Oficina de pintura 4.0

Nick Holt visita o centro de tecnologia da Eisenmann em Holzgerlingen próximo a Stuttgart, para obter uma prévia da mais recente tecnologia de pintura antes da sua instalação na fábrica da Daimler em Kecskemét

Os deslizantes utilizados para transportar carrocerias de veículos através dos vários estágios de revestimento e secagem na oficina de pintura são vistos como um fator limitante para o aumento da produtividade e melhoria da eficiência. Estes deslizantes de aço pesados (cerca de 200kg) requerem limpeza frequente e são de outra estrutura, além da carroceria do veículo, que deve ser aquecida e resfriada, exigindo, portanto, maior consumo de energia. A solução da Eisenmann elimina a necessidade de dispositivos deslizantes com seu sistema de trilhos VarioLoc montado no piso modular. Ela utiliza motores elétricos autônomos e individuais para movimentar cada veículo através do processo de revestimento e do forno de secagem, evitando a necessidade de sistemas de correntes lubrificadas.

Jörg Robbin, vice-presidente de desenvolvimento de produtos de sistemas automotivos da Eisenmann, explica os objetivos da empresa ao desenvolver o sistema VarioLoc: “A flexibilidade é muito importante para nós. É nossa prioridade, nossa diretriz. Queremos combinar hardware flexível com software inteligente para o benefício do cliente. Este é o nosso entendimento da indústria 4.0 e também a nossa prioridade em tudo o que fazemos.”

Simplificar a forma atual da oficina de pintura foi o ponto inicial. “Nós realmente pensamos em racionalizar os processos e como podíamos economizar energia”, acrescenta. “Esses deslizantes, por exemplo. Nós esquentamos os deslizantes e depois de cada etapa do processo nós temos que resfriá-los novamente, e isso é desnecessário porque nós só precisamos da carroceria do carro pintada no secador. Assim, temos a oportunidade aqui de deixar de fora tudo o que você não precisa. Tudo o que desperdiça dinheiro e isso exige muito esforço quando se trata de manutenção.”

Este sistema oferece um alto nível de precisão em termos de posicionamento do veículo em qualquer ponto do processo. Cada carroceria de carro tem seus próprios controles; seu próprio sistema inteligente através do VarioLoc no qual ele é montado. Uma faixa de código de barras corre ao longo de toda a extensão do trilho através da oficina de pintura e isso permite que a posição precisa da carroceria seja monitorada e controlada. Esses sistemas inteligentes vão desde os pré-tratamentos até a secagem e a empresa re-projetou esse último estágio com seu forno inteligente.

Um piso modular no sistema de trilho de VarioLoc remove a necessidade de deslizantes

O engenheiro de processo Jonas Eckhart explica algumas das características do novo forno de secagem e como o sistema VarioLoc melhora a eficiência deste estágio do processo: “Na parte principal do forno temos a grande câmara de combustão e um permutador de calor, e assim geramos o ar quente dentro da parede [do forno]”, ele começa dizendo. “Os ventiladores são implementados a partir do topo, assim todas as peças que precisamos – o ventilador, o queimador, os filtros – tudo é instalado dentro da parede do forno. Isso significa que não precisamos de caixas de aquecimento e nenhum trabalho de duto adicional [externo].”

Eckhart observa que: “Cada duto que você tem em uma fábrica tem perdas de pressão. Isso significa que, se tivermos menos trabalho de duto, podemos economizar ou reduzir as perdas de pressão. Além disso, cada superfície que temos no forno apresenta perda de calor, e assim, se você tem menos superfície [área], também economiza energia. Outra vantagem é que podemos economizar muito espaço na fábrica. Um forno convencional precisa de uma segunda plataforma, e aqui não temos essa plataforma. Nós apenas temos o forno e assim podemos economizar o espaço em cima do mesmo.”

Atingindo o ponto

O forno é dividido em zonas de aquecimento e o sistema VarioLoc permite um movimento e posicionamento muito precisos da carroceria do veículo à medida que ela passa pelo forno.

“A carroceria de carro é rastreada através do forno e temos pelo menos seis [zonas] no forno que podem estar em diferentes temperaturas, isso nos permite aquecer a carroceria do carro lentamente”, explica Eckhart. “Isso torna a qualidade melhor. Além disso, temos vários tipos diferentes de pulverizdores e em cada zona a configuração do pulverizador é diferente, assim podemos direcionar e aquecer as grandes peças pesadas da carroceria do carro [pilar A, pilar B e pilar C] na mesma velocidade em que podemos aquecer as portas, por exemplo, porque as portas são muito finas.

“Nosso objetivo é aquecer toda a carroceria do carro na mesma velocidade ou ao mesmo tempo, e não muito rápido. Se aquecermos a carroceria do carro muito rapidamente, a tinta terá muitos problemas de qualidade. Além disso, sabemos a posição do VarioLoc em todos os momentos e o tipo de carroceria de carro. Alguns produtores têm dez, 12 carrocerias de carro diferentes [produzidas] em uma fábrica, assim sempre sabemos qual é a carroceria que está em cima do VarioLoc. Também podemos monitorar os intervalos de manutenção do sistema, por exemplo, o VarioLoc envia as informações sobre o tempo e a distância de operação de um motor para que possamos enviá-lo para a plataforma de manutenção, caso necessário.”

Mantendo o controle

Para controlar todos esses sistemas inteligentes, a empresa desenvolveu seu E-MES (Eisenmann Manufacturing Execution System). Daniel Hartmann, diretor de vendas e marketing da ENISCO (Eisenmann Industrial Software Company) explica o que o sistema faz. “Primeiro de tudo, monitoramento de equipamentos”, ele começa dizendo. “Qual é o status do equipamento, seja na oficina de pintura, qual é o status dos meus VarioLocs, qual é o status de outros transportadores, qual é o status do equipamento no processo como no forno inteligente? Temos algum problema com ele?

“Com base nessas informações, a manutenção é uma questão importante. Apoiamos a manutenção reativa, por isso, se algo falhar, fornecemos as ferramentas de manutenção para resolver o problema. Dizemos aos funcionários exatamente quais tarefas eles devem executar e fornecemos todas as ferramentas necessárias, como manuais, planos eletrônicos, desenhos, instruções e etapas para concluir a tarefa de manutenção.

“O próximo passo é a manutenção preditiva, que é algo no qual estamos trabalhando agora. Coletamos todos os dados [operacionais], por isso, se tivermos quaisquer incidentes ou falhas, essas informações estão em nosso sistema. Também vemos todos os parâmetros de entrada variáveis. Como usamos este dispositivo? Por exemplo, para um motor, quanto tempo ele foi dirigido e em que frequências? Todas essas informações são salvas em nosso sistema. Assim, com base nesses dados, podemos fazer monitoramento de condições e prever falhas.”

“Precisamos de facilitadores, de tecnologia que nos dê a oportunidade de realmente liderar o setor da indústria 4.0” – Stefan Schubert, Daimler

Hartmann observa que o sistema também fornece gerenciamento e rastreamento de fluxo de material, sendo este último milimetricamente exato graças ao código de barras nos trilhos VarioLoc. “Nós sabemos exatamente onde está a carroceria do carro [em qualquer parte do processo]. Assim, todos os valores de processo da oficina de pintura – por exemplo, valor de pH, temperaturas, correntes – podem agora ser rastreados e vinculados à carroceria individual do carro.” Ele ressalta que essa informação permite que qualquer problema com qualquer veículo seja examinado em detalhe e identificado em uma posição exata durante o processo.

A gestão da qualidade é uma grande parte do software, de acordo com Hartmann. As informações de qualidade são coletadas e armazenadas em um sistema central de nível superior, portanto, quando o E-MES está controlando a fábrica completa, ele oferece uma visão da oficina, bem como da oficina de pintura e da operação da linha de montagem.

Uma parceria técnica

Eisenmann recebeu o contrato para a nova oficina de pintura da Kecskemét em 2016. Segundo Stefan Schubert, da Daimler, as empresas tinham dois anos para encontrar soluções técnicas viáveis para a nova fábrica. “Testamos as soluções e decidimos usar esse novo sistema”, lembra ele. “Para nós da Daimler, é importante, quando se trata da indústria 4.0 ser pioneira, liderar o campo. Assim, precisamos dos facilitadores, a tecnologia que nos dê a oportunidade de realmente estar liderando o campo.

“Existem vários processos e tecnologias envolvidos nisso. Escolhemos o VarioLoc [sistema] porque é um ótimo exemplo do tipo de tecnologia que pode ser desenvolvida.”

Schubert explica algumas das prioridades no processo de desenvolvimento: “Seu [nível de] complexidade é importante. Todos os nossos veículos devem ser movidos sobre uma superfície. A manutenção é importante. Assim, precisamos manter o processo de limpeza, o processo de manutenção e tudo o que estiver envolvido nos mínimos detalhes. A inovação e a conservação de energia são muito importantes para nós… e, como um OEM, também precisa ser eficiente em termos de custo, é claro.”

Enquanto o sistema VarioLoc já está sendo usado em diferentes aplicações com outros fabricantes, o projeto em Kecskemét seria a primeira vez que ele seria usado para todos os processos de superfície, e isso representaria vários desafios. Schubert destaca a atenção que precisava ser dada ao layout do processo, à tecnologia de padronização e controle, ao layout da fábrica, manutenção de equipamentos e segurança do trabalhador. “Para os requisitos do processo, era realmente importante ver que um movimento sem deslizamento seria benéfico”, diz ele. “Tivemos que dar uma olhada em cada processo e garantir que não perderíamos nada.

“O VarioLoc é um sistema de monotrilho e precisa ser 100% estável. Isso significa que, sempre que entramos em um workdeck, precisamos ter certeza de que não há movimento lateral e encontramos uma solução muito inteligente para fazer isso. Considrando a flexibilidade da carroceria e o design, o VarioLoc torna agora possível montar todas as carrocerias e estamos convencidos de que estamos agora preparados para os futuros modelos de automóveis.

“Obviamente, queríamos uma taxa de falhas muito baixa, por isso a manutenção precisa ser muito mais simples. Agora eu não tenho mais esses enormes deslizantes de aço e isso facilita a limpeza de todo o processo, além de ser mais ecológico.

Com a sua oficina de pintura em Kecskemét, a Daimler destacou a importância do pioneirismo na tecnologia da indústria 4.0

“E, é claro, segurança. Queremos que nossos funcionários trabalhem com segurança e o VarioLoc é muito seguro. No entanto, ele se movimenta no centro de um workdeck e precisamos treinar nossos funcionários para lidar com esse sistema”, explica Schubert.

O edifício para abrigar a oficina de pintura não exigiu mudanças significativas para acomodar o sistema VarioLoc, de acordo com Schubert, mas a capacidade para adicionar curvas no fluxo do processo e orientação e posição do veículo tinha que ser considerada juntamente com a necessidade potencial de uma zona de amortecimento adicional. O layout do sistema também teve que considerar o fato de que as carrocerias dos carros tiveram que se mover da oficina de pintura para a linha de montagem e através de todos os estágios diferentes, incluindo quaisquer zonas de amortecimento.

É interessante ver como a Eisenmann e a Daimler trabalharam juntas para garantir que o sistema VarioLoc atenda a todos os requisitos da fábrica de Kecskemét. Há sempre um forte foco na padronização e simplificação dos processos de produção, e os fornecedores de sistemas apresentarão o que eles chamam de soluções “de chave na mão” e, até certo ponto, isto é verdade, mas este exemplo destaca como esses sistemas são desenvolvidos e ajustados para atender aos requisitos de um cliente ou local de fabricação específico.

Oficina de pintura sem deslizantes para veículos elétricos

Desde que a AMS visitou o centro de tecnologia de Holzgerlingen, Eisenmann anunciou que estaria construindo uma segunda oficina de pintura sem deslizantes (utilizando o sistema VarioLoc), desta vez para a DEARCC em Shaoxing, na província chinesa de Zhejiang.

Eisenmann diz que foi encarregado do projeto no verão de 2018 e que os primeiros veículos elétricos devem sair da linha no final de 2019.

O DEARCC produzirá um novo modelo E-SUV chamado ME7 na fábrica de Shaoxing. O novo carro é o primeiro modelo da marca de alta qualidade Enovate, lançado pela empresa em novembro de 2018.

Eisenmann observa que estará fornecendo uma zona de pré-tratamento e eletro revestimento equipada com os transportadores E-Shuttle 200, além de cabines de pulverização, secadores, decks de trabalho e os sistemas de purificação de ar de exaustão e ventilação. A oficina de pintura utilizará o sistema de controle de produção E-MES.

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