Impacto na produção de células de robótica colaborativa em postos de operação manual

Abstract

As soluções de robótica colaborativa onde humanos e robots partilham as suas tarefas têm vindo a entrar no mercado permitindo combinar as vantagens e potencialidades dos robots ao nível da precisão, velocidade e repetitividade destes com as capacidades cognitivas e flexíveis do ser humano. Esta integração para a criação de um novo sistema produtivo será tanto mais eficaz quanto mais se adequar às necessidades dos postos de trabalho e atender as necessidades tanto da produção como das pessoas que o executam. Nesse sentido, a presente dissertação analisa dois estudos de caso na secção de montagem de uma fábrica de produção de mobiliário. O objetivo passa por avaliar o impacto da instalação, em termos produtivos e ergonómicos, decorrente da implementação de um sistema colaborativo no posto da pré-montagem (Estudo de caso 1) e a potencialidade da implementação num estudo prospetivo conduzido no posto de Cold Press (Estudo de caso 2). O projeto iniciou com a análise crítica da situação atual na secção de montagem, tendo sido aplicada a ferramenta Ergonomic Value Stream Mapping (ErgoVSM) e, posteriormente, quatro tipos de análises: estudos de tempos; aplicação do método Rapid Upper Limb Assessment (RULA); e recolha das perceções das trabalhadoras sobre a robótica em meio industrial e/ou sobre a ergonomia do seu posto de trabalho. A implementação da robótica colaborativa no posto da pré-montagem, conseguida com o investimento de 90921,48€, permitiu reduzir o tempo de ciclo das referências em análise em cerca de 4,2% e 7,8% bem como a pontuação RULA ponderada em cerca de 5,0%. Relativamente à sua influência na montagem, o sistema criado permite reduzir em 7% o consumo de cola diário por palete, bem como a redução em 8,7% da pontuação RULA. No segundo estudo de caso, sendo um estudo prospetivo, analisaram-se as propostas apresentadas à empresa (incluindo a aplicação do método RULA) e estimou-se o potencial de implementação de uma célula colaborativa no posto de Cold Press, sendo este mais impactante da tarefa de alcançar e empilhar as frames/placas de HDF. Os resultados obtidos demonstraram que a robótica colaborativa assume-se como vantajosa aquando da integração em postos de tarefas manuais na melhoria da produtividade e das condições ergonómicas. A presente dissertação reforça igualmente a importância da aplicação de princípios ergonómicos e de Lean Production aquando do design e implementação depostos de trabalho com robótica colaborativa.

Collaborative robotics solutions where humans and robots share their tasks have been entering the market allowing to combine the advantages and potential of robots in terms of their precision, speed and repeatability with the cognitive and flexible capabilities of human beings. This integration for the creation of a new productive system will be all the more effective as it adapts to the needs of the jobs and meets the needs of both production and the people who run it. In this sense, this dissertation analyzes two case studies in the assembly section of a furniture production factory. The objective is to evaluate the impact of the installation, in productive and ergonomic terms, resulting from the implementation of a collaborative system at the pre-assembly station (Case study 1) and the potential of the implementation in a prospective study conducted at the Cold Press station ( Case study 2). The project started with a critical analysis of the current situation in the assembly section, using the Ergonomic Value Stream Mapping (ErgoVSM) tool and, subsequently, four types of analysis: time studies; application of the Rapid Upper Limb Assessment (RULA) method; and collecting workers' perceptions of robotics in an industrial environment and / or the ergonomics of their workplace. The implementation of collaborative robotics at the pre-assembly station, achieved with an investment of 90921.48€, allowed to reduce the cycle time of the references under analysis by about 4.2% and 7.8% as well as the weighted RULA score by about 5.0%. Regarding its influence on assembly, the system created allows the daily glue consumption per pallet to be reduced by 7%, as well as the RULA score to be reduced by 8.7%. In the second case study, being a prospective study, the proposals presented to the company (including the application of the RULA method) were analyzed and the potential for implementing a collaborative cell at the Cold Press post was estimated, which is the most impactful of the task of reaching and stacking HDF frames / boards. The results obtained demonstrated that collaborative robotics assumes itself as an advantage when integrating into manual task posts in improving productivity and ergonomic conditions. This dissertation also reinforces the importance of applying ergonomic principles and Lean Production when designing and implementing workstations with collaborative robotics.