Fabricação Personalizada de Equipamentos Industriais: Quem os Constrói

Seu equipamento de fabricação substituiu o uso de produtos fabricados convencionalmente. Se seu cronograma de produção exigir ferramentas manuais especializadas para fabricar um produto, em situações onde a peça requer uma forma, estilo ou tempo de produção únicos, será necessário o uso de máquinas fabricadas sob medida. Este artigo aborda a definição de máquinas fabricadas sob medida, os principais fabricantes que fornecem esse tipo de equipamento, suas áreas de especialidade, custos associados a cada projeto, as várias definições da máquina personalizada, bem como os passos para encontrar e adquirir equipamentos de fabricação de um fornecedor.

Em resumo, equipamento industrial personalizado refere-se a máquinas desenvolvidas para uma aplicação ou produto específico. O equipamento industrial personalizado consiste em máquinas de montagem automatizadas, máquinas de propósito especial (SPMs) ou células de trabalho robóticas, mas também pode incluir bancadas de teste, sistemas de manuseio de materiais e linhas de embalagem. O mercado de equipamentos industriais personalizados é dividido em três grandes segmentos: (1) Fornecedores de plataforma global (como ABB, Siemens, Rockwell, FANUC e Yaskawa) que fornecem robôs e controles para personalização de uma máquina pronta para uso; (2) Construtores personalizados liderados por engenharia (como ATS Automation, JR Automation, Invio Automation, Advent Design e DWFritz) que fornecem soluções totais; e (3) Fabricantes offshore que fabricam equipamentos de máquinas conforme especificações, mas oferecem uma opção de custo mais baixo do que os fabricantes domésticos, representando uma diferença de custo de 30% a 50% em comparação com a fabricação local de máquinas.

O que conta como equipamento industrial personalizado?

Máquinas personalizadas situam-se entre dois extremos: uma máquina padrão que é fácil de comprar, mas difícil de implementar, e uma planta de produção totalmente integrada que é um projeto gigantesco com seu próprio processo de compra. Na prática, os clientes compram de uma das seis categorias:

A característica comum aqui é que a máquina é definida a partir das suas próprias especificações, e não do catálogo de um fornecedor. A geometria do componente, o tempo do ciclo, os requisitos de qualidade, o ambiente e as interfaces a jusante vêm todos da sua tecnologia. Portanto, a especificação é mais importante do que o nome do fornecedor.

Quem constrói equipamentos industriais personalizados?

A base de fornecimento consiste em três níveis, e a maioria das iniciativas passa por todos eles:

benlongkj é um exemplo do nível offshore bem reconhecido da seguinte maneira: um produtor da China que fabrica linhas de montagem automatizadas, sistemas de moldagem por injeção e produção de linhas especializadas. A empresa fornece seus produtos tanto diretamente para produtores quanto através de integradores. A eficiência de custos e os processos de fabricação são as vantagens deste fornecedor, cuja produção é automática e testada juntamente com o processo de fabricação. As desvantagens de tal fornecedor são a distância, a necessidade de especificação antes do contrato e a necessidade de ter um parceiro local para realizar a instalação do equipamento e fornecer a manutenção necessária. Na maioria dos casos, as soluções ideais são uma abordagem conjunta onde o integrador local é responsável pela primeira célula e manutenção, enquanto o produtor offshore obtém os pedidos para construir equipamentos de capital quando tudo está definido.

O mercado, e o que o equipamento personalizado realmente custa

A automação personalizada é um mercado grande e em rápido crescimento: em 2025, o valor do setor de equipamentos de engenharia de automação personalizada foi estimado em cerca de $5,7 bilhões. Além disso, especula-se que até 2032, valerá cerca de $10,5 bilhões com uma taxa de crescimento anual composta de aproximadamente 9%. A demanda por ele está concentrada em setores específicos e conhecer isso permite saber mais sobre a extensão dos preços que serão cobrados:

Faixas indicativas de preços para equipamentos nos mercados dos EUA e Europa:

O custo do equipamento não equivale aos custos do projeto. Deve-se considerar preparações para instalação, utilidades, provisão de segurança e o período de lançamento, quando não há produção em andamento. A disciplina de gerenciamento de projetos por trás de uma instalação suave é a mesma usada para paradas planejadas da planta, que nosso lista de verificação para paralisação da planta de fabricação cobre em detalhes práticos.

O que preparar antes de contatar um construtor

A qualidade da especificação define a qualidade da máquina. Antes da reunião inicial, prepare nove itens:

• Desenhos e amostras das peças do produto (incluindo tolerâncias e as possíveis variações das peças produzidas por esta máquina).
• Tempo de ciclo e taxa de produção (fornecidos como peças por minuto/horas por turno ou turnos e incluindo OEE).
• Requisitos de qualidade (o que deve ser medido, quais são os critérios para aprovação/reprovação, se é necessária uma inspeção 100% ou amostragem).
• Descrição do processo (explicando todas as operações que uma máquina deve realizar uma após a outra, incluindo as operações manuais que devem ser mantidas).
• Interfaces a montante e a jusante (como as peças são recebidas e entregues, como a máquina se comunica com outras).
• Ambiente (sala limpa, condições de lavagem, temperatura, poeira etc.).
• Utilidades e espaço (energia, ar, água etc.).
• Requisitos regulamentares (normas de segurança das máquinas, certificação elétrica e outros).
• Orçamento e cronograma (especificando a faixa de valores e o prazo para produção).

Com essas informações, o construtor poderá fazer uma cotação precisa. Se um construtor receber apenas uma ligação telefônica e uma fotografia, sua cotação mudará três vezes antes de ser entregue.

O processo de construção e aceitação, passo a passo

O programa eficiente de construção vinculada tem oito etapas consecutivas, cada uma das quais gera um entregável para economizar:

1. Conceito e viabilidade. Um contratante examina um sistema e apresenta um conceito junto com suposições. Entregável: diagrama conceitual e cálculos do tempo de ciclo.
2. Cotação e especificação. Uma proposta deve detalhar a máquina, suas ferramentas, sistemas de controle, recursos de segurança e toda a documentação relevante. Entregável: especificação assinada por ambas as partes representando proteção em caso de solicitações de alteração no futuro.
3. Revisão do projeto. A documentação técnica é revisada, incluindo desenhos técnicos, diagrama do sistema de controle, sequência de programação. Entregável: documentos de projeto assinados, incluindo a lista de peças.
4. Fabricação e testes preliminares. A máquina é construída na oficina do contratante e testada lá. Entregável: relatórios sobre a construção da máquina e, idealmente, vídeos das execuções de teste.
5. Teste de aceitação na fábrica (FAT). Teste formal da máquina na oficina do contratante. Entregável: relatório FAT assinado com cálculos do tempo de ciclo, rendimento e questões em aberto.
6. Envio e instalação. Contribuição do processo de entrega (embalagem, envio, instalação) realizada pelo contratante ou pela empresa que trabalha sob sua supervisão.
7. Teste de aceitação no local (SAT). Implementação do FAT no ambiente da sua empresa. Entregável: relatório SAT assinado.
8. Treinamento, documentação e garantia. Fornecimento de treinamento (operação e manutenção), fornecimento de peças sobressalentes, desenhos, programas de backup e termos de garantia.

Quanto à verificação no local, certifique-se de testemunhar quatro coisas antes de fazer o pagamento final. São elas: a máquina funciona corretamente na velocidade dada com suas peças instaladas; os sistemas de segurança foram testados; os dispositivos de medição são comparados com testadores conhecidos; toda a documentação é fornecida. Uma máquina que passou por essas quatro verificações continuará funcionando no futuro.

Como escolher um construtor de equipamentos personalizados

Existem sete critérios que distinguem um parceiro do risco do projeto, incluindo:

1. Especialização no processo exato. Solicite duas referências de instalações semelhantes à sua e ligue para as referências. Alegações de tempo de ciclo são fáceis de fazer, mas ter clientes que retornam é o desafio.
2. Capacidades de fabricação e engenharia internas. Uma empresa que projeta e constrói sua máquina e seus controles tem controle sobre o cronograma, enquanto um integrador puro pode ser um bom engenheiro, mas você precisa verificar quem é responsável em caso de atrasos de subcontratados.
3. Escolha da plataforma e controles. Escolha a plataforma que seu departamento de manutenção possa atender, que provavelmente será controles Allen-Bradley ou Siemens e robôs FANUC, Yaskawa ou ABB. A transição da automação total para parcial é uma questão de engenharia, e não de corte de custos.
4. Disponibilidade de engenheiros para serviço pós-venda. Pergunte quantos engenheiros trabalham na sua área, qual é o tempo de resposta e onde as peças sobressalentes estão localizadas. Não faz sentido a máquina funcionar em três turnos, mas esperar duas semanas para um especialista chegar.
5. Propriedade dos dados, IP e programas. Peça para receber muitos documentos, incluindo os códigos-fonte dos PLCs, programas para robôs, modelos CAD e backups.
6. Termos de pagamento. O marco de pagamento aplica-se à aprovação do projeto, FAT, SAT e treinamento. Pode ser alarmante depositar mais de 40% do custo esperado e não receber marcos.
7. O custo durante toda a vida útil da máquina. Calcule o preço que inclui peças sobressalentes, consumíveis, serviços e tempo de funcionamento. A máquina 120% é provavelmente mais barata que a máquina 100% porque ela funciona 120% mais que a outra.

Quando o manuseio de material faz parte do escopo — transportadores, alimentadores, paletizadores, AGVs — esse subsistema tem sua própria lógica de projeto e seu próprio conjunto de armadilhas, coberto em nosso soluções automatizadas de manuseio de materiais guia.

E se você estiver preparando um RFQ, enquadre os requisitos da maneira que compradores experientes fazem: nosso guia do comprador de linhas de produção automatizadas guia passa pelas perguntas que separam os construtores que podem entregar daqueles que só podem cotar.

Por último, tenha em mente o propósito do “custom”. Sua estação customizada deve reduzir um gargalo, não adicionar um. Assim, se uma máquina padrão pode realizar 80% da sua operação enquanto sua estação customizada lida com 20%, essa solução híbrida geralmente será menos custosa, mais rápida de instalar e mais fácil de manter em comparação com um sistema de montagem completamente customizado.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre equipamento industrial customizado e máquinas padrão?

Equipamento de produção padrão refere-se aos produtos fabricados para um propósito especificado, e pode ser encontrado em catálogos. No entanto, o equipamento personalizado é criado de acordo com os requisitos dos clientes, em relação à qualidade e ao tempo de produção, e, portanto, terá algumas características adicionais que faltam no equipamento de produção padrão. Equipamentos de produção feitos sob medida tendem a ser mais caros do que equipamentos de produção padrão, mas por serem personalizados, terão diferentes prazos de entrega.

Quanto custa o equipamento industrial personalizado?

Por exemplo, os custos para dispositivos ou estações de trabalho variam de 15.000 a 60.000. Equipamentos com funções semi-automatizadas têm uma faixa de preço de 60.000 a 250.000. Células robóticas são vendidas a preços entre 150.000 e 600.000, enquanto linhas de produção totalmente automatizadas podem custar entre 500.000 e 5 milhões ou mais. Embora fabricantes estrangeiros possam produzir o mesmo produto a um preço entre 30-50% menor do que fabricantes ocidentais, eles podem ter problemas com entregas no prazo.

Quanto tempo leva um projeto de máquina personalizada?

De acordo com as etapas de produção, os valores de tempo para conclusão são: 6-14 semanas para estações de trabalho individuais; 12-24 semanas para equipamentos personalizados; 16-30 semanas para robôs; e 20-40 semanas para linhas totalmente automatizadas. Se algum tipo de certificação for necessária, deve-se adicionar tempo para a documentação da certificação.

O que está incluído em um teste de aceitação de fábrica (FAT)?

FAT refere-se a um teste do equipamento na fábrica com o uso de peças reais de produção; avalia vários fatores como tempo de ciclo do equipamento e taxa de produção, qualidade da produção e precisão do produto. Além disso, incluirá a avaliação da capacidade do processo dos itens produzidos. Ao final do FAT, deve-se preparar um relatório.

Referências

• ATS Automation — Sistemas de Manufatura Automatizados Personalizados
• JR Automation — Células de Trabalho Robóticas e Integração
• Control Design / CSIA — Melhores Práticas para Integradores de Sistemas
• ISO — Normas de Segurança para Máquinas (ISO 12100, ISO 13849)

Conclusão

Organizações que criam equipamentos industriais personalizados estão envolvidas em processos de conversão de questões relacionadas à produção em máquinas. Existem três processos envolvidos no sucesso das empresas nesse aspecto. Um inclui a criação de especificações necessárias para o cálculo dos tempos de ciclo, qualidade, ambiente, utilidades, custos e prazos. O segundo inclui a identificação dos produtores por meio de provas diretas, em vez de depender apenas das alegações dos fornecedores. Terceiro, é desenvolvido um procedimento padrão de aceitação que inclui pagamentos planejados durante a produção, documentação e testes de operação da máquina. Há uma quantidade suficiente de equipamentos industriais personalizados do que muitos clientes realmente procuram, como resultado da presença de tantas automações, incluindo ATS, Invio e DWFritz, etc. O custo do equipamento industrial personalizado varia amplamente com base nas especificações e nos processos de aceitação (por exemplo, alguns equipamentos custam $15.000, enquanto outros equipamentos podem variar em milhões de dólares). No entanto, como resultado da preparação eficiente das especificações e dos processos padrão de aceitação, o proprietário do equipamento tem a oportunidade de economizar no equipamento.