Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 91 – Abril de 2004
Cover Page I
Volkswagen/Audi: modernização com segurança
Solda a laser e rede de segurança aberta fazem da fábrica – responsável pela produção do Fox, Golf, Audi A3– exemplo na utilização de tecnologias de ponta

Dados recentes divulgados pela Comissão Econômica para América Latina e Caribe (Cepal) mostram que a indústria automobilística é, atualmente, o principal foco de atração de investimentos estrangeiros diretos na América Latina. Brasil e México destacam-se por concentrarem a produção do setor, que cresceu a uma taxa superior a 5% entre 1990 e 2003. Para se ter uma idéia, seis das dez principais transnacionais instaladas na América Latina são do setor automobilístico, entre elas está a Volkswagen.

Exemplo desses investimentos estão na fábrica da Volkswagen/Audi, inaugurada em 1999 em São José dos Pinhais, no Paraná. No total, o complexo recebeu investimentos de cerca de US$ 1 bilhão. Inicialmente foram destinados US$ 800 milhões e em 2003 a fábrica recebeu mais US$ 200 milhões para a implantação da linha do Fox, novo modelo compacto da VW desenvolvido inteiramente no Brasil.

Tantos investimentos fizeram com que, em menos de cinco anos, a fábrica atingisse a marca de 400 mil veículos produzidos. Somente em 2003 foram 84,8 mil, somados Golf, Audi A3, Saveiro e Fox. Mais da metade da produção, cerca de 48 mil carros, foram exportados. “Desde o início já éramos modelo de automação no Brasil”, diz o analista de Manutenção da fábrica, Rodrigo Castro.

Com capacidade de produção de 550 carros por dia - ou o equivalente a 160 mil carros/ano - a fábrica apresenta ainda um layout pioneiro no grupo VW onde as áreas de produção convergem para o Centro de Comunicação, um prédio triangular onde estão concentrados os escritórios administrativos, jardins de inverno, cafeteria, agência bancária e refeitórios. O objetivo, segundo a empresa, é integrar todas as áreas e tornar mais rápido o fluxo de informações. Na parte de chão de fábrica está todo o processo, e na parte superior está toda a parte de transportadores, que leva as carrocerias de uma área para outra. Tanto o conceito quanto o layout da fábrica foram trazidos da Alemanha.

Aproximadamente metade da produção da montadora até agora foi exportada para todo o continente americano. A Volkswagen/Audi é a única fábrica do grupo a exportar Golf para o mercado americano e a primeira a produzir o Fox. Também em 2003, a fábrica venceu a concorrência mundial para exportar peças de reposição do Golf para países como Estados Unidos, China e países europeus – um negócio de US$ 10 milhões anuais.

A produção começa na Estamparia, considerada a mais moderna da América Latina. Lá, são fabricadas as peças metálicas que vão compor o carro, como portas, capôs, laterais, entre outras. As chapas de aço passam por seis etapas, onde são cortadas e moldadas, até serem transformadas em peças. Para garantir a qualidade dos componentes fabricados e a segurança dos empregados, o processo é todo fechado. Em 2003 a Estamparia passou a utilizar toda a capacidade da prensa, que é de 16 mil peças por dia.

Segundo Castro, a Armação - parte do processo onde as peças metálicas são unidas para formar a carroceria do veículo - é a mais automatizada da fábrica. “Ela possui menos mão de obra humana em relação à produção. A Estamparia também é uma área muito automatizada, mas trata-se, na verdade, de uma grande máquina que faz tudo. Não é uma automação em um nível de planta, com robôs e várias estações de transferência de peças, como na Armação”, explica.

A fábrica da Volkswagen/Audi destaca-se ainda como uma das pioneiras na utilização de solda a laser - tecnologia que oferece mais precisão que a solda tradicional. Com a chegada da linha do Fox, em 2003, a Armação ganhou cerca de 140 robôs exclusivos para esta linha. Somados aos demais, no total, a fábrica passou a ter 270 robôs. Desses, cerca de 250 estão na Armação. “Mesmo a linha do Golf, que é a mais antiga da fábrica, ainda tem tecnologias que hoje em dia não são comuns em outras empresas, como laser, sistemas de segurança, entre outros”, diz Castro.

Ele conta que o projeto da nova linha do Fox foi desenvolvido pela planta Anchieta da VW, em São Bernardo do Campo, São Paulo, e aceita pela Volkswagen/Audi. “Surgiram algumas divergências, já que muitos queriam uma planta igual a antiga. Isso era impossível porque a linha antiga do Golf não tinha o SafetyBus (rede de segurança da Pilz, destinada à transmissão de dados de segurança, realizada por pacotes de softwares certificados por entidades internacionais ), e haviam outras tecnologias que ainda não estavam disponíveis na época. No final, acabamos chegando a um consenso”, explica.

Antes, onde hoje está a linha do Fox, havia a linha do Audi, que era separada da do Golf. “Como a plataforma é a mesma, para ter espaço e colocar a linha do Fox, tivemos o trabalho de integrar o Audi à linha do Golf. Tiramos estações inteiras de uma determinada área, desmontamos toda a linha e, para reduzir custos, reutilizamos parte dela”. Muitas coisas necessárias, que faziam parte do processo, foram integradas à linha do Golf. “A integração Audi/Golf foi feita em 2002 num tempo recorde: cerca de três meses. Foi aí que começaram a construir a linha do Fox”, explica Castro.

Mesmo depois da inserção da nova linha, a fábrica continuou com a mesma capacidade produtiva de antes. A fábrica da Volkswagen/Audi foi projetada para três linhas: Golf, Audi e Passat. “Como o Passat não veio, a capacidade de produção continuou para três carros. Se olharmos em termos de capacidade produtiva, a linha do Audi era de 30 a 50 carros por dia, no máximo 100, considerando que trata-se de um produto seletivo. Então, a produção do Audi foi comportada para a linha do Golf - feita para produzir um volume maior de veículos”, conta. Já a linha do Fox foi projetada para produzir muito mais carros que a linha do Audi. “Hoje nós temos, em relação à linha anterior, duas linhas com a capacidade muito superior, quase idênticas em produção”.

Caso ocorra algum problema técnico na linha de produção de algum modelo (Golf, Audi ou Fox) a fábrica aumenta a produção de outro para compensar. O que torna difícil, segundo Castro, mensurar quantos carros de determinado modelo são produzidos por dia. “Tudo depende também da demanda do mercado, e das peças disponíveis”, conta.

No caso do Fox, por exemplo, que acabou de lançar um modelo com quatro portas, a produção ainda está crescendo. “A programação para essa linha - armação inteira - é de 700 carros por dia”, conta. Hoje a fábrica trabalha com dois turnos. “A tendência é abrir uma terceira turma, conforme a demanda e o mercado. Se vendemos, produzimos!”, diz Castro.

Durante a mudança das linhas, todos os funcionários da área de manutenção - cerca de 60 - estavam envolvidos. Houve ainda uma ajuda de toda a parte de engenharia e a contratação de algumas empreiteiras. “Não tem como fazer tudo isso somente com pessoal interno. Integramos a manutenção ao pessoal das empreiteiras e, na medida do possível, trocamos experiências, conhecimentos e tentamos resolver os problemas juntos. Para a integração especificamente não houve treinamento, porque não houve mudança de tecnologia. O treinamento foi necessário apenas com a vinda do Fox”.

Castro ao lado de um gerador com seis cavidades e cristais que geram a radiação a laser, que chega até o robô por meio de uma fibra ótica

A segurança

Desde o início, a planta Volkswagen/Audi utiliza sistemas de segurança da Pilz. “Ela já trabalha com a VW mundialmente, e está presente na Alemanha há 56 anos e o sistema que utilizamos é simples, relativamente barato e muito eficiente”, conta o Castro.

Segundo o supervisor de vendas da Pilz do Brasil, Maurício Guimarães, a Volkswagen/Audi sempre se mostrou uma empresa preocupada com segurança, “além de cumprir as normas específicas internacionais, européias e nacionais – segue suas próprias normas BV (1969), direcionadas para automação”, diz. É a norma que direciona a empresa, dando meios para a utilização de equipamentos apropriados.

Guimarães, conta que a Pilz - juntamente com a engenharia da Volkswagen/Audi - iniciou um trabalho no Brasil, baseando-se em experiências na Alemanha, para adequar os produtos às normas de segurança de cada aplicação. Hoje, a Volkswagen/Audi trabalha com um sistema de supervisão não centralizado: tudo está em rede. “Você possui uma rede específica para automação e uma outra para segurança. Desta forma, os CLPs e os sistemas de automação e segurança conversam entre si, e tudo pode ser jogado para um sistema de supervisão, que dá meios pra saber tudo o que está acontecendo na linha”, diz Maurício. “As redes de comunicação Interbus, Profibus integradas, somadas à SafetyBus conversam entre si, sendo a Rede SafetyBus responsável pela segurança da fábrica em caso de falha”, completa Castro.

A rede SafetyBus, permite o conceito de instalação descentralizada possibilitando com que alguns CLPs distribuam a segurança para outras áreas bem definidas da fábrica, eliminando a necessidade de utilização de várias CPUs com grande redução nos custos de fiação. “Isso reduziu bastante o custo de instalação. Não há a necessidade de passar cabos para todos os lados”, enfatiza Castro.

Antes da instalação da linha do Fox, a fábrica possuía na Armação apenas dois CLPs da Pilz, utilizados nas partes móveis, onde são montadas as portas. “Todo o sistema de segurança de emergência, com scanners a laser, portas de proteção, limites de segurança etc, é controlado com equipamentos Pilz. Com a entrada da linha do Fox aumentamos para dez o número de CLPs de segurança nesta área”, explica Castro.
Módulos remotos (detalhe)

O CLP central possui toda a parte de programação e toda a lógica de segurança. Através do SafetyBus, é possível estender esse controle para outros módulos espalhados estrategicamente pela fábrica. “Você pode ter o CLP numa área afastada e os módulos de entrada e de saída de segurança numa área mais remota, sem a necessidade de passar vários cabos”, explica Castro. Segundo ele, se a empresa não possuísse o SafetyBus seria preciso sair do CLP com vários cabos por toda a área. “Com o SafetyBus eu levo o módulo - que deveria estar junto com o CLP - para o mais próximo possível do equipamento, e saio somente com a parte grossa de cabeamento. Posso então, colocar o módulo ao lado da máquina e utilizar apenas meio metro de cabo”, diz.

No caso da Volkswagen/Audi, os CLPs de Segurança Pilz controlam toda a segurança da área. Os produtos de segurança Pilz garantem ainda a integridade da cabine a laser. “Se houver alguma porta aberta, ou algum problema de segurança em relação à cabine, este sistema não vai permitir que os robôs operem”, enfatiza Castro.

Guimarães complementa, a Segurança de Máquinas, Equipamentos e Processos em Geral é orientada por normas nacionais e internacionais específicas, que determinam a categoria de risco, e conseqüentemente a arquitetura do projeto.

No caso do sistema de segurança da Volkswagen/Audi, existem em determinadas partes dois elementos (redundância) de segurança, com funções de autoteste controlando os mesmos pontos. Caso um dos elementos falhe, o outro interage e pára, evitando o acidente e garantindo a integridade do sistema.

“Você tem certeza de que, se houve alguma falha, ele vai parar numa situação segura e não vai acontecer um acidente”.

Maurício Guimarães, da Pilz. Módulos remotos (a esq.) e CPU de segurança da Pilz (a dir.) - interligada com os módulos ela vai processar todas as informações via SafetBus

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