cada um deles foi desenvolvido especificamente para atender as necessidades da empresa, podendo adaptar-se com o layout e ambiente em que está inserido. Veja abaixo quais são eles:
· Guiamento Ativo Indutivo
Esse tipo de navegação do AGV funciona através de cabos embutidos no piso formando as trajetórias dos veículos. Os cabos são percorridos por corrente eléctrica de frequência de 7 a 12 kHz. Apesar de muito eficaz, esse sistema possui uma implementação um pouco mais difícil, sendo necessário mudar a estrutura do local para introduzir os cabos no solo. Além disso, esse guiamento não é recomendado para locais que possuem materiais ferrosos ou fontes de campo magnético, já que o próprio AGV possui um sensor de campo magnético em sua estrutura. Ele pode ser utilizado em qualquer tipo de piso, e é imune a sujeiras, óleos, entre outros resíduos
· Guiamento Ótico 
 
O guiamento ótico caracteriza-se por uma fita aplicada ou pintada sobre o piso com 25 mm de largura. No AGV existe um conjunto de sensores ópticos (ou uma câmera fotográfica) na parte de baixo no veículo para detecção dessa linha. Esse sistema é o mais procurado pelas indústrias, devido ao seu baixo custo de implementação. Ele pode ser utilizado em ambientes escuros, através da iluminação IV, e é fundamental que os pisos da fábrica estejam limpos, para que o leitor da fita funcione de forma mais precisa.
· Guiamento a Laser
 
Já esse tipo de navegação do AGV funciona através de espelhos refletores estrategicamente instalados ao longo do circuito e que lhe servem de referência para determinar a sua posição com grande exatidão. O sensor consiste num laser rotativo montado na parte superior do AGV, que mede sua distância e ângulo. O sistema emite e capta as reflexões, determinando continuamente sua posição com elevada precisão de movimentos. É um sistema extremamente versátil e para diferentes aplicações, permitindo que o veículo opte por circuitos alternativos.
· Guiamento por Contorno
 
Por fim, o guiamento por contorno consiste em sensores óptico-eletrônicos a laser instalados no AGV. Esses sensores fazem um mapeamento do local e guardam essa informação no próprio veículo, o que lhe permite mover-se de forma autónoma, sem que haja necessidade de introduzir alterações na infraestrutura do edifício. Trata-se de uma solução bastante flexível, ideal para rotas dinâmicas, já que o sistema permite mudar facilmente a trajetória do veículo autoguiado. Como você percebeu, existem várias opções de navegação do AGV. A escolha do sistema mais adequado para indústria deverá fazer-se em função das características do ambiente de trabalho em que o AGV irá operar, assim como a quantidade de funcionários, a temperatura, a presença ou não de outros equipamentos no local, entre outros fatores relevantes. 
	Entre as 4 tipologias disponíveis, pode-se escolher a que mais se encaixa a planta de fabricação dos produtos e de acordo com o lugar para onde será movimentado e/ou transportado os materiais necessários para a manufatura. 
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