O futuro dos testes:automação e robôs colaborativos

Vivek Jaykrishnan, diretor sênior de tecnologia, engenharia digital e fabricação Serviços, Engenharia de Qualidade, Grupo Capgemini em automação e robôs...

À medida que as organizações industriais buscam adotar totalmente a transformação digital e a implementação de análises orientadas por dados ao longo de toda a cadeia de valor industrial , surgiu uma grande tendência:a aplicação de robôs em testes de dispositivos.

Com os fabricantes correndo em direção à digitalização para limitar o impacto do COVID-19 nas cadeias de suprimentos globais, algumas fontes até afirmaram que a pandemia poderia levar a uma aceleração de 75,7% na adoção de robôs em a indústria manufatureira.

A transformação digital na fabricação depende de robôs colaborativos (cobots), mas sua introdução em testes é uma tarefa especializada que requer domínio do conhecimento dos robôs, bem como dos processos de verificação e validação.

Por que automatizar?

O processo de teste na fabricação pode ser multifacetado, exigindo que muitas ações sejam concluídas simultaneamente para gerar os dados necessários. À medida que o número de ações aumenta, aumenta também a complexidade da tarefa. Isso pode levar a dificuldades em manter o ritmo e a precisão do teste ao fazê-lo manualmente. Isso tem um efeito indireto na produtividade e, em última análise, no resultado final.

A adoção de tecnologias como a robótica pode melhorar muito a eficiência e a confiabilidade dos testes de produtos e sistemas. E, automatizando certas funções, mais tempo é permitido para os operadores humanos interpretarem e analisarem os resultados.

A nova era da robótica:cobots

Os robôs não são de tamanho único. Vários tipos podem ser considerados para aplicativos comerciais, com recursos adequados para tarefas muito diferentes. Estes são amplamente classificados como:-

• Robôs de serviço:robôs assistentes para humanos em várias tarefas rotineiras. Geralmente, eles têm um escopo definido e uma funcionalidade dedicada, como embalagem, inspeção ou um assistente doméstico.
• Robôs personalizados:projetos mecatrônicos específicos destinados a cumprir tarefas específicas, como sistemas push/pull.
• Robôs industriais:robôs de serviço especializados que são mais rápidos, orientados para o desempenho e podem ser usados ​​como unidades autônomas ou em cluster, como uma linha de fabricação.
• Robôs colaborativos (cobots):robôs menores, capazes de trabalhar em um ambiente colaborativo ao lado de operadores humanos.

Com várias opções de robôs disponíveis, surge a questão:qual deve ser escolhido para teste de dispositivos? A natureza altamente especializada do serviço de robôs personalizados significa que eles não têm a flexibilidade necessária para ambientes de teste. Da mesma forma, os robôs industriais são mais adequados para tarefas muito além das capacidades humanas.

Cobots são, portanto, a escolha certa. Eles oferecem uma série de vantagens que os tornam ideais para trabalhar ao lado de operadores humanos – são leves, menores em tamanho e energeticamente eficientes. Por definição, eles são colaborativos, habilitados com mecanismos construtivos e operacionais para se qualificarem como um companheiro seguro para o coworking no mesmo tempo e espaço que os operadores humanos. Recursos de segurança inerentes, como limitações de velocidade e força ou limites de segurança virtual, os tornam ideais para uma configuração de laboratório. Em comparação, outras formas de robôs não apresentam tais precauções, o que significa que podem representar uma ameaça à segurança de operadores humanos e outros equipamentos.

O roteiro para a cobotização

Os cobots são aprimorados com recursos visuais, sonoros e de sensores para realizar testes de ponta a ponta a partir da atuação, fornecendo a eles um amplo escopo de aplicações em processos de teste:-

• Teste funcional:testar recursos físicos baseados em ação de um dispositivo ou módulo
• Teste de desempenho:testes consistentes e rigorosos de entradas e respostas do dispositivo
• Teste do usuário:imitação do máximo possível de ações do usuário para cobrir a funcionalidade do dispositivo em teste (DUT)
• Teste do sistema:teste em um ambiente difícil ou perigoso para uso final
• Teste assistido:robô que ajuda humanos a realizar tarefas repetitivas, para que os humanos possam se concentrar na evolução do teste

Cobots já estão sendo usados ​​em alguns setores. Na Alemanha, cientistas que trabalham para a Fraunhofer IPA desenvolveram um cobot móvel para a Bosch que testa a resistência de eletrodomésticos como máquinas de lavar louça, carregando e descarregando repetidamente até que se desgastem. Os funcionários são dispensados ​​de uma tarefa altamente repetitiva e podem contar com uma operação padronizada e controlada 24 horas por dia – por sua vez, eles podem canalizar seus próprios recursos para tarefas mais diferenciadas.

Enquanto isso, o fornecedor espanhol da indústria automotiva Continental, vem usando cobots para aprimorar suas linhas de produção. Em 2016, a empresa introduziu vários robôs colaborativos para automatizar a fabricação e manuseio de placas de circuito impresso. Isso reduziu os tempos de troca em 50%, caindo de 40 quando feito manualmente para 20 minutos – permitindo que esse tempo fosse melhor usado em outros lugares.

As organizações precisam considerar vários fatores antes de implementar cobots em processos de teste. O primeiro é a grande variedade de modelos – é necessário um entendimento completo do dispositivo sob condições de teste para selecionar o tipo de robô, sensores e o efetuador final (mão ou dedo do robô) que serão necessários durante o teste.

Uma vez feita a seleção, os funcionários devem ser devidamente treinados para entender como operar o cobot. Depois disso, as organizações devem testar a operação – testando o tempo e a eficácia da verificação. Sem testes ou treinamento adequados, há um risco potencial de segurança da equipe ou atrasos na produção, pois a equipe não pode operar adequadamente o equipamento. Além disso, sem realmente testar o processo, não há como saber se ele funciona corretamente – não há oportunidade de reavaliar projetos ou recalibrar e personalizar, se necessário.

Com essas etapas concluídas, somente então a implantação da produção deve começar. No entanto, esta não é uma avaliação pontual – as organizações devem continuar a análise de escalabilidade e monitoramento de valor, produzindo uma estratégia de atualização e manutenção em caso de problemas imprevistos que surjam.

Um futuro brilhante para cobots

Amplos usos de cobots em testes de dispositivos de ponta a ponta já foram encontrados, mas à medida que a tecnologia avança, podemos esperar que esses usos continuem a se expandir. O potencial dos cobots para auxiliar na transformação digital é enorme, especialmente em setores como aeroespacial, saúde, automação industrial e produtos de consumo, varejo e distribuição (CPRD).

Por design, os cobots incentivam o trabalho mais próximo com os humanos, portanto, não se trata apenas de tirar algumas tarefas das mãos dos funcionários – trata-se de considerar como o tempo dos funcionários pode ser liberado para criar mais valor na cadeia industrial, maximizando a automação, a sustentabilidade e mantendo um ambiente de teste colaborativo seguro.

Para obter mais informações sobre tópicos de fabricação - dê uma olhada na última edição de Fabricação global.
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