Metrologia Remota: Dominando Coleta de Dados para Manufatura de Precisão

Com fabricantes procurando fazer mais com menos para manter lucratividade, medição remota é vital. Aqui está o que você precisa saber sobre as ferramentas que coletam pontos de medição críticos de praticamente qualquer lugar.

Metrologia é a ciência de medir. É um tópico profundamente técnico, mas para montadoras, instalações aeroespaciais, fabricantes médicos — e qualquer outro envolvido em produzir componentes discretos — metrologia é principalmente sobre assegurar que profundidades de características de peça, diâmetros, posições, comprimentos e ângulos todos atendam tolerâncias dimensionais.

No entanto, há muito mais em metrologia que micrômetros e altímetros, começando com coleta de dados dimensionais, seguida por sua análise estatística.

Automatizado e Custo-Efetivo

O uso de estatísticas em gestão de qualidade não é nada novo. Na verdade, tem quase 100 anos. Primeiro proposto por físico e engenheiro Walter Shewhart, seus esforços para reduzir variação de peça levaram ao desenvolvimento de CEQ (controle estatístico de qualidade) e seu subconjunto CEP (controle estatístico de processo). Hoje, CEP e CEQ são componentes centrais de qualquer sistema de controle de qualidade.

Os termos são frequentemente usados intercambiavelmente, embora puristas de metrologia argumentem que há diferença significativa. Onde CEP é usado durante o processo de manufatura para prevenir defeitos e melhorar qualidade da peça, CEQ é realizado após o fato. No entanto, ambos dependem de coleta e análise de dados, e ambos ajudam a identificar tendências no processo de manufatura.

A questão então se torna: Qual a melhor forma de coletar e registrar dados de manufatura?

Muitos locais de trabalho ainda dependem de medições manuais, então escrevendo valores com caneta e papel ou digitando em planilha. E enquanto não há nada errado com a primeira parte — fazer medições manuais — há certamente métodos muito mais automatizados e custo-efetivos para reunir dados dimensionais para uso em controle estatístico de processo ou sistema de software de gestão de qualidade.

Hardware de Coleta de Dados: Metrologia Pelas Ondas do Ar

Uma destas vem da L.S. Starrett Company, onde Diretor de Pesquisa e Desenvolvimento Jeffrey Wilkinson descreve várias opções para coleta eficiente de dados industriais.

"Temos multiplexadores com fio que podem pegar dados de uma gama de ferramentas de medição e enviar aqueles valores para um computador", ele diz. "Além disso, temos nossa linha de produtos DataSure, que é essencialmente uma versão virtual ou sem fio de um multiplexador."

Com DataSure, o dispositivo de medição — um micrômetro ou paquímetro, por exemplo — deve ser equipado com um rádio, explica Wilkinson. Conforme o operador toma cada medição, ele ou ela aperta um botão no dispositivo, enviando os dados para um gateway conectado ao computador. Os dados são ou tabulados em forma de log ou enviados através de porta COM para um programa CEP ou Microsoft Excel. Um multiplexador realiza a mesma coisa mas usa cabo em vez de rádio para transmitir dados.

Para aplicações remotas ou baseadas em campo, dados podem ser enviados da ferramenta manual para um app mobile no smartphone do usuário. De lá, pode ser enviado por email, salvo para upload no retorno do usuário ao escritório central, ou enviado para gateway seguro que compartilha a informação com a fábrica ou matriz corporativa. Este último cenário também se aplica a organizações com múltiplas instalações, mesmo aquelas localizadas em diferentes estados, países e continentes.

Diz Wilkinson: "Temos muitas aplicações onde não há nada mais que um computador de bancada falando com ferramentas no chão de fábrica, e tudo é local àquela instalação. No outro extremo, temos um cliente na Ásia que na verdade envia seus dados pela web para local na Europa, onde é processado e enviado de volta ao site original para display em interface de usuário. Há tantos fabricantes hoje coletando, consumindo e armazenando dados de qualidade que tivemos que desenvolver sistema muito flexível, um capaz de lidar com uma gama de diferentes requisitos."

Software de Coleta de Dados: O Elo Crítico

Hany Abdel-Motaleb, especialista em MeasurLink e gestão de dados na Mitutoyo America Corp., vê requisitos similares. Como Starrett e outros, a empresa oferece multiplexadores tradicionais e todo hardware necessário para coleta de dados com fio. Para instalações que desejam pular os cabos, no entanto, Mitutoyo também oferece U-WAVE, um sistema de hardware que permite transmitir informação de medição sem fio para um computador.

U-WAVE consiste de dois componentes, explica Abdel-Motaleb — um receptor conectado ao computador via USB, e transmissores individuais para cada ferramenta de medição, que podem ser localizados até 60 pés do receptor. Há também uma porção de software que gerencia comunicação entre os diferentes dispositivos.

Independente de como os dados são coletados ou qual sistema é usado para coletá-los, é de valor limitado sem alguma forma de software de gestão de dados de qualidade. No caso da Mitutoyo, este software é MeasurLink, um sistema modular que suporta análise estatística, rastreamento e calibração de instrumento, análise de processo, CEP e mais. "Uma vez que os dados estão no banco de dados MeasurLink, podem ser acessados remotamente através da nuvem ou diretamente de um banco de dados SQL na rede do cliente", diz Abdel-Motaleb.

Comece a Coletar Dados do Chão de Fábrica Agora

Para instalações nervosas sobre custo e aborrecimento de implementar hardware de coleta de dados com fio ou sem fio, sem mencionar sistema de software de gestão de dados de qualidade, não é tão grande tarefa quanto se pode pensar. Abdel-Motaleb sugere que o elefante pode ser comido uma mordida por vez, e você pode já ter pelo menos algum do hardware necessário.

"Muitos micrômetros, indicadores e paquímetros já vêm equipados com a porta necessária", ele diz. "Se sim, tudo que é necessário é um único cabo e um computador para começar a coletar dados." Isso elimina chance de digitar informação errado, ele adiciona, bem como chance que uma máquina-ferramenta cara inadvertidamente fique ociosa enquanto operador está escrevendo ou digitando dados dimensionais. Além disso, o esforço por trás de uma implementação completa se resume a duas coisas — onde você quer coletar dados, e o que você quer fazer com eles?

"Dependendo de quão grande sua implementação é e quanto espaço para melhoria você tem, o retorno sobre investimento para estes sistemas é geralmente bem rápido", ele diz. "Como prova, recentemente trabalhei com um cliente que cortou seus custos de sucata em $180.000 no primeiro ano. O investimento em MeasurLink, U-WAVE e novas ferramentas manuais foi apenas uma fração desse custo. Dito isso, alcançar ROI completo em um ano ou menos é bem comum."

Sua instalação começou a coletar dados? Que dicas você pode compartilhar?