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UNIVERSIDADE DE SOROCABA PRÓ-REITORIA DE (GRADUAÇÃO E ASSUNTOS ESTUDANTIS, ou PÓS- GRADUAÇÃO, PESQUISA, EXTENSÃO E INOVAÇÃO) ENGENHARIA MECÂNICA Jessé Pereira de Lima Leonardo Gabriel Ferreira Vieira VEÍCULOS GUIADOS AUTOMATICAMENTE (AGV’S) Sorocaba/SP 2020 Jessé Pereira de Lima Leonardo Gabriel Ferreira Vieira VEÍCULOS GUIADOS AUTOMATICAMENTE (AGV’S) Trabalho descritivo de Veículos Guiados Automaticamente Professor: Dr. Sander Gabaldo Sorocaba/SP 2020 RESUMO ESTRUTURADO O presente trabalho traz um estudo sobre os Veículos Guiados Automaticamente ou AGV que é a sigla inglesa para Automated Guided Vehicle. Atualmente, com a quarta revolução industrial, o uso de AGVs vem crescendo muito nas empresas e em diversos setores, como na logística, linha de produção, transportes de peças, entre outros. O objetivo deste trabalho é mostrar os modelos existentes, funcionalidades e diferentes aplicações. A pesquisa para o desenvolvimento deste trabalho levou em consideração livros, manuais, teses, artigos e pesquisas prioritariamente sobre automação industrial. Palavras-chave: AGVs; Automação; Transporte; Industria. ABSTRACT This study explained about Automated Guided Vehicle. The 4.0 industrial revolution, the use of AGV is very exponential in the companies and many others business areas, how the logistic, production line, parts transport, and others. The objective this work is share the existent models, functionality and different applications. The research and development consider books, manuals, thesis, articles and search in internet priority about industrial automation. Keywords: AGV; Automation; Transport; Industry. Lista de Figuras Figura 1 –AGV para montagem de máquinas agrícolas. ............................................. 9 Figura 2 – Modelo de AGV Utilizado Porto de Cingapura ......................................... 10 Figura 3 – Equipamentos movimentados por operadores ......................................... 11 Figura 4 – Modelo de veículo transpaleteira ............................................................. 12 Figura 5 – Modelo de rebocador com operadores embarcados e modelo de AGV rebocador .................................................................................................................. 14 Figura 6 – Modelo de Veículo para carga unitizada .................................................. 15 Figura 7 – Veículo de carga leve sendo utilizado em hotéis ..................................... 17 Figura 8 – Veículo para linha de montagem .............................................................. 18 Figura 9 – Guia Fixa pintada no solo ......................................................................... 19 Figura 10 – Modelo AGV orientado indutivamente .................................................... 20 Figura 11 – Modelo de AGV por Orientação Magnética ............................................ 21 Figura 12 – Orientação a laser .................................................................................. 22 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 6 2 OBJETIVO ............................................................................................................ 7 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 8 3.1 História do AGV ................................................................................................ 8 3.2 Veículos Guiados Automaticamente ............................................................... 9 3.3 Aplicações do AGV ......................................................................................... 11 3.4 Tipos de AGV .................................................................................................. 14 3.4.1 Veículos rebocadores: .................................................................................. 14 3.4.2 Veículos Para carga unitizada ..................................................................... 15 3.4.3 Veículos Empilhadeira.................................................................................. 16 3.4.4 Veículos de cargas leves ............................................................................. 17 3.4.5 Veículos para linhas de Montagem ............................................................. 17 3.5 Tipos de orientação ........................................................................................ 18 3.5.1 Navegação por guia fixa (Óptico) ................................................................ 18 3.5.2 Orientação Indutiva ...................................................................................... 20 3.5.3 Orientação Magnética / Rádio Frequência .................................................. 21 3.5.4 Orientação Laser .......................................................................................... 22 3.6 Segurança........................................................................................................ 23 3.7 Aplicação Industrial ........................................................................................ 24 3.7.1 Empresas que utilizam AGV ........................................................................ 24 4 ESTUDO DE CASO ............................................................................................ 27 4.1 Implantação de um sistema AGV em uma fábrica de autopeças - Veículo Guiado Automaticamente um estudo de caso ...................................................... 27 4.2 Proposta de Aplicação de AGV para redução de defeitos de fabricação na Industria Moveleira .................................................................................................. 29 4.2.1 Desafio ........................................................................................................... 30 4.2.2 Proposta ........................................................................................................ 30 4.2.3 Conclusão ..................................................................................................... 30 5 CONCLUSÃO ..................................................................................................... 31 6 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 32 6 1 INTRODUÇÃO Com a chegada da quarta revolução industrial, mais conhecida como indústria 4.0, começa a aparecer as novas tecnologias de automação, que vieram para ajudar os operadores, baratear os custos, reduzir falhas, sofisticar o processo e aumentar os lucros das empresas. Uma dessas tecnologias é o veículo guiado automaticamente, também conhecido como AGV, o mesmo possui diferentes modelos para diferentes tipos de atividades. Mas basicamente é uma espécie de carrinho que se move automaticamente por meio de leituras de linhas pré-estabelecidas, chamadas de guias, pintadas no chão, o carrinho tem a função de levar insumos de um ponto a outro da empresa, seja de objetos muito grandes ou muito pequenos, existe modelos certo para cada tipo de necessidade, seja para servir o café na sala do chefe, até transportar contêineres. E a sua proposta é proporcionar proteção no transporte dos objetos, segurança aos trabalhadores, controle de estoque, melhoria das condições de trabalho, aumento da produtividade, entre outros. Nesse trabalho vamos fazer um estudo sobre os diferentes tipos e modelos, sobre os tipos de guias, como funcionam, suas diferentes aplicações, tipos de orientações usadas e os benefícios da segurança proporcionada. 7 2 OBJETIVOEste trabalho tem como objetivo fazer com que o leitor e interessados entendam o que são os AGVs, como funcionam, suas aplicações, vantagens e ter um ponto de partida de valores e resultados para a implantação dessa tecnologia em uma empresa. 8 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 História do AGV Automated Guided Vehicles (AGV), ou Veículos Automaticamente Guiados, que são basicamente transpaleteiras sem motoristas, foi inventado por Arthur M Barrett Jr em 1953, quando ele pegou e modificou um rebocador que era utilizado para puxar diversos carrinhos, e o configurou para seguir um fio no chão de um armazém de supermercado, permitindo que o veículo fosse operado automaticamente. Mais tarde, a empresa Barrett Eletronics, of Northbrook, Illinoius, começou a comercializar um AGV rudimentar, que era simplesmente um caminhão de reboque seguindo uma fita que era inserida no piso de um almoxarifado ou fábrica. A tecnologia se tornou atraente para as fabricas e almoxarifados com o passar do tempo para os americanos no final dos anos 50 e início dos anos 60. A empresa Barrett Eletronics Corporation não existe mais, ele existiu durante 23 anos e teve seu fechamento em junho de 1967, seu inventor faleceu dia 17/08/2010 com 89 anos. Em 1973, foi utilizada em grande escala, quando os engenheiros da fábrica de carros da Volvo em Kalmar na Suécia desenvolveram um carrinho não síncrono, se tornando uma alternativa de montagem ao tradicional carrinho centrado na linha. Foram então instalados 280 computadores controladores de AGV no almoxarifado. Mais tarde a Volvo começou a comercializar os AGVs para outras indústrias automotivas. (História AGV, 2013). 9 3.2 Veículos Guiados Automaticamente Um sistema de veículos guiados automaticamente é um sistema de manuseio de materiais que utiliza veículos auto propelidos, independentemente operados ao longo de percursos definidos. (Groover, 2010). Estas máquinas autônomas executam suas tarefas sem a necessidade de um condutor humano ou tração animal. Do ponto de vista empresarial, projeta-se uma expectativa nesse tipo de equipamento devido a sua manutenção simples, flexibilidade, segurança durante a operação e menos tempo na gestão de pessoas, o que acarreta custos com treinamentos, gerenciamento de salários, férias, dentre outros encargos financeiros. Este tipo de veículo possui uma “inteligência” local que determina seu próprio comportamento, tendo em vista que o veículo é controlado por computador, mas o comportamento do veículo é determinado por um computador independente, não necessitando estar integrado ou embarcado no próprio AGV. Normalmente os AGVs possuem diversos tamanhos, são de tração elétrica e com diferentes tipos de dispositivos para facilitar a manipulação de materiais. São extremamente flexíveis na movimentação de materiais, podendo executar tarefas de distribuição de peças, caixas embarcadas, cartas de correspondência, até o transporte de máquinas para auxílio durante a montagem (Figura 1). Figura 1 –AGV para montagem de máquinas agrícolas. 10 Um exponencial crescimento no uso de AGV tem se dado no transporte de contêineres nos portos. Todos os anos há um aumento no transporte de contêineres em todo planeta, e por isso alternativas mais ágeis, seguras e sustentáveis fazem toda a diferença para o negócio. Um grande exemplo é o PSA Cingapura, principal terminal marítimo da PSA International e um dos principais grupos portuários, representando quase 1/7 do total de contêiner do mundo, a empresa tem transferido suas operações para AGV, onde tem adotado práticas sustentáveis para seu negócio, aderindo ao programa da empresa Kalmar, o Kalmar Port 2060, que visa que até o ano 2060 todos os portos funcionarão com energia renovável e com zero emissão de carbono (Figura 2). O primeiro terminal totalmente automatizado foi o Delta Sealand na Holanda em 1993, desde então, vários estudos têm se dedicado a viabilização destes veículos para o transporte de cargas em Portos (KALMAR...2020, estudo de caso). Figura 2 – Modelo de AGV Utilizado Porto de Cingapura 11 3.3 Aplicações do AGV Estamos acostumados que o transporte de materiais seja realizado com o uso de empilhadeiras, correias transportadoras, transpaleteiras elétricas (Figura 3), entre outros, sendo conduzidos por operadores e aprendemos a confiar nesse tipo de operação com o passar do tempo, mas os AGVs, são uma alternativa cada vez mais viável para todos os casos, de acordo com a aplicação mais correta. Figura 3 – Equipamentos movimentados por operadores Os AGVs excedem em aplicações onde a coleta e descarga são em pontos onde exista repetibilidade nos processos, onde o veículo se desloca em paradas previsíveis, especialmente em longas distâncias, e onde você estiver lidando com a entrega regular de cargas paletizadas ou estáveis, e ainda não necessitam de um operador embarcado (Figura 4). Suas principais aplicações podem incluir: ➢ Operações onde alterações de layout são esperadas: é mais fácil alterar a trilha percorrida pelo AGV do que reconfigurar um transportador. 12 ➢ Instalações que trabalham em dois ou mais turnos: um AGV opera 24 horas x 7 dias da semana sem intervalos ou hora extra e pode automaticamente carregar ou permitir a troca de uma bateria (INDEVA, 2011). ➢ Processos que requerem validação ou registro do horário para rastrear a movimentação de produtos: os AGVs de hoje são equipados com banco de dados a bordo que pode armazenar informação sobre onde e quando as cargas foram coletadas ou deixadas. Também se comunicam em tempo real com o sistema central. Isso os torna ideais para indústrias onde a manutenção de registros em tempo real é importante. Figura 4 – Modelo de veículo transpaleteira 13 Todas estas aplicações são ainda mais justificadas devido ao ganho em três áreas: 1) Mão-de-obra, especialmente em instalações que exigem operadores de empilhadeira em mais de um turno. Essa justificativa é extremamente relevante quando nos damos conta que para um local onde exija três turnos de trabalho, minimamente você precisará de 3 colaboradores mais seus backups, levando em consideração que o período de trabalho é de 7 dias na semana, isso aumenta o número de pessoas. 2) Condições de segurança melhoradas, as quais podem levar a custos de indenização de colaboradores mais baixos. Retirando as pessoas do processo, você eleva os níveis de confiabilidade, tendo em vista que existem sistemas de segurança no mercado que atuam com alta confiabilidade de erro e que podem errar 1 a cada 100.000 operações. Já o Ser humano, a cada dia seu comportamento é diferente e erros podem até mesmo ser considerados naturais no seu processo de aprendizagem, entretanto erros podem ser fatais ou custar caro aos cofres de empresas. 3) Danos reduzidos ao produto, já que os movimentos de veículos automaticamente guiados podem ser cuidadosamente calibrados e programados. Qualquer um que considera um sistema AGV deve fazer duas escolhas. Uma envolve o tipo de veículo necessário para a atividade. A outra envolve o tipo de tecnologia de navegação que orientará o veículo. 14 3.4 Tipos de AGV Quando se trata de AGVs, existem cinco tipos de veículos que são mais comumente usados, são eles: 3.4.1 Veículos rebocadores: Também conhecidos como puxadores, são simples e baratos. Como uma locomotiva puxando vagões, estes foram os primeiros tipos e são ainda hoje uns dos mais populares. Podem movimentar mais cargas de uma vez do que uma única empilhadeira, podendo rebocar diversas classes de reboques com capacidades que podem variar de 40 kN a 250 kN. O número de reboques em cada frota é dependente do peso total, do layout e as características do reboque. Os rebocadores são usados onde há uma trilha fixa com pontos de coleta edescarga preestabelecidos. Eles seguem uma rota e param em postos onde as pessoas os carregam ou descarregam. Clientes que usam veículos rebocadores não estão retirando toda a mão-de-obra dos seus processos, mas são capazes de automatizar o movimento de materiais entre postos de trabalho. Figura 5 – Modelo de rebocador com operadores embarcados e modelo de AGV rebocador 15 3.4.2 Veículos Para carga unitizada Esses veículos carregam paletes com caixas de papelão ou subconjuntos em sua plataforma (Figura 6). São equipados com plataformas que permitem o transporte de unidades de cargas e frequentemente de transferência automática da carga a outros processos. Essas plataformas podem ser equipadas com: ➢ Elevadores que podem subir ou descer a plataforma; ➢ Transportador motorizado ou não para interface com outro equipamento; ou ➢ Múltiplos compartimentos para transportar dois, três ou quatro paletes de uma vez. Figura 6 – Modelo de Veículo para carga unitizada 16 Normalmente, os veículos de carga unitizada são usados em processos totalmente automatizados. Um veículo de carga unitizada com uma seção de transportador de rolos pode se integrar com uma linha de transportadores, uma área de produção ou um sistema automatizado de estocagem e recuperação, onde os cumprimentos dos trechos são relativamente curtos, mas os volumes são elevados, tipicamente eles são utilizados em processos totalmente automatizados, o AGV para cargas unitizadas foi projetado para se integrar com outros equipamentos automáticos, como transportadores contínuos. 3.4.3 Veículos Empilhadeira Operam apenas como empilhadeiras, mas sem operadores; veículos de garfos são os mais populares, porque são os mais flexíveis. Podem fazer interface com sistemas automatizados, como um veículo de carga unitizada, mas também podem coletar ou depositar uma carga sobre o piso (Figura 4). Veículos especiais podem ser projetados para movimentar cargas muito grandes, como uma bobina de aço de oito toneladas, cargas incomuns como a carroceria de um ônibus escolar, ou cargas especiais, como um veículo projetado para movimentar dois tipos diferentes de paletes ou dois tamanhos diferentes de caixas (Revista Logística & Supply Chain IMAM). 17 3.4.4 Veículos de cargas leves São veículos que tem a capacidade de carga menor que 2,5 kN e são utilizados para transportar partes pequenas ou peças leves. São projetados para trabalhar em espaço limitado e para movimentação de partes pequenas em bandejas. São utilizados especialmente na fabricação de produtos eletrônicos e em hospitais. Recentemente restaurantes asiáticos tem adotado o uso destes equipamentos para entrega de pratos, e hotéis na china adotado esse sistema para a entrega de alimentos as pessoas isoladas devido a pandemia da corona vírus (Figura 7). Figura 7 – Veículo de carga leve sendo utilizado em hotéis 3.4.5 Veículos para linhas de Montagem Essa é uma adaptação do AGV de carga leve, utilizado para aplicações de processos consecutivos de montagem (Figura 8). Os veículos se deslocam por guias (trilhos) e transportam peças ou produtos parciais necessários no processo de montagem, permitindo operações paralelas e flexibilidade nos processos de manufatura. Sua capacidade de transporte é maior que cargas leves, pois sua abrangência é maior. 18 Figura 8 – Veículo para linha de montagem 3.5 Tipos de orientação Veículos que utilizam algum tipo de guia para transitar de um ponto a outro, utilizam os primeiros métodos de navegação do AGV, nestes casos, as guias devem ser contínuas e bem definidas no chão. 3.5.1 Navegação por guia fixa (Óptico) A generalidade dos AGV’s necessita de uma guia fixa, para delinear o caminho a percorrer e para o efeito são usadas duas técnicas distintas: a) Rastreamento passivo, depende de princípios de detecção óptica ou metálica e b) Rastreamento ativo, depende de princípios indutivos. 19 Os métodos de rastreamento passivo exigem um sensor na parte inferior do AGV, cujo objetivo é detectar a fita, químicos ou tags que definem e mantêm o veículo no seu caminho. São considerados passivos porque não necessitam que o sistema de guia seja energizado, sendo utilizados sistemas ópticos ou magnéticos. Figura 9 – Guia Fixa pintada no solo Na orientação óptica, sensores analisam o comprimento de onda, do espectro visível, entre a luz refletida pelo pavimento e pela fita. Este contraste permite ao AGV corrigir a sua rota quando se desvia do percurso. Naturalmente, se a fita estiver suja, danificada ou parcialmente removida, o AGV poderá abandonar a sua rota. Um modo alternativo é baseado na estimulação com luz UV que ilumina a fita ou químicos não absorventes no espectro visível. Sendo uma das opções mais barata de implementação esta opção é recomendada para áreas de pouco tráfego de empilhadeiras, ou até mesmo áreas exclusivas para rotas de AGVs. 20 3.5.2 Orientação Indutiva Nesta, sensores detectam uma faixa metálica no piso, podendo esta ser uma simples fita de metal ou até mesmo chapas com o recorte do percurso planejado (Figura 10). Figura 10 – Modelo AGV orientado indutivamente Este é um sistema simples, pelo fato de que segue um percurso já pré-definido. É baseado no seguimento de um campo magnético criado por condutores instalados no solo e percorridos por uma corrente elétrica. Este campo magnético e detectado por sensores instalados no próprio AGV, indicando o caminho a seguir. Este tipo de solução tem uma grande precisão, no entanto tem alguns fatores que o podem tornar pouco eficiente, desde logo a velocidade que este tem que operar, devido a não poder ter velocidades excessivas para não deixar de detectar o fio, uma vez que se deixar de o detectar poderá se perder, uma das desvantagens é a preparação do ambiente onde irá operar, uma vez que o solo terá de ter um fio elétrico, isso acarreta em paralização e planejamento de alguns setores para a instalação dos fios (DEE, 2014). Uma grande dificuldade é uma mudança de lay out futuro, pois terá de ser realizado uma nova infraestrutura para utilização do AGV. 21 3.5.3 Orientação Magnética / Rádio Frequência Neste caso os sensores detectam uma faixa magnética no piso, esta pode ser adquirida em rolos e são indicadas para áreas de pouco tráfego de empilhadeiras. Para a implementação de percursos não é preciso equipamentos adjacentes, ou realizar grandes obras em sua área de operação. Este tipo de orientação, faz com que o AGV possa se mover em ambas as direções (Figura 11). Figura 11 – Modelo de AGV por Orientação Magnética O rastreamento de linha é combinado com tags RFID (Radio Frequency Identification – Identificação por Radiofrequência), presas ao chão de fábrica em postos-chave ao longo das linhas. As tags nos pontos de participação indicam ao AGV se é para continuar dirigindo ou parar. O próprio AGV não toma decisões. A inteligência está na rede do AGV com o IMS (Integrated Manufacturin System – Sistema Integrado de Manufatura) de nível superior, que instrui o AGV a se mover para um ponto especificado (Turk, 2016). 22 3.5.4 Orientação Laser Para esta aplicação é utilizado um sensor laser fixo no AGV que se orienta através de pontos reflexivos, que são fixados em pontos estratégicos como colunas e paredes (Figura 12). Por se tratar de um sistema com custo mais elevado que os outros, a utilização desta tecnologia é recomendada apenas para áreas de tráfego intenso onde não é possível fazer corte no piso. Figura 12 – Orientação a laser O AGV possui um laser “scanner” que faz um varrimento rotativo detectando a posição dos painéis refletores colocados ao longo da sua área de trabalho. A posição do veículo é obtida através da triangulação dos feixes de luz refletidos. Uma vantagem é que estesistema permite alterar a área de trabalho, bastando apenas recolocar os painéis nos locais desejados e reconfigurar o veículo. Este tipo de sistemas pode classificar-se, como sistemas de caminho dinâmico, devido a serem mais flexíveis quando se quer alterar as áreas de trabalho destes. 23 3.6 Segurança Em todos os projetos de engenharia item essencial deve fazer parte sempre, a segurança das pessoas. Este é um ponto extremamente importante e que deve ser levado sempre em consideração. Empresas tem investido em segurança, não apenas porque respeitam as pessoas em seu ambiente de trabalho, mas porque o mercado tem exigido tal postura. Certificações mantém clientes e investidores, e um ambiente seguro, além de proporcionar qualidade de vida, as pessoas trabalham com mais tranquilidade e atrai talentos. A segurança das pessoas ao longo do percurso dos AGVs é um item extremamente importante dentro de um projeto, por isso este tipo de veículo possui tantos mecanismos seguros, tais como sua velocidade de deslocamento, trafegam a uma velocidade média de 20 a 70m/min, que é mais lenta do que o ritmo de uma caminhada normal de uma pessoa, isso faz com que diminua o risco de uma batida em alguém que trafega próximo (Aguirre, 2007). Outro acessório importante é um sensor de detecção de obstáculos, localizado em um ou mais locais do veículo. Por ser um equipamento móvel, este tipo de sensor é importante pois ele tem a capacidade de detectar obstáculos ao longo do percurso à frente, incluindo pessoas, e neste caso, o veículo pode ser programado a parar (se isso não gerar novos riscos as pessoas da área) ou reduzir sua velocidade e informar (por meio de algum dispositivo sonoro e luminoso a sua presença). Outro dispositivo é o para-choque de emergência, que quando faz contato com um objeto ou uma pessoa, ele é programado para frear imediatamente. No brasil, ainda não possuímos uma norma específica de segurança para AGV, mas para alguns países que tem utilizado este veículo em larga escala, normas de segurança já são requeridas, como nos Estados Unidos com a norma ANSI B56.5 (AGVNETWORK, 2020). 24 3.7 Aplicação Industrial A primeira ampla aplicação industrial de um sistema de AGV conhecida aconteceu em 1973 na planta de processo de fabricação da Volvo em Kalmar, Suécia (Pérez, 2010). 3.7.1 Empresas que utilizam AGV 3.7.1.1 CNH CASE Sorocaba Empresa multinacional com mais de 170 anos de história, a unidade de Sorocaba tem foco em agricultura, na fabricação de colhedoras e colheitadeiras. Utilização de AGV para o transporte de peças durante a montagem dos equipamentos, empresas em diversos países, tais como: Brasil, Itália e Estados Unidos. Unidade de Sorocaba com mais de 1500 colaboradores. 3.7.1.2 Coca-Cola Empresa multinacional com mais de 100 anos de história que atua no Brasil em forma de franquia, a unidade na cidade de Sorocaba chama-se Sorocaba Refrescos e é engarrafadora de carbonatados. A Coca-Cola tem utilizado AGV para a retirada de paletes de produtos no final das linhas de produção e transporte até sua área de movimentação, armazenagem e distribuição. A franquia da Femsa localizada na cidade de Itabirito é a primeira no Brasil a utilizar o sistema AGV, a empresa tem sede em Atlanta e fabricas em diversos países, tais como Brasil, Alemanha, China, Japão, dentre outros. A unidade de Sorocaba tem aproximadamente 900 funcionários. 3.7.1.3 Adidas Empresa multinacional alemã com mais de 50 anos de história que atua na área esportiva e no seguimento de roupas e calçados. Seu centro de distribuição em Manchester no Reino Unido utiliza o AGV para armazenamento nas prateleiras, e trouxe mais agilidade e ganho de espaço no local. 25 3.7.1.4 DHL Empresa multinacional alemã com mais de 50 anos de história que atua na área de logística. Suas fabricas tem investido em AGV para o armazenamento e movimentação de materiais dentro dos seus centros de distribuição (MAS, 2020). 3.7.1.5 Natura - Itupeva Empresa de grande porte brasileira, fundada em 1969 em São Paulo, uma das maiores empresas no ramo de higiene pessoal, cosméticos e perfumaria. O HUB (ponto central para coleta) de Itupeva tem uma área construída de 35.000m² e capacidade de armazenar 3 milhões e 600 mil caixas. O local é equipado com 13 transelevadores 100% automáticos para a movimentação de paletes com produtos. A empresa no Brasil conta com mais de 6000 funcionários (SSI Schäfer, 2020) 3.7.1.6 Riachuelo Empresa de grande porte brasileira, fundada em 1947 em São Paulo, atuação no ramo da moda no Brasil. Seu centro de distribuição utiliza transelevadores 100% automáticos para a movimentação de paletes com produtos. 3.7.1.7 Mercedes-Benz Brasil Empresa multinacional alemã fundada em 1871 como Benz e Cia, com sede em Sttutgart na Alemanha, com atuação no ramo automobilístico. Sua fábrica no Brasil utiliza o AGV para o transporte de peças para a montagem dos caminhões. Com a inclusão do AGV a fábrica conseguiu reduzir o tempo de montagem em 15% comparando com a linha antiga (Autoesporte 2019). 3.7.1.8 Renault Empresa multinacional francesa fundada em 1899, com atuação no ramo automobilístico. Sua fábrica no Brasil utiliza o AGV para o transporte de peças para a montagem de carros. 26 3.7.1.9 Amazon.com, Inc A Amazon é uma empresa multinacional americana, fundada em 1994 que em 2019 se tornou a empresa mais valiosa do mundo. Inicialmente atuando como livraria online, expandiu seus negócios para uma plataforma online de vendas. Atualmente seu centro de distribuição na California conta com mais de 3 mil robôs móveis, fazendo com que a empresa trabalhe com cerca de 50% a mais mercadorias em seu estoque. (Santini, 2018). 3.7.1.10 Hamburger Hafen und Logistik, Ag (Porto Marítimo da cidade de Hamburgo) Empresa alemã de logística e transporte fundada em 1885 na cidade de Hamburgo no norte da Alemanha. A empresa opera três terminais do porto. A utilização de AGV vem desde 2001, sendo os primeiros equipados com sistemas diesel-hidráulicos. Em 2018 a empresa passou a adotar AGV com sistema de propulsão elétrico sem chumbo, estes AGV serão utilizados para o transporte de contêineres. (Konecranes, 2018). 27 4 ESTUDO DE CASO 4.1 Implantação de um sistema AGV em uma fábrica de autopeças - Veículo Guiado Automaticamente um estudo de caso Este estudo de caso foi apresentado no Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia CONTECC em Palmas/TO, entre os dias 17 a 19 de setembro de 2019. O estudo completo encontra-se no anexo 1. O caso tem como objetivo implantar um AGV em uma empresa de autopeças, sendo ele utilizado na coleta de peças para acabamento do produto. O estudo tem uma ênfase na redução de custos, bem como a quantificação desse indicador, argumentado a relevância da indústria 4.0 nos benefícios por ela colocados. A tabela 1 descreve os custos de locação das empilhadeiras e a mão de obra, bem como os turnos de operação. O modelo atual utiliza 2 empilhadeiras elétricas, com um funcionário para cada uma. A empresa trabalha em dois turnos, sendo necessários 4 funcionários e 2 máquinas. O custo com mão de obra equivale a 68,5% (R$ 249.600,00) do custo total anual (R$ 364.405,68), enquanto o custo com locação equivale a 31,5% (R$ 114.805,68). Tabela 1 - Custos e informações sobre o modelo de movimentação de peças atual. Item Quantidade Turnos Valor anual Locação de empilhadeira 2 1 R$ 114.805,68 Mão de obra 2 2 R$ 249.600,00 Total R$ 364.405,68 Fonte: Próprio autor (do artigo). 28 A tabela 2 descreve os custos totais para a compra do AGV, mais os custos fixos de manutenção anual. O valor de compra do AGV representa aproximadamente 88% do valor gasto anualmente com mão-de-obra e aluguel das empilhadeiras. O custo fixo que o modelo proposto traz(inexistente atualmente) é baixo perante o montante gasto atualmente (8%). Tabela 2 - Custos gerais para implantação do AGV Item Valor anual Custo de compra do AGV R$ 289.444,00 Manutenção anual (custos fixos) R$ 30.000,00 Total R$ 319.444,00 O autor do estudo realizou uma comparação de custos entre o sistema atual e o proposto com a colocação de um AGV, isso é informado na tabela 3, sendo que o valor gasto anualmente com o sistema atual é da ordem de R$ 364.405,68, enquanto que para implantação do novo sistema seria necessário um investimento no primeiro ano de R$ 319.445,00 e nos anos subsequentes um gasto com manutenção de aproximadamente R$ 30.000,00. A implantação do novo sistema proporcionará à empresa uma redução no valor gasto anualmente de R$ 44.960,68 (no primeiro ano), sendo que a partir do segundo ano o valor economizado aumentaria para R$ 334.405,68. 29 Tabela 3 – Custos do sistema atual e sistema AGV Ano Custos Diferença (atual – proposto) Sistema atual Sistema proposto Primeiro R$ 364.405,68 R$ 319.445,00 R$ 44.960,68 Segundo R$ 364.405,68 R$ 30.000,00 R$ 334.405,68 Terceiro R$ 364.405,68 R$ 30.000,00 R$334.405,68 Com as informações do estudo, pode-se concluir que, os custos totais para a compra e manutenção anual do AGV são inferiores aos custos anuais de aluguel e mão-de-obra do modelo atual. Os dados permitem concluir que o sistema com AGV proporciona diversos benefícios, como agilidade, redução na emissão de poluentes, segurança no ambiente fabril e redução de custos. O sistema com AGV requer um menor número de funcionários quando comparado com o sistema com empilhadeiras. O custo do AGV é alto, porém o retorno do investimento é rápido. O payback simples e descontado para o presente projeto apontam retorno entre 11 meses e 1 ano e 1 mês. 4.2 Proposta de Aplicação de AGV para redução de defeitos de fabricação na Industria Moveleira Este estudo foi elaborado por Vinícius Barcos Galli Consultor Trainee de Digitalização e Indústria 4.0 – SENAI São Paulo com Orientação de Márcio Henrique Venturelli Coordenador Técnico – Digitalização e Indústria 4.0 – SENAI São Paulo, no ano de 2019. O artigo trata da proposta de aplicação de veículos guiados automaticamente (AGVs) em uma indústria de móveis planejados, para solucionar problemas de defeitos de fabricação nos produtos, isso mostra a versatilidade de aplicação de AGVs dentro de indústrias. 30 4.2.1 Desafio A empresa enfrenta sérios problemas de qualidade nos produtos, com excesso de defeitos de fabricação e inúmeras reclamações de clientes relatando avarias em peças como riscos, deformações, pinturas desbotadas, componentes soltos ou mal encaixados. De acordo com a avaliação de causas da empresa, chegou-se à causa raiz de que os defeitos nos produtos é o transporte e manuseio inadequado das peças acabadas. Essas tarefas são realizadas manualmente, sem o controle e precisão que são necessários para uma produção eficiente e homogênea. 4.2.2 Proposta A proposta para solucionar os problemas foi a inclusão de AGV para a movimentação de materiais, e a inclusão de uma linha de inspeção visual, visando garantir a qualidade dos produtos antes de embalar e enviar ao cliente final. Foi proposto duas linhas de AGV, com navegação por faixas magnéticas, devido a praticidade e ser economicamente viável. Nesse caso, foi necessária a instalação de fitas magnéticas no chão da fábrica, que guiarão os AGVs nas trajetórias desenhadas. 4.2.3 Conclusão Conclui-se no estudo que a tecnologia de AGVs são soluções eficazes na automatização do transporte nas indústrias, não apenas nos processos de redução de custos, mas também nos de qualidade. 31 5 CONCLUSÃO Podemos concluir que essa tecnologia agrega valor para os negócios por onde é implementada. Os AGVs demonstram ser bem eficientes na hora de executar suas tarefas, seja elas para cargas leves ou pesadas, serviços de empilhadeiras e reboques, fazendo tudo com cuidado, movimentos calculistas e preciso, confiáveis, seguros com sua série de sensores que impedem que haja qualquer tipo colisão ou acidente e tem um baixo custo de manutenção, custo benefício relativamente bom. 32 6 BIBLIOGRAFIA GROOVER, Mikel. Automation, production systems, and computer-integrated manufacturing. 3. ed. 2010 – São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011 Kalmar: empresa de automação com sede em Helsinki na Finlândia e uma das maiores empresas em automação do serviço portuário. Sorocaba: Neat, 2020. Fundamentos sobre veículos automaticamente guiados (AGV): Revista online sobre Logística, Supply Chain, São Paulo. Disponível em: < https://www.imam.com.br/consultoria/artigo/pdf/fundamentos-veiculos- automaticamente-guiados.pdf>. Acesso em: 18 Abr. 2020. AGUIRRE, Nomes et al. Enciclopédia de Automática – Controle e Automação. 1. ed. São Paulo, SP: Editora Blucher, 2007 INDEVA AGV: Scaglia, Itália. Disponível em: < http://indevagroup.com.br/wp- content/uploads/2011/09/agv-indeva-low_PT-BR.pdf>. Acesso em: 02 Mai. 2020. Automated Guided Vehicles AGV Robot – Geranal Overview: Site sobre automação; Disponível em: <https://www.agvnetwork.com/#safety>. Acesso em 02 Mai. 2020. History of Automated Guided Vehicles. Artigo descrito em 2013. Disponível em: < http://www.reconditionedforklifts.com/blog/forklift-history-2/history-automated-guided- vehicles>. Acesso em 02 Mai. 2020. Pérez, Omar Lengerke. Uma arquitetura mecatrônica de navegação para veículos com reboques guiados automaticamente em ambientes de sistemas flexíveis de manufatura. Dissertação (Tese de Doutorado) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2010 https://www.imam.com.br/consultoria/artigo/pdf/fundamentos-veiculos-automaticamente-guiados.pdf https://www.imam.com.br/consultoria/artigo/pdf/fundamentos-veiculos-automaticamente-guiados.pdf http://indevagroup.com.br/wp-content/uploads/2011/09/agv-indeva-low_PT-BR.pdf http://indevagroup.com.br/wp-content/uploads/2011/09/agv-indeva-low_PT-BR.pdf https://www.agvnetwork.com/#safety http://www.reconditionedforklifts.com/blog/forklift-history-2/history-automated-guided-vehicles http://www.reconditionedforklifts.com/blog/forklift-history-2/history-automated-guided-vehicles 33 AGV Findind they way: Site sobre automação. Disponível em: <https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/agvs-encontram-o-seu- caminho/35024.article?adredir=1>. Acesso em 02 Mai. 2020. HUB de Cosméticos 100% automatizado de ponta a ponta. Disponível em: <https://www.ssi-schaefer.com/pt-br/setores-de-mercado/healthcare-cosmetics/hub- natura--665612>. Acesso em 02 Mai. 2020. Case Amazon. Disponível em: <https://www.pollux.com.br/blog/case-amazon-uso-de- robos-na-logistica-fez-dela-3a-maior-empresa-do-mundo/>. Acesso em 02 Mai. 2020. Case study: Li-Ion Battery Automated Guided Vehicles. Estudo de caso para a utilização de baterias de íon lítio em AGV para o transporte de contêineres no porto de Hamburgo pela empresa HHLA. Disponível em: <https://www.konecranes.com/sites/default/files/download/kcn-casestudy-li-io-agv- hhla-web.pdf>. Acesso em 02 Mai. 2020. Industria 4.0: Matéria jornalística exibida no programa Auto Esporte da Rede Globo de Televisão sobre a linha de montagem da Mercedes Benz em São Bernardo do Campo. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=NIJL5mdV4NU>. Acesso em 01 Mai. 2020. Departamento de Engenharia Eletrotecnica – Instituto Superior de Engenharia do Porto - Portugal. Artigo descrito em 2014. Disponível em: < http://ave.dee.isep.ipp.pt/~lbf/LABSI/Projectos_13_14/AGV_seguidor_linha2/NetPag e/index1.html >. Acesso em 09 Mai. 2020. Turk Artigo sobre implantação de sistema AGV com RFID em 2016. Disponível em: < https://www.turck.com.br/static/media/downloads/more21652e.pdf>. Acesso em: 18 Abr. 2020. https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/agvs-encontram-o-seu-caminho/35024.article?adredir=1 https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/agvs-encontram-o-seu-caminho/35024.article?adredir=1 https://www.ssi-schaefer.com/pt-br/setores-de-mercado/healthcare-cosmetics/hub-natura--665612 https://www.ssi-schaefer.com/pt-br/setores-de-mercado/healthcare-cosmetics/hub-natura--665612 https://www.pollux.com.br/blog/case-amazon-uso-de-robos-na-logistica-fez-dela-3a-maior-empresa-do-mundo/ https://www.pollux.com.br/blog/case-amazon-uso-de-robos-na-logistica-fez-dela-3a-maior-empresa-do-mundo/ https://www.konecranes.com/sites/default/files/download/kcn-casestudy-li-io-agv-hhla-web.pdf https://www.konecranes.com/sites/default/files/download/kcn-casestudy-li-io-agv-hhla-web.pdf https://www.youtube.com/watch?v=NIJL5mdV4NU http://ave.dee.isep.ipp.pt/~lbf/LABSI/Projectos_13_14/AGV_seguidor_linha2/NetPage/index1.html http://ave.dee.isep.ipp.pt/~lbf/LABSI/Projectos_13_14/AGV_seguidor_linha2/NetPage/index1.html https://www.turck.com.br/static/media/downloads/more21652e.pdf
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