Totalmente automatizado versus semiautomatizado: como escolher a estratégia de produção certa

A decisão sobre automatizar ou não a linha de montagem de MCB no fabricante elétrico em Wenzhou já havia sido tomada. O tema da discussão agora era o quanto automatizar a linha de montagem. Uma linha de produção totalmente automatizada permitiria que a empresa utilizasse apenas dois operadores por turno enquanto produz um disjuntor calibrado e testado a cada poucos segundos; no entanto, isso exigiria um investimento de capital significativo. Uma linha de montagem semi-automatizada seria menos cara; no entanto, manteria alguns processos manuais de carregamento e transferência, e produziria menos disjuntores durante cada turno devido ao maior número de funcionários envolvidos no processo de montagem. A decisão sobre usar uma linha de montagem automatizada ou semi-automatizada tem um grande impacto na economia da fábrica para a próxima década. É essencial ter uma compreensão sólida das definições dos termos “automatizado” e “semi-automatizado”, as vantagens de ambos os sistemas e como avaliar o retorno sobre o investimento antes de decidir por qualquer um dos sistemas.

Definindo os Termos: Onde a Linha é Traçada

Totalmente automatizado Na produção totalmente automatizada, todas as tarefas são realizadas por máquinas (por exemplo, alimentação, processamento, transferência do produto de máquina para máquina, etc.) sem envolvimento humano durante todo o ciclo normal de produção. Os trabalhadores na linha de fabricação monitoram continuamente a máquina, fornecem peças consumíveis para a máquina e resolvem quaisquer condições de alarme, no entanto, eles não tocam no produto. A produção semi-automatizada tem todo o “processo central” (soldagem, calibração, teste e impressão) realizado automaticamente por máquinas, mas ainda requer um humano para carregar as peças no dispositivo, transferi-las entre avanços na tecnologia da máquina ou descarregar o produto final. Enquanto uma estação de calibração semi-automatizada pode calibrar automaticamente um disjuntor após o operador carregá-lo no dispositivo, um sistema totalmente automatizado possui um robô ou transportador que entrega o disjuntor para essa estação ou dispositivo sem qualquer envolvimento do operador. Pesquisas da indústria sobre McKinsey & Company estratégias de automação na manufatura destacam que os investimentos em automação mais bem-sucedidos frequentemente avançam em etapas, automatizando primeiro as etapas de processo mais críticas — mesmo que o manuseio de material permaneça manual — e adicionando integração total posteriormente, conforme o volume e a confiança crescem.

Como as Duas Abordagens se Comparam na Prática

Quando escolher semi-automatizado: o caminho pragmático

A semi-automatizado a linha pode ser muito benéfica se o orçamento de capital for limitado, as produções não forem grandes o suficiente para justificar uma linha totalmente integrada, ou a variedade de produtos produzidos mudar com frequência suficiente para que desenvolver um sistema de manuseio totalmente automatizado signifique reprogramá-lo continuamente. Como exemplo, um fabricante que produz múltiplos tamanhos de quadro de MCCB na mesma linha pode decidir automatizar as estações de calibração e teste (ambas operações críticas), mas manter o carregamento e descarregamento manuais. O processo pode ser executado de forma consistente onde é crítico, e no volume atual, o custo de mão de obra associado ao carregamento e descarregamento dos produtos é aceitável. Essa abordagem particular à automação é bastante comum na indústria de fabricação elétrica hoje e é frequentemente usada como um passo incremental rumo à automação total. A Benlong Automation fornece linhas semi-automatizadas e totalmente automatizadas para produção de MCB e MCCB, e muitas das estações semi-automatizadas — como a bancada semi-automática de calibração térmica de MCB — são projetadas com interfaces mecânicas e de controle que permitem sua integração em um sistema de manuseio totalmente automatizado posteriormente, sem substituir a estação principal.

Quando escolher totalmente automatizado: o compromisso com a escala

Quando a produção está em níveis elevados, o design do produto é inalterado, e a qualidade do produto não pode ser afetada por qualquer variável dos operadores através do uso de uma linha de fabricação completamente automatizada, então esse seria o tipo de linha de produção que a operação de fabricação escolherá para produzir milhões de disjuntores a cada ano para mercados de exportação onde um produto defeituoso poderia resultar em uma auditoria. Os disjuntores entrarão na linha a partir de um alimentador, serão calibrados, testados, impressos e classificados sem a intervenção de uma pessoa. A saída desse processo será uniforme, o tempo do ciclo será previsível (devido ao uso da automação), e os dados fornecerão um histórico completo e rastreável das peças produzidas. A Benlong’s Linha de montagem automática MCB é um exemplo dessa configuração: um sistema integrado que recebe componentes em uma extremidade e entrega disjuntores testados e certificados na outra. Para entender a sequência de montagem e teste que tal linha realiza, nosso guia sobre O que é uma linha de teste automática de MCB? explica cada estação em detalhe.

Os Quatro Tipos de Automação e Onde a Semi‑e a Automação Total se Encaixam

Ao utilizar um sistema básico de classificação para acabamento industrial, um sistema não automatizado, semi-automatizado ou totalmente automatizado pode ser geralmente classificado em relação a outros sistemas no que diz respeito à automação.

• Automação fixa (rígida): Um sistema de produção automatizado foi estabelecido para a fabricação de um único tipo ou design de produto (MCB), e embora o fabricante tenha uma grande capacidade para produzir este tipo de produto, sua capacidade para produzir muitos tipos diferentes de produtos é limitada (não flexível).
• Automação programável: A automação programável é um equipamento que permite a geração múltipla e automática de diferentes tipos de produtos acabados através da mudança da receita do processo de fabricação. Um bom exemplo de automação programável em uso é um banco de calibração semi-automatizado (em conjunto com outros equipamentos) que pode ser reprogramado usando uma nova receita para alterar a classificação do disjuntor para o circuito.
• Automação flexível (suave): Mudar a posição e o conjunto de máquinas para permitir a produção de diferentes produtos sem precisar da mesma configuração e arranjo, (isso é mais um problema na usinagem do que na montagem). O conceito em si se aplica na fabricação de produtos elétricos quando uma linha de produção específica é usada para produzir diferentes tipos de disjuntores.
• Automação integrada: Todas as estações dentro deste sistema integrado (totalmente automatizado) estão em comunicação umas com as outras. Este local é referido como a linha automatizada com MES centralizado; aqui, os sistemas semi-automatizados e totalmente automatizados se encontram no ponto em que fizeram a transição para a automação do manuseio do produto em branco e do produto acabado, e juntos fornecem dados ao armazenamento central de dados.

Principais Fabricantes de Sistemas de Produção Automatizados

O mercado internacional possui muitas plataformas de grandes grupos, bem como especialistas menores e mais focados. Muitas organizações bem conhecidas participam da automação da fabricação tornando-se parte do projeto geral. No entanto, quando se pensa no mercado global, fora das grandes organizações multinacionais, existem muitas empresas que são regularmente mencionadas em conjunto com projetos industriais (tipicamente).

• ATS Automação (Canadá): Como fornecedor global de soluções de automação, nos tornamos um dos principais provedores mundiais em diversos tipos diferentes de indústrias. Nosso foco em entregar produtos de qualidade e apoiar nossos clientes é demonstrado através da nossa capacidade de trabalhar com uma extensa lista de clientes internacionais.
• Rockwell Automação (EUA): Sistemas de produção automatizados consistem em todos os tipos de soluções de produção (Parcial, Total) que incluirão os elementos centrais de automação e controle (Controladores Lógicos Programáveis - PLC -, Sistemas Integrados (Drives) e Arquiteturas de Controle Integrado Programáveis) necessários para realizar os processos de automação industrial e produção automatizada.
• FANUC (Japão): A FANUC é o maior produtor de robôs do mundo e fornece toda a manipulação robótica necessária para muitos processos automatizados de montagem.

• Benlong Automation (China): Um fabricante focado em linhas de montagem e teste automatizadas e semi-automatizadas para a indústria elétrica de baixa tensão. O equipamento da Benlong cobre todo o espectro, desde bancadas de calibração semi-automatizadas independentes até totalmente integradas Linhas de produção automática de MCCB, com uma força específica na calibração, teste e gestão de dados que a certificação elétrica exige. Para um comprador no setor elétrico, a Benlong oferece a engenharia específica do domínio que um integrador generalista precisaria aprender com o orçamento do comprador.

Perguntas frequentes

Qual a diferença entre automatizado e semiautomatizado?

A automação completa das operações suporta alimentação, produção, transporte, inspeção e separação dos produtos fabricados sem qualquer intervenção humana. Para um sistema semi-automatizado, as operações básicas são automatizadas, mas um operador é necessário para carregar, descarregar e transportar as peças. A principal diferença entre os dois sistemas é que as peças manuseadas pertencem a uma categoria, enquanto a qualidade do processamento principal está em outra categoria.

Quais são os 4 tipos de automação?

As quatro categorias de automação incluem automação fixa (ou rígida), que é usada para produção em alto volume de um único produto; sistemas programáveis automatizados usados para produção em lotes; e automação flexível (ou suave) usada na produção de linhas de produtos mistos. Por fim, todas as quatro formas de automação estão conectadas através do uso de sistemas/tecnologias computacionais integrados.

O que significa semi-automatizado?

Semi-automatizado calibração, teste, soldagem e impressão como etapas importantes realizadas automaticamente por uma máquina, mas o carregamento/descarregamento por um operador humano entre cada ciclo não requer o envolvimento do operador para controlar a operação real de fabricação – isso é alcançado com o equipamento utilizado para produzir as peças.

Qual é a diferença entre semi-automático e automático?

Com equipamentos semi-automatizados, um operador pressiona um botão para iniciar um ciclo de operação; no entanto, com sistemas totalmente automatizados, não são necessárias entradas do operador para configurar o processo. As peças se movem através de um sistema automatizado por transportador ou métodos similares, e todo o processo, desde a alimentação até a separação, acontece automaticamente e sem manipulação ou envolvimento manual.

Qual é o período típico de retorno do investimento em automação?

A maioria dos investimentos em automação retornará seu investimento dentro de um período de 18 a 36 meses, determinado por economias de mão de obra, melhoria da eficiência do processamento, redução de desperdício ou sucata e custos evitados de garantia. Além disso, estações de trabalho semi-automatizadas geralmente têm períodos de retorno muito mais curtos do que estações de trabalho totalmente automatizadas devido ao menor desembolso inicial de capital.

Uma linha semi-automatizada pode ser atualizada para totalmente automatizada posteriormente?

Absolutamente, as estações de células de trabalho semi-automatizadas podem ser projetadas com interfaces mecânicas e de controle para manuseio automatizado. A Benlong construiu seus bancos de calibração e teste semi-automatizados com atualizações para também acomodar esse tipo de automação em mente, para que um fabricante possa optar por automatizar o manuseio somente quando o volume de produção e o orçamento justificarem — permitindo assim que mantenham o núcleo existente de suas estações atuais como está.

Referências

• McKinsey & Company — Estratégias de Automação na Manufatura — Pesquisa sobre a economia da automação e a abordagem faseada para investimento em manufatura.
• Rockwell Automation — Sistemas Industriais de Automação e Controle — Produtos e orientações para manufatura semi-automatizada e totalmente automatizada.
• FANUC Corporation — Robôs Industriais e Automação — Soluções robóticas de manuseio para células de produção automatizadas e semi-automatizadas.
• Sociedade Internacional de Automação (ISA) — Recursos educacionais e normas para profissionais de automação.

A escolha entre automatizado e semi-automatizado produção não é uma competição com um único vencedor. Linhas semi-automatizadas são a escolha pragmática, faseada e consciente do orçamento para o fabricante que precisa automatizar os passos críticos de qualidade agora e integrar o manuseio depois. Linhas totalmente automatizadas são o compromisso com volume, consistência e dados que um mercado de alto volume e alta certificação exige. A maioria dos fabricantes elétricos começa com calibração e teste semi-automatizados — os passos que afetam diretamente a certificação do produto — e adiciona manuseio automatizado conforme o volume cresce. A Benlong Automation constrói ambos, com o mesmo rigor de engenharia e o mesmo entendimento do processo de certificação elétrica, porque a solução certa é aquela que corresponde à realidade do negócio hoje e pode crescer com ela amanhã.