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AULA 5 VEÍCULOS AUTÔNOMOS (AGV) Prof. Tiago Koike 2 TEMA 1 – FABRICANTES E CARACTERÍSTICAS Os AGVs e AMRs estão cada dia mais presentes nas indústrias e processos logísticos. Vamos passar pelos maiores fabricantes do setor e contar um pouco sobre essas empresas e os diferenciais e características dos seus veículos autônomos móveis. 1.1 Mobile Industrial Robots (MIR) Pioneira na criação de AMRs, a Dinamarquesa é líder de vendas, com a maior quantidade de AMRs comercializados no mundo. Criou todo o segmento de navegação natural, e também os robôs autônomos móveis, terceira geração dos AGVs. Possuem quatro modelos de AMRs com variações de capacidade de carga e forma de reboque/transporte e um MiR Fleet, software para gestão de frotas. Figura 1 – MiR100 com roletes Créditos: Asharkyu / Shutterstock. Seus modelos apresentam em seus nomes a capacidade de carga MiR100, 200, 250, 500 e MiR1000. 1.2 Omron A empresa japonesa Omron comprou a Techman Robot é o único fabricante de cobots em Taiwan, é a segunda maior fabricante de cobot do mundo e a única com um AMR de 1.500 kg. Sua divisão de robôs móveis conta com duas linhas de produtos: o de alta carga HL1500, que suporta até 1.500 kg, e a linha de baixa carga, o LD60, LD90 e LD250, suportando 60, 90 e 250 kg, respectivamente. 3 Figura 2 – Omron LD60 Créditos: Alexander Oganezov / Shutterstock. 1.3 Stäubli A empresa suíça fabricante de robôs de alta velocidade e conhecida por suas máquinas têxteis também entrou no mercado de AMRs e AGVs com vários modelos. O HelMo é uma base móvel composta por um AMR com três opções de braços colaborativos: TX2-90 (20 kg), TX2-90 (15 kg) e TX2-90XL (9 kg). O WFTFL090 é um AMR empilhadeira com sistema de amortecimento e muito compacto. Figura 3 – AMR HelMo e AGV WFT da Stäubli Créditos: Lukassek / Shutterstock. 4 1.4 AGVs Empresa brasileira fundada com o objetivo de fornecer soluções logísticas para o mercado brasileiro, ela projeta, desenvolve e constrói, de forma 100% nacional, AGVS de alta tecnologia. Produz AGV rebocadores, AGV carregadores e AGV especiais para peso acima de 1.000 kg ou manuseio de produtos delicados. Figura 4 – Rebocar da brasileira AGVs Créditos: Jefferson Schnaider. 1.5 Sinova Empresa brasileira com sede em São Paulo, é referência em AGVs, trazendo inovações para o mercado brasileiro e indústria 4.0. Possui um portfólio muito amplo, atendendo a todos os segmentos, com AGVs rebocadores, araste, plataforma, mesa de transferência e empilhadeira. Figura 5 – AGV empilhadeira da Sinova Créditos: Max 3D Design / Shutterstock. 5 1.6 Jungheinrich Empresa alemã líder mundial em intralogística, produz todos os tipos de equipamentos, empilhadeiras, a gasolina, gás, elétrica; está sempre focada em qualidade e assistência aos clientes no mundo inteiro. A Jungheinrich também entrou forte no mercado de automação, AGVs e AMRs, tendo avançado muito fortemente na navegação natural. É a companhia com maior portfólio de equipamentos e atende a todas as aplicações, incluindo recebimento, armazenagem, movimentação e expedição. Figura 6 – AMR empilhadeira Jungheinrich Créditos: Grigvovan / Shutterstock. 1.7 Translift Empresa fundada em 2006, é especializada em intralogística 100% brasileira, com foco em automação e sistemas movimentação e armazenagem de materiais. Produz o AGV Lince, uma plataforma autoguiada indicada para abastecimento de linhas de produção, podendo ser customizada em tamanho e capacidade de carga. Seu sistema de navegação opera com sensor ótico, laser, magnético, por indução, fita magnética ou mesmo navegação natural, todas em modo autônomo. Seus AGVs vêm de fábrica preparados para integração 4.0. 6 Figura 7 – AGV Lince da Translift Créditos: Jefferson Schnaider. TEMA 2 – DESENVOLVIMENTO DO MERCADO DE AGVs E AMRs O segmento global dos AGVs não é um mercado novo, porém a chegada dos AMRs passou a incluir muita tecnologia nele, gerando constantes inovações nos produtos e levando à extensão dos portfólios dos produtos de todos os fabricantes. Com a aceleração rumo à indústria 4.0, em que a logística 4.0 tem um papel muito importante, vêm aumentando a taxa de crescimento e o tamanho dessa indústria de forma global, reflexo direto dessa tendência do mercado em automatizar ao máximo os processos logísticos em que os AGVs e AMRs desempenham um papel central. De olho nessa grande fatia de mercado, vem aumentando o número de empresas querendo garantir sua parte do bolo. São empresas novas, startups e aquelas consolidadas que estão saindo do segmento de empilhadeiras e migrando para o de veículos autônomos de carga média a pesada; para isso, precisam se destacar em um mercado cada vez mais competitivo. 2.1 Globalização A globalização do mercado tornou o uso dos AGVs nas indústrias uma necessidade básica, assim como os softwares de logística integrada. Nessa corrida por competitividade industrial em que o concorrente está do outro lado do mundo, toda economia é bem-vinda e pode significar a sobrevivência dos negócios. Esse tem sido o maior influenciador no aumento expressivo do 7 crescimento de vendas de AGVs e AMRs, motivo pelo qual estão surgindo tantas novas empresas. Figura 8 – Integração e automação logística global Créditos: Travel mania / Shutterstock. Globalmente – e principalmente nos países mais desenvolvidos – existe escassez de motorista no mercado, o que tem feito as indústrias adotarem AGVs e AMRs como uma estratégia para superar esse problema de falta de mão de obra e evitar o alto custo desse trabalhador. Outra tendência de mercado é o aumento significativo no volume de movimentação de matérias-primas, insumos e produtos acabados. Vimos armazéns totalmente abarrotados, demandando melhorias na eficiência operacional deles. A flexibilidade e agilidade dos AGVs garante uma movimentação eficiente dentro dos armazéns e centros de distribuição, aumentando a precisão na separação de pedidos, melhorando a segurança dos funcionários, otimizando o uso do espaço disponível. Tudo isso contribui para a redução dos custos operacionais. 2.2 Mercado brasileiro O Brasil segue tímido na utilização dos AGVs, com uma quantidade baixa deles quando se compara com a nossa capacidade fabril. Ainda estamos esperando uma adesão mais maciça das empresas na corrida da indústria 4.0 e o crescimento do e-commerce que vem acontecendo de forma mais acelerada nos últimos anos. No país, o maior setor e o que mais movimenta inovações e adesão de novas tecnologias é a indústria automotiva, que desempenha um papel muito importante na transformação digital 4.0. Esse segmento está repensando os 8 veículos e repaginando todo o seu modelo de negócios, adicionando novos recursos à produção e otimizando toda a cadeia produtiva, focando também a experiência do comprador final, agora mais conectado e crítico. Figura 9 – Automação indústria automotiva Créditos: TRMK / Shutterstock. Pensando nesse setor, o governo criou um programa que estimula investimentos em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias por meio de incentivos fiscais chamado Rota 2030 – Mobilidade e Logística, buscando um futuro com mais tecnologia e previsibilidade. A iniciativa estipula regras para a produção de automóveis nos próximos 15 anos segundo as quais os fabricantes precisarão investir de 0,8% a 1,22% do faturamento em pesquisas tecnológicas realizadas em solo brasileiro, gerando a oportunidade de abater de 10,2 a 12% do Imposto de Renda. Estima-se que o governo irá conceder até R$ 1,5 bilhão por ano de crédito tributário se a indústria automotiva investir ao menos R$ 5 bilhões anualmente em pesquisa. Isso significa estimular o desenvolvimento de mais soluções de mobilidade, logística, novas tecnologias4.0 e capacitação profissional, gerando um grande diferencial na produtividade de nossas indústrias, que têm muita oportunidade e mercado a ser explorados. TEMA 3 – ESTUDO DE CASO AGVs Trazendo novamente o aspecto prático à tona – principal objetivo do curso de especialização –, vamos tratar de um estudo de caso que mostra a aplicação de AMRs para automação do processo de estocagem e abastecimento de máquinas em uma fabricante de tinturaria. A finalidade é inserir você no contexto 9 da automação, explicando a sequência e as principais etapas de um processo de implantação de sistemas de logística autônoma. O conteúdo a seguir sequencia a forma de trabalho e linha de raciocínio de um projeto, contemplando os passos para a execução dele. Observe que as etapas de implementação dos AGVs ou AMRs serão as mesmas, independentemente do segmento e aplicação. • Contextualização: como líder de mercado brasileiro em tinturaria, o alto volume de produção tornou o armazenamento dos tecidos recebidos dos clientes muito complicado, difícil de acessar, inseguro e lento, reduzindo a capacidade produtiva da fábrica. Essa operação é realizada em um armazém com cinco andares, com cargas muito pesadas e operações repetitivas, ocasionando lesões por esforços repetitivos (LER) nos operadores. • Demanda: automatizar o processo de gestão e movimentação dos estoques. Isso deve acontecer no momento que as bobinas de tecido chegam à doca de recebimento e são carregadas em gaiolas específicas. A solução deve ser capaz de acessar e se comunicar com os elevadores e WMS existentes na empresa, assim como entregar o material às linhas de produção conforme demanda das linhas, logística interna 4.0. • Coleta de informações: após a definição da demanda, foram coletadas todas as informações, com grande foco no sequenciamento do processo, tempos de ciclo, peso e formato dos produtos, espaço físico dos cinco andares, além de vídeos e fotos do recebimento e entrega nas linhas de produção. Essa medida favoreceu o time de engenharia da integradora no desenvolvimento da melhor solução. • Engenharia de projeto: por se tratar de um projeto de logística 4.0, o time de engenharia desenvolveu um conceito de operação em que os AMRs pudessem trabalhar 100% de forma autônoma, desde o recebimento dos materiais na fábrica até a entrega nas linhas, se comunicando com o WMS, ERP e elevadores para chegar ao piso desejado. Foram projetadas gaiolas de transporte e atentados os limites de velocidade no processo. Em todas as etapas de desenvolvimento foram realizadas análises de risco do processo, com AMR e gaiolas garantindo a adequação à NR12 (normativa de segurança brasileira). 10 • Simulação digital: durante definição do projeto, o time de engenharia fez uso do gêmeo digital para simular ocupação otimizada de área, sequenciamento das atividades e tempo de ciclo da solução a fim de dar conta da demanda em capacidade máxima. Além disso, definiu o modelo de AMR a ser utilizado, a quantidade de AMRs necessária ao atendimento do ciclo e um layout otimizado para armazenar o máximo de produtos. Durante a simulação, também foram validadas a segurança da solução e a necessidade de uso de cinco AMRs da MIR modelo MiR1000, para operações de até 1.000 kg. • Validação do escopo técnico: o projeto, o sequenciamento das atividades e a simulação foram apresentados ao time de segurança do trabalho e produção do cliente, que juntamente com o time da integradora fizeram os últimos ajustes e validaram a execução do projeto. • Tryout ou FAT: já com todos os componentes mecânicos, carregadores, gaiolas e AMRs pré-programados, a solução foi ligada pela primeira vez. Com os produtos reais em operação, teve início a integração da solução, finalizando a programação do software, rodando e testando todo o sistema de segurança, interação as gaiolas e sequenciamento das operações com a utilização do software de gestão de frotas. • Instalação: uma vez validado o FAT, e premissas acordadas com o cliente, a solução foi instalada na planta dele. Nessa etapa, foram feitas integrações com os equipamentos e softwares de gestão integrada do cliente, bem como reajustes na programação dos AMRs para as posições finais de coleta, entrega e armazenamento. Em função da grande quantidade de posições nos cinco andares do almoxarifado, todas foram testadas novamente, levando um tempo longo para validar o sistema. Na sequência, teve início a produção em baixa velocidade, sendo aumentada com o acompanhamento da integradora até chegar à velocidade nominal. 11 Figura 10 – Logística 4.0 com AMRs em tinturaria Fonte: MiR, 2021. • Aceite técnico: o aceite técnico foi realizado pelo cliente por meio de checklist técnico e checklist de segurança, verificando toda a documentação, manual de operação, manual de manutenção, treinamento e até validação do tempo de ciclo e sistemas de segurança dos AMRs. Quando todos os pontos foram confirmados, foi assinado o documento de aceite técnico, liberando a solução para rodar em sua capacidade máxima. • Conclusão do case: o processo logístico interno foi 100% automatizado com o uso de cinco AMRs modelo MiR1000, mantendo toda a movimentação, armazenamento e retirada das bobinas de tecido automática. Isso possibilitou o aumento de capacidade de movimentação, gerando um ganho de 20% em produtividade e eliminando 100% do risco ergonômico, além de melhorar e garantir o sequenciamento de produção e acuracidade no estoque. Todas as normas de segurança da NR12 foram atendidas, recebendo a ART de funcionamento assinada pela empresa certificadora de segurança. O projeto chama a atenção pela inovação e pelos resultados e ganhos gerados à empresa, que dá mais um passo rumo à indústria 4.0 e à consolidação de sua liderança no mercado de tinturaria. TEMA 4 – GANHOS DE LOGÍSTICA Um estudo realizado pela Boston Consulting Group (BCG) prevê que a evolução dos robôs nas indústrias vai aumentar em 30% o volume da produção industrial até 2025, além de baixar os custos em 16%. A pesquisa ainda estima 12 um crescimento significativo no investimento em robôs ao longo da próxima década. Os processos de automação envolvem várias ferramentas tecnológicas, equipamentos e computação, todos conectados por Internet das Coisas, tendo como objetivo maximizar a produtividade, a qualidade e a segurança. Hoje, os AGVs e AMRs são a parte mais visível dentro da automação logística e contribuem diretamente para aumentar a eficiência da movimentação dos materiais, melhorando a produtividade e reduzindo custos operacionais. Essa automação está possibilitando que toda a Supply Chain trabalhe com um alto mix de produtos gerado pela forte demanda por customização. 4.1 Por onde começar a automação logística? Na logística, o processo de automação costuma ocorrer em duas fases. Na primeira, são mapeados todos os pontos na fábrica nos quais trabalhadores realizam operações insalubres, com grandes cargas, operações repetitivas ou percursos muito longos, com grande chance de LER, operações com maior frequência de afastamento de funcionários. O foco está nos ganhos decorrentes da eliminação de risco ergonômico. Na segunda fase, são levantadas todas as operações, gargalos e atividades mais complexas que, uma vez automatizadas, possibilitam ganhos diretos de produtividade e consequentemente diminuem os custos operacionais. Figura 11 – Armazém logístico Créditos: Mr. Kosal / Shutterstock. 4.2 Ganhos de eficiência e economia da automação logística As movimentações logísticas manuais têm uma eficiência média de 60 a 75%, pois, mesmo que os equipamentos rodem perfeitamente, os operadores 13 precisam realizar pausas para refeições, tomar água e fazer outras paradas. Já os AGVs e AMRs trabalham 24 horas e sete dias da semana sem necessidadede interrupção, o que é impossível para os seres humanos. Esse é apenas o primeiro motivo pelo qual os AGVs estão transformando as movimentações nas indústrias. Eles agregam muitos benefícios, melhorando a eficiência dos processos fabris, uma vez que suas entregas são pontuais e sequenciam a demanda produtiva. Maior velocidade de entrega e menor tempo parado elevam a produtividade e reduz os custos operacionais. Outra qualidade é que os AGVs são muito precisos, possibilitando uma melhor consistência e cadenciamento da produção e diminuindo a frequência de parada das linhas por falta de materiais. Essa precisão gera duas vantagens: a) por serem sensorizados, eles dificilmente batem em outros equipamentos ou estruturas das fabricas e armazéns, o reduz o alto custo de peças de reposição, manutenção e reparo das proteções e infraestrutura da fábrica; e b) uma vez que batem menos, são mais seguros do que um equipamento pilotado por um humano, que sofre queda de rendimento e atenção após as refeições e ao final da jornada de trabalho. Além de todas as vantagens aqui elencadas, os AMRs propiciam importante ganho de flexibilidade. Por serem facilmente reprogramáveis e customizáveis, reduzem os grandes custos operacionais, gerando um ótimo retorno sobre o investimento (ROI), sem falar no fato de que executam tarefas de alta repetição. Figura 12 – Ganhos com automação logística Créditos: Siwakorn TH / Shutterstock. 14 4.3 O que limita esses ganhos? No entanto, mesmo com tantos benefícios gerados pelos AGVs, o mercado brasileiro ainda caminha lentamente. Isso se deve às seguintes condições: • falta de profissionais qualificados na área de automação, o que eleva o tempo de custos de implementação; • pouca versatilidade dos AGVs quando comparados a um operador, que é capaz de se adaptar a possíveis alterações das necessidades de produção; • altos custos envolvidos na aquisição, implantação, manutenção versus os baixos valores dos salários; • desempenho limitado em espaços exteriores, pisos e terrenos irregulares, que dificultam o deslocamento desses veículos; • altos impostos e falta de linhas de crédito voltadas à modernização do parque fabril, que impedem empresas de pequeno porte de automatizarem o chão de fábrica; • instabilidade econômica do Brasil, sem cenário estável, inibindo investimentos; • grande quantidade de indústrias no Brasil que são filiais de multinacionais, sem poder de decisão local para aprovação de orçamento. Figura 13 – Ganhos com automação logística Créditos: RomanR / Shutterstock. 15 TEMA 5 – AGVs VERSUS EMPREGOS HUMANOS Os benefícios da utilização dos AGVs na logística sempre foram muito claros, e países altamente produtivos e industrializados vêm fazendo uso maciço deles. Porém, no Brasil, o histórico de alto custo desse tipo de tecnologia faz parte do mito que o envolve por aqui. Outra questão muito clara é que havia no país um custo de mão de obra relativamente barato, porém com o passar do tempo ele vem aumentando, ao passo que os novos AGVs ficaram mais baratos. Hoje temos uma condição em que as duas curvas se cruzaram, e o custo-benefício dos AGVs versus operador se equivale. Com o ciclo de vida cada vez mais curto dos produtos e com a globalização, essa flexibilidade proporcionada pelos AMRs, alinhada à redução nos custos de implementação, está acelerando a automação logística. Nesse aumento crescente dos AGVs nas fábricas, a bandeira de melhor qualidade de vida e segurança aos trabalhadores realmente é o objetivo ao se substituírem movimentações manuais por AGVs? Como ficam os empregos? Quais são as responsabilidades sociais e governamentais? O que fazer com esses trabalhadores? 5.1 Robôs significam aumento de desemprego Essa é uma discussão inevitável quando se fala do futuro da logística e da indústria. Porém, uma das melhores respostas à pergunta “Mas tirar pessoas de postos de trabalho, mesmo insalubres, não significa ampliar o desemprego?” foi dada pelo José Rizzo, CEO da Pollux Automation, em entrevista à ABDI: Existe sim, correlação entre uso de robô e desemprego. Mas é uma relação inversamente proporcional: os países que mais adotam robôs têm os menores índices de desemprego. E não é porque a robótica crie postos de trabalho. O que ocorre é que uma empresa robotizada é mais competitiva. Tem mais condições de crescer e de sobreviver. De gerar novos negócios. Mesmo que tenha um contingente reduzido de pessoas, pode abrir novas plantas. O nível de uso de robôs em países como Japão, Coreia e Alemanha é elevadíssimo, e as taxas de desemprego são baixas. Em contrapartida, empresas sem uso de robótica, com perda de eficiência, empregos insalubres, afastamentos constantes e lesões frequentes nos trabalhadores, são naturalmente menos competitivas. Muito interessante esse ponto de vista, que vai contra o mito de que a adoção da tecnologia robótica, mesmo que móvel, na logística fará com que o desemprego cresça. A realidade é que toda vez que as empresas se tornam menos competitivas e fecham suas fábricas, empregos deixam de existir. 16 Figura 14 – Substituição empregos por robôs Créditos: Anny Murcia / Shutterstock. Outra forma de ver esse problema é que a implementação dos AGVs nos processos logísticos não substitui um profissional, mas realoca sua função. Isso porque aquele que deixa de executar funções de transporte será necessário para programar os AGVs e realizar sua manutenção, demandando dele maior capacitação técnica. Vale reforçar que não é o uso dos AGVs que gera o desemprego e todo impacto social, mas sim o plano estratégico adotado pela organização. Existem cases de empresas líderes de segmento no Brasil que, mesmo passando por processos de automação intensa, não desligaram nenhum funcionário, todos foram realocados em novas atribuições e funções. Isso reforça o conceito de que é bem mais lucrativo investir no ensino profissionalizante, técnico ou superior dos funcionários do que buscar no mercado essa mão de obra tão escassa para programar e operar os AGVs. 5.2 Responsabilidades sociais e governamentais Existe um esforço muito grande para que empresas e governo invistam esforços com vistas a promover a evolução técnica e capacitação desses profissionais a fim de mantê-los atualizados e empregados; só é possível manter o investimento em automação e no aumento de capacidade produtiva se o consumo e as vendas acompanharem esse crescimento. Logo, um mercado com maior desemprego não é nada interessante para o aumento do consumo. Alguns estudos estimam que, para cada AGV ou AMR colocado em operação logística, três novos empregos ligados a ele serão gerados. Boston Consulting Group (BCG) estima que o número de empregos deve aumentar 6% 17 nos próximos dez anos e que a demanda por funcionários no setor de engenharia mecânica tende a subir ainda mais: cerca de 10%. Fica cada vez mais claro que a automação abrirá uma quantidade incontável de oportunidades para milhões de colaboradores que precisarão se desenvolver e adquirir novos conhecimentos intelectuais, ficando livres de atividades pesadas e repetitivas. As empresas são de fundamental importância no suporte para que esses profissionais se sintam valorizados e nos investimentos voltados ao desenvolvimento deles. Quanto ao governo, já há incentivos à educação e à introdução à robótica. De olho nesse mercado carente de mão de obra qualificada, a rede de escolas do Serviço Social da Indústria (Sesi) vem preparando os futuros profissionais desde o ensino básico, oferecendo robótica como parte da grade curricular em mais de 400 unidades. Já o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai) oferece cursos de robótica, robótica colaborativa, técnico em automação industrial, técnico em mecatrônica e programação. Assim, ele amplia a mão de obra treinadapara suportar a crescente demanda de profissionais qualificados para as indústrias brasileiras; não capacita mais operadores voltados ao chão de fábrica, mas profissionais para nova era digital, uma evolução para toda a sociedade. Figura 15 – Profissional programando software de logística Créditos: PopTika / Shutterstock. 18 REFERÊNCIAS AFINAL, o que é a logística 4.0 e como sua empresa deve se preparar para essa transformação? Cargo X, 23 maio 2018. Disponível em: <https://cargox.com.br/blog/afinal-o-que-e-a-logistica-4-0-e-como-sua-empresa- deve-se-preparar-para-essa-transformacao>. Acesso em: 3 mar. 2021. BERMAN, S.; SCHECHTMAN, E.; EDAN, Y. Evaluation of automatic guided vehicle systems. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, v. 25, n. 3, p. 522-528, jun. 2009. BLOEM, J. et al. The fourth industrial revolution: things to tighten the link between IT and OT. Paris: Sogeti, 2014. DIMITRAKOPOULOS, G.; DEMESTICHAS, P. Intelligent transportation systems. IEEE Vehicular Technology Magazine, v. 5, n. 1, p. 77-84, 2010. LOGÍSTICA 4.0. Mundo Logística. [S.d.]. Disponível em: <https://revistamundologistica.com.br/glossario/logistica-40>. Acesso em: 28 fev. 2021. MIR1000 fleet at Florisa. Mobile Industrial Robots, 3 mar. 2021. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=HwgKVrh06jI>. Acesso em: 28 maio 2021. TELES, J. Indústria 4.0 – Tudo que você precisa saber sobre a Quarta Revolução Industrial. Engeteles. [S.d.]. Disponível em: <https://engeteles.com.br/industria-4-0>. Acesso em: 4 mar. 2021.
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