Kanfit Navega Desafios do COVID-19 Impulsionando Crescimento com Tecnologia Composites 4.0

Enquanto preparo um artigo sobre digitalização da produção de compósitos para nossa edição de julho, entrevistei Shachar Fine, EVP de desenvolvimento de negócios, marketing e vendas da Kanfit Ltd. (Nof-Hagalil, Israel), um fabricante de compósitos diversificado de alto crescimento e fornecedor Tier aeroespacial. A CW mencionou brevemente o uso de sensores Bluetooth pela Kanfit em nossa série de 2018 de visitas a fábricas em Israel (veja "Thriving pioneer in aerospace builds business..."). Neste blog, explorarei este sistema baseado em inteligência artificial (IA) em mais detalhes.

Enfrentando o COVID-19

Mas primeiro, Shachar Fine e eu discutimos brevemente como a Kanfit está lidando com o COVID-19 e mantendo a produção de compósitos. "O governo israelense emitiu diretivas de que certos negócios 'não essenciais' devem fechar (ex: academias, salões, etc.)", ele explica, "mas aqueles definidos como 'essenciais' (ex: suprimentos de COVID-19 e saúde, alimentos, etc.) podem trabalhar em qualquer taxa desde que funcionários fiquem a pelo menos dois metros de distância. A indústria de defesa pode ter até 50% de seus funcionários e a indústria restante pode ter até 30% de sua força de trabalho, desde que estas empresas cumpram o requisito de distanciamento."

"Estamos trazendo até 50% de nossos funcionários por turno e rodando dois turnos", diz Fine. "Um terceiro turno nunca se justificou porque a produtividade era muito baixa. Mesmo agora, não faremos isso. Mas estamos estendendo alguns de nossos turnos. Por exemplo, em departamentos como usinagem, onde funcionários monitoram principalmente equipamentos automatizados, rodaremos turnos de 12 horas. Mas para departamentos onde trabalhadores realizam tarefas mais manuais, rodaremos turnos de 8-10 horas." Ele explica que isso é basicamente para ajudar a compensar a perda de produtividade devido ao distanciamento social requerido.

Fine indicou que gostaria de ouvir como outros fabricantes de compósitos estão se adaptando. "Tenho certeza que poderia aprender com o que fábricas de compósitos em outras partes do mundo estão fazendo. Estou em um Grupo de Desenvolvimento de Negócios no WhatsApp aqui em Israel e compartilhamos conselhos sobre como continuar desenvolvimento de negócios quando você não pode se encontrar ou viajar. Claro, a prioridade é manter todos seguros e saudáveis."

Sistema Bluetooth vs. RFID

Conforme explicado no artigo da visita de 2018, o sistema que a Kanfit instalou foi fornecido por uma startup de Tel-Aviv, Trekeye. O sistema compreende tags Bluetooth (sem fio) que são anexadas ao traveler de cada peça, significando a ordem de trabalho que viaja com a peça.

Quando a ordem de trabalho para uma peça é impressa, a tag é anexada a ela e então entregue à produção. Para peças compósitas, os próximos passos podem incluir corte automatizado e kitting de pré-impregnados ou reforços secos, laminação, pré-formação/desbulking, moldagem por transferência de resina (RTM) ou vacuum bagging e cura em autoclave, corte, testes não destrutivos (END) e pintura. Tipicamente, há múltiplas inspeções entre estes passos. A cadeia de processo também pode incluir montagem com peças metálicas pequenas e grandes em módulos maiores. Produzir tais módulos, incluindo instalação de vários sistemas (ex: fiação, isolamento, energia distribuída, etc.) é uma tendência crescente para fornecedores Tier aeroespaciais. Uma vez que a cadeia de processo está completa e a peça/montagem está pronta para envio, a tag Bluetooth é removida e reutilizada em uma nova ordem de trabalho.

Fine explica que estas são tags, não sensores. "Uma tag não detecta, apenas transmite um sinal", ele nota. Neste caso, cada uma das tags Bluetooth transmite seu número de série a cada 10 segundos. "Antenas recebem estes sinais e triangulam a posição de cada tag", diz Fine. O componente final do sistema é o software, que coleta os dados, aplica algoritmos para analisá-los e responde com alarmes e/ou ações sugeridas. As tags Bluetooth são alimentadas por bateria, mas o software alerta quando as baterias estão baixas, e as baterias duram mais de um ano.

Por que Bluetooth e não RFID?

A Kanfit explorou usar tags RFID, mas como usam radiofrequência (campos eletromagnéticos) para transmitir dados, o metal interfere com o sinal. "Temos muito metal em nosso ambiente de produção", Fine explica. "Então, você tem que pensar onde colocar as antenas RFID no prédio para que o sinal de cada tag seja sempre recebido. Se as tags RFID periodicamente não registram, então todo o fluxo de dados é comprometido. Com nossas tags Bluetooth, provamos registro de 100%. Jogamos elas com peças metálicas e colocamos perto de diferentes antenas. Sempre, o sistema captou 100% das tags."

Outra diferença, ele explica, é que as tags Bluetooth são ativas, enviando sinal, enquanto tags RFID são tipicamente passivas — seus sinais só são captados se passarem por uma antena apropriadamente situada. "Com as tags Bluetooth, você posiciona antenas onde quer que o sistema reporte peças", diz Fine. "Não há restrição tecnológica como com o sistema RFID. Você pode colocar antenas na parede, teto ou estação de trabalho. Onde você as coloca e quantas usa em uma área é questão de que resolução você precisa. Por exemplo, em área de espera, uma antena no teto é suficiente, mas em área com vários passos de processo, você pode precisar de múltiplas antenas."

Desvantagens e implementação

Uma desvantagem do sistema Bluetooth que a Kanfit instalou da Trekeye é custo. "Há muita infraestrutura", diz Fine, "e estas tags Bluetooth custam dólares, não centavos como tags RFID." Também houve desenvolvimento significativo requerendo desenvolvedores da Trekeye no local. "Eles nos ajudaram a localizar as antenas para que a informação que coletamos fosse otimizada para o que estávamos tentando alcançar", ele explica. "Eles nos ensinaram como lidar com questões de áreas sobrepostas de antenas para que o sistema não se confunda com uma tag sendo lida por duas antenas na mesma intensidade. Foi um processo."

Mapas de peças e diagramas espaguete

Uma vez que o sistema foi instalado e rodando, os resultados que retornou incluíram mapas de peças e diagramas espaguete. "Nosso departamento de TI tinha o mapa online do sistema aberto o tempo todo", Fine explica. "Quando um trabalhador estava procurando uma peça, ia ao TI, localizava rapidamente a peça e então ia buscá-la na fábrica. Era muito fácil ver onde todas as peças estavam."

Ele explica que a Kanfit tem milhares de peças por todo o chão de fábrica (3.000 ordens de trabalho abertas a cada minuto), "e não é uma linha de montagem padronizada. A mistura de peças sendo feitas muda e algumas peças requerem passos diferentes que outras. Por exemplo, nem toda peça vai para autoclave ou usinagem. Quando você vê uma peça, nem sempre sabe se está no lugar certo. Você precisa checar o paperwork da peça para entender isso."

O sistema Trekeye, no entanto, funcionou incrivelmente bem. "Embora não fosse um sistema barato, o ROI (retorno sobre investimento) foi muito curto", diz Fine. "O sistema tem uma IA muito avançada. Não esperava até uma peça estar faltando. Enviava SMS (mensagem de texto) para o gerente que a peça 'ABC' foi para a estação errada. Não havia espera. O sistema alertava quando uma peça não seguia sua rota normal."

Estas rotas ou caminhos das peças são mostradas no que é chamado diagramas espaguete. "Estes mostram os caminhos das peças através de nossa fábrica e cadeias de processo", diz Fine. "Estávamos começando a ver tendências. Por exemplo, conforme engenheiros criavam ordens de trabalho para peças, colocavam passos de inspeção de acordo com seu conhecimento e experiência. Peças iam primeiro para inspeção antes de mover para a próxima estação. Os diagramas espaguete mostravam que você podia mudar algumas ações e reduzir a distância que as peças percorriam. Veríamos uma peça indo e voltando entre departamentos para múltiplas ações. Então nos sentávamos com engenharia e perguntávamos por que está indo e voltando? Como poderíamos reduzir quatro vezes para duas, por exemplo? Isso é fácil de ver no gráfico mas difícil de ver nas operações diárias no chão, e também qual o efeito real desse vai-e-vem na produção geral. Você pode ver os passos como itens de linha quando os escreve na ordem de trabalho mas ver os caminhos no diagrama espaguete é mais dados e uma visualização desses dados que tem impacto real."

"Isso também nos ajudou conforme mudamos para nossa nova instalação maior", Fine adiciona. "Uma das lições que aprendemos é localizar centralmente o departamento de inspeção dentro da área de produção. Então, com o tempo, tenho certeza que a IA continuaria nos ajudar a melhor localizar máquinas e estações, e mesmo conforme nossas peças e operações mudam com o tempo. Também pode rastrear ferramentas."

Outro benefício é que a Kanfit podia rastrear quanto tempo uma peça gasta em cada estação. "Embora ainda não tenhamos implementado isso, poderia reduzir o tempo que funcionários gastam inserindo tais dados", Fine nota. "Ainda temos um sistema ERP no qual funcionários reportam, mas o sistema de tags Bluetooth deu melhor detalhe de quando uma peça entrou e saiu de uma estação, etc."

Fine nota que estes sistemas de monitoramento de peças e ferramentas não substituem o ERP mas devem ser integrados para trabalhar com ele. "Continuamos desenvolvendo nosso sistema ERP internamente porque temos grandes clientes e cada um tem seus próprios requisitos. Então, temos que desenvolver muito em nosso sistema para fornecer toda a informação que cada cliente quer." Mas ele vê o poder da tecnologia de tag Bluetooth/IA para melhorar estes sistemas, e a vantagem em maior eficiência que isso oferece.

Sem entrada de dados

Você teve que inserir muitos dados para cada peça quando criou a ordem de trabalho e anexou o sensor? "Não, essa é a parte mais incrível", diz Fine. "Não houve entrada de dados. É o sistema de IA. Tudo que recebeu foram os números das ordens de trabalho. Estes compreendem letras e números, mas há uma espécie de lógica na forma como criamos estes e o que significam. A IA deve ter aprendido isso. Uma vez que começou a reunir dados, aprendeu onde as peças deveriam estar. Por exemplo, todas as ordens de trabalho 'ABC' eram apenas metal e nunca deveriam ir ao departamento de compósitos. Então, quando uma peça de metal ia ao departamento de compósitos por engano, o sistema alarma. Até os designers da IA ficaram surpresos com a rapidez que o sistema aprendeu. Testamos inicialmente 100 peças. Aprendeu dentro deste primeiro lote."

Fine explica que isso é o que o sistema foi projetado para fazer. A Trekeye começou em hospitais, trabalhando com empresa de manutenção de dispositivos médicos móveis que ajudava manter manguitos de pressão arterial, termômetros, monitores, etc. Aquela empresa reclamava que gastavam 80% do tempo do técnico de manutenção apenas procurando os dispositivos que precisavam de manutenção. "Com este sistema no lugar, o técnico chegava, conectava ao sistema e via exatamente onde todos os dispositivos estavam no hospital", diz Fine. "Um benefício adicional foi que roubo diminuiu. Sempre que alguém saía com um dispositivo, o sistema alarma e um oficial de segurança era enviado para recuperar o dispositivo."

Implementação futura

Infelizmente, a Trekeye não passou pelo estágio crítico "Vale da Morte" como startup, e não está mais operando. "Temos tudo que precisamos para manter o sistema rodando exceto alguém para supervisioná-lo", diz Fine. "Para este tipo de sistema, você não pode ter apenas uma pessoa de TI geral. Precisa de alguém muito proficiente em IA. Também acabamos de nos mudar para nossa nova instalação e não reiniciamos o sistema ainda." Ele procurou outra empresa fazendo algo similar mas diz que não encontrou nada que atenda às necessidades da Kanfit ainda. "Encontraremos um jeito de colocá-lo de volta em operação em breve", ele adiciona.

Então, qual é o benefício real? "Primeiro, o que você não pode medir, você não pode gerenciar", diz Fine. "Segundo, a quantidade de dados que temos é tão enorme, mesmo para nós como fábrica pequena, que passamos do ponto de ter uma ou mais pessoas capazes de lidar com todos estes dados. Não consigo nem imaginar como deve ser para Boeing ou Airbus. Temos que fazer as máquinas conversarem entre si agora. Deixe elas fazerem o que são boas e deixe nós humanos olharmos o quadro geral e desenvolvermos novas soluções baseadas no que elas podem nos mostrar."

Fique atento para mais blogs sobre Composites 4.0 e artigo de destaque da CW em julho.