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Hitachi

Inovação Social

    • Fabricação
    • Dados Analíticos

    Um desafio cada vez mais comum para os fabricantes é atender da melhor forma a demanda em constante mudança, em meio a rápida diversificação das necessidades dos clientes e o fortalecimento da concorrência global. Nos últimos anos, mais fabricantes tiveram que atingir uma personalização em massa que ofereça uma produtividade equivalente à essa produção em massa, mesmo para a fabricação de ultra-alta mistura e baixo volume. Portanto, algumas empresas japonesas começaram a alavancar seus pontos fortes, integrando tecnologias avançadas como a Internet das coisas (IoT), big data e Inteligência Artificial (AI) com técnicas de fabricação qualificadas. Um bom exemplo dessa abordagem é a Okuma Corporation, um fabricante líder de máquinas-ferramentas. A fabricação de ultra-alta-mistura, de baixo volume, e a montagem de grandes quantidades de peças para atender as diversas necessidades dos clientes, são fundamentais para a fabricação de máquinas-ferramentas. Veja como Okuma está superando os desafios da mudança.

    Vista do interior da nova fábrica Okuma, inaugurada para os melhores serviços de manufatura.

    Resumo do Caso

    • Desafio
      Procurando utilizar IoT e outras tecnologias avançadas para criar a próxima geração de fábricas de customização em massa.
    • Solução
      Okuma desenvolveu a fábrica Dream Site2 (DS2) para encaminhar a evolução da produção e acelerar os controles de ciclos da fábrica, integrando seu conhecimento com os esforços da Hitachi Omika Works
    • Resultado
      Desenvolvendo sistemas automáticos e sem operadores, melhorando a produtividade e reduzindo os prazos de produção, até para pequenas séries de mais de 4.000 itens
    • Visão
      Com o objetivo de aplicar o conhecimento da DS2 para outras fábricas da Okuma. Também considerando novos serviços para empresas de clientes para fabricação inteligente e construção de fábrica de próxima geração

    Desafio

    Desenvolvendo inovações para a fabricação para materializar a produção em massa

    A Okuma Corporation é um fabricante conceituado de máquinas-ferramenta, estabelecido há cerca de 120 anos. Com base na prefeitura de Aichi, no Japão, esse líder mundial continua desenvolvendo impulsos através de uma gama diversificada de máquinas-ferramentas, que incluem tornos e máquinas de multitarefa, centros de usinagem e trituradores digitalizados numericamente controlados (CNC).

    Em 2013, Okuma iniciou a operação do Dream Site1 (DS1) para realizar "Made in Japan to Win Around the World". Na época, a alta do iene estava desacelerando a fabricação no Japão, levando muitas empresas a mudarem as operações para o exterior para sobreviver. Okuma sabia que sua competitividade estava na proeza da fabricação que desenvolvera no Japão ao longo de sua história, e mudou as tendências da indústria, investindo fortemente em sua infraestrutura de produção doméstica.

    O Sr. Atsushi Ieki, Diretor Executivo sênior da Okuma, recorda "Sabíamos que a indústria japonesa poderia recuperar terreno eliminando o desperdício". Esta decisão destemida veio com uma excelente execução através das máquinas multitarefas, tornos de médio a grande porte, e tornos verticais da DS1 que automatizam completamente as instalações de produção e visualizam as condições operacionais, melhorando drasticamente a produtividade da fábrica e a utilização da capacidade.

    Em 2017, a empresa criou a DS2 de última geração, um avanço na unidade DS1 para a customização em massa de máquinas-ferramenta. A DS2 foi projetado para produzir cerca de 4.000 peças em usinagem de alto volume e baixo volume, em comparação com cerca de 1.000 na DS1, e criar diversos tornos e moedores de pequeno a médio porte. A DS2 simbolizou a missão da Okuma de construir um modelo de fabricação altamente eficiente, que pode atender a prazos de fabricação curtos devido a mudanças nos pedidos, horários e especificações, produzindo apenas o que é necessário, somente quando buscado e somente nas quantidades necessárias.

    Solução

    Reunindo os conhecimentos da Okuma e Hitachi para construir um modelo avançado de manufatura

    Okuma considerou três fatores-chave em sua busca para construir uma fábrica avançada que poderia realizar produção em massa. O primeiro foi melhorar a produtividade através da automação, operação não tripulada, inteligência e processos integrados. O segundo foi acelerar os ciclos de controle da fábrica *. O terceiro foi visualizar a produção para otimização total.

    Na DS2, a Okuma progrediu com a automação usando robôs avançados e sistemas de fabricação flexíveis (FMS), focando seus pontos fortes em sistemas e máquinas inteligentes que integram processos. Ao alavancar robôs, a Okuma conseguiu superar os desafios da fabricação convencional, melhorando a produtividade no processamento de peças pesadas em uma fabricação de alto volume e baixo volume.

    A empresa enfrentou novos desafios na aceleração dos ciclos de controle de fábrica visualizando a produção para otimização total, e explorou a colaboração externa para garantir o sucesso em áreas totalmente novas.

    O Sr. Ieki aponta, "Visamos trabalhar com vários fornecedores. No entanto, as estruturas de otimização para fábricas são muito amplas, e poucas empresas poderiam lidar com o fluxo total que imaginávamos. Mas a Hitachi conhece os interiores e as saídas da fabricação e possui tecnologias para controlar linhas de produção e plantas inteiras. Percebemos que poderíamos acelerar os ciclos de controle da fábrica e visualizar a produção para otimização total, combinando a experiência da Hitachi com nossas capacidades ".

    As iniciativas da Omika Works da Hitachi influenciaram a decisão de Okuma. Essa instalação desenvolve e produz sistemas de controle de ferrovias, energia, tratamento de água e outras infra-estruturas sociais, e atua na fabricação de alto volume e baixo volume, como a Okuma.

    Para garantir uma produção eficiente para diversos produtos, a Omika Works criou um ambiente de IoT dentro do site que usa as tags IC de identificação por radiofreqüência (RFID). A coleta em tempo real e uso de mão de obra, máquinas e materiais permitiram que a instalação reduzisse para metade os prazos de produção para os principais produtos. Uma configuração de produção altamente eficiente combina tecnologia operacional (controle e operações) e tecnologia de informação (análise e aplicação de dados). O Sr. Ieki comenta que essa abordagem da Hitachi foi extremamente útil para Okuma.

    Assim, Okuma e Hitachi embarcaram no caminho da criação colaborativa. Para o seu projeto, os principais representantes da Okuma e da Hitachi encontraram-se e discutiram uma nova estrutura da manufatura. Revisaram tudo, desde reconfirmar objetivos de nível de gerenciamento para melhorar drasticamente a produtividade no nível de usinagem no site, reduzindo os prazos e visualizando os processos de produção.

    Ao combinar a experiência da Hitachi com o conhecimento da Omika Works e DS1 da Okuma, os dois parceiros criaram um sistema de controle de processos que acelera os ciclos de controle de fábrica e um sistema de monitoramento de status de progresso e operacional para sustentar a evolução da visualização de produção.

    *
    Acelera os ciclos de controle de fábrica para identificar precisamente onde e como todas as peças funcionam em uma fábrica.

    O Omika Works da Hitachi, que influenciou a nova fábrica da Okuma, criou um ambiente IoT dentro da instalação que usa as tags IC de identificação por radiofrequência (RFID) para diminuir na metade os prazos de produção dos principais produtos.

    Resultado

    Produtividade melhorada e prazos de fabricação mais curtos na DS2

    Uma lista das instalações de produção a serem monitoradas

    A informação aprofundada está disponível através do detalhamento.

    Embora ainda esteja no começo, a DS2 já provou ser eficaz. Por exemplo, acelerou os ciclos de controle de fábrica ao emitir instruções de trabalho em uma base horária, ao invés da emissão semanal sob configurações convencionais.

    Ao usar as tags RFID que a Omika Works implantou, a Okuma conseguiu centralizar o gerenciamento do acompanhamento de peças na instalação. Embora tenha sido capaz de rastrear peças até o nível do processo, Okuma agora sabe onde todas as peças estão em uma base horária, incluindo as que se deslocam entre os processos.

    A Okuma conseguiu integrar a visualização da produção usando IoT para reunir e vincular dados sobre o progresso da produção e os estados operacionais das instalações. A Hitachi desenvolveu um sistema para realizar análises avançadas de dados coletados. O sistema permite que a Okuma detecte os pontos de lentidão do processo (incluindo atrasos nos processos anteriores e falhas no local) e implemente medidas de otimização total.

    A Hitachi planeja usar inteligência artificial para refinar este sistema para gerar automaticamente cronogramas de produção de alta precisão, à medida que as situações do chão de fábrica mudam mudem.

    Para esses sistemas de controle de processo, aplicou Production Planning Optimization Solution (Solução para Otimização do Planejamento de Produção), pela plataforma IoT "Lumada".

    O Sr. Ieki aponta "Anteriormente, os tempos de usinagem para algumas peças excederam excediam os requisitos. Mas, depois de implementar a Solução para Otimização do Planejamento de Produção, fomos melhores para atender mudanças repentinas e cumprir os prazos de usinagem padrão. Se podemos encurtar os prazos de produção, se torna mais conveniente para nós produzir no Japão, do que em qualquer outro lugar do mundo. A aceleração dos ciclos de controle da fábrica e a evolução da visualização da produção irão melhorar o rendimento das fábricas, tornando os ciclos PDCA mais rápidos. Portanto, essa configuração é vital para melhorar nossos custos globais de competitividade ".

    Okuma está buscando uma automação completa usando robôs industriais.

    Visão

    Potencial ilimitado para fábricas avançadas

    Okuma planeja aplicar seus conhecimentos da DS2 em outras fábricas para aumentar a produtividade de toda a empresa, atendendo diversas necessidades dos clientes no mercado global. Como resultado, criará novos serviços que contribuem para a manufatura mais inteligente para seus clientes.

    O Sr. Ieki diz que "a Okuma pretende tornar-se a melhor empresa de serviços de fabricação do mundo. Hoje, o valor de qualquer negócio se afastou dos produtos, para o conhecimento que cria. Assim, o conhecimento da fabricação é a experiência acumulada em locais de produção. A capacidade de fornecer esse valor aos clientes deve tornar-se um foco chave da criação colaborativa entre Okuma e Hitachi ".

    A Okuma conseguiu um grande sucesso na implantação de IoT para personalização em massa na fabricação de máquinas-ferramenta. Ao fazê-lo, a empresa demonstrou o potencial ilimitado das fábricas da próxima geração. Coletar e analisar grandes dados dentro e fora das fábricas e aplicá-lo às etapas de compras, fabricação, vendas, manutenção e distribuição, permitirá sinalizar as previsões da demanda às necessidades dos clientes e otimizar a produção em todo o mundo. Esse modelo para as fábricas da próxima geração poderia ajudar a aumentar a produtividade em todo o mundo e contribuir para a manufatura japonesa.

    Okuma planeja aplicar sua experiência na nova fábrica em outras fábricas, para os melhores serviços de fabricação do mundo.

    Data de Publicação: Outubro de 2017
    Soluções Por: Hitachi, Ltd. Unidade de Negócio de Indústria e Distribuição