Foto: Divulgação
Imagens: CyberManS
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Peça a alguém para imaginar uma fábrica e muito provavelmente essa pessoa lhe passará a imagem mais difundida atualmente pela mídia: uma linha de produção abarrotada de robôs industriais, trabalhando incansavelmente e arremessando fagulhas para todos os lados.
Nesse estereótipo de fábrica não parece haver lugar para operários humanos e, muitas vezes, eles nem mesmo podem ser vistos.
Operário automatizado
Mas esta é apenas parte da realidade. Embora, felizmente, já estejamos longe do estereótipo antigo, no estilo Tempos Modernos, de Chaplin, os trabalhadores são essenciais na imensa maioria das fábricas.
E são trabalhadores cada vez mais qualificados, dos quais se exige conhecimento e técnica. Mas esses operários também devem ser produtivos, de forma a não gerar descontinuidades no processo industrial, de fato largamente dominado pelos equipamentos automatizados e pelos robôs, que ditam o ritmo da produção.
A inserção do trabalhador nesse ambiente high-tech das fábricas tem sido uma preocupação constante dos projetistas e engenheiros. E trata-se de uma inserção literal, tanto funcional, quanto estritamente física: a fábrica deve ter um lugar seguro e confortável para que os operários sejam produtivos.
Célula de produção flexível
Essa necessidade levou à criação do conceito de célula de produção flexível, ou estação de trabalho industrial, um módulo flexível e compacto, largamente automatizado, onde o trabalhador possa desempenhar suas funções com produtividade, conforto e segurança.
Ainda que fábricas específicas sejam construídas para a produção de automóveis, de aviões, de eletrodomésticos ou de equipamentos eletrônicos de última geração, os fabricantes devem ser capazes de modificar os produtos existentes e desenvolver produtos novos com grande rapidez.
Assim, para se tornarem viáveis, as células de trabalho deverão poder ser facilmente convertidas para uso em diferentes situações.
Fábricas do futuro
A célula de produção flexível será um componente essencial das fábricas do futuro, que terá várias estações de trabalho, cada uma composta por um trabalhador com o treinamento e as ferramentas necessárias para realizar uma variedade de operações e mudar rapidamente de uma tarefa para outra.
Na teoria, as estações de produção flexíveis podem combinar a velocidade, a precisão e um desempenho livre de erros de uma estação robótica, mas com a capacidade de um trabalhador humano qualificado para modificar ou reconfigurar um processo rapidamente.
Na prática, esse conceito está ainda na sua infância.
Agora, um consórcio europeu, reunindo institutos de pesquisa e empresas, apresentou um protótipo que caminha bastante nesse sentido, eventualmente levando as células de produção flexível até pelo menos a sua adolescência.
Sistemas de manufatura cibernética
O consórcio é chamado CyberManS uma sigla para Cybernetic Manufacturing Systems - sistemas de manufatura cibernética.
A célula de trabalho construída pelos pesquisadores do projeto permite uma interação avançada entre um operador humano e um assistente automatizado, contando ainda com equipamentos e softwares que ajudam a proteger a saúde e a segurança do operador humano.
"Nossa filosofia é ter o conhecimento e a preocupação com a ergonomia não no final do processo, mas desde o início," diz Alessandro Levizzari, coordenador do CyberManS. "É importante antecipar a avaliação ergonômica do trabalho desde a fase do projeto."
A interface de software da célula flexível reúne a maioria das ferramentas - incluindo uma base de dados de potenciais fatores de risco e as instruções atualizadas - necessárias para garantir que um novo processo de fabricação possa ser implementado por um trabalhador de forma segura, sustentável e independente.
Operário do futuro
Ao contrário de outros desenvolvimentos, que exigem que o trabalhador se adapte ao equipamento, aqui a peça principal é o talento desse operário do futuro, que deve ser preservado.
A célula conta com câmeras e até com sensores que coletam dados para uma eletromiografia do trabalhador - a eletromiografia registra os padrões de atividade muscular, podendo indicar se a tarefa executada atingiu níveis demasiadamente intensos ou prolongados.
A grande novidade é que todos os elementos necessários ao trabalho, das ferramentas ao monitoramento do trabalhador, estão contidos na mesma interface. Segundo os pesquisadores, isto finalmente permitirá que humanos e robôs trabalham em conjunto de forma integrada.
Háptica e visão artificial
Para comparar bem essas possibilidades de integração entre operários e robôs, o protótipo contém um manipulador de quatro metros de altura, conjugado a uma pistola de solda automática, dotada de sistema hápticos e de visão artificial.
Isto permitirá a operação conjunta de trabalhadores humanos e robóticos nas operações de soldagem. Embora hoje sejam largamente dominadas pelos robôs, várias etapas de soldagem ainda são feitas manualmente pelos operários, mas sem a produtividade dos robôs.
Levizzari explica que, em muitas operações industriais, como por exemplo a construção de um carro, as soldas têm que ser feitas em locais precisos e de difícil acesso, alguns dos quais podem mesmo estar fora de vista e serem alcançados apenas de uma maneira específica.
Além de reduzir o esforço físico do operador, a pistola de solda usa sensores ópticos para fornecer um feedback táctil intuitivo.
"Se o operador tentar mover a pistola de soldagem na direção errada, ela torna-se cada vez mais difícil de mover," diz Levizzari. "Até agora, esse tipo de feedback avançado não existia nas pistolas de soldagem industrial."
Primeiros passos
O protótipo está sendo avaliado em uma fábrica da Fiat, onde já demonstrou que os soldadores humanos passam a trabalhar mais rápido, de forma mais precisa e com menos esforço físico.
Levizzari afirma estar entusiasmado com os resultados iniciais, mas deixa claro que ainda há muito a fazer. Ele enfatiza que o consórcio apenas começou a avaliar os potenciais benefícios da célula flexível de produção para a saúde e a segurança dos trabalhadores, assim como para a produtividade do trabalho.