Fábrica do futuro
Duplicando a produtividade usando tecnologia autônoma
O braço robótico irá selecionar peças para a máquina CNC na fábrica de manufatura.

A Kyocera Corporation foi além de seu negócio herdado de cerâmica fina, diversificando-se em novas áreas, como comunicações, automotiva, energia ambiental e saúde.

Com as mudanças significativas no ambiente de mercado devido à disseminação e expansão de novas tecnologias, incluindo 5G e direção automatizada, a Kyocera estabeleceu como objetivo o aumento das vendas de JPY 1,6 trilhão para JPY 2 trilhões em um futuro próximo. O “Projeto de Duplicação da Produtividade” foi posicionado como uma medida fundamental para apoiar esse plano.

Takeshi Maeda, gerente geral do Dx Promotion Center, Corporate Digital Business Promotion Group: "Vamos dobrar a produtividade de fabricação para reduzir custos e estabelecer uma vantagem competitiva por meio da liderança em custos, consequentemente aumentando as vendas nos negócios já existentes."

Para alcançar esse objetivo, a Kyocera lançou uma série de linhas de produção, incluindo a planta Kokubu em Kagoshima em maio de 2018, a planta Gamo em Shiga em outubro de 2018 e a planta Sendai em Kagoshima em março de 2019, para demonstrar sua eficiência de fabricação aprimorada por meio de linhas de produção não tripuladas que utilizam IA e robôs. Desde abril de 2019, Kyocera tem promovido a implementação de linhas não tripuladas em todas as suas plantas.

A palavra-chave crucial é "autônoma", que vai além da automação.

"A automação, ou simplesmente substituir o trabalho humano por robôs, pode resultar na linha continuando a produzir produtos defeituosos por si mesma," explica o Maeda.

“Em vez disso, a IA analisa vários dados coletados em tempo real, e quando determina que é provável que um produto defeituoso seja produzido, o próprio robô automaticamente alterará as condições de processamento e lidará com isso. Quando a IA determina que a linha provavelmente irá parar, ela alertará os operadores ou a pessoa responsável antes que a máquina quebre. Essa é a forma de produção autônoma que estamos buscando.”

Claro, esta não é uma tarefa fácil.

Rendimento aprimorado

 

Ao diminuir a taxa de defeitos, a Kyocera experimentou um aumento de 6% no rendimento de cerâmicas finas

Maior produtividade

 

Através da automação, a Kyocera pretende obter um aumento de produtividade de 2x

A IBM nos disse: “Trabalharemos junto com você para criar o sistema mais adequado para atingir seu objetivo do Projeto de Duplicação da Produtividade”. Por isso, escolhemos a IBM não apenas para apresentar a solução, mas também como parceira para promover o projeto. Takeshi maeda Gerente geral, Dx promotion center corporate digital business promotion group Kyocera Corporation

Os produtos da Kyocera são basicamente projetados seguindo uma política de "uma especificação para um item", e quando a produtividade dobra como resultado das linhas de produção autônomas, o trabalho relacionado, como responder a cotações de clientes, também aumenta. Por exemplo, ao produzir componentes de cerâmica de alta precisão, o negócio também deve prever a taxa de contração devido à queima e projetar os desenhos do produto acabado para refletir essa taxa.

"Mesmo que o trabalho relacionado dobre, não podemos dobrar o número de engenheiros e designers responsáveis pelas operações", afirma Maeda. “O mesmo número deles de antes deve cuidar de todas as obras.

“Essa é a essência de duplicar a produtividade”, enfatiza.

A Kyocera considerou o uso da TI, especificamente uma plataforma digital para analisar dados de fábrica em tempo real, como um pré-requisito necessário para resolver esse problema.

Criando a fábrica inteligente

Para criar linhas de produção autônomas contínuas, era necessário estabelecer um sistema de gerenciamento de produção que monitorasse e gerenciasse de forma abrangente as instalações de produção e os veículos guiados automaticamente (AGVs) que transportam materiais e produtos em processo entre os processos e os operadores.

Idealmente, a função de controle para evitar defeitos, bem como o sistema que automatiza atividades relacionadas, como cotações, cálculo e previsão de taxa de encolhimento e desenho, seriam implementados no mesmo framework do sistema de gerenciamento de produção. Assim, a Kyocera decidiu construir a plataforma digital.

"Não tínhamos toda a imagem em mente desde o início. À medida que continuamos incorporando e considerando as funções necessárias, alcançamos a plataforma digital como resultado", explica Maeda."

A Kyocera integrou a solução IBM Global Integrated View (GIView) Planner com o processo de planejamento de produção para determinar o número mais adequado de modelos e aquisições mensais, e com o programador para elaborar o plano de recursos diários mais adequado. Também integrou o IBM MES Express + GiView PS ao sistema que elabora o plano de produção, verifica o status do processo de produção, envia instruções aos operadores e controla as instalações.

A empresa também usa a plataforma de análise CFC como base para um mecanismo de edge computing que coleta dados da Internet das Coisas (IoT) de locais de produção e os analisa em tempo real. Além disso, a IBM introduziu o IBM Cloud Pak for Data como uma plataforma de dados que coleta, armazena, processa e analisa dados e gerencia modelos de dados em todos os escritórios e instalações da empresa.

Para estabelecer uma linha de produção autônoma, a correlação dos dados com o fluxo e o status dos produtos é extremamente importante. Toda a informação, incluindo os processos antes e depois da produção, deve ser integrada com a utilização de dados.

"Só então seremos capazes de prever além da sabedoria humana e controlar o processo de produção para evitar produtos defeituosos," afirma o Maeda, explicando o objetivo de introduzir uma série de soluções da IBM.

Essas soluções da IBM para a construção de uma fábrica inteligente e a utilização de dados foram a principal razão pela qual a Kyocera escolheu a IBM para promover o Projeto de Duplicação de Produtividade.

"Selecionar soluções altamente funcionais com base em perfis técnicos individuais, como planejamento de produção, o agendador ou o sistema de produção e 'somar' essas soluções nem sempre proporciona o máximo efeito," explica o Maeda."Também tínhamos um limite de tempo. Tivemos que lançar a plataforma digital o mais rápido possível e aplicá-la na prática para produzir resultados até o ano fiscal que termina em março de 2021.

“Portanto, avaliamos as soluções do ponto de vista da otimização geral. Ao mesmo tempo, a IBM nos disse: "Trabalharemos em estreita colaboração com você para criar o sistema mais adequado para atingir seu objetivo do Projeto de Duplicação de Produtividade". Por isso, escolhemos a IBM não apenas para introduzir a solução, mas também como um parceiro para promover o projeto.""

O verdadeiro objetivo da plataforma digital é que os insights obtidos com o sistema mudem os fluxos de trabalho dos operadores e os liberem para se concentrar em trabalhos de maior valor. Takeshi maeda Gerente geral, Dx promotion center, Corporate digital business promotion group Kyocera Corporation
Trabalhe de forma mais inteligente, não mais difícil

A plataforma digital, que iniciou sua operação com o início da linha de produção em maio de 2018, tem proporcionado resultados de melhoria de qualidade nas linhas de produção de muitas das plantas da Kyocera. Por exemplo, no processo de produção de cerâmicas de alta precisão, foi alcançado um aumento de quase 6% no rendimento como resultado das melhorias na detecção de defeitos.

"A Kyocera tem quase 40 anos de história na produção de cerâmicas de alta qualidade e acumulou um alto nível de know-how técnico, mas mesmo assim, produtos defeituosos eram inevitáveis.Usando o modelo de IA desenvolvido com o IBM SPSS Modeler incorporado à plataforma de análise CFC, encontramos a causa de defeitos que nem os trabalhadores experientes perderam. A melhoria de 6% na taxa de rendimento é realmente incrível. Em apenas alguns meses, melhoramos a taxa de defeitos, que não tínhamos conseguido reduzir há décadas", afirma Maeda.

Efeitos:

  • Melhora a competitividade de preços e a expansão de ações por meio da redução de custos
  • Permite linhas de produção ininterruptas e sem defeitos
  • Melhora as taxas de utilização da capacidade por meio de linhas de produção autônoma usando robôs e IA
  • Cria uma plataforma digital que integra planejamento, escalonador e sistema operacional de produção
  • Melhora a taxa de rendimento do processo de produção de componentes de cerâmica fina em cerca de 6%
  • Fornece informações sobre o fluxo de trabalho dos operadores, liberando-os para se concentrarem em trabalhos de maior valor
  • Aumenta as vendas comerciais existentes reduzindo os custos por meio da duplicação da produtividade

Com essas conquistas constantes, Kyocera está avançando ainda mais no Projeto de Doubling de Produtividade.

Está planejando melhorar o nível de conquista posicionando os três anos de 2020 a 2023 como a fase de crescimento e o período depois disso como a fase de penetração. Enquanto isso, Kyocera também está explorando a evolução das plataformas digitais.

"A plataforma digital que integra os diversos dados no processo de produção mostrou algum progresso, mas ainda não é suficiente para realizar a produção autônoma que estamos buscando. O objetivo real da plataforma digital é que os insights obtidos com o sistema alterem os fluxos de trabalho dos operadores e liberem eles para se concentrarem no trabalho de maior valor", diz Maeda.

Logotipo da Kyocera Corporation
Sobre a Kyocera Corporation Componentes da solução

Fundada em 1959, a KyoceraLink Externo é uma fabricante especializada de cerâmicas finas. A empresa diversificou seus negócios para incluir componentes industriais e automotivos, embalagens de semicondutores, dispositivos eletrônicos, sistemas de energia inteligente, impressoras e equipamentos de telecomunicações, e expandiu globalmente seus negócios, indo de materiais e componentes para dispositivos e equipamentos, além de serviços de sistemas.

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