Tecnologia Qr Code: um estudo de caso da melhoria na confiabilidade de máquinas e na comunicação

Tecnologia Qr Code: um estudo de caso da melhoria na confiabilidade de máquinas e na comunicação entre manutenção e produção utilizando os conceitos da indústria 4.0 e iot (internet of things)

RESUMO

Com foco na modernização das linhas produtivas em uma Indústria Química, identificou-se a oportunidade de melhoria nos indicadores de confiabilidade e no aproveitamento de recursos de Manutenção e gestão de ativos através da aplicação dos conceitos Indústria 4.0 e IOT (Internet Of Things). Com base nesse estudo, optou-se pelo uso da tecnologia QR Code como ferramenta de melhoria objetivando a interação entre os Operadores e a equipe de Manutenção. Além da melhoria na comunicação entre os setores, é possível melhorar índices como MTBF e MTTR consequentemente, aumentar a confiabilidade das máquinas e trazer benefícios para a gestão da Manutenção.

1. INTRODUÇÃO

A indústria passou por grandes mudanças, desde a I Revolução Industrial, sempre acompanhando a descoberta de novos recursos e novas tecnologias. Na I Revolução Industrial em 1830, a ciência descobriu que o carvão poderia ser utilizado como fonte de energia, descoberta que resultou no desenvolvimento da máquina a vapor e da locomotiva, dando um novo cenário para os meios de produção e de transporte. Posteriormente no final do século XIX houve a II Revolução Industrial, quando houve o emprego da energia elétrica, motor a explosão e a invenção do telégrafo. Segundo Duarte (1999), estas novidades proporcionaram uma aceleração no ritmo industrial, redução nos custos e no tempo de fabricação dos produtos, assim como a exploração de novos mercados. No meio do século XX houve a III Revolução Industrial, também chamada de revolução tecnocientifica. Essa revolução foi marcada pelo desenvolvimento da robótica, biotecnologia, genética e a escalada espacial, consequentemente, introduzindo ao ambiente de produção e consumo, a informática e a automatização das linhas produtivas.

A descoberta de novos recursos e o desenvolvimento de novos equipamentos e tecnologias fizeram com que a indústria passasse por essas revoluções. Com o desenvolvimento massivo de novas tecnologias no século XXI, autores como Duarte (1999) afirmam estar acontecendo a quarta revolução industrial. Essa revolução, também conhecida como Industria 4.0, foi desenvolvido por alemães no ano de 2013, e baseia-se no conceito de Internet of Things para que haja uma integração entre as informações de todos os equipamentos de uma fábrica.

1.1. INTERNET OF THINGS (IoT)

De acordo com Miorandi (2012), a Internet of Things é o conceito de objetos do cotidianos – de máquinas industriais até dispositivos portáteis – usando sensores embutidos para agrupar dados e agir sobre esses dados através de um sistema de rede local. Portanto, são equipamentos de produção que alertam o time de manutenção sobre uma falha iminente. Essa comunicação entre os dispositivos e equipamentos pode ser visualizada na Figura 1 abaixo.

Figura 1: Dois métodos de smartphone interagir com Internet of Things: (a) Pulseira que manda informações vitais para Smartphone; (b) Smartphone que leem informações por Bluetooth

Além de sensores acoplado a dispositivos e equipamentos, também é possível utilizar TAGs eletrônicas para que haja uma comunicação entre dispositivos e equipamentos. Alguns deles estão ilustrados na Figura 2 a seguir.

Figura 2: TAGs eletrônicos (a) Near-Field Communication (NFC); (b) QR Code; (c) Bluetooth Low Energy (BLE) TAG

1.2. INDUSTRIA 4.0

Segundo Lasi et al (2014), Industria 4.0, também conhecida como “Fábrica inteligente”, é um conceito de indústria proposto por engenheiros alemães que engloba as principais inovações tecnológicas dos campos de automação, controle e Internet of Things, aplicadas aos processos de manufatura. Através dessas inovações tecnológicas, novos maquinários possuem tecnologia para comunicar entre si, gerando relatórios e até alertas para outros setores, fazendo assim com que uma linha de produção tenha um monitoramento mais efetivo e consequentemente uma solução mais rápida para as falhas.

De acordo com Want (2015), a utilização do IoT tem sido facilitada na indústria com o desenvolvimento de máquinas que possuem eletrônica embarcada, composta por sensores. Porém o conceito de Industria 4.0 traz bastante desafios para a aplicação de fábricas antigas ou que possuem maquinários que também são antigos, sendo necessário a inclusão de periféricos ou tecnologias para contornar essa situação.

1.3. QR CODE

O QR Code é um código de barras bidirecional que pode ser escaneado por smartphones ou dispositivos eletrônicos que possuam câmera e acesso à internet. Esse código pode ser convertido em texto, endereço URL, número de telefone, e-mail ou SMS. Desenvolvido no Japão, o código foi empregado inicialmente para catalogar peças na produção de veículos. Segundo Yang et al (2008), o código vem sendo amplamente utilizado na indústria no gerenciamento de inventário e controle de estoque. Entre as suas vantagens, destaca-se a possibilidade de leitura do código com até 30% de degradação do mesmo.

Através dessa problemática de aplicar Internet of Things a maquinários com mais de dez anos de uso, esse trabalho foi desenvolvido para mostrar a aplicação de QR Code nesses maquinários como uma forma alternativa de iniciar a implementação da Industria 4.0 em uma linha de produção.

2.0 SITUAÇÃO ROTINEIRA

Esta indústria utiliza um sistema de manutenção centralizada, que de acordo com Kardec e Nascif (2001) possuem vantagens como eficiência global melhor do que a descentralizada e a utilização de uma estrutura de supervisão mais enxuta. Além disso, o sistema de comunicação de máquina parada nessa indústria química pode acontecer via rádio, celular ou pessoalmente, ou seja, de forma unidirecional, onde o operador só pode se comunicar com uma pessoa por vez, e geralmente o setor de manutenção é o primeiro informado como mostrado na figura 4 a seguir, acontecendo muitas vezes da informação nem ser repassada para outros setores como a gerência de produção.

Figura 3: Configuração de uma comunicação unidirecional

Nesse sistema rotineiro, o período desde a falha até o reparo é dividido em várias etapas. Tem-se o tempo para gerar a Ordem de Serviço, ligar para técnico (que por ventura pode estar indisponível no momento), o tempo do técnico imprimir a Ordem de Serviço, o tempo para o técnico se deslocar para o local da falha e o tempo de reparo da falha. Fazendo assim com que a manutenção não consiga atuar de forma eficiente em algumas situações.

Outra característica desse sistema é o gerenciamento dos indicadores. Os indicadores retravam uma visão geral de toda a fábrica, impedindo assim uma análise individual de cada linha de produção. Com indicadores gerais fica mais difícil criar planos de manutenção preventiva específicos para aumentar a disponibilidade da linha de produção.

3.0 UTILIZAÇÃO DO QR CODE

O QR Code foi escolhido como alternativa de implementação do conceito de indústria 4.0 em uma indústria química que foi fundada em 1961. Essa ferramenta funciona como uma nova alternativa para a comunicação entre os times de manutenção e produção, e também como forma de transmissor de informativos e relatórios de manutenção.

3.1 QR CODE PARADA DE MÁQUINA

Com a nova ferramenta de comunicação através do QR Code, a comunicação se configura como multidirecional, como mostrado na Figura 4. Ou seja, a parada de máquina é comunicada ao mesmo tempo para diferentes setores, fazendo com que todas as pessoas da área fiquem conscientes da situação da fábrica.

 Figura 4: Configuração de uma comunicação multidirecional

Isso possibilita que sejam reduzidos os índices paradas de equipamentos das linhas de Produção devido o time de Manutenção ter a possibilidade de atuação mais rápida e mais eficiente.

Além disso foram reduzidas as etapas entre a ocorrência da falha e o reparo da mesma, retirando o tempo da ligação e o tempo do técnico imprimir a ordem de serviço, diminuindo assim também o downtime da linha de produção.

Figura 5: Informativo de Máquina Parada

O informativo de Máquina Parada, mostrado na Figura 5, funciona da seguinte forma, quando ocorre uma falha na linha de Produção, qualquer operador na linha utiliza o seu smartphone para fazer a leitura do QR Code através de um APP gratuito disponível em sua loja. Assim que o QR Code é lido, o smartphone é direcionado ao aplicativo de e-mail já pré-preenchido com o email do grupo assim como o texto do campo “assunto”.

Figura 6: Tela do e-mail pré-preenchido indicando um breve descritivo da falha bem como o Nº da ordem de serviço

Este e-mail será direcionado ao grupo de Manutenção, assim como supervidores de produção e gerente. Quando ele preenche todos os itens, o e-mail é enviado para o grupo de manutenção, onde todos os técnicos e gestores da manutenção tem acesso a essa informação. Deste modo espera-se que o técnico de Manutenção responda o e-mail afim de informar ao operador que o mesmo está responsável pelo reparo dessa falha. Caso o gestor não veja a resposta de algum técnico ao operador, o mesmo entra em contado com a sua equipe para atuar naquela parada de máquina o mais rápido possível.

Os resultados dessa ferramenta podem ser vistos no Gráfico 1 abaixo:

Podemos verificar que o Tempo Médio para o Reparo (MTTR) que em abril de 2016 era em torno de 1,03h (62min), após 3 meses reduziu em 50%, ou seja, para 0,44 horas (27min).

3.2 QR CODE RELATÓRIO DE MANUTENÇÃO

O outro código mostra um relatório mensal de manutenção, que é atualizado na primeira semana de todo mês, mostrando de forma detalhada como foi a atuação da manutenção naquela linha. Através desse relatório os operadores e gestores da produção podem ter acesso a informações atualizadas da linha de produção, como, indicadores (MTBF, MTTR e Disponibilidade de Máquina), número de ordens de serviço corretivas e preventivas, melhorias aplicadas na linha etc,.

Figura 7: Informativo de Máquina Parada

Figura 8: Relatório mensal de manutenção

Através dessa inovação do relatório de manutenção mensal os gestores podem programar planos de ações para sanar certas falhas recorrentes e aumentar o rendimento da linha de produção, além disso, as informações não ficam restritas apenas aos PCM, Supervisores, Coordenadores ou Gerentes, todos os operadores assim como outras pessoas podem ter acesso.

4.0 CONCLUSÃO

Como conclusão desse trabalho, foi possível identificar uma boa adesão da nova ferramenta de comunicação de máquina parada, sendo utilizado diariamente pois é muito comum atualmente as pessoas possuírem smartphones com acesso a email e dentro da fábrica o sinal de Wi-fi é liberado. Outro fator de impacto foram os relatórios de manutenção presentes nos códigos, através deles foram elaborados planos de manutenção preventiva para sanar falhas recorrentes, assim como os operadores podem acompanhar e cobrar possíveis melhorias nas linhas de produção. O QR Code teve papel fundamental na introdução do conceito de 4.0 na fábrica, ocasionando uma melhor gestão de Manutenção assim como uma melhor interação com o time de Produção.

5.0 BIBLIOGRAFIA

• DUARTE F. Arquitetura e tecnologia de informação da revolução industrial á revolução digital, UNICAMP, 2009.
• KARDEC, Alan Pinto; NASCIF, Júlio de Aquino Xavier. Manutenção: Função Estratégica, Rio de Janeiro, Qualitymark Editora Ltda, 2001.
• LASI H. et al, Industry 4.0, University of Stuttgart, 2014.
• MIORANDI D. et al. Internet of Things: Vision, applications and research challenges, Ad Hoc Networks 10, 2012, p. 1497–1516.
• WANT R. et al. Enabling the Internet of Things, IEEE Computer Society, 2015.
• YANG J.; LIU Y.; LIU M Control and Decision Conference, IEEE, 2008.

Sobre os Autores:

Antonio do Vale Guerreiro Neto (Estagiário de Manutenção & Engenharia na Nufarm) é cearense, tem 23 anos e é graduando de Engenharia de Controle e Automação na Universidade de Fortaleza.

José de Lima Castro Neto. (Coordenador de Manutenção & Engenharia na Nufarm) é cearense, tem 38 anos, atua na área de Manutenção & Engenharia há 16 anos.

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