Fraunhofer afirma que os recursos e benefícios do sistema incluem:
- é otimizado para utilização;
- módulos de produção dispostos de forma flexível e equipados através de sistemas de transporte sem condutor que podem fabricar uma variedade de produtos;
- um sistema de planejamento e controle de produção que possa alocar esses módulos de maneira flexível;
- segmentação e distribuição inteligente de tarefas de fabricação; e
- possível produzir componentes de grande porte em pequenas instalações.
Fraunhofer acrescenta que a sua “produção matricial e SWAP-IT criam uma infraestrutura de produção que permite a fabricação altamente eficiente de quantidades ainda menores”.
Mas isso não é tudo. Essa infraestrutura também estimula novas formas de trabalhar quando tarefas anteriormente manuais precisam ser automatizadas.
Impulsos relevantes para uma qualificação contínua provêm do projecto InTeleMat: permitir que as empresas dependam de mão-de-obra humana valiosa de forma ainda mais eficaz.
Os sistemas de produção matricial convencem pela sua flexibilidade e capacidade de coordenar perfeitamente o trabalho humano, as máquinas e os processos automatizados.
Os Institutos Fraunhofer IWU e IPA destacam em seus conhecimentos especializados preparados para acatech o quanto a produção é afetada pelas mudanças nas condições e pelas opções de ação resultantes.
Steffen Ihlenfeldt, diretor do instituto Fraunhofer IWU, afirma: “Observamos que os mercados mudam de forma rápida e imprevisível. Produção refere-se a VUCA, um acrônimo para Volatilidade, Incerteza, Complexidade e Ambiguidade.
“Consequentemente, a produção também deve passar por mudanças radicais. Acreditamos que arquiteturas matriciais ou, em geral, sistemas de produção flexíveis são a resposta perfeita.”
Em dois projetos em andamento, a Fraunhofer IWU, juntamente com parceiros, está desenvolvendo cadeias de processos e métodos inteiramente novos para qualificação de funcionários para a produção flexível do futuro.
SWAP do Projeto Farol Fraunhofer
No mundo financeiro, “SWAP” refere-se a um acordo entre duas partes para trocar ativos ou fluxos de pagamentos para mitigar riscos.
O Fraunhofer Lead Project SWAP também se concentra neste conceito central: quando as instalações de produção podem produzir uma ampla variedade de produtos e estão interconectadas de forma flexível, o risco de paradas indesejadas em toda a cadeia de processo é baixo, graças às ordens de produção geradas automaticamente.
O Fraunhofer IWU desempenha um papel central no projeto líder do Fraunhofer SWAP. Contribui com sua expertise tecnológica na digitalização da produção, processamento de componentes com máquinas móveis e controle, regulação e interligação de máquinas.
No caso de uso de “componentes de grande porte”, a IWU explora uma cadeia de processo totalmente nova para a fabricação de peças grandes usando pequenas máquinas padrão.
O componente é segmentado digitalmente com base em considerações de resistência do componente e máquinas disponíveis, processado em peças individuais, montado e finalizado usando uma máquina móvel.
O instituto de pesquisa também trabalha em interfaces e protocolos de comunicação para garantir a troca tranquila de informações entre os controles da planta, os sistemas de transporte sem motorista (DTS) e o sistema de produção abrangente.
Em conjunto com o Fraunhofer IOSB, valida o software desenvolvido para SWAP, que deve obedecer a padrões uniformes (como OPC UA) e comunicar-se com softwares de controle padrão do mercado.
Na Hannover Messe 2023, os Institutos Fraunhofer IWU e IOSB apresentaram conjuntamente seu primeiro caso de uso, “Segmentação e Fabricação de Grandes Componentes”, na arquitetura SWAP-IT, juntamente com a Linguagem de Descrição de Fluxo de Produção (PFDL) associada.
Enquanto isso, a equipe do Dr. Arvid Hellmich reestruturou o campo de testes no local da IWU em Dresden em uma arquitetura matricial, com células de produção flexíveis e acessíveis que as transportadoras FTS podem abordar individualmente.
O PFDL desenvolvido no SWAP é usado para orquestrar ordens de produção para implementar uma cadeia de processos exemplar, desde a impressão 3D até a montagem.
Utiliza três células de produção, vincula processos reais com sua representação digital e conta com STF para integração logística.
Dr. Arvid Hellmich: “Em nosso campo de testes, nossa equipe pode demonstrar aos clientes como a produção flexível de um componente, como uma estrutura de assento, pode ser alcançada usando máquinas padrão.”
Projeto InTeLeMat: Envolver e Qualificar Continuamente Colaboradores na Produção Matricial
Apesar do aumento da automação e da rede, os seres humanos continuam a ser cruciais para a produtividade e a qualidade.
O projeto InTeLeMat (sistemas informais de aprendizagem assistidos por tecnologia na produção matricial), financiado pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa, enfrenta o desafio de desenvolver estratégias, ferramentas e métodos inovadores para que os funcionários dominem ambientes de produção complexos com confiança.
InTeLeMat é uma iniciativa da Fraunhofer IWU, parceiros industriais regionais e instituições de pesquisa. Apoiar os colaboradores na aquisição contínua e independente de qualificações e competências no trabalho é uma preocupação central da InTeLeMat. Sistemas de assistência sob medida estão entre as soluções em desenvolvimento.
Em última análise, o SWAP e a produção matricial são concebidos tendo em mente os seres humanos: onde a criatividade e a flexibilidade humanas são indispensáveis, os seres humanos precisam de apoio para aproveitar ainda melhor os seus pontos fortes em sistemas de produção complexos.
Quando as empresas ficam sem trabalhadores qualificados, aumenta a necessidade de automatizar tarefas monótonas e fisicamente exigentes. A Fraunhofer IWU está pesquisando processos de suporte e soluções de TI necessárias para esse fim.
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