Edição 79 - Controle & Instrumentação

Em 2003, ela completa 50 anos de Brasil e de contribuição para a indústria automobilística nacional. Responsável pela produção de sucessos como o Fusca, o Gol e a Kombi, há um pouco mais de um ano a Volkswagen do Brasil investiu R$ 2 bilhões na construção da unidade mais avançada tecnologicamente do país: a Nova Anchieta. Localizada em São Bernardo do Campo, São Paulo, a nova linha de montagem é responsável pela produção do Novo Polo, carro de plataforma mundial da VW.

Hoje, a fábrica, que passou uma reestruturação física, conta com avançadas tecnologias, modernos processos de produção e alto nível de automatização – são cerca de 400 robôs, solda a laser e pintura automatizada, entre outros. “É uma fábrica que trouxe um ganho de mais de 20 anos em termos de modernização para a planta Anchieta”, diz o gerente de Processos da Nova Anchieta, Gilberto Teixeira.

Segundo Teixeira, o projeto foi desenvolvido numa parceria entre os profissionais técnicos da Volkswagen do Brasil com a matriz da empresa, na Alemanha. “Alguns profissionais brasileiros ficaram muito tempo na Alemanha para acompanhar este desenvolvimento e depois fazer a implantação aqui”.

Tanto o desenvolvimento das duas versões do Polo, produto da Nova Anchieta, como da fábrica foram projetos realizados em parceria entre técnicos e engenheiros da Volkswagen do Brasil com a Alemanha. “A diferença é que o projeto da fábrica foi comandado e implementado pela Volkswagen do Brasil. São coisas distintas: eles têm o domínio do produto e nós temos o domínio do projeto e da implantação da fábrica", ressalta Teixeira.

Solda a laser, ilhas robotizadas na armação, automatização na linha de pintura, uso de palm tops para controle da produção em tempo real, montagem por sistema modular e transportadores de carrocerias que se adaptam à altura do empregado, são algumas das inovações que fizeram com que a Nova Anchieta conseguisse economizar um terço do tempo que era necessário na antiga linha de montagem.

As inovações

Uma das novidades da fábrica é a utilização de um sistema denominado FIS - Fertigung Infomation System. O FIS é um Sistema de Informação para a Produção que possibilita a montagem do veículo, desde de a armação - onde nasce a carroceria - até a montagem final. “É um sistema de grande porte que comunica, através de etiquetas colocadas no carro, todas as informações para que a armação possa montar o veículo”, diz a engenheira de Processos, Débora Agráz Cutino Nogueira, responsável pelo desenvolvimento, estudo e implantação da parte dos sistemas que auxiliam a comunicação interna, a leitura, a difusão de dados.

Segundo Débora, as etiquetas utilizadas pelo FIS, conhecidas como etiquetas TPS, são coladas no carro na armação rebitada e disponibilizam todas as informações necessárias para a montagem do veículo durante o processo. Estas etiquetas possuem um kennumber, que é o número com o qual é marcado o nascimento do carro - como se fosse um RG – e possui informações básicas contidas num código de barras, que é lido durante todo o processo. Alguns pontos específicos da linha de montagem possuem scanners que lêem estas informações e indicam que decisões devem ser tomadas, sejam manuais ou automatizadas. “Isso é feito ao longo do processo, igualmente na pintura e na montagem; o que muda são os meios. Lá, são etiquetas TPS, na pintura é uma etiqueta keko, que tem os seus barcodes”. Os pontos de leitura do kennumber, chamados de DCPs - Data Capture Points, variam de área para área de acordo com a necessidade. O pessoal da logística, que fica em uma sala específica, consegue ver toda a parte de produção de carros e localizar, se preciso, o carro que quiser.

O FIS funciona com um sistema de gerenciamento para a produção, que auxilia tanto o pessoal de logística quanto o de processo. Ele informa toda a listagem do carro e, de acordo com as áreas, vai lançando e disponibilizando novos dados. Os DCPs captam as informações de onde o carro está: na armação, na pintura ou se está no processo final. Nos pontos de DCPs que têm operador; se por acaso falhar o scanner, o operador digita o número que está na etiqueta TPS. “Acontece que existem pontos que estão no alto e não têm operador, para isso nós temos cerca de 10 pontos com câmeras, que permitem, da sala de controle, que outros operadores possam ver on line. Se o carro passou e o scaner não leu, libera-se um alarme para os operadores e eles automaticamente verificam onde está parado. Basta olhar na tela, digitar o número da etiqueta e liberar a linha”, diz Débora. Isso evita a parada de produção, de processo e a perda de produção. O fornecedor dos DCPs foi a empresa CSI, e a parte de software foi elaborada pela ICS da Alemanha.

Transportadores de carrocerias que se adaptam à altura do empregado

Sem perder tempo

Com o FIS, muitas peças não ficam em estoques. “Trabalhamos com o Just in Time (JIT). Isso facilita bastante, inclusive para a parte financeira, porque não é vantagem pra ninguém ter estoque de peças, a não ser peças críticas, necessárias em caso de emergência. E quem ”starta" o JIT é o FIS", explica Débora.

A Nova Anchieta possui pontos específicos dentro do FIS que dão um sequenciamento definitivo para os carros na linha de produção. “Não podemos garantir que um carro que nasce na armação, vai chegar na mesma sequência na montagem final. Muitos carros são tirados para serem auditados, por exemplo”. Existe, um ponto específico do FIS onde os carros entram em sequência definitiva. Na hora em que ele passa por esse ponto, o FIS “starta” todos os fornecedores JITs - sejam eles internos ou externos, que recebem uma comunicação dizendo que ‘determinado carro, que vai precisar de tais peças já entrou em processo’. Então o fornecedor já coloca estas peças em ordem e manda em lotes para a fábrica, de acordo com a necessidade. Quando o carro chega na montagem final, as peças estão certas para a montagem.

Antes de entrar em sequenciamento definitivo é preciso saber se tecnicamente não houve nenhum problema para segurar o carro no depósito. Se houver um fornecedor com problemas para entrega de material, é colocado este impedimento no sistema, e o carro é retido no depósito até a regularização desta situação. Quando este problema for resolvido, a logística retirará do sistema este impedimento, começando a liberar os veículos automaticamente em Fifo - First In First Out. “Os primeiros a ficarem bloqueados são os primeiros a saírem, para evitar perda de produção na montagem - senão poderá acarretar falhas no processo e a linha poderá parar por falta de peças”, ressalta Débora.

O supervisório

Além do FIS, a fábrica possui um sistema supervisório implantado para ajudar a manutenção e para detectar problemas que podem ocorrer no processo. O sistema supervisório utilizado na Nova Anchieta também foi montado pela equipe brasileira. “Trata-se de um software que já existe no mercado, porém, que teve que ser adaptado às nossas instalações”, lembra Débora. “Temos ligado nesse supervisório as máquinas, PLCs, os micros de solda, tudo o que tiver no chão de fábrica relacionado ao processo está ligado em rede, e esta rede manda todas as informações para o supervisório”.

Muito utilizado pela maioria das indústrias, na automobilística o supervisório não funciona diferente: é ele quem diz o porquê o processo parou, por quanto tempo, onde está o maior problema, quanto isso reflete em perda de produção, aponta as responsabilidades, se foi uma parada técnica ou não, entre outros. É com ele que cada gerente consegue, por meio de rede, dizer qual está sendo o entrave do processo. “Este é um sistema inteligente porque consegue dizer, num relatório ou num gráfico, quantas paradas foram técnicas, quantas foram por problemas de emergência ou administrativos. Se você considerar tudo como parada, você perde totalmente a referência”, lembra a engenheira.

Na Nova Anchieta os supervisórios ainda não estão 100% em funcionamento. “Hoje, podemos dizer que temos 85% dele funcionando, pretendemos entregá-lo 100% em junho. Há algumas coisas que ainda estão sendo ajustadas”, diz Débora.

Tela mostra - on line - o que passa por um dos pontos DCPs com câmera

O controle das peças

E, por fim, o sistema Pluma, de chamada de peças, que viabiliza o processo. “Imagine um processo com certo número de peças em caçambas ou em algum outro meio e que vão acabando à medida em que os carros são montados. Este sistema permite que não se criem falhas no meio da produção, ou seja, que se faça o re-carregamento dessas peças sem que a produção sinta, sem que haja perda de tempo e, conseqüentemente, de veículos”, enfatiza a engenheira.

O Pluma, segundo Débora, é um sistema que a VW do Brasil já tinha, não foi criado para o Polo – mas foi adequado para atendê-lo. “É ele quem controla o abastecimento da linha de produção com algumas peças. As peças têm um número de barcode, que também é lido através de scanner e passado para o depósito, que vai abastecendo a linha de acordo com as necessidades”, explica. Com este processo, o sistema vai dando baixa para a logística, que vai solicitando mais peças para o fornecedor.

O supervisor da Engenharia de Manufatura - Armação da VW, Orlando Giusti, ressalta que a nova fábrica reduziu consideravelmente o tempo de produção por veículo: a cada minuto sai um carro pronto. “Com toda a automação, o processo de produção de um carro foi reduzido de 12 para 8 horas, diz. Débora lembra ainda que os três sistemas instalados na nova fábrica não foram Turn Key. “A matriz nos direciona naquilo que realmente temos que implantar na fábrica. Podemos dizer que o conceito foi Turn Key, mas a execução na planta foi feita pela Volkswagen do Brasil”.

Ela explica que o conceito do FIS faz parte do Konzern da VW, ou seja, como ele funciona, o que ele pode atender, quais são os seus recursos, entre outros. “É um sistema que nos oferece uma variedade de recursos mas, para trazê-lo para o Brasil, tivemos de saber trabalhar com ele, adaptando-o ao nosso processo”.

Foi aí que, segundo Débora, entrou a engenharia brasileira - com o planejamento de fábrica - que se juntou às engenharias específicas de processo - armação, pintura e montagem final, as áreas de logística e tecnolgia da informação. “Trabalhamos em equipe porque conhecíamos o processo, sabíamos como ele iria funcionar, mas precisávamos saber também do processo, quais eram as necessidades pra que esse carro realmente atendesse a todo o movimento”, lembra.

A Armação

A Nova Anchieta, atualmente, trabalha em dois ou três turnos, por causa do período de baixa demanda. Mas os engenheiros ressaltam que o processo, as linhas de produção, foram feitas para atender 24 horas. Caso seja necessário, a fábrica passa para três turnos diretos com facilidade, sem implicar em nenhum problema de processo - seja na parte de linha, seja na parte de sistema.

“Alguns setores, por motivo de exportação, estão trabalhando os três turnos”, diz Orlando.

O nível de automação da fábrica, segundo ele, foi uma decisão da diretoria da Volkswagen, que utilizou critérios técnicos de ganho qualitativos e sociais. “Somente na minha área - a de Armação - temos hoje 300 robôs instalados, que fazem operações de solda. Seja solda ponto, seja solda mig ou laser”, diz.

O ponto alto em tecnologia da área de Armação é uma cabine de solda a laser que garante a geometria do carro na junção dos seus componentes: teto, lateral e plataforma. “Esta cabine faz toda a junção do teto com a lateral, da lateral com a plataforma, através de um componente de solda que nós chamamos internamente de cordões geométricos porque faz a amarração dessa geometria. Depois, o carro passa por uma linha sequencial de solda”, diz.

A solda a ponto também é feita com equipamento de última geração e Orlando ressalta que a solda mig (com equipamentos de última geração) é “limpa” (com quase nenhum respingo). “Como trabalhamos com chapas zincadas, em cada dupla face a solda mig não queima toda a área zincada. Ela consegue manter uma grande porcentagem dessa pigmentação de zinco”, diz.

A nova cabine para solda a laser também já está instalada em outras plantas da empresa que produzem o Polo. “Para solda de veículos, a solda a laser começou a ser utilizada na fábrica de Curitiba, mas numa proporção muito menor para o Golf e para o Audi. Agora, para o Polo, considerando a proporção, são cerca de 5.800 mm de solda a laser na carroceria dentro do carro, é o maior volume linear de solda que temos conhecimento na América Latina”, diz Orlando.

Painel instalado na fábrica diz como anda a produção

Toda a área de Armação da Nova Anchieta tem cerca de 300 funcionários por turno sendo que, para as linhas automáticas, existem especialistas que pertencem à produção, mas com perfil de pessoal de manutenção. Estes foram contratados com grau superior e conhecimento em eletrônica para que possam monitorar e fazer com que a linha funcione perfeitamente. Na manutenção, a empresa possui funcionários com o mesmo perfil, para que possa ter o mesmo nível de trabalho e conhecimento. “Todo um treinamento preliminar foi feito junto aos integradores. Mandamos equipes para a Europa para poder fazer um treinamento no fornecedor para a solda a laser e também trouxemos fornecedores das outras máquinas de solda e aplicativos de programa operacional para que fossem ministrados treinamentos internos”, ressalta Orlando.

Na área da Armação, foram quatro os integradores responsáveis por fazer toda a instalação: a Volkswagen de Braunschweig, que fez a instalação de parte da plataforma; a Expert/Gerlach, que fez a instalação da outra parte da plataforma; a FATA, empresa italiana que fez a instalação da linha da lateral (em todas existem operações automáticas, robotizadas e alguma coisa manual ainda, numa proporção de 70% automática e 30% manual); e o departamento interno de Ferramentaria da Volkswagen do Brasil. “Nosso departamento de Ferramentaria fez a linha de carroceria. Foi a responsável por trazer a solda a laser, instalar e ajustar; fabricou e instalou todas as linhas automáticas para produzir portas e tampas traseiras e dianteiras. Também as instalações de montagem depois da carroceria pronta e soldada, como a colocação das portas e tampas, além do ajuste e funilaria final do carro, antes da pintura”, diz.

Para facilitar a interface entre os equipamentos e a VW, foi definido como padrão de rede o Interbus. Entre as vantagens, estão as reduções nos números de conexão e painéis, com a utilização dos módulos IP-67 (Rugged Line e CDIO) nas células de solda, bem como a redução no tamanho dos painéis da área de Armação devido ao uso de módulos ST e Inline compondo pequenas ilhas de I/Os distribuídos na medida certa da aplicação. Outras vantagens foram o sistema preciso de diagnóstico DIAG+ da rede Interbus e a padronização das instalações, assim a pessoa treinada em determinada área pode ser transferida para outra sem problemas, permitindo versatilidade das equipes.

Uma nova rede

Para atender a Nova Anchieta, devido ao volume de automação, houve a necessidade de implementação de uma nova rede de fábrica. “Devido ao aumento de automação, houve a necessidade e a preocupação de termos uma rede que realmente atendesse o chão de fábrica, que fosse exclusiva dele”, conta Débora. Para a nova fábrica então, a Volkswagen do Brasil construiu uma rede chamada Backbone, com tudo funcionando em Fast Ethernet.

“Imagine uma rede fisicamente única, que passa pela fábrica inteira, virtualmente, com vários canais. Hoje, os dados de todos os pontos que estão ligados dos FIS estão numa única VLAU. Em uma outra, só trafega o supervisório; em outro só trafega o Pluma, e assim por diante”, enfatiza a engenheira. Todas estas precauções foram tomadas para que não ocorra o congestionamento da rede. “É interessante que os sistemas fiquem com seu meio”, conclui. A nova rede também possui bloqueios, para evitar que funcionários do escritório interfiram em algo no chão de fábrica. Somente as pessoas com permissão conseguem entrar.

Atualmente, o FIS possui cerca de 400 pontos de rede; o supervisório, 270 pontos; e o Pluma cerca de 50 pontos - considerando algumas adaptações para a produção do Polo. O sistema supervisório, que veio da empresa GefaSoft, funciona basicamente através dos PLCs e equipamentos de chão-de-fábrica. Cada robô tem o seu PLC, com placas Ethernet e protocolo TCP-IP. Já o FIS possui um protocolo específico, que é o PMon.

A Nova Anchieta também possibilita que cerca de 1000 modelos ou mais de Polos sejam feitos na mesma linha de processo. O cliente não é mais obrigado a comprar um carro por pacote. O cliente escolhe o que ele quer ter no carro e paga por aquilo que colocar nele. “ O sistema foi desenvolvido e está pronto para receber este tipo de conceito. Já está pronto para atender esta necessidade de mercado”, ressalta.

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