Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação
Comissionamento Virtual aplicado à inovação
de processos na indústria
São José C., 22.08.2013
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp
The Group
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Our Mission
One Company around the World
We Are ThyssenKrupp – The Technology and Materials Company.
We Meet the Challenges of Tomorrow with our Customers.
We Hold Ourselves to the Highest Standards.
We Share Common Values.
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp in the World
Our Global Organization
ThyssenKrupp AG
€ 40.1 billion Net Sales
Business Areas
Components
Technology
Elevator
Technology
Industrial
Solutions
Material
Services
Steel
Europe
€ 7.0 B
€ 5.7 B
€ 5.3 B
€ 13.2 B
€ 11.0 B
Closing FY2011/12, not consolidated, not including Steel Americas discontinued operations
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Internationality
At Home Around the World
Close to customers in more than 80 countries all
over the world
Worldwide cooperation in engineering and
production networks
€ 550 million expenditure on environment
protection technology in FY 2011/12
More than 8,500 existing patents
3,200 research and
development staff
€ 620 million expenditure
in R&D
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp
in Brazil
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp in Brazil
In Figures
€ 3.9 billion Sales
More than 19,000 Employees
19 Factories
64 Regional Hubs
ThyssenKrupp
Brazil Headquarter
Regional Headquarter in São Paulo
Based on FY 2011/12
RHQ
Regional Hubs
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Factories
ThyssenKrupp in Brazil
Strong Regional Presence distributed across the Country
Pará
511
19,870
employees
Maranhão
1,102
Ceará
54
Pernambuco
489
Minas Gerais
2,484
Bahia
796
Paraná
135
Rio de Janeiro
5,009
Santa Catarina
100
Rio Grande do Sul
4,255
São Paulo
4,935
Employees: 30 Sep 2012
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp in Brazil – Solid Footprint
Presence in your Day-by-Day Life
Doing business in Brazil since 1837, long term commitment to Brazil
1 out of 3 new Building, Airport or Shopping Mall in Brazil are equipped with
ThyssenKrupp Elevators and Escalators
1 out of 2 Wind Power Mills in Brazil are equiped with ThyssenKrupp components
100% of the aircrafts produced in Brazil are equipped with ThyssenKrupp parts
9 out of 10 vehicles in Brazil are equipped with ThyssenKrupp components
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp in Brazil
Business Areas
Steel
Americas
o ThyssenKrupp
Companhia Siderurgica
do Atlântico
Components
Technology
o Bercosul
o ThyssenKrupp Bilstein
o ThyssenKrupp
Metalúrgica Campo
Limpo
o ThyssenKrupp
Metalúrgica Santa Luzia
Elevator
Technology
o ThyssenKrupp
Elevadores
Industrial
Solutions
Material
Services
o ThyssenKrupp System
Engineering
o ThyssenKrupp
Automata
o Uhde
o ThyssenKrupp GfT
o Polysius
o RIP Comercio
o ThyssenKrupp
Fördertechnik
o RIP Serviços Industriais
o ThyssenKrupp Presta
o Robrasa
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
o RIP Serviços
Siderurgicos
ThyssenKrupp in Brazil
Major Products Portfolio
Components Technology
Elevator Technology
Industrial Solutions Material Service
Coil Spring &
Stabilize Bars
Engine
Components
Elevators
Automotive Assembly System
Civil Construction
Complimentary Service
Suspension &
Transmission Comp
Steering
Escalators
Mining – Fully Mobile
Crushing System
Assembly, Maintenance
& Access / Scaffolding
Valvetrain
Boarding Bridge
Cement
Industrial Service
Undercarriage &
Track system
Service
Marine Vessels –
Frigates & Submarines
Harbour Construction
& Civil Engineering
Camshafts
Special
Bearings
ThyssenKrupp System Engineering
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Steel Americas
Slabs
Discontinued
Operation
ThyssenKrupp System Engineering - Organização
ThyssenKrupp System Engineering
Bernd Becker (CEO)
Uta Anders (CFO)
Carsten Laakmann (CHRO)
Testing Solutions
Assembly
Systems
Car Body
Technologies
Forming Dies
Lightweight
Solutions
Peter Kohlwig
Jean-Luc Guyon
Josef Görgen
Josef Görgen
Dr. Achim Agostini
• Engine testing
• Engine assembly
• Body-in-White
• Tools & Dies
• Body assembly
• Transmission testing
• Transmission
assembly
• Battery Plant
Technology
• Prototypes
• Hydroforming
• Axle assembly
• Hot Forming
• Aerospace
• Final Assembly
• Axle testing
• Battery testing
• Hot Forming
Service
4 Continents, 11 Countries, 3400 People, 850 million € Sales
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Produtos e serviços ao longo da cadeia automotiva
ThyssenKrupp System Engineering
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Companhia Global – Presença Local
Subsidiaries
Service branches
Commercial agencies
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Líder em fornecimento de equipamentos de produção na América do Sul
Overview
Site Map
Selected References
ThyssenKrupp System
Engineering Ltda.
Diadema-SP, Brazil
- founded in 1973
- 40 Mio. € Sales
- 240 employees
- 18.000 sqm shop floor
- 36.000 sqm in total
Testing Solutions
FIAT Fire Motor
Engine function test, Belo Horizonte/MG, Brazil
Assembly Systems
VW power train EA-111
Powertrain line, São Carlos, Brazil
Fiat e-torQ Engine
Powertrain line, Campo Largo/PR, Brazil
Car Body Technologies
Mercedes Class C coupé and Class A
Turn-Key Bodyshop, Juiz-de-Fora, Brazil
VW new Gol family
Turn-Key Bodyshop, Taubaté and Anchieta,
Brazil
ThyssenKrupp System Engineering
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Nossos Produtos
Car Body
Dispositivo de Montagem de Carroceria
Assembly Systems
Linha de Montagem de Motores
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Os problemas no desenvolvimento de linhas automatizadas
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Programação do robô
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
CLP (Controlador Lógico Programável)
Programação e comunicação entre dispositivos
e robôs
 Impõe relações de causalidade entre
eventos, estados e ações
 Usado para seqüenciamento e sincronismo
de operações entre robôs e dispositivos
 Utiliza majoritariamente variáveis booleanas
(0 ou 1) ou discretas (números inteiros)
Dispositivo
Robô
CLP
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Comissionamento Virtual como solução
Objetivos:

Testar os sistemas de produção e seus programas de controle associados
através de simulação antes da implementação dos sistemas reais

Detecção e correção precoce de erros originados do planejamento do projeto
e da programação indevida de CLP`s e robôs

Ganho de tempo no desenvolvimento do processo de automação
Highlight
Custo
Performance
Qualidade
Modelamento 3D da
linha de produção
Dispositivos de
Automação
Chão de Fábrica
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Comissionamento virtual durante a execução de um projeto
4 a 6 meses
Desenvolvimento tradicional de um projeto de automação
Mecânica
Programação
∆t – em espera
...de robô
Programação
∆t – em espera
...de CLP
Construção
Elétrica
Desenvolvimento de um projeto de automação com comissionamento virtual
Comissionamento
Modelo virtual
da célula programação virtual
Ajustes
Mínimos
Tempo (1,5 a 2,5 anos)
ThyssenKrupp System Engineering
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Final do projeto
Início do projeto
Construção
Zona crítica
Primeira experiência entre parceiros
ThyssenKrupp
System Engineering
• 1º Protótipo de célula automatizada controlada através de
comissionamento virtual (de Janeiro a Outubro de 2012)
• O projeto foi classificado pela MEI como um dos
cases de inovação no Brasil (2012 / 2013)
ThyssenKrupp System Engineering
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Primeira experiência entre parceiros
Primeiro protótipo de célula baseado em comissionamento virtual
ThyssenKrupp System Engineering
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Primeiras experiências entre parceiros
O primeiro protótipo de célula baseado em comissionamento virtual
Cortina de
luz
CLP
Luz
indicadora
Grampos
Botão de
emergência
Assoalho
Botoeiras de
acionamento
ThyssenKrupp System Engineering
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Comissionamento virtual durante a execução de um projeto
Vantagens
- Pontos em aberto são comunicados anteriormente e de forma mais rápida
- Envolvimento prévio do pessoal de produção e da manutenção de máquinas no chão de fábrica
- Redução de passos para a integração da linha automatizada em menor tempo
- Transparência na cadeia de suprimentos
- Menos testes para o „retroffiting“ da linha de produção
- Segurança no mercado durante a introdução de novas linhas automatizadas de produção
- Segurança no „start-up“ de produção em linhas ultrapassadas após a integração em comissionamento
virtual.
- Prévio comissionamento através do modelo virtual de linhas automatizadas e sua integração com
dispositivos e robôs
Desvantagens
- Exige modelos virtuais detalhados
- Expertise em modelagem
- Esforços consideráveis no desenvolvimento da tecnologia em toda cadeia produtiva, principalmente em
fornecedores e clientes
- É necessário recursos humanos altamente qualificados
ThyssenKrupp System Engineering
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Automotivo
• Estratégia de
Mercado
• Clientes
Aerospacial
Farmacêutica
Alimentícia
Óleo & Gas
Naval
etc.
ThyssenKrupp
System Engineering
Automação
CLP
Robôs
• Academia
Universidade X
ICT X
Software
etc.
• Fornecedores
ThyssenKrupp System Engineering
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Órgãos do governo brasileiro de apoio financeiro a
Pesquisa , Desenvolvimento e Inovação
Órgãos do governo brasileiro de apoio financeiro a
Pesquisa , Desenvolvimento e Inovação
Comissionamento Virtual, Fábricas Digitais e a cadeia de produtiva
A empresa dentro da cadeia produtiva
TKSE - ThyssenKrupp System Engineering
• Liderança da iniciativa e articulação
• Aplicar a tecnologia de comissionamento virtual de forma eficiente durante a execução do projeto
• Apoio financeiro do CNPq (Vencedor do edital RHAE pesquisador na empresa)
• Qualificar recursos humanos para atuarem na tecnologia de Comissionamento Virtual
• Identificar e desenvolver projetos com a utilização do Comissionamento Virtual como inovação na
cadeia de valor de Bens de Capital
• Promover junto às empresas que possuem processos de fabricação automatizados a adoção da
tecnologia de Comissionamento Virtual
• Elevar o patamar tecnológico nos processos de automação industrial no Brasil com o
Comissionamento Virtual
• Transbordamento do tema comissionamento virtual para outras empresas do grupo como:
ThyssenKrupp Bilstein, Automata, Presta, Fördertechnik, Polysius e ThyssenKrupp Elevadores
• Alinhamento do projeto com as estratégias de inovação junto ao Regional Headquarter da
ThyssenKrupp.
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Transbordamento para os órgãos de estratégia de mercado
IPDMAQ - Instituto privado de Ciência e Tecnologia da indústria de máquinas e
equipamentos
• Articulação e estruturação do projeto
• Transbordamento dos resultados obtidos pelo projeto em nível setorial
• Desenvolvimento de Cases de Inovação e Workshops
CNI - Confederação Nacional da Indústria
MEI – Mobilização Empresarial pela Inovação
• Desenvolvimento de Cases de Inovação
• Congresso Brasileiro de Inovação
Transbordamento para a academia
CCM – Centro de Competência em Manufatura Digital
ITA – Instituto Tecnológico da Aeronáutica
• Projetos de manufatura digital e comissionamento virtual
• Desenvolvimento de modelos virtuais baseados na programação da lógica de controle
• Simulação de aspectos ligados a ergonomia
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Comissionamento virtual como
gerador de inovação…
Univ. 1
…para clientes e fornecedores
Universidades e ICTs
Fornecedores de Software
Univ. n+1
Fornecedores de Robô
ICT 1
ICT n
Fornecedores de CLP
C4
C3
C2
Univ. 2
Cn
Clientes
Univ. n
C n+1
ICT 2
Univ. 3
Formação
e capacitação técnica…
ThyssenKrupp
System Engineering
Comissionamento Virtual
C1
ICT 4
Univ. 4
ICT 3
… de recursos humanos
na área de automação
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Passos para o desenvolvimento de casos de inovação
1
2
• Descrição do projeto como caso de inovação
• Reunião com Professores, grupos de pesquisa, etc
• Reunião com clientes e fornecedores
IPDMAQ
ThyssenKrupp System
Engineering
• Possibilidades de financiamento
• Budget interno, FAPESP, CNPq, FINEP, BNDES e CAPES
Cliente e / ou fornecedor
Universidade / ICT
3
4
5
• Análise jurídica do projeto
• Assinatura do contrato de trabalho para o desenvolvimento do
projeto
• Desenvolvimento do projeto como caso de inovação no
mercado
ThyssenKrupp System
Engineering
Cliente e / ou fornecedor
Universidade / ICT
• Resultados do projeto para o mercado brasileiro
• Workshops, Conferências, etc.
IPDMAQ
CNI / MEI
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Roadmap para comissionamento virtual



Trabalhar juntamente com os institutos
de ciência e tecnologia e com a
ThyssenKrupp System Engineering no
laboratório de automação virtual
focando no interesse industrial para o
desenvolvimento
de
tecnologias
inovadoras
Desenvolver
projetos
tecnológicos
concretos da indústria de interesse
nacional.
Formar e capacitar mão de obra
qualificada em temas de interesse da
indústria nacional.
Possibilitar que professores e alunos
trabalhem para indústria em forma de
consultoria adquirindo conhecimento
técnico especializado.
Piloto n+1
comissionamento virtual

Piloto n
Piloto 3
Piloto 2
Piloto 1
tempo em anos
A partir do 2º Semestre de 2013
Participação de mais uma universidade
e de um cliente do segmento automotivo
Célula Piloto - 2012
ThyssenKrupp System Engineering + ITA
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Modelo de Inovação da TKSE Diadema
Clientes
&
Fornecedores
Entradas
Empresas do grupo
ThyssenKrupp
Projetos Piloto
Temas e Possibilidades
Alinhamento estratégico
Regional ThyssenKrupp Headquarter
ThyssenKrupp
System Engineering
Apoio das estratégias de mercado
para casos de inovação entre
empresas e universidades
CNI – Confederação Nacional da Indústria
MEI – Mobilização Empresarial pela Inovação
Desenvolvimento
do
Caso de Inovação
(Projeto Piloto)
Universidade Y
ICT X
Universidade X
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Laboratório de Comissionamento Virtual – TKSE Diadema
Cooperação em Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação com:
ThyssenKrupp System Engineering
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Principais vantagens do desenvolvimento de um caso de inovação em
cooperação
Indústria - Indústria
• Maior aproximação com o
cliente e fornecedor
• Verificação das vantagens
e desvantagens da
aplicação da metodologia
entre as empresas.
ThyssenKrupp
System Engineering
Empresas do grupo
ThyssenKrupp
Indústria - Estratégia de
Mercado
Clientes
&
Fornecedores
• Aproximação do cliente
em políticas e estratégias
de inovação
• Apresentação do case de
inovação ao mercado
Projeto Piloto
Caso
de Inovação
Estratégia de Mercado Universidade
Indústria - Universidade
• Recursos humanos
qualificados na
metodologia do cliente
• Desenvolvimento de
inovação com o apoio
financeiro do governo
Universidade X
• Aproximação da academia
com políticas públicas de
inovação.
• Aproximação do órgão de
articulação política e
estratégica com a
metodologia científica.
ICT X
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Conclusões

Na pratica, quase ninguém conhece o que é
comissionamento virtual o que torna a
metodologia uma inovação dentro do mercado.

O tema é amplo, pode ser explorado em diversos setores
para reduzir o tempo na execução de projetos, mas para
isso, deve haver uma sensibilização de todos agentes da
cadeia produtiva.

Como próximo passo estaremos utilizando o laboratório
ThyssenKrupp System Engineering de simulação virtual para
execução de projetos de inovação utilizando comissionamento
virtual com clientes e fornecedores.
ThyssenKrupp System Engineering
ThyssenKrupp System Engineering
Obrigado pela atenção
Dr. Ronald Josef Zvonimir Dangel
Research, Development & Innovation
ThyssenKrupp System Engineering Ltda.
R. Karl Huller, 296
09941-410 Diadema - SP, Brasil
Tel.: +55 11 4075-7363
Cel.: +55 11 96411-8363
[email protected]
www.thyssenkrupp-systemengineering.com
ThyssenKrupp System Engineering
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