Edição 261 - Controle & Instrumentação

Revista Controle & Instrumentação – Edição nº 261 – 2021

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Robôs: mercado em crescimento

Os robôs fornecem vantagens competitivas para as indústrias, e vêm sendo aplicados em quase todos os setores, em diversos segmentos, principalmente porque podem realizar cada ciclo de trabalho de maneira semelhante, nunca se distraem, nem se cansam, melhoram a segurança, evitam peças descartadas, podem trabalhar em locais perigosos e, mais recentemente, lado a lado com o ser humano – os cobots ou robôs colaborativos –, uma das tendências apontadas pela IFR – International Federation of Robotics.

A Federação vê como realidade, em futuro próximo, os robôs aprendendo novos truques, com softwares de inteligência artificial (AI), em combinação com outros sistemas de detecção, como visão e olfato, por exemplo, permitindo que os robôs dominem tarefas difíceis; robôs trabalhando em fábricas inteligentes, em todas as linhas de montagem, e interagindo com outros robôs como veículos autônomos guiados, ou robôs móveis autônomos (AMRs) – com as mais recentes tecnologias de navegação, esses robôs móveis são mais flexíveis, em comparação com as linhas de produção tradicionais; robôs em setores da manufatura que se automatizaram recentemente; robôs reduzindo a pegada de carbono, por serem mais eficientes em termos de energia e mais precisos, e ainda ajudando na produção econômica de equipamentos de energia renovável, como células fotovoltaicas, ou células a combustível de hidrogênio.

Os robôs já possibilitam aos fabricantes a oportunidade de repensar a logística e o abastecimento, com mais flexibilidade. E eles estão em muitas outras aplicações, pensadas a partir das necessidades da saúde, do distanciamento social e vacinação demandadas pela pandemia.

A densidade média de robôs na indústria de manufatura atingiu um novo recorde global, de 113 unidades por 10.000 funcionários. Por regiões, a Europa Ocidental (225 unidades) e os países da Europa Nórdica (204 unidades) têm a produção mais automatizada, seguidos pela América do Norte (153 unidades) e Sudeste Asiático (119 unidades). Os 10 principais países mais automatizados do mundo são: Singapura (1), Coreia do Sul (2), Japão (3), Alemanha (4), Suécia (5), Dinamarca (6), Hong Kong (7), Taipei Chinês (8), EUA (9) e Bélgica e Luxemburgo (10). Isso, segundo as últimas estatísticas da World Robotics, publicadas pela International Federation of Robotics (IFR).

O relatório World Robotics 2020 da IFR (ano base 2019) mostra um recorde de 2,7 milhões de robôs industriais, operando em fábricas em todo o mundo e, ainda que as vendas de novos robôs permanecem altas, com 373.000 unidades globalmente, em 2019, isso é 12% menos, em comparação com 2018, mas ainda assim o terceiro maior volume de vendas já registrado. A IFR aponta que o número de robôs industriais, operando em fábricas ao redor do mundo hoje, é o mais alto da história: impulsionado pelo sucesso da produção inteligente, esse número cresceu cerca de 85%, em cinco anos (2014-2019). A IFR acredita que a recente desaceleração nas vendas em 12% reflete os tempos difíceis, que as duas principais indústrias usuárias, automotiva e elétrica/eletrônica, enfrentam.

A Ásia continua sendo o mercado mais forte para os robôs industriais – a parcela de robôs recém-instalados na Ásia foi de cerca de dois terços do fornecimento global: a China aumentou 21%, e atingiu cerca de 783.000 unidades, em 2019; o Japão ocupa o segundo lugar, com cerca de 355.000 unidades – mais 12%; a Índia teve novo recorde de cerca de 26.300 unidades – mais 15% – o que significa que, em cinco anos, ela dobrou o número de robôs industriais operando no país. Vale destacar que, na China, 71% dos novos robôs foi enviada de fornecedores estrangeiros, que acabam sendo mais afetados pela queda dos negócios na indústria automotiva chinesa do que os fornecedores nacionais.

A Europa atingiu um estoque operacional de 580.000 unidades, em 2019 – mais 7% – e a Alemanha continua sendo o principal usuário, com cerca de 221.500 unidades – isso é cerca de três vezes o estoque da Itália (74.400 unidades), cinco vezes o estoque da França (42.000 unidades), e quase dez vezes o estoque do Reino Unido (21.700 unidades). Os EUA são o maior usuário de robôs industriais nas Américas, atingindo um novo recorde de estoque operacional, de cerca de 293.200 unidades – um aumento de 7% –, sendo seguido pelo México, com 40.300 unidades, o que representa um acréscimo de 11%, e pelo Canadá, com cerca de 28.600 unidades – mais 2%. A maioria dos robôs dos EUA são importados do Japão e da Europa. E, embora não existam muitos fabricantes de robôs na América do Norte, existem vários integradores de sistemas robóticos. Na América do Sul o Brasil é o maior usuário, com quase 15,3 mil unidades – mais 8%.

Edouard Mekhalian, do Grupo de Trabalho de Manufatura Avançada da Abimaq – Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos –, e diretor da Kuka Roboter do Brasil Ltda, lembra que a classificação e a definição de robôs seguem as determinações da IFR. “Com os dados da IFR – International Federation of Robotics – de 2020, o Brasil contava com 15 robôs por 10.000 trabalhadores, em chão-de-fábrica, em 2019. Este número, porém, não reflete a realidade, pois, com os níveis de desemprego acima de 14%, na verdade esta relação é pior. Todos os levantamentos dos “campeões mundiais” dessa estatística, possuem níveis de desemprego bem mais baixos, entre 4% a 6%, no pior caso. Assim, se levarmos em conta a melhora da economia brasileira, e se os “%s” de desemprego no Brasil chegassem a esses níveis, este número no Brasil seria algo em torno de 10 robôs por 10.000 trabalhadores, em chão-de-fábrica. De qualquer forma, os números brasileiros são ruins nas estáticas da IFR de 2019, e os números de 2020 devem estar disponíveis em meados de maio deste ano”..

O professor Reinaldo Bianchi, do departamento de Engenharia de Robôs da FEI, ressalta que os robôs podem ser classificados seguindo diversas taxonomias. “A mais comum é classificar os robôs entre robôs manipuladores industriais (aqueles braços mecânicos que conhecemos bem e que efetuam trabalho nas indústrias), e robôs de serviço (geralmente robôs móveis utilizados para limpeza de grandes áreas industriais, limpeza de casas, transporte de equipamentos dentro da empresa). Outra maneira de classificar os robôs é quanto à sua forma. Aí, temos os robôs fixos (com os braços mecânicos), os robôs móveis (que podem ser baseados em rodas), em pernas, como os robôs humanoides, e até mesmo os carros autônomos, que utilizam toda a tecnologia da robótica móvel. Também temos os robôs submarinos (muito usados no setor de óleo e gás), e os aéreos – os drones, que também utilizam as técnicas de robótica móvel, para se localizar e se mover em todo o mundo. Os robôs ainda podem ser classificados quanto à sua autonomia de decisão: aqueles robôs industriais, os braços mecânicos, possuem muito pouca capacidade de decisão, eles apenas repetem um programa. Por outro lado, as pesquisas de inteligência artificial aplicada à robótica nos levam a robôs autônomos para diversas tarefas, como um robô para ajudar nas tarefas domésticas, ou mesmo robôs que jogam futebol de maneira autônoma, sem o controle de uma pessoa. E os robôs colaborativos são uma nova tendência na automação, são robôs que trabalham fora de uma célula de montagem, e interagem muito mais proximamente com seres humanos”.

A ABNT define Robô de acordo com a norma ISO/ IEC 2382 (Information technology — Vocabulary): dispositivo mecânico, geralmente programável, projetado para realizar tarefas de manipulação ou locomoção, sob controle automático; Robô industrial, segundo a ABNT NBR ISO 10218-1:2018, é um manipulador multifuncional reprogramável, automaticamente controlado, programável em três ou mais eixos, que pode ser fixo no local, ou móvel para uso em aplicações de automação industrial; e destaca que o termo Cobot vem sendo utilizado para designar robôs que, em ambiente de trabalho, interagem com humanos. Porém, outro termo encontrado é robô colaborativo que, de acordo com a ISO 8373:2012, ainda não adotada pela ABNT, é um robô projetado para interação direta com um humano, dentro de um espaço de trabalho colaborativo definido. A norma ISO 15066:2016 (Robots and robotic devices – Collaborative robots), ainda não adotada pela ABNT, é a norma que especifica os requisitos de segurança para sistemas de robôs industriais colaborativos e o ambiente de trabalho, e complementa os requisitos e orientações sobre a operação colaborativa de robôs industriais dados em ABNT NBR ISO 10218-1 e ABNT NBR ISO 10218-2.

Edouard Mekhalian ressalta que “todos eles são robôs industriais, mas temos: os convencionais, que são os antropomórficos, como braços robóticos, cuja gama é enorme, com capacidades de carga variando, de 3kg, até 1,3 toneladas, raios de alcance variados, de 500 mm até 3,7 m, para trabalhar em posição horizontal, ou de piso, de parede, a 90°, de teto, ou a 180°, “shelf mounted”, e também alguns modelos que podem ser instalados em qualquer posição. Estes robôs são robustos, rápidos, precisos, e, em geral, precisam estar confinados em espaços de acesso restrito, protegidos por grades de segurança e sistemas de segurança, segundo normas vigentes. Já os cobots, ou os robôs sensíveis e colaborativos, são em sua grande maioria de pequeno porte, baixo raio de alcance, e desenvolvidos para aplicações específicas de apoio, ou de complementação de tarefas humanas, de modo a realizar os trabalhos repetitivos de forma segura, ao lado de operadores treinados, e deixando a estes as tarefas de maior valor agregado e de menor risco de LER. Os robôs sensíveis e colaborativos da KUKA, da família LBR iiwa (inteligent industrial work assistence), possuem características únicas de sensibilidade, permitindo a estes realizarem tarefas complexas de montagens, testes e de manuseio em geral. Cobots e robôs/braços devem conviver porque cada um tem seus respectivos usos e particularidades, e em raros casos poderão ocorrer substituições de uns pelos outros, mas tudo depende da aplicação”.

Os cobots podem, ou não, demandar maior capacidade computacional para lidar com as informações em tempo real, pois, seus controladores e respectivos firmwares foram desenvolvidos para lidar com uma maior demanda de informações e sinais, sem criar qualquer problema de utilização, ou aplicação em tempo real. Vai depender muito do tipo de robô. Quando se pensa em uma linha de montagem completamente automatizada, precisa-se de muita infraestrutura, espaço, energia e conectividade para robotizar a linha toda. Por outro lado, ao se pensar em um robô colaborativo, ele pode ser inserido no local de trabalho de uma pessoa, trabalhando com outras pessoas, sem tanta infraestrutura.

O Professor Bianchi conta que, para conseguir trabalhar com os cobots, é preciso conhecer teoria de controle, pois, eles precisam ter um controle bastante apurado sobre o seu movimento, para não colidir com o ser humano, ou outras peças da área de trabalho; ele precisa ser mais cuidadoso, mais seguro. Além disso, é de fundamental importância o estudo das tecnologias de interface humano- robôs, que é uma das disciplinas da grade curricular do curso de engenharia de robôs da FEI. A disciplina de interação entre humanos e máquinas ou humanos e robôs estuda toda parte de interação, desde interface com usuário, que facilitem o trabalho em conjunto, até qual a melhor maneira de um robô se aproximar de um ser humano.

Um bom exemplo de como esse estudo, essa programação, é necessária, pode ser encontrada na Volkswagen, onde as pessoas trabalham lado a lado com robôs, em suas diversas fábricas espalhadas pelo mundo. Na fábrica de Wolfsburg, um especialista em robótica do Smart Production Lab programa o software para essas aplicações. Cada vez mais sensores estão sendo instalados em robôs, o que requer um novo tipo de programação, e apresenta alguns desafios para os responsáveis pela TO/TI. Um robô programado para o trabalho na linha de montagem identifica os motores por conta própria – sejam de combustão, GTI, TDI, etc. – e executa sua tarefa com velocidade e precisão. E, ainda mais importante, se um de seus colegas humanos chegar perto demais, ele registra esse fato, e fica mais lento – a segurança é a maior prioridade.

A equipe do Laboratório de Produção Inteligente da Volkswagen de Wolfsburg desenvolveu as funções de um robô de forma que possam ser usadas para aplicações adicionais. A função de aparafusamento, por exemplo, é um dos módulos de habilidade programados. Isso torna possível uma ampla gama de funções, como entregar peças pesadas ou ferramentas às pessoas, independentemente ou sob comando – e a ergonomia nunca é esquecida. Esse Laboratório possui uma equipe com especialistas em TI – principalmente cientistas da computação, mas também engenheiros industriais e especialistas em negócios – e seu trabalho se concentra em tecnologias inteligentes, utilizadas na produção, sempre sob a perspectiva do desenvolvimento de software, com tópicos como a Internet das Coisas, e veículos autônomos para aplicações de intralogística.

A equipe do Smart Production Lab de Wolfsburg trabalhou no MIRCO – Mobile Intelligent Robotic CoWorker – um protótipo de robô de dois braços em uma plataforma móvel, para poder agarrar componentes pesados. A equipe de Wolfsburg lembra que, para programar robôs, é preciso muita imaginação, muita paciência e também é preciso ser bom em abstração.

A FEI, por exemplo, ensina seus alunos a lidar com os robôs com aulas teóricas, que fundamentam o conhecimento necessário, e com muitos laboratórios e aulas práticas, em diversos laboratórios de robótica. “Temos um laboratório de manipuladores robóticos, onde possuímos um manipulador robótico industrial da Yaskawa, com o respectivo software, que permite aos alunos vivenciarem o trabalho de programação e desenvolvimento de aplicações de manipulação robótica. Outro laboratório possui três robôs manipuladores da Kuka, utilizado em aulas de engenharia de produção, para os alunos compreenderem o funcionamento das linhas de montagem, que utilizam automação flexível. Temos uma célula de montagem com mais um robô Kuka, utilizada para o aprendizado nas disciplinas de organização da produção. E possuímos uma grande quantidade de kits de robôs móveis da VeX, para os alunos do terceiro semestre aprenderem a construção dos robôs, programação dos móveis e desenvolvimento de aplicações para robótica de serviços. E ainda laboratórios de pesquisa, nos quais temos diversos outros tipos de robôs, como robôs humanoides e robôs assistentes pessoais, como a Hera. Além disso, possuímos diversos programas de simulação de robôs, como o Webots, o Copellia e o TecnoMatix Process Simulate, todos utilizados pelas grandes indústrias, do mundo todo,” conta o professor Bianchi.

Apesar do golpe que o mercado de robôs colaborativos sofreu em 2020, seu tamanho potencial ainda é grande, e a chave para um maior crescimento está em se infiltrar em novos cenários de aplicação (tanto de manufatura como de não manufatura), e em avanços tecnológicos: a análise da Interact prevê que as receitas anuais dos cobots chegarão a US$ 1,94 bilhão, em 2028, representando 15,7% do mercado total de robôs. A Interact prevê que cobots <5kg e 5-9 kg ainda serão responsáveis pela maioria das vendas, em 2024, com um total de 80,3% de participação nas receitas, e 85,1% nas remessas. Em aplicações industriais e áreas não-manufatureiras, questões de segurança, velocidade, precisão e custo significam que modelos menores de carga útil são mais competitivos. Os cobots de 10-20 kg têm visto um aumento na demanda das indústrias de logística e plásticos e borracha.

A principal barreira para cobots de carga útil maiores é que a velocidade de operação deve ser reduzida, para permitir um funcionamento seguro perto de humanos – sensores adicionais, algoritmos de software e periféricos podem ser adicionados para melhorar a velocidade e a segurança desses robôs maiores, mas isso tem um custo geral mais alto.

Os avanços tecnológicos possibilitaram que ser humano e robôs trabalhassem no mesmo espaço e, em muitos casos, em contato direto. Aqui no Brasil, foi preciso mudar a norma NR- 12, para que os cobots pudessem ser aplicados sem problemas – é um mercado novo, que responde por apenas 4,8% dos robôs industriais instalados em 2019, segundo a IFR. Vale lembrar que muitos estão usando outras tecnologias, como sensores e capas de robô, para permitir aplicações colaborativas – e esse nicho não entra nas estatísticas da IFR, mas há uma forte indicação de aplicativos robóticos colaborativos resultantes de makers.

“De fato, a NR12 sofreu revisões e atualizações, que a colocaram em linha com os standards aplicados pelo mundo. E foi uma vitória, porque os robôs impactam a indústria, desde o seu surgimento, há mais de 42 anos. Todos os países que aplicaram robôs colheram, colhem e colherão ganhos com produtividade, qualidade e competividade contínua. E, importante, o fizeram sem grandes problemas de desemprego e/ou com subempregos. Ao contrário, puderam lograr criar melhores e mais bem pagos empregos. A Abimaq percebe que o uso de robôs no Brasil ainda é incipiente, mas com grandes possibilidades de crescimento, na aplicação em vários setores. Os robôs são um dos pilares da construção e desenvolvimento da Indústria 4.0. E qualquer desenvolvimento tecnológico em manufatura necessita essencial e prioritariamente de Mercado! Havendo mercado, havendo demanda, havendo crescimento econômico e capacidade de renda, consumo e poupança das famílias, todo e qualquer desenvolvimento industrial irá ser muito bem-vindo, e trará retorno. Com a robótica industrial, não é diferente. A infraestrutura, em grande parte, já existe, o que falta é mão-de-obra especializada, e os motivos para os empresários poderem investir em produção, em manufatura: mercado!”, pontua Edouard Mekhalian.

A ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – lembra que a especificação da NR 12 é de que as normas ABNT NBR ISO 10218 e a ISO/TS devem ser seguidas para sistemas robóticos, são a “chancela” oficial da permissão de uso de robôs, especificamente os colaborativos, em operação próximo a pessoas.

“O grande problema é que a maioria das aplicações com robôs colaborativos ignora especificações extremamente importantes desses documentos e, assim, expõem as pessoas a altos riscos”, comenta a ABNT/CEE-199 – Comissão de Estudo Especial de Sistemas Integrados para Robôs Industriais – atualmente em recesso, mas que tem como âmbito de atuação a normalização no campo de sistemas integrados para robôs industriais, compreendendo padronização, construção e utilização dos sistemas robotizados para manufatura, bem como critérios de automação e segurança de operação e manutenção. A Comissão fez publicar duas Normas Brasileiras sobre adoção da ISO, de seu ISO/TC 299 – Robotics: a ABNT NBR ISO 10218- 1:2018 – Robôs e dispositivos robóticos — Requisitos de segurança para robôs industriais, Parte 1: Robôs (publicada em 17.05.2018): que especifica os requisitos e orientações para o projeto seguro, medidas de proteção e informações de uso inerentes aos robôs industriais, e descreve os perigos básicos associados a robôs, e provê requisitos para eliminar ou reduzir adequadamente os riscos associados a esses perigos; e a ABNT NBR ISO 10218-2:2018 – Robôs e dispositivos robóticos — Requisitos de segurança para robôs industriais, Parte 2: Sistemas robotizados e integração (publicada em 17.05.2018) – que especifica os requisitos de segurança para a integração de robôs industriais e sistemas robotizados industriais, conforme definido na ABNT NBR ISO 10218-1, e células robotizadas.

A IFR é referência, mas é bom ter em mente o padrão de segurança para projetos de robôs móveis da RIA – Robotic Industries Association, parte da Association for Advancing Automation (A3), o ANSI / RIA R15.08-1-2020 – Padrão Nacional Americano para Robôs Móveis Industriais – Requisitos de Segurança – Parte 1: Requisitos para Robôs Móveis Industriais – fornece requisitos técnicos para o projeto de robôs móveis industriais, para apoiar a segurança das pessoas que trabalham nas proximidades eles. Centenas de voluntários e especialistas da indústria forneceram informações, durante o processo de desenvolvimento do padrão. Segundo a RIA, o R15.08 Parte 1 é um primeiro passo, em direção a diretrizes comuns neste setor crescente da robótica. O Comitê R15.08 já começou a trabalhar Parte 2, que cobrirá os requisitos de segurança para a implantação de robôs móveis industriais ou frotas de robôs.

Os cobots são relativamente novos, e o conceito de colaboração por si só não atrai investidores. Mas, eles evoluíram de um produto conceitual para um produto estratégico, e são objetos de desejo no campo de serviços e, com o aprofundamento da visão de máquina e do aprendizado de máquina, a aplicação de robôs em educação, assistência médica, logística, catering, varejo e outras indústrias de serviços também está aumentando. “A amplificação do uso e aplicação de robôs industriais já é totalmente disponível em vários ambientes de softwares e de simulação virtual. Estes são agregados tecnológicos, que auxiliam as empresas de engenharia de integração a proverem soluções para o mercado. Outros são os de monitoramento remoto e manutenção preditiva, de otimização de movimentos e ciclos, de cálculos de esforços e cargas, etc ...”, ressalta Edouard.

O professor Bianchi pontua que hoje se usa muito a palavra robôs para softwares, que na verdade são apenas programas de computadores que utilizam técnicas de automação e de inteligência artificial. “Robôs de investimento, por exemplo, nada mais são do que algoritmos, que permitem a compra e venda de ativos no mercado financeiro. Os sistemas RPA (Robotic Process Automation) também são programas que utilizam algoritmos para realizar a automação de processos de escritório. Na FEI, este tipo de robô é estudado profundamente nos cursos de engenharia elétrica e ciência da computação. Uma base teórica formal em computação, em automação, e inteligência artificial permitem aos alunos trabalharem em qualquer tipo de robô de software que seja necessário.”

Segundo a pesquisa da Deloitte “Automation with Intelligence”, de 2019, 73% das empresas apontaram o aumento de produtividade como um dos três principais benefícios esperados de um projeto de RPA, seguido pela redução de custo, que ficou em segundo lugar, com 60% – as organizações com iniciativas consolidadas para automação reportaram um aumento de receita de 8%, e uma redução de custos de 24%. O Robotic Process Automation (RPA) pode unir vários sistemas e interfaces diferentes. E, se implementado de forma eficaz, pode liberar a força de trabalho para se concentrar em atividades mais estratégicas ou tarefas com foco no cliente. Pela análise da Deloitte, as organizações não apenas vão continuar a usar RPA, mas vão aumentar a implantação de sistemas inteligentes automatizados: 58% dos pesquisados apenas iniciaram sua jornada para o trabalho inteligente. Mas vale dizer que se o RPA traz grandes e óbvios benefícios, também tem limitações, já que os bots só podem seguir processos baseados em regras lógicas; eles não veem padrões nos dados ou extraem significado de imagens, texto ou fala. O software RPA é programado para processar funções, como registro, faturamento ou transferência de dados, sem entender a lógica por trás deles.

Mas, implementando soluções de última geração, como AI para tornar as automações mais inteligentes, as organizações estão buscando aumentar o valor dessa aposta e, configurado desta forma, o software RPA agrega e processa dados, sob a direção de tecnologias mais inteligentes: quando a inteligência artificial completa sua função nos dados brutos, o RPA envia as respostas para os destinos pré-estabelecidos. Então, a força da automação inteligente vem à tona, quando combina tecnologias, nesse caso, RPA com AI, para permitir que se vá da rotina para o inovador.

A ABB desenvolveu uma célula robótica colaborativa inédita para a área de paletização das fábricas de chocolate da Nestlé, no Brasil. Utilizando um robô industrial e a tecnologia SafeMove2, a solução foi capaz de melhorar a produtividade do processo de paletização em 53%, reduzir os custos de manutenção, e contribuir para uma operação mais ágil e eficiente.

Adrian Covi, gerente da Robótica para o segmento de Alimentos e Bebidas da ABB conta que a Nestlé já possui uma grande quantidade de robôs ABB, em suas diversas plantas, em uma parceria iniciada há mais de uma década no Brasil. “A solução com o robô IRB660 e a tecnologia SafeMove já foi replicada por outras plantas da Nestlé, seguindo o mesmo conceito e modelos de robôs. Além disso, a ABB possui uma linha completa de robôs, que possibilitam o desenvolvimento das mais diversas atividades e aplicações, desde o colaborativo Yumi, até os maiores e mais robustos”.

Os robôs utilizados nessa célula robótica são robôs industriais de médio e grande porte que, contando com o opcional SafeMove, aliado a sensores de segurança, garantem uma solução colaborativa, com toda a segurança e eficiência de uma solução mais tradicional.

“A Nestlé apresentou à ABB as suas necessidades, nos desafiando a encontrar uma solução compacta, robusta, eficiente e segura para atender suas necessidade e limitações impostas para esse projeto. Baseados nesses requisitos, desenvolvemos a solução apresentada, que atingiu um ótimo resultado, sendo replicado em 13 células similares nas plantas produtivas da Nestlé, e outras que entrarão em operação em breve. Destaque- se que todas as soluções desenvolvidas pela ABB têm como base os requerimentos da NR-12. As soluções apresentadas nos cases, não só atendem aos requisitos da NR-12, como foram laudadas por empresa especializada nesse serviço, para atestar o atendimento à norma”, frisa Adrian.

Michey Piavantinha, Diretor de Fábrica da Nestlé Caçapava, destaca a importância da parceria com a ABB Robótica: “Graças à parceria com a ABB, é possível desenvolver soluções que tornam nosso processo de fabricação mais ágil e eficiente, garantindo que nossos produtos continuem tendo o mesmo padrão de qualidade e excelência, que fazem a marca Nestlé ter sucesso. Alcançamos ótimos resultados, reduzindo custos de manutenção, aumentando a produtividade da linha em 53%, reduzindo as perdas e a necessidade de retrabalho manual, e a célula já está preparada para a possibilidade de um aumento na capacidade de produção futura”.

O SafeMove2 conta com várias funções de segurança, incluindo limites de velocidade de segurança, monitoramento de parada segura e supervisão de posição e orientação. Sensores instalados na célula detectam os movimentos do operador, conforme ele se aproxima do robô: se um operador estiver na zona ‘verde’, o robô se moverá normalmente; ao entrar na zona ‘amarela’, o robô desacelera e restringe seus movimentos, para diminuir o risco de contato acidental com o operador; se o operador se move para a zona vermelha, o robô pára completamente, com monitoramento de segurança, reiniciando apenas depois que a zona estiver liberada.

Essa abordagem de velocidade e separação habilitada elimina a necessidade de muitos dos componentes exigidos por uma célula de robô padrão, como cercas, interruptores de segurança, portas e chaves de acesso, para garantir a separação entre robô e equipe. Com isso, exige uma área entre 30% e 40% menor, em comparação com as células anteriores. As células robóticas tradicionais também precisam de uma instalação mais complexa, exigindo uma maior quantidade de cabos, por exemplo. Nessa nova formatação, tudo isso é removido, permitindo que a célula entre em operação dentro de uma semana, em comparação com as duas a três semanas necessárias anteriormente, dependendo do tipo de equipamento.

E a ABB, em busca constante de melhorias, aumentou seu portfólio de robôs colaborativos, com as novas famílias de cobot GoFa e SWIFTI, oferecendo cargas e velocidades mais altas, para completar a linha de cobots, juntamente com o YuMi e Single Arm YuMi. Mais fortes, rápidos e capazes, os novos cobots foram projetados intuitivamente para que os usuários não precisem depender de especialistas em programação. Isso permitirá a adesão da robótica nas indústrias que possuem baixos níveis de automação, com clientes sendo capazes de operar seu cobot, poucos minutos após a instalação, direto da caixa, sem nenhum treinamento especializado.

“Os usuários familiarizados com a operação de um tablet ou smartphone serão capazes de programar e reprogramar os novos cobots com facilidade, usando as ferramentas de configuração rápida da ABB, especialmente o software Wizard Easy Programming, para programação do robô industrial IRB 1100, que permite que usuários de robótica iniciantes introduzam automação em suas linhas de produção, sem a necessidade de habilidades de programação ou qualquer conhecimento de código RAPID. Baseado em blocos gráficos simples, o Wizard Easy Programming torna mais fácil, para não-especialistas, automatizar suas aplicações. Os blocos representam ações como ‘mover para o local’, ‘pegar um objeto’ e ‘repetir movimentos’, tornando mais fácil e intuitivo construir uma s é - rie de processos simples para o robô realizar. Também existem funções para tratamento de erros, permitindo que programadores novatos resolvam problemas, como colisões”, contou Andie Zhang, gerente global de produto/robôs colaborativos da ABB, durante o lançamento dos novos cobots.

Com a programação do Wizard Easy, um robô pode ser instalado, e começar a funcionar em minutos. O processo de programação é reduzido a simplesmente arrastar e soltar o bloco necessário no controlador ABB FlexPendant, permitindo ao usuário ver os resultados imediatamente – essa programação pode ser feita diretamente com ajustes no robô. Ao vincular esses blocos, programas completos podem ser construídos para aplicações como carregamento de máquinas ou montagens, sem a necessidade de qualquer conhecimento de linguagens de programação de robôs.

Robôs e NR-12

No ordenamento jurídico brasileiro, a Norma Regulamentadora n° 12 (NR-12) – Segurança no Trabalho em Máquinas e Equipamentos –, editada originalmente em 1978, pela Portaria MTb n° 3.214, regulamenta os artigos 184 a 186 da Consolidação das Leis do Trabalho. Em 2010, com a participação de trabalhadores, empregadores e governo, a norma foi alterada substancialmente. Já em 2019, constatou-se a necessidade de uma nova revisão do texto da norma, mais ampla, para a incorporação de conceitos expressos em notas técnicas, simplificação dos procedimentos de gestão, e continuação do alinhamento da norma com os avanços tecnológicos e normativos internacionais. Assim, o texto da nova revisão da NR-12 foi aprovado, inicialmente por consenso, no âmbito da Comissão Nacional Tripartite Temática – CNTT da referida Norma. Em seguida, foi encaminhado à Comissão Tripartite Paritária Permanente – CTPP, instância superior de discussão de normas regulamentadoras de segurança e saúde no trabalho, onde também foi aprovado mediante consenso, na 5ª reunião extraordinária, realizada no dia 7 de maio de 2019, e publicada no Diário Oficial da União, por meio da Portaria n.º 916/2019, da Secretaria Especial de Previdência e Trabalho.

Essas alterações na NR-12, aprovadas em 2019, incorporam conceitos antes presentes em notas técnicas, reduzindo a insegurança jurídica de determinadas situações. Acrescenta, por exemplo, em seu primeiro capítulo, dispositivo que indica que, se uma máquina atender a norma técnica europeia harmonizada tipo C, a mesma está em conformidade com a NR-12. Ademais, inclui itens para recepcionar os avanços previstos para as máquinas da indústria 4.0 e sistemas robóticos. O texto da NR-12 inclui item que explicita a possibilidade da utilização de alternativas técnicas, previstas em normas técnicas oficiais, para adequação de máquinas.

Com essa revisão da NR-12, o normativo brasileiro se alinhou aos parâmetros normativos internacionais, sem trazer nenhum prejuízo para os trabalhadores, tanto que foi aprovada integralmente por consenso. Conforme item 12.1.12 da NR-12, “Os sistemas robóticos que obedeçam às prescrições das normas ABNT ISO 10218-1, ABNT ISO 10218-2, da ISO/TS 15066 e demais normas técnicas oficiais ou, na ausência ou omissão destas, nas normas internacionais aplicáveis, estão em conformidade com os requisitos de segurança previstos nessa NR”.

Portanto, os sistemas robóticos tradicionais e sistemas robóticos colaborativos, que já atendiam ao disposto nas normas ISO 10218-1/2006, ISO 10218-2/2011 e ISO/TS 15066/2016, não sofreram qualquer impacto da NR-12. Sistemas robóticos que não atendiam às mencionadas normas tiveram e têm que ser adequados à NR-12, como todas as outras máquinas e equipamentos, respeitadas as normas técnicas vigentes à sua data de fabricação, importação ou adequação.

Importante esclarecer que a NR-12 nunca restringiu a utilização de robôs colaborativos – compreendidos como um sistema robótico projetado para desempenhar uma operação colaborativa em um espaço de trabalho colaborativo: a Portaria SEPRT n.º 916, de 30 de julho de 2019, apenas explicitou a necessidade de observância das prescrições das normas ABNT ISO 10218-1, ABNT ISO 10218-2, da ISO/TS 15066, e demais normas técnicas oficiais. Em atendimento às demandas de processos que requerem a intervenção humana frequente, e não são atendidas pelos robôs tradicionais, o surgimento dos robôs colaborativos permitiu combinar o desempenho e a performance dos robôs com a destreza e as habilidades dos seres humanos em um espaço de trabalho colaborativo, com segurança. Isto não quer dizer que os sistemas robóticos colaborativos sejam “melhores” do que os sistemas robóticos tradicionais, ou que vão substituí-los por completo. As exigências e características do processo produtivo são as que definirão a melhor alternativa.

Nos sistemas robóticos colaborativos, os operadores podem trabalhar próximos aos robôs, enquanto seus atuadores (normalmente servomotores) estão com energia disponível. Em um espaço de trabalho colaborativo, portanto, o contato físico entre operador e robô pode eventualmente ocorrer, desde que seja de forma segura, nos termos das normas e especificação técnica mencionadas, o que não é possível com os sistemas robóticos tradicionais. Em tais operações, a integridade das partes de sistemas de controle relacionadas à segurança (de que tratam as normas ABNT NBR 14153 e ISO 13849, Partes 1 e 2) é de fundamental importância, particularmente quando parâmetros de processo, como posição, velocidade e força, estão sendo controlados.

A ISO/TS 15066 define quatro métodos de operação colaborativa: parada monitorada segura; guia manual; monitoramento de velocidade e separação; limitação de energia e força. A depender do método utilizado, devem ser adotadas medidas de proteção, para prevenir pessoas de acessarem um perigo, ou para controlá-lo, trazendo-o para um estado seguro (por exemplo, parando o movimento do robô, ou limitando sua força e velocidade). Tais medidas de proteção incluem: a instalação de proteções fixas e/ou móveis, dispositivos detectores de presença (por exemplo, cortinas de luz e “scanners”), redução da velocidade e alcance, uso de dispositivo de ação continuada para o movimento guiado do robô, e sistemas de limitação de energia e força.

Alguns dos modelos de robôs colaborativos, os “cobots”, possuem limitação de energia e força, para que não excedam os valores limite para contatos quase-estáticos e transientes com pessoas, conforme a ISO/TS 15066, e podem, considerados os riscos também das ferramentas utilizadas e peças trabalhadas, não necessitar de qualquer proteção física ou dispositivo detector de presença em seu entorno. Esses cobots são equipados com sistemas de detecção de pessoas (por exemplo, sensores de carga e medição de corrente elétrica dos atuadores), que param o movimento do robô, quando detectam o contato com o operador ou algum objeto, sendo desenhados com superfícies suaves e formas arredondadas, que os permite espalhar e dispersar a energia de um impacto, e prevenir o aprisionamento de partes do corpo humano.

A convivência simultânea de robôs em aplicações colaborativas e seres humanos só pode acontecer, se assim for indicado por uma apreciação de riscos ampla, realizada conforme especificado na norma ABNT NBR ISO 12100, considerados os parâmetros da ISO/TS 15066.

É igualmente importante ressaltar que as soluções de segurança devem também ser especificadas, a partir da realização de uma apropriada apreciação de riscos, observando a referida norma (ABNT NBR ISO 12100).

As estimativas dos efeitos potenciais da nova redação da NR-12 sobre a produção industrial brasileira, elaboradas pela Secretaria de Política Econômica, vinculada ao Ministério da Economia indicam que a redução de custos para o agregado da indústria poderá atingir R$ 43,4 bilhões, resultando em aumento, entre 0,5% e 1%, na produção industrial, e em torno de 0,1% no PIB; podendo gerar até 55 mil postos de trabalho.