Na fabricação de transformadores, o fluxo de materiais é determinante para a qualidade e o rendimento. A matéria-prima é fina, delicada e está disponível em diversas larguras e diâmetros. Ao mesmo tempo, é necessário abastecer várias linhas de corte de maneira confiável e na ordem correta. Um sistema de armazenamento que apenas economize espaço não resolve o problema. É necessário um sistema em que armazenamento, transporte e controle atuem em conjunto.
Intralogística automatizada na fabricação de transformadores
A Vollert integra armazéns de estantes altas, transelevadores, plataformas deslizantes, sistemas de transporte sem motorista e software de controle em um fluxo contínuo de materiais: desde a entrada de mercadorias até a linha de corte. O escopo dos serviços abrange desde a análise dos processos, passando pelo projeto da instalação, estática, engenharia, fabricação e montagem, até a colocação em operação e o acompanhamento ao longo do ciclo de vida.
Um sistema logístico eficiente para a fabricação de transformadores precisa fazer muito mais do que apenas armazenar com segurança tiras laminadas pesadas. Ele deve disponibilizar o material de acordo com a demanda, levar em conta diferentes geometrias e pesos das tiras e coordenar o abastecimento das linhas de corte de forma precisa com os processos de produção. Por isso, a interação entre todos os componentes é fundamental — desde o armazenamento compacto, passando pelo transporte automatizado, até o controle inteligente.
Assim, surge um sistema automatizado de abastecimento de materiais que utiliza com eficiência as rotas de transporte e as áreas de armazenamento temporário, reduz as intervenções manuais e garante um fluxo de produção confiável — desde a entrada de mercadorias até o fornecimento à linha de corte.
ARMAZENAMENTO EM ESTANTES ALTAS COM BRAÇOS EM CONSOLA PARA FITAS DIVIDIDAS
Os braços em balanço recebem a fita no ponto em que ela é menos sensível: no olho da bobina. Com a estrutura de estantes altas, cria-se assim um armazém compacto, totalmente automatizado e de alta densidade. Os braços em balanço e as estantes altas não são alternativas: o braço em balanço é o sistema de armazenamento, enquanto a estante alta é a arquitetura do armazém. O software distribui as fitas pelos locais de armazenamento de acordo com o peso e a geometria, aproveitando assim os braços em balanço da melhor maneira possível.
EQUIPAMENTOS DE MANUSEIO DE ESTANTES E SUPORTE DE CARGA
Os manipuladores de estantes realizam as operações de entrada e saída de estoque, separação, formação de pacotes e pesagem. Suportes especiais para bobinas prendem a fita pelo olhal e a depositam em pontos de transferência definidos. Vários manipuladores de estantes operando em conjunto garantem que a produção funcione 24 horas por dia.
PLATAFORMAS DESLIZANTES E LINHAS DE TRANSPORTE
Entre o almoxarifado e a produção, as plataformas deslizantes distribuem as correias para as respectivas linhas de corte. Os buffers de produção compensam as diferenças de cadência, de modo que cada linha receba seu material no momento certo. Dependendo do layout, outros sistemas de transporte, como sistemas de guindastes automáticos, vagões de transferência ou shuttles, podem ser considerados.
CONTROLE E INTEGRAÇÃO DE TI
O controle opera em dois níveis. No nível do armazém (Nível 2), um sistema inteligente da Vollert aloca livremente os locais de armazenamento e otimiza os percursos. Além disso, o sistema de produção do cliente (Nível 3) determina qual linha de produção deve ser utilizada para a próxima etapa do processo. Interfaces com o sistema de gerenciamento de armazém (WMS), o sistema de gerenciamento de produção (MES) e sistemas de controle superiores fazem parte do conceito.
Os núcleos de transformadores são compostos por chapas magnéticas finas, macias e com liga especial. Para a fabricação, elas são fornecidas na forma de fitas fendidas estreitas, muitas vezes sem bobina de suporte. Esse material não tolera manuseio descuidado. Se uma fita for apoiada sobre sua camada externa, ela pode se deformar ou ter a superfície danificada. Ambos os fatores afetam posteriormente a qualidade do núcleo.
A isso se soma a enorme variedade. A largura, o diâmetro e o peso das fitas de laminado variam de acordo com cada tipo de núcleo. Em um único compartimento de armazenamento, podem estar várias fitas diferentes lado a lado. O sistema de armazenamento precisa identificar cada fita individualmente, separá-las com segurança e entregá-las na linha correta no momento certo.
Quanto mais variantes e linhas se combinam, mais difícil se torna realizar isso de forma confiável com manuseio manual – e, consequentemente, mais o rendimento da produção depende da logística.
Um depósito para matéria-prima de núcleos de transformadores deve oferecer muito mais do que apenas um armazenamento que economize espaço para fitas laminadas pesadas. O foco principal é, em primeiro lugar, a proteção do material: as fitas são acomodadas no olho da bobina e movimentadas por superfícies de contato que não causam danos, sem sobrecarregar o revestimento externo sensível. Ao mesmo tempo, o sistema deve ser capaz de lidar com uma grande variedade de modelos. Larguras de fita, diâmetros internos e externos, bem como pesos diferentes, podem ser manuseados com flexibilidade. A eficiência pode ser ainda mais aumentada por meio da formação direcionada de pacotes e do armazenamento conjunto de fitas da mesma largura.
Um sistema de gerenciamento de carga assistido por software distribui as fitas pelos braços de suporte adequados, de acordo com sua geometria e peso. Além disso, a precisão do ciclo é fundamental para um fluxo de produção sem interrupções: o material necessário deve estar disponível nas linhas de corte na ordem correta e no momento adequado. A identificação inequívoca e o registro do peso de cada fita garantem a rastreabilidade ao longo de todas as etapas do processo.
Cada fábrica de núcleos de transformadores é diferente: diferentes tipos de núcleos, diferentes linhas de produção, diferentes pavilhões. Por isso, cada projeto começa com uma análise dos processos e requisitos – desde perfis de carga e fluxos de materiais, passando por tempos de ciclo, até pontos de transferência e o grau de automação desejado.
A partir disso, surge um conceito de instalação que combina requisitos técnicos, econômicos e operacionais. Com software de visualização e gêmeos digitais, é possível simular os processos futuros antes mesmo da construção. Seguem-se a engenharia, a estática, o projeto e a fabricação, e, em seguida, a montagem, a colocação em operação e a otimização do processo no local. Após a conclusão do projeto, a Vollert acompanha a instalação com serviços de assistência técnica, manutenção e modernização.
Isso se aplica tanto a novas fábricas quanto a ampliações. Parâmetros da estrutura, como carga no piso, malha de pilares e alturas de teto, são incorporados ao planejamento desde o início. A fábrica gêmea em Tianjin demonstra como um conceito pode ser transferido para uma segunda fase de expansão, de maior porte.
Quem planeja ou amplia a produção de núcleos de transformadores precisa entender o fluxo de materiais como uma cadeia de processos contínua. Cada transferência entre o almoxarifado, o transporte e a produção influencia a eficiência e acarreta o risco de perdas de tempo ou danos aos materiais.
O processo começa com a entrada das fitas laminadas e bobinas. O material é identificado e pesado; em seguida, é criada uma ordem de armazenamento e encaminhada ao manipulador de estantes. No armazém automatizado de estantes altas, as bobinas e as tiras cortadas são armazenadas em braços de suporte. A alocação de espaço é feita pelo sistema de controle de armazém de nível superior (Nível 2), levando em consideração o peso e a geometria do material.
Caso a produção necessite de determinadas tiras, uma plataforma deslizante se encarrega de distribuí-las para a respectiva linha de corte. Um buffer de produção a montante garante que as tiras estejam disponíveis de acordo com o ritmo da linha e na ordem correta. Quais materiais são necessários e quando são necessários é determinado pelo sistema de controle de produção (Nível 3). Na linha de corte, as tiras são finalmente transformadas em chapas centrais. Essa etapa de processamento não faz parte do escopo de serviços da Vollert.
Projetos de intralogística para cargas pesadas são sempre específicos. Cargas diferentes, características dos materiais, processos de produção e condições de espaço exigem soluções sob medida. Por isso, já na fase inicial do projeto surgem inúmeros desafios. A seguir, nossos especialistas respondem às perguntas mais frequentes da prática profissional sobre sistemas de logística para transformadores – com base em décadas de experiência com soluções automatizadas para os mais diversos setores.
Quem planeja e implementa a intralogística para a fabricação de núcleos de transformadores? Quem planeja e implementa a intralogística para a fabricação de núcleos de transformadores?
A Vollert planeja e implementa sistemas personalizados de armazenamento e fluxo de materiais para a fabricação de núcleos de transformadores, atuando como empreiteira geral — desde a análise inicial do processo, passando pelo desenvolvimento do conceito, engenharia e montagem, até a colocação em operação e a assistência técnica subsequente. Nesse processo, a tecnologia de armazenamento, a tecnologia de transporte e o sistema de controle são perfeitamente adaptados às exigências específicas da produção de transformadores. Um exemplo são as duas etapas de expansão de uma fábrica de núcleos de transformadores em Tianjin, na China. Lá, armazéns automatizados de estantes altas com braços em cantiléver e plataformas deslizantes garantem o armazenamento eficiente e o abastecimento direcionado das linhas de corte com material para núcleos de transformadores.
Quais são os requisitos que um depósito de tiras laminadas deve atender na fabricação de núcleos de transformadores? Quais são os requisitos que um depósito de tiras laminadas deve atender na fabricação de núcleos de transformadores?
Um armazém para tiras cortadas deve manusear materiais delicados e finos com especial cuidado. A captação ocorre diretamente no olho da bobina, sem bobina de suporte e sem pressão sobre o revestimento externo. Ao mesmo tempo, o sistema deve gerenciar com flexibilidade diferentes larguras de fita, diâmetros internos e externos, bem como pesos, e distribuir as cargas nos braços de suporte de acordo com as cargas reais. Além disso, é fundamental o abastecimento adequado das linhas de corte na ordem correta. A rastreabilidade contínua, o registro confiável do peso e um conceito de redundância bem planejado garantem transparência e capacidade de entrega — mesmo em caso de falha de componentes individuais.
Quando vale a pena investir em um armazém automatizado de estantes altas para tiras laminadas? Quando vale a pena investir em um armazém automatizado de estantes altas para tiras laminadas?
Um armazém automatizado de estantes altas com braços em balanço é particularmente adequado quando é necessário armazenar muitas variantes diferentes de tiras cortadas, abastecer várias linhas de corte e aproveitar de forma otimizada as áreas disponíveis. A entrada e saída automáticas de mercadorias permitem uma gestão estruturada do estoque e o fornecimento de materiais de acordo com a demanda. Por outro lado, quando há poucas variantes, baixa frequência de acesso ou fluxos de materiais controláveis, um armazém manual ou semiautomatizado pode ser suficiente. A Vollert determina, na fase de concepção, qual solução é mais adequada do ponto de vista econômico e técnico-operacional, com base em dados reais de materiais, estoque e processos.
Como várias linhas de corte são abastecidas a partir de um único depósito? Como várias linhas de corte são abastecidas a partir de um único depósito?
O abastecimento de várias linhas de corte é realizado por meio de uma interação coordenada entre o armazém automatizado, os transelevadores e as plataformas deslizantes. Os transelevadores retiram as tiras cortadas necessárias e as entregam às plataformas deslizantes, que se encarregam do transporte até as respectivas linhas de corte. Os buffers de produção à frente das linhas compensam os diferentes tempos de ciclo e contribuem para um fluxo contínuo de material. O sistema de controle de produção superior coordena o fornecimento e determina qual fita deve ser entregue em qual linha e em que momento. Dessa forma, o abastecimento de material, a gestão de estoque e os processos de fabricação podem ser coordenados de maneira eficiente.
