Visão Da TI No Chão de Fábrica

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Viso atual da TI no cho de fbrica ERP, Automao e Controle

Showcase - ProIndstria 2006 Congresso e Exposio Internacional de Produo Industrial

www.proindustria.com.br

Victory Fernandes Docente do curso de Eng. Mecatrnica da UNIFACS

Diretor de pesquisa e desenvolvimento da TKS Software Mestrando em redes de computadores

Engenheiro eletricista [email protected]

TKS Software

Automao de processos industriais e sistemas dedicados www.igara.com.br

Abstract:

Now a days we see a huge space between ERP1 systems and the plant floor in the matters that concerns the exchange of information.

At one side, ERP dealers and the best systems available; On the other side, automated systems with all kinds of process and control devices; Both systems running the tasks they have been designed for, but in a all independent and stand alone way.

Brazilian industry must be urgently updated toward information availability and plant floor integration, in a simple, instantaneous and trustful manner, which is the key for global goals and better results on productive processes.

Resumo:

Atualmente o que se observa um enorme vazio separando o ERP e o cho de fbrica, no que diz respeito troca de informaes entre os mesmos.

De um lado, grandes dealers responsveis pelos melhores sistemas ERP do mercado; de outro, sistemas de automao e controle de processos industriais envolvendo dispositivos diversos. Ambos executando as atividades para as quais foram projetados, porm de modo independente e estanque entre si.

eminente a necessidade de atualizao do parque industrial brasileiro no que diz respeito disponibilidade de informaes atravs da integrao do cho de fbrica, de forma simples, instantnea e confivel, fundamental melhoria dos processos produtivos e representando diferencial significativo para o seguimento.

Palavras-chave: Automao industrial, integrao do cho de fbrica, automao de processos e ERP.

1 ERP: Enterprise Resource Planning


1. Introduo For more than 25 years, manufacturing companies have been investing in computer systems to help run their operations. [MESA - 1997]

Este artigo, baseado no Showcase Viso atual da TI no cho de fbrica ERP, Automao e Controle, apresentado durante o Congresso ProIndstria Mecnica 2006, aborda o cenrio atual do parque industrial brasileiro e tem por objetivo demonstrar a importncia da integrao dos processos no ambiente industrial para obteno de ganhos de eficincia e performance, principalmente no que diz respeito integrao entre solues de ERP e o cho de fbrica.

O artigo segue a estrutura da apresentao e dividido em 06 (seis) macro blocos. So eles:

1. Introduo 2. So apresentados dados da Pesquisa Industrial de Inovao Tecnolgica

PINTEC 2000 que traz indicadores do cenrio industrial brasileiro, sendo feita uma anlise dos mesmos tendo em vista a inovao tecnolgica e a importncia desempenhada pelos agentes externos.

3. O cenrio atual analisado sob o ponto de vista dos investimentos realizados nos ltimos anos pelo setor industrial brasileiro, seus acertos, erros e conseqncias, destacando-se a falta de integrao entre os sistemas ERP e de cho de fbrica no que diz respeito disponibilidade e troca de informaes. Alm disso apresenta-se o padro MES 2, que define e apresenta solues endereadas a resolver problemas de integrao entre o ambiente gerencial e administrativo dos sistemas ERP e o cho de fbrica.

4. Como forma de contextualizar o problema, exemplificando a aplicao prtica dos conceitos e teorias abordadas, apresentado o estudo de caso do projeto de atualizao e compatibilizao do processo produtivo de couro sinttico implantado pela TKS Software na empresa Brisa Indstria de Tecidos S.A. possibilitando a completa integrao de seu cho de fbrica com o sistema ERP Microsiga.

5. Concluso. 2. PINTEC e o panorama atual de inovao tecnolgica no Brasil

A Pesquisa Industrial de Inovao Tecnolgica - PINTEC, realizada pelo IBGE a primeira pesquisa mais ampla no Brasil, referida ao contexto nacional, com conceitos internacionalmente comparveis, e procurou retratar as atividades de inovao das indstrias brasileiras, constituindo o primeiro censo do setor.

Como unidade de anlise, a PINTEC 2000 abrangeu todas as empresas que registradas no Cadastro Nacional de Pessoa Jurdica do Ministrio da Fazenda (CNPJ) e classificadas no Cadastro Central de Empresas (Cempre) do IBGE como industrial, que esto ativas e tm 10 ou mais pessoas ocupadas. Nesse contexto, conforme a PINTEC 2000, a empresa industrial quando a sua principal receita provm da atividade industrial.

A PINTEC define inovao tecnolgica seguindo a recomendao internacional explicitada nos Manuais Frascatti como:

2 MES: Manufacturing Execution Systems


...todos os passos cientfico, tecnolgico, organizacional, financeiro e comercial, incluindo investimentos em novo conhecimento, os quais, atualmente, so utilizados na implementao de produtos e processos tecnologicamente novos ou aperfeioados. P&D apenas uma dessas atividades e pode ser realizada em diferentes fases do processo de inovao [OCDE - 2002]

A pesquisa bastante abrangente e fornece diversos indicadores importantes para

anlise dos principais pontos em que teve foco: fatores de influncia inovao, estratgias adotadas, esforos empreendidos, incentivos, obstculos inovao e resultados obtidos.

A anlise de alguns destes indicadores conduz a concluses interessantes conforme mostrado a seguir:

Atividades inovativas desenvolvidas e grau de importncia

Aquisio externa de pesquisa e desenvolvimento

Aquisio de outros conhecimentos externos

Alta Mdia Baixa e no realizou

Alta Mdia Baixa e no realizou

1.114 748 20.835 2.339 1.375 18.394

Tabela 1: Atividades inovativas desenvolvidas e grau de importncia

A Tabela 01 apresenta dados relativos ao total de empresas, as atividades inovativas desenvolvidas e seu grau de importncia e uma representao parcial da tabela contida no arquivo PintecTab13.xls.

Na Tabela 01 percebe-se que para os itens Aquisio externa de pesquisa e desenvolvimento e Aquisio de outros conhecimentos externos, o total de empresas que declarou grau de importncia baixo ou no realizou significativamente maior em relao ao somatrio das empresas que declararam grau de importncia Alto ou Mdio.

Isto demonstra uma tendncia ao no uso e aquisio de recursos e conhecimentos de terceiros que agregariam valor s atividades empresariais e trariam benefcios atravs da transferncia de tecnologia, implantao de novos conceitos produtivos e novas ferramentas de suporte e melhoria de produtos e processos.

Neste caso se encaixam todas as empresas prestadoras de servios de consultoria e desenvolvimento, especializadas em fornecer solues e propor inovaes de produtos e processos, capazes de analisar problemticas sob uma tica imparcial e diferenciada, agregando s suas solues a experincia de todo um histrico de casos de sucesso e fracasso anteriormente aplicados a terceiros.

Impacto causado e grau de importncia

Reduo de custos de trabalho

Alta Mdia Baixa e no relevante

5.202 6.855 10.640 Tabela 2: Impacto causado e grau de importncia


A Tabela 02 apresenta dados relativos ao total de empresas, impacto causado pelas atividades inovativas desenvolvidas e seu grau de importncia e uma representao parcial da tabela contida no arquivo PintecTab19_1.xls.

Na Tabela 02 percebe-se que para o item Reduo de custos de trabalho, o total de empresas que declarou grau de importncia baixo ou no realizou significativo quando comparado ao somatrio das empresas que declararam grau de importncia Alto ou Mdio.

Any manufacturing process can be improved in some degree using a variety of

operational efficiency techniques [Laszkiewicz] Alm da tendncia a no fazer uso de recursos externos disponveis para melhoria

de produtos e processos, fica tambm comprovada uma tendncia a no valorizar as inovaes que tenham por objetivo a reduo dos custos de trabalho, apesar deste ponto ser reconhecidamente fonte de ganhos significativos de performance.

Until the 1990s, most companies never considered integration, preferring to print a hardcopy report and route it through intra- company mail to the next functional silo within the organization. [Harkins - 1999]

As empresas subestimam os ganhos que podem ser obtidos atravs da reduo dos custos de trabalho, custos estes normalmente relacionados a trabalhos que no so realizados de forma eficiente, poderiam ser realizados de forma automatizada ou no pior dos casos, constituem re-trabalho.

Principal responsvel pelo desenvolvimento de processo

A empresa Outra empresa do grupo

A empresa em cooperao com

outras empresas ou institutos

Outras empresas ou institutos

1.932 209 883 15.135 Tabela 3: Principal responsvel pelo desenvolvimento de processo

A Tabela 03 apresenta dados relativos ao total de empresas, principal responsvel

pelo desenvolvimento de processo inovativo e uma representao parcial da tabela contida no arquivo PintecTab02.xls.

Na Tabela 03 percebe-se que para os itens A empresa em cooperao com outras empresas ou institutos e Outras empresas ou institutos, o total de empresas que realizou inovao e teve participao de terceiros significativamente maior que o somatrio das empresas que declararam inovao sem participao de fontes externas.

the main goal of academic research is to find new solutions and break existing

stereotypes. [Terekhov] No sentido contrrio s tendncias apresentadas anteriormente, a Tabela 03

demonstra que o caminho para a inovao est sim no uso dos recursos externos disponveis no mercado, pois a especializao h muito demonstrou ser chave para desenvolvimento, e a cooperao e aquisio de servios de consultoria de terceiros nada mais do que a aplicao direta deste conceito incontestvel.


Resumidamente: 1. Maioria do setor industrial brasileiro no investe em aquisio de servios

externos para inovao de seus produtos e processos 2. Maioria do setor industrial brasileiro no investe em inovaes que tenham

por objetivo a reduo dos custos de trabalho. 3. A grande maioria das empresas que realizaram inovaes citou empresas

e instituies externas como principais responsveis pela inovao. Ou seja, a atualizao do parque industrial brasileiro passa sem dvida por uma

mudana de conceito e um maior investimento por parte das indstrias no uso e contratao de mo-de-obra especializada para o desenvolvimento e implantao de atividades inovativas de produto e processo em suas empresas.

3. Cenrio atual 3.1. Investimentos em TI

No atual cenrio empresarial mundial as empresas buscam aumentar sua competitividade, seja pela reduo de custos, pela melhoria do produto, agregando mais valor a ele e se diferenciando da concorrncia, ou pela especializao em algum segmento de mercado. [Padilha, 2004]

Some applications have gained major commercial market status, and are

implemented widely. MRPII/ERP systems, CAD/CAM systems, and industrial Controls are prime examples. [MESA - 1997]

Essa busca pela diferenciao e aumento de eficincia dos processos produtivos,

levou entre outros resultados, a grandes investimentos nos setores de TI3 e TA4 das empresas. Tais investimentos se refletiram principalmente na aquisio de ferramentas de hardware e software para suporte e implantao de sistemas ERP, bem como na constante busca pela melhoria do grau de automao do cho de fbrica.

Os sistemas ERP, tambm chamados no Brasil de Sistemas Integrados de Gesto Empresarial tm por objetivo o registro e controle de todos os processos e transaes da empresa, incluindo operacionais, produtivos, administrativos e comerciais.

Esta abordagem prev e possibilita um fluxo de informaes nico, cont nuo e consistente por toda a empresa com informaes centralizadas em um nico banco de dados. [Padilha, 2004]

Conceito amplamente difundido e bem aceito pela comunidade como um todo, praticamente impossvel encontrar atualmente empresa que no esteja suportada em algum nvel por pelo menos mdulos bsicos de solues ERP.

Mercado muitos players de renome consagrados nacionalmente, tipicamente o setor industrial adota as melhores ferramentas disponveis.

Conforme foi dito anteriormente, alm dos investimentos em sistemas ERP, em

busca da diferenciao e aumento de eficincia dos processos produtivos, o setor industrial tambm realizou nos ltimos anos grandes investimentos na automao do cho de fbrica, principalmente no que diz respeito aquisio de ferramentas de

3 TI: Tecnologia da informao 4 TA: Tecnologia da automao


hardware e software para suporte e implantao de sensores, atuadores e CLPs5, atualizao de mquinas e sistemas supervisrios SCADA6.

Resumidamente, o CLP, atravs de um sistema micro processado, implementa e controla lgicas digitais e analgicas de processos discretos e contnuos, permitindo, dentre outras funcionalidades, a automao de mquinas e processos industriais com base em sensores e atuadores, a integrao com redes e protocolos e o suporte a sistemas supervisrios SCADA.

Sistemas SCADA, so sistemas compostos por conjuntos de ferramentas avanadas para atender as necessidades de gerenciamento de processos, possibilitando a comunicao com diversos outros sistemas sendo utilizados desde plantas industriais at automao predial. Atravs de um ou mais computadores ligados a uma rede de equipamentos de cho de fbrica, o sistema capaz de fornecer uma foto instantnea do processo monitorado, alm de poder, tambm, realizar o controle do processo em questo. [Meireles - 2000]

Apesar de todos os esforos e tendncias em direo implantao dos conceitos de automao que h muito comprovaram seus benefcios, so significativas as aplicaes industriais que ainda fazem uso de solues baseadas em trabalho manual suportados por documentos de texto, formulrios e planilhas, alm de sistemas de controle diversos que embora operando simultaneamente no ambiente industrial atuam de forma independente e sem nenhum tipo de integrao com os demais.

In many segments of industry, plant-wide functions are still handled by paper

and manual systems. [MESA - 1997]

Tais solues esto normalmente relacionadas a trabalhos que no so realizados de forma eficiente, poderiam ser realizados de forma automatizada ou no pior dos casos constituem re-trabalho.

Apesar destas solues no serem eficientes e sequer recomendadas, o nmero de pessoas e empresas que as utilizam para implementao de sistemas de controle ainda muito grande. No entanto o que tais pessoas e empresas no percebem o volume de investimento em tempo gasto, e leia-se tempo dinheiro, para desenvolver estas solues e opera- las de forma manual.

O que inicialmente constitui uma soluo temporria e por vezes de aparente baixo custo, com o tempo e o aumento da dependncia dos processos da empresa com base na soluo, tende a representar problemas srios para a instituio que a adotou.

Primeiro porque tais solues tipicamente no so projetadas para suportar grandes volumes de dados e por no fornecerem suporte a nenhum tipo de integrao com os demais processos e sistemas o que antes representava soluo de baixo custo passa a representar problemas de alto custo quando o volume de dados se torna de difcil controle, uso e operao.

3.2. Vazio separa sistemas e processos

O formato de investimentos realizados nos setores de TI e TA das empresas conforme descrito anteriormente, priorizara principalmente os ambientes gerenciais e administrativos e o cho de fbrica e foram essenciais para a evoluo do cenrio industrial brasileiro nos ltimos anos. Porm, esta abordagem altamente focada em

5 CLP: Controlador Lgico Programvel 6 SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition


cenrios isolados e independentes que resultou em um razovel ndice de automao dos sistemas quando os mesmos so analisados individualmente, deixou completamente de lado a integrao.

Figura 1: Pirmide de automao. Sistema no integrado. [Filho - 1998]

Como pode ser visto na Figura 01, atualmente o que se observa um enorme

vazio separando os sistemas ERP e os sistemas de automao de cho de fbrica, no que diz respeito disponibilidade e troca de dados e informaes entre os mesmos.

De um lado, grandes dealers responsveis pelos melhores sistemas ERP do mercado; de outro, sis temas de automao e controle dos processos indus triais de cho de fbrica envolvendo CLPs, mquinas e dispositivos automatizados diversos. Ambos executando as atividades para as quais foram projetados, porm de modo independente e estanque entre si.

Figura 2: Cenrio atual - Vazio separando produo e seus respectivos dados.

Tomando como exemplo o nvel especfico da produo e do controle da mesma,

apresentado na Figura 02 um cenrio tpico encontrado ainda hoje em um grande nmero de empresas, e que diz respeito falta de integrao.

De um lado temos o cho de fbrica operando mquinas e dispositivos automatizados em geral e todas as suas variveis de processo, tipicamente representadas por quantidades produzidas, peso produzido, metragem produzida e etc.

Do lado oposto e operando de forma totalmente isolada, temos os sistemas ERP com seus mdulos gerenciais e administrativos operando cadastros e listagens do PCP7 e todas as suas variveis de processo, tipicamente representadas por apontamentos de produo, especificaes de produtos, tomadas de deciso e etc.

7 PCP: Programao e Controle da Produo


Business systems and plant systems must be tightly coupled to reduce decision cycle times and increase plant productivity. This coupling is an integration effort that is often overlooked in implementing the ERP system. [Harkins - 1999]

A integrao um fator crucial que visa permitir que os sistemas e processos

operando de forma paralela nos diversos nveis hierrquicos do ambiente industrial, se comuniquem entre si, trocando de forma simples, instantnea e confivel de dados e informaes de cada um dos nveis. Sem ela, impossvel considerar que se est obtendo o mximo de desempenho que a planta pode ter, pois sempre haver re-trabalho e desperdcio de tempo, alm de grande probabilidade de erro por falha humana.

Conforme demonstrado anteriormente atravs da apresentao dos indicadores da PINTEC 2000, a indstria brasileira tem uma tendncia a no investir nas inovaes tecnolgicas que venham a resultar em reduo dos custos de trabalho, dentre as quais podemos destacar a integrao, um dos grandes fatores responsveis pela reduo destes custos.

eminente a necessidade de uma mudana nos conceitos e abordagem em direo a uma atualizao do parque industrial brasileiro no que diz respeito disponibilidade de informaes atravs da integrao do cho de fbrica fundamental melhoria dos processos produtivos e representando diferencial significativo para o seguimento.

the integration with plant systems gives corporate decision makers a more

realistic view of what is actually happening in the plant...the most frequently cited benefit area is improved decision support within the plant. [Harkins - 1999]

Atravs da anlise da Figura 02, fica evidente que as variveis de processo do cho de fbrica constituem matria prima bsica para as atividades de controle e tomada de decises efetuadas pelo PCP no ERP.

Tais variveis quando associadas devida anlise e interpretao por peritos conhecedores do processo constituem importante conhecimento acerca do processo e fornecem ferramental necessrio correta tomada de deciso por parte do perito, deciso esta que re- injetada no processo sob a forma de ajustes dos parmetros do processo produtivo. Conforme fluxo de informaes para apoio a tomada de deciso apresentado na Figura 03.

Figura 3: Fluxo de informaes para apoio a tomada de deciso

Em ambientes industriais no integrados o fluxo apresentado na Figura 03 ocorre,

porm de forma muito mais lenta, pois depende (1) da anotao e preenchimento manual de planilhas de produo, (2) anlise visual de tais planilhas por parte do


perito, que no tem acesso a ferramentas de suporte a anlise de grandes volumes de dados, e (3) posterior tomada de deciso por parte do perito, e (4) conseqente comunicao da deciso atravs de meio no tambm automatizado.

Percebe-se que, com o auxlio da integrao, os principais ganhos relativos reduo do tempo total do ciclo de tomada de deciso so:

Reduo de custos relativos ao uso desnecessrio do tempo para anotao e preenchimento de planilhas, pois os dados so diretamente coletados dos dispositivos automatizados do cho de fbrica a exemplo de CLPs e balanas de pesagem.

Disponibilidade instantnea da informao que, por ser coletada automaticamente do cho de fbrica, disponibilizada para os nveis de gerncia de forma simples, rpida e transparente.

Reduo de custos relativos ao uso desnecessrio do tempo para interpretao de grandes volumes de dados sem ferramental adequado para tanto, pois uma vez que as informaes so coletadas e apresentadas automaticamente, possvel se fazer uso de diversas interfaces de suporte a deciso, projetadas para facilitar ao mximo a anlise com base em totalizadores, indicadores de tendncias, grficos e etc.

Disponibilidade instantnea da deciso do perito no nvel do cho de fbrica, deciso esta que passa pode inclusive ser tomada remotamente sem a necessidade da presena fsica do perito que reflete diretamente na velocidade dos ajustes dos parmetros do processo produtivo.

A mudana aqui proposta no conceito atual de automao prev a intensificao

dos investimentos em integrao, pois estes conduziro o cenrio atual da automao apresentado na Figura 02 a um cenrio mnimo desejvel conforme apresentado a seguir na Figura 04.

Figura 4: Cenrio de integrao mnimo desejvel - Integrao do cho de fbrica quanto ao processo

produtivo.

No foi a toa que o cenrio da produo foi escolhido para exemplificar o processo de integrao do cho de fbrica com os nveis gerenciais dos sistemas ERP. Tal cenrio foi escolhido por atingir diretamente a forma de pensar de grande parte dos industriais, que compreendem o senso comum de que, reduzindo-se o tempo de produo, produz-se mais e consequentemente vende-se mais.

No entanto, correndo na contra mo deste conceito, sabemos que: profiability is no longer just about growing sales; its also about

organizational efficiency [Laszkiewicz]


Sendo assim, atingir o cenrio mnimo desejvel apresentado na Figura 04 deve

ser apenas uma meta de curto e/ou mdio prazo para as empresas que desejam obter ganhos de performance atravs da integrao. Uma vez atingido o mnimo deve-se continuar investindo de forma a atingir o cenrio ideal desejvel apresentado a seguir na Figura 05 e que contempla diversos outros nveis organizacionais da empresa que no somente a produo.

Figura 5: Cenrio de integrao ideal desejvel - Integrao completa entre o cho de fbrica e o ERP.

No cenrio apresentado na Figura 05, demais processos e procedimentos comuns ao ambiente industrial so tambm integrados, fornecendo ganhos significativos atravs do melhor controle e conseqente aumento da qualidade dos produtos, controle de manutenes, manutenes preventivas e preditivas, controle de estoques etc.

No entanto muito importante lembrar que no que diz respeito a software, o cu o limite (ou no). Logo, deve-se sempre levar em considerao que:

When integrating plant and ERP systems, there are numerous potential

integration pointsthough most businesses have the potential to completely integrate the plant and ERP systems, this is rarely justifiable. [Harkins - 1999]

Sendo assim, deve-se sempre procurar alcanar o equilbrio ao buscar solues para os problemas e questes relativos integrao, levando em considerao os reais custos e benefcios das solues propostas e tendo em vista que o objetivo principal deve ser a reduo dos custos onde eles se faam presentes.

Com base nos conceitos at ento apresentados fica claro que:

Individually these tools provide benefits, but together they build on each other to produce a comprehensive plant asset management solution [Laszkiewicz]

Cabe ento identificar o elo da pirmide de automao ausente na Figura 01, o elo que faz a ligao entre o cho de fbrica e os sistemas ERP e torna toda esta abordagem possvel. Este elo apresentado na Figura 07, e um conceito que recebe o nome de MES.


Figura 6: Pirmide de automao. Sistema integrado. [Filho - 1998]

MES deliver information that enables the optimization of production activities

from order launch to finished goods. Using current and accurate data, MES guides, initiates, responds to, and reports on plant activities. [MESA - 1997]

A primeira empresa a estabelecer um modelo para integrao do MES com os

outros sistemas foi a MESA8. Por definio o sistema capaz de rastrear qualquer ordem de produo, de medir todos os insumos de um processo, de calcular o valor adicionado em cada fase do processo (value chain), de medir ndices de desempenho, ndices de perdas, de contabilizar paradas com apropriao de custo no centro de custo responsvel. Pode ainda gerenciar o pessoal envolvido em cada etapa do processo, de rastrear defeitos identificando data e hora do evento, operador responsvel, lote da pea defeituosa, ou produzir relatrios na Internet. [Gaidzinski - 2003] 4. Estudo de Caso

Como forma de contextualizar o problema, exemplificando a aplicao prtica dos conceitos e teorias abordadas, apresentamos o estudo de caso do projeto de atualizao e compatibilizao do processo produtivo de couro sinttico implantado pela TKS Software na empresa Brisa Indstria de Tecidos S.A. possibilitando a completa integrao de seu cho de fbrica com o sistema ERP Microsiga.

Alguns dos principais aspectos tcnicos envolvidos no projeto, apresentado como caso de aplicao, incluem: (1) a substituio de software Italiano proprietrio, desenvolvido na dcada de 90 com interface MS-DOS, para superviso do CLP Omron responsvel pelo controle da produo de mquina de reviso de couro, (2) o desenvolvimento de novo sistema de controle e superviso da produo com interface grfica Windows compatvel com o ERP Microsiga de forma a possibilitar completa integrao entre o sistema ERP e o cho de fbrica, (3) a substituio do sistema de etiquetamento dos produtos com adequao ao padro EAN Brasil e (4) implantao e uso de leitores de cdigo de barras sem fio no ambiente do cho de fbrica.

8 MESA: Manufacturing Enterprise Systems Association


Figura 7: Processo produtivo antes da integrao.

A TKS Software, empresa especializada no desenvolvimento de solues de ponta

no que diz respeito a tecnologias e aplicativos para automao de processos industriais e sistemas dedicados, foi inicialmente contatada para adequar e modernizar o sistema produtivo mostrado na Figura 08 ao padro de fornecedores de rolos de tecidos adotado pelas empresas do setor.

A anlise do processo conforme ele era executado antes do incio das atividades de integrao mostrou que o trabalho a ser feito inclua a substituio do software de reviso que operava na fbrica.

Alm de no prover integrao com os demais sistemas, o software em questo no executava diversas funes indispensveis s necessidades atuais do processo produtivo, gerando lentido e re-trabalho alm de no permitir nenhum tipo de alterao no mesmo para adequao s necessidades da empresa, pois apesar de dispor de seu cdigo fonte o sistema no dispunha de mantenedor qualificado.

O novo sistema de reviso proposto deveria acima de tudo prover total integrao do cho de fbrica com ERP Microsiga da empresa, de forma a possibilitar todos os benefcios advindos da integrao. Alm disso, aps a integrao mnima desejvel do processo produtivo, a empresa desejava investir na integrao de outros processos procedimentos.

Projetado, desenvolvido e implantado pela TKS Software, o projeto de integrao

do cenrio descrito focou solucionar problemas de integrao nas seguintes reas de aplicao do cliente:

Reviso de produto Re-etiquetamento de pallets e caixas Controle de endereamento do estoque Inventrio de produto Expedio de produto

4.1. Reviso de produto

Conforme dito anteriormente o trabalho a ser feito inclua a substituio do software de reviso instalado, que rodando em MS-DOS e com interface em italiano havia sido implantado no incio da dcada de 90 pelos italianos que fundaram a fbrica.


O sistema em questo operava de forma totalmente isolada do sistema ERP Microsiga responsvel pelos apontamentos e controle de produo, sendo necessria a impresso de relatrio de apontamentos do Microsiga e cadastramento manual das informaes no sistema de reviso.

O levantamento detalhado dos dados do processo mostrou que o desenvolvimento de um novo sistema para substituio do antigo envolveria um processo de engenharia reversa no software original, uma vez que no estava disponvel nenhum tipo de documentao a respeito da comunicao entre o computador e o CLP Omron de controle da mquina revisora, restando apenas o acesso ao cdigo fonte do sistema instalado, desenvolvido em C, em italiano e contendo 31.427 linhas de cdigo.

Resumidamente o cenrio encontrado era composto por: Sistema de reviso antigo

o Totalmente em Italiano o Interface rudimentar em MS-DOS o Impresso de etiquetas em impressora Citizen depreciada o Totalmente isolado do ERP MICROSIGA o No era possvel executar nenhum tipo de atualizao ou alterao no

sistema existente, pois no havia mantenedor responsvel pelo mesmo o Sistema conectado a CLP sem a disponibilidade de nenhum tipo de

documentao relativa ao protocolo de comunicao

A contratao dos servios por parte do cliente e a aplicao prtica dos conceitos de integrao conduziu ao desenvolvimento da soluo atual de reviso mostrada na Figura 09, cujas principais caractersticas so:

Sistema de reviso novo o Totalmente em Portugus o Interface grfica Windows o Impresso de etiquetas em impressora Zebra S600 o Totalmente integrado ao ERP Microsiga o Possibilidade de executar qualquer tipo de atualizao ou alterao no

sistema de acordo com a necessidade do cliente o Etiquetas conforme padro EAN Brasil e conforme padro de

fornecedores de rolos de tecidos adotado pelas empresas do setor

Figura 8: Processo produtivo depois da integrao.


Aps a integrao, todos os processos manuais foram eliminados, tendo sido feita

a integrao do cho de fbrica e todos seus dados com o nvel do ERP. Os processos de software adotados para tal integrao so detalhados a seguir.

Inicialmente ERP Microsiga disponibiliza views de seu banco MS-SQL Server contendo informaes dos pedidos apontados para reviso, conforme mostrado na Figura 10.

Figura 9: Views de banco MS-SQL Server contendo dados de apontamentos de pedidos do ERP

Microsiga Na estao de cho de fbrica (computador PC) o operador inicia o aplicativo de

reviso que automaticamente l as informaes disponibilizadas nas views do banco de dados, e antes de iniciar a produo cabe ao usurio apenas selecionar qual pedido produzir com base na lista de pedidos apontados previamente no mbito gerencial, conforme mostrado na Figura 11.

Figura 10: Seleo no cho de fbrica de pedidos apontados no mbito gerencial


Uma vez selecionado o pedido a ser produzido o operador passa tela de reviso de produto, mostrada na Figura 12, que l automaticamente comandos enviados pelo CLP da Omron responsvel pela automao da mquina. A metragem revisada apresentada em tempo real para o usurio, alm de todos os demais dados relativos ao processo produtivo.

Figura 11: Reviso de produto, apresentao em tempo real de metragem revisada e todos os demais

parmetros do processo produtivo. Ao final do processo de reviso o operador efetua o corte do couro na mquina e o

sistema automaticamente solicita que usurio classifique o produto revisado, fazendo a anotao de todos os parmetros relativos qualidade do produto, conforme mostrado nas Figuras 13 e 14. Os valores fornecidos a estes parmetros tm influncia sob diversas caractersticas do processo a partir da, como por exemplo, organizao do estoque, formulao de preo e etc.

Figura 12: Classificao do produto e anotao de parmetros do processo produtivo


Figura 13: Classificao do produto e anotao de parmetros do processo produtivo Aps o processo de classificao impressa etiqueta de identificao do produto

conforme mostrado na Figura 15. A etiqueta prov completa rastreabilidade do produto atravs de cdigos de barras no padro UCC EAN128 homologados junto a EAN Brasil.

Figura 14: Etiqueta de identificao do produto padro EAN Brasil

Uma vez concludo o processo de reviso do produto o sistema transmite todas as

informaes relativas ao produto revisado para o sistema ERP Microsiga, que de posse destes dados pde implementar uma srie de solues para controle detalhado do processo produtivo.

4.2. Re-etiquetamento de pallets e caixas

O processo produtivo do cliente determinava que produtos tidos como de primeira qualidade tivessem suas etiquetas impressas j em nome do seu cliente final, e produtos de segunda ou terceira qualidade eram alocados para o estoque de forma a aguardar um cliente interessado neste tipo de produto.

Mas o que fazer quando um cliente cancela ou altera um determinado pedido que j esteja em andamento? Neste caso todas as etiquetas j esto impressas em nome dele, e o que fazer quando o produto for vendido a um outro comprador?

Neste caso faz-se necessrio substituir as etiquetas impressas previamente por novas etiquetas contendo os dados do novo cliente.

Esta foi a primeira necessidade que surgiu logo aps a integrao. Anteriormente este processo era efetuado de forma manual e tomava muito tempo, pois as etiquetas tinham de ser re- impressas uma a uma com base em uma planilha indicativa impressas no mbito gerencial pelo sistema ERP.

Como forma de solucionar este problema foi desenvolvido o sistema de re-etiquetamento que previa as seguintes funcionalidades:

Controle do processo de re-etiquetamento de caixas, garantindo que apenas as caixas devidamente apontadas pelo ERP so re-etiquetadas no cho de fbrica.

Alerta para caixas pendente re-etiquetamento.


Interface de troca de dados com ERP Microsiga. Interface com leitor de cdigos de barras sem fio SEAL. Interface com impressoras Zebra S600. Etiquetas homologadas conforme padro EAN Brasil. Etiquetas conforme padro de fornecedores de rolos de tecidos. Como forma de reduzir a extenso deste artigo, no sero apresentados dados

detalhados relativos s telas e operao do sistema de re-etiquetamento e dos demais sistemas apresentados a seguir uma vez que o mesmo possui interface bastante semelhante ao sistema de reviso apresentado anteriormente. 4.3. Controle de endereamento do estoque

Com a implementao do sistema de re-etiquetamente o processo de substituio de etiquetas ganhou muito em performance, porm apesar do sistema indicar quais etiquetas deveriam ser trocadas e garantir que as mesmas eram trocadas devidamente, havia uma enorme dificuldade em localizar fisicamente no estoque onde a caixa que continha a etiqueta a ser substituda estava.

At ento, no havia nenhum tipo de controle automatizado de endereamento do estoque, e todo o conhecimento de onde determinado produto estava era de domnio apenas de alguns operadores, que no momento de localizar o produto, precisavam se lembrar de onde determinado lote tinha sido posto.

Pensando nisso foi desenvolvido sistema de controle de endereamento do estoque que visava manter o sistema ERP informado do mapa do estoque e todas as suas alteraes. O sistema incluiu a identificao das gavetas e dos pallets com etiquetas de cdigo de barras e previa as seguintes funcionalidades:

Controle do processo de organizao e endereamento dos produtos no estoque

Emisso de etiquetas para identificao das gavetas e pallets Mantm o ERP informado da posio fsica de cada caixa no estoque Interface de troca de dados com ERP MICROSIGA Interface com leitor de cdigos de barras sem fio SEAL

4.4. Inventrio de produto

Uma vez tendo o conhecimento do mapeamento fsico completo do estoque, a implementao do sistema de inventrio foi apenas uma conseqncia.

Teoricamente, com base nas informaes fornecidas pelos diversos sistemas desenvolvidos at ento era possvel afirmar que o sistema ERP tinha total conhecimento de todas as caixas presentes no estoque, no entanto como garantir que uma determinada caixa no foi extraviada? Como garantir que todas as caixas que o sistema diz que esto l, realmente esto l? Como garantir que no houve falha humana ou interveno mal intencionada no processo?

Era preciso comparar as informaes do sistema ERP com a realidade do estoque, de forma a garantir que nenhum produto fosse extraviado por qualquer motivo. Sendo assim foi desenvolvido sistema de inventrio para a leitura de todas as caixas do estoque e comparao com o resultado esperado pelo ERP. O sistema previa as seguintes funcionalidades:

Garante o controle do estoque e inibe o extravio de mercadorias


Alerta para caixas no inventariadas, caixas que segundo o ERP deveriam estar no estoque, mas no foram localizadas durante o inventrio.

Alerta para caixas inventariadas, porm no esperadas, caixas que segundo o ERP j deveriam, por exemplo, ter sido expedidas e no deveriam mais estar no estoque.

Interface de troca de dados com ERP Microsiga Interface com leitor de cdigos de barras sem fio SEAL

O processo de inventrio antes da integrao, feito atravs de listagens impressas,

localizao visual dos produtos e sem o auxlio de ferramentas de endereamento fsico do estoque costumava levar praticamente um dia inteiro e envolvia diversas pessoas. Atualmente o processo leva apenas algumas horas e efetuado por apenas duas pessoas. 4.5. Expedio de produto

Um sistema semelhante ao sistema de re-etiquetamento se fez necessrio de forma a garantir que apenas as caixas apontadas para expedio fossem realmente expedidas e embarcadas.

Era preciso garantir que aps o preenchimento da nota fiscal no ERP, fosse possvel expedir apenas as caixas que haviam sido especificadas na mesma. Para tanto foi desenvolvido o sistema de controle de expedio de produtos que previa as seguintes funcionalidades:

Controle do processo de embarque de produtos, garantindo que apenas as caixas especificadas pelo ERP so embarcadas.

Alerta para caixas no embarcadas, caixas que segundo o ERP deveriam ser embarcadas, mas ainda no foram.

Alerta para tentativas de embarcar caixas incorretas, caixas que segundo o ERP no constam na listagem de caixas que deveriam ser embarcadas.

Interface de troca de dados com ERP Microsiga Interface com leitor de cdigos de barras sem fio SEAL

5. Consideraes finais

O projeto de automao de processos industriais e integrao de cho de fbrica descrito neste estudo de caso foi implementado sob a modalidade de contrato por projeto, tendo sido desenvolvido ao longo de 1 ano no perodo de 07/2004 at o final de 2005.

Algumas caractersticas do ambiente industrial em questo envolviam, galpo amplo, tipo de produto e processo produtivo limpo, produto embalado e vendido em caixas e armazenado no estoque em pallets.

...corporations are constantly changing due to competitive pressures and new expectations. Systems must adapt and change over time as products change, customers change, and even raw materials evolve over timeintegration at the very least requires continual maintenance if not continual improvement. [Harkins - 1999]

O projeto ainda hoje sofre alteraes principalmente devido a mudanas necessrias ao cliente e pertinentes s constantes mudanas de produto e processo comuns no cenrio industrial.


Alm disso houve total apoio da direo da empresa, tendo sido disponibilizada toda a estrutura fsica e lgica necessria realizao do mesmo bem como contou com a participao de pessoal devidamente qualificado por parte de todos os seguimentos envolvidos. Sem os quais sua realizao e conseqentes objetivos e benefcios no teriam sido alcanados. 6. Referncias Favaretto, Fbio. Uma contribuio ao processo de gesto da produo pelo uso da coleta automtica de dados de cho de fbrica. Escola de Engenharia de So Carlos. Dissertao de Mestrado. 2001. Filho, Constantino Seixas. A Automao nos anos 2000 Uma anlise das novas fronteiras da automao. ATAN Sistemas. 1998. Gaidzinski, Vladimir Hartenias. A tecnologia da informao no cho de fbrica: As novas ferramentas e gesto integrada da informao. Universidade Federal de Santa Catarina. Dissertao de Mestrado. 2003. Harkins, Brian and Middleton, Elliott. Linking the Plant Floor to the Enterprise: The Benefits & Pitfalls. Houston, Texas. 1999 Junqueira, Gustavo Santos. Anlise das possibilidades de implantao de sistemas supervisrios no planejamento e controle da produo. Escola de Engenharia de So Carlos. Dissertao de Mestrado. 2003. Laszkiewicz, Mike. Plant floor optimization: asset management in the new economy. Rockwell Automation. Milwaukee USA. Marcos Fortulan, Eduardo Gonalves. Uma proposta de aplicao de business inteligence no cho de fbrica. So Carlos Brasil. 2005. Meireles, G.S. Desenvolvimento de sistema de aquisio de dados em operaes de usinagem visando o monitoramento de linhas ou clulas de produo. Escola de Engenharia de So Carlos. 119p. Dissertao de Mestrado. 2000. MESA International, Controls Definition& MES to Controls Data Flow Possibilities. White Paper Number 3. www.mesa.org. 1995. MESA International, MES Explained: A High Level Vision. White Paper Number 6. www.mesa.org. 1997. OCDE Organizao para cooperao e desenvolvimento econmico. Medio de atividades cientficas e tecnolgicas: proposta de um sistema padro para avaliao de pesquisa e desenvolvimento experimental. Braslia. 1976. Padilha, Thais Cssia Cabral; Antnio Fernando Branco Costa; Jos Luiz Contador; Fernando Augusto Silva Marins. Tempo de implantao de sistemas ERP: anlise da influncia de fatores e aplicao de tcnicas de gerenciamento de projetos. Faculdade de Engenharia, Campus de Guaratinguet , UNESP. 2004


PINTEC - Pesquisa Industrial de Inovao Tecnolgica. www.pintec.ibge.gov.br. IBGE. 1998-2000 Tafur, Alberto; Flemming, Jeff; Weber, John. Applying internet technology to production environment monitoring. CIMTEC. Charlotte - USA . 1999. Terekhov, Andrey and Erlikh, Len. Academic vs. Industrial Software Engineering: Closing The Gap. St. Petersburg State University.

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