Neste estudo de caso, mostraremos como a MBFZ toolcraft GmbH usou o software de simulação de oficina de produção Visual Components para desenvolver um sistema robótico para montagem automatizada para um fabricante de móveis de banheiro e criar a primeira planta de produção de “lote tamanho 1” .
Principais benefícios:
- Aumento do rendimento da produção sem sacrificar a qualidade
- Automação de tarefas monótonas
- A análise de viabilidade e os tempos de ciclo otimizados quantificam os benefícios econômicos
A primeira linha de produção de “Lote Tamanho 1” na indústria moveleira
O cliente típico de hoje quer produtos individuais, por um lado, mas preços baixos, por outro. No entanto, estes dois objectivos parecem contradizer-se: a diversidade dos desejos dos clientes leva a uma elevada variabilidade dos produtos e, portanto, ao aumento da complexidade da produção. No entanto, existe uma solução – produção em massa personalizada ou customização em massa .
A tendência para a produção em massa personalizada não é evidente apenas na indústria automóvel, onde os clientes têm há muito tempo inúmeras opções de escolha, mas também no mercado do mobiliário. Isto é particularmente verdadeiro para móveis de casa de banho, que muitas vezes devem ser instalados num espaço estritamente definido e onde é oferecida uma vasta gama de dimensões, cores e superfícies. Além disso, as condições técnicas acrescentam ainda mais complexidade, ou seja, o número, a forma e o tamanho dos lavatórios e o número e o desenho dos sifões.
A maioria dos fabricantes de móveis ficaria sobrecarregada com a tarefa de converter por conta própria suas operações ou instalações de produção em produção em massa personalizada . Mas felizmente existem especialistas para tais tarefas, como a empresa MBFZ toolcraft GmbH de Georgensgmünd, no sul da Alemanha. A empresa é pioneira em tecnologias de ponta, como soluções robóticas individuais prontas para uso . A MBFZ toolcraft GmbH, que recebeu vários prêmios de excelência, foi fundada apenas em 1989 e hoje emprega cerca de 400 pessoas. Além disso, seus clientes incluem líderes de mercado da indústria de semicondutores, aeroespacial, tecnologia médica, indústria óptica, máquinas especiais, bem como automobilismo e automotivo.
Exigido pelo cliente: Produção com “tamanho de lote 1”
Para atender às demandas do mercado de produção em massa sob medida, um renomado fabricante de móveis de banheiro solicitou à MBFZ toolcraft GmbH o desenvolvimento de um sistema robótico para a montagem automatizada de gavetas para móveis de banheiro. Portanto, as gavetas, com ou sem sifão, deveriam ter tamanhos diferentes, desde a gaveta menor com 170 mm até a maior com 1450 mm.
O fabricante de móveis também exigia a produção de uma ampla gama de variantes com seleção individual de materiais e cores com “tamanho de lote 1” ; ou seja, deveria ser possível produzir cada peça de mobiliário como um produto feito sob medida, se necessário. Com a moderna tecnologia de produção, mesmo o tamanho do lote 1 pode ser rentável para o fabricante e acessível para o cliente.
Antes da automação, a montagem das gavetas era feita manualmente com ferramentas manuais; os caixilhos das gavetas foram pressionados contra o chão por meio de prensa pneumática. A nova fábrica foi projetada para permitir a produção em dois turnos; tratava-se de facilitar processos manuais e automatizar atividades monótonas .
A linha de produção foi planejada inteiramente virtualmente com o software de simulação de produção, Visual Components
A pedido do cliente, foi realizado um estudo de viabilidade e visualização durante a fase de concepção. Para isso, a MBFZ toolcraft GmbH utilizou o software de planejamento e simulação de fábrica da Visual Components . Com o Visual Components, a empresa utiliza um sistema ideal, pois com software de simulação de fábrica 3D da empresa finlandesa projetar, simular, otimizar e validar sistemas de produção customizados.
No sistema recém-projetado, os dados dos componentes são registrados e processados por um scanner após serem colocados em uma esteira transportadora. Um robô alimenta os componentes individuais em uma estação de montagem automática, onde eles são aparafusados ou prensados. Em seguida, as gavetas totalmente montadas são colocadas em uma esteira transportadora pelo robô e transportadas para uma estação onde são retiradas e coletadas ou armazenadas manualmente.
A particularidade deste projeto: Esta é a primeira fábrica de produção “lote tamanho 1” na fabricação de móveis . Portanto, o planejamento, implantação e construção da fábrica levaram aproximadamente um ano e três meses.
A biblioteca de componentes do Visual Components Factory facilita o planejamento
Um dos desafios foi que a linha de montagem exige tecnologia de sensores e monitoramento complexo, pois os componentes devem ser posicionados em relação precisa entre si. Para garantir total flexibilidade, foi necessário implementar o manuseio de todas as variantes de componentes com um único sistema de fixação flexível . Além disso, uma prensa de montagem totalmente automatizada teve que ser desenvolvida e integrada na linha de produção.
O ponto de partida ao planejar tal sistema é geralmente um plano 2D. Com base neste layout, os componentes da fábrica, como sistema de transporte, prensa de montagem, robô e pinças, são montados para formar uma linha de produção. MBFZ toolcraft GmbH usou a biblioteca fornecida pela Visual Components ; se uma máquina específica não estivesse disponível na biblioteca, ela era criada a partir de um modelo CAD existente e inserida na biblioteca. Visual Components possui interfaces para todos os principais sistemas CAD.
A simulação 3D facilita o projeto da linha de produção
As soluções de Componentes Visuais desempenharam um papel fundamental no sucesso do projeto . Primeiro, toda a fábrica foi demarcada e visualizada virtualmente. A maquete virtual foi utilizada para garantir a viabilidade básica do conceito solicitado pelo cliente.
As dimensões exatas dos componentes de fábrica são armazenadas na biblioteca do software de simulação de produção, Visual Components. Isto permitiu realizar testes muito simples no modelo virtual para determinar o alcance do robô e a acessibilidade de todas as áreas de trabalho. Por fim, facilitou o posicionamento da prensa de montagem, robô e transportadores.
Os tempos do ciclo de produção foram otimizados com software de simulação de oficina de produção
A biblioteca de componentes visuais também contém outros atributos importantes, como parâmetros de movimento do robô , que podem ser usados para realizar simulações precisas de tempo e movimento . Como resultado, todo o sistema poderia ser otimizado através da determinação dos tempos de ciclo mínimos possíveis no modelo virtual. Ao fazer isso, a empresa conseguiu comprovar o benefício econômico do sistema para o cliente.
Graças aos Componentes Visuais, não só foi possível determinar a viabilidade técnica e quantificar o benefício económico; O modelo criado com Componentes Visuais também facilitou muito a ilustração do sistema e da sequência de produção para o responsável do cliente, o fabricante de móveis.
A visualização com componentes visuais ilustra até mesmo sistemas complexos
“Utilizamos soluções de Componentes Visuais em nossa empresa para todos os projetos que necessitam de visualização e análise de viabilidade. »
A MBFZ toolcraft GmbH aprecia particularmente o fato de que as etapas do processo, mesmo para sistemas complexos, podem ser facilmente visualizadas e apresentadas a “pessoas não técnicas”.
“O orçamento e os preços também são significativamente simplificados porque podemos configurar todo o sistema digitalmente de antemão.
» “Também planejamos usar Componentes Visuais para simular processos em outras áreas de especialização em manufatura, por ex.
fabricação e usinagem aditiva, fabricação de moldes e moldagem por injeção de plástico, bem como controle de qualidade automatizado. »
Uma situação ganha-ganha para todos
Como resultado, a MBFZ toolcraft GmbH e a Visual Components ajudaram o fabricante de móveis de banheiro a atender aos desejos de seus clientes por produtos individuais, mas acessíveis. Como efeito colateral agradável, pode-se notar que o rendimento da produção poderia ser aumentado mantendo a mesma qualidade, e que muitas tarefas monótonas são agora realizadas por robôs – uma situação vantajosa para todas as partes interessadas!
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