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Engenheiros e projetistas atuantes na elaboração de projetos de layouts direcionados a  plantas fabris seguem um processo de criação que englobam inúmeras etapas e detalhes relevantes para otimizar a eficiência, segurança e produtividade da instalação industrial.

As etapas iniciais reúnem dados referentes a análise do processo, definição de objetivos, planejamento do layout, considerações de segurança, eficiência energética, ergonomia, flexibilidade e expansividade, documentação, implementação, dentre outros pontos.

Importante ressaltar que o desenvolvimento para layouts de plantas fabris é uma tarefa complexa e requer um conhecimento aprofundado de engenharia, processos industriais, normas de segurança e tecnologias disponíveis. Por esta razão, é recorrente que engenheiros industriais, de produção e outros profissionais especializados atuem de forma colaborativa para alcançar os melhores resultados.

De uma forma geral, observa-se que os profissionais utilizam os softwares CAD mecânico 3D tradicionais nas concepções dos layouts fabris, entretanto esta ferramenta não absorve em sua totalidade a complexidade inerentes a projeção e montagem de  sistemas em grande escala.

A Autodesk apresenta uma solução aplicada a projetos de fábricas digitais, o Factory Design Utilities (FDU). O software apresenta um conjunto de ferramentas para planejar, projetar e otimizar o layout de fábricas e instalações industriais. Essa suíte de utilitários caracteriza-se como um complemento (add-on) para o software Autodesk AutoCAD, Autodesk Inventor e Navisworks, que são amplamente utilizados em projetos de design e engenharia.

A planta baixa de uma fábrica geralmente apresenta os equipamentos e as instalações, incluindo elementos de superestrutura e utilidades, como dutos, drenos e linhas de energia. Com os recursos do Factory Design Utilities é possível concentrar-se no layout dos equipamentos e usar o prédio como referência.

Para tornar o layout eficiente, o Factory Design Utilities usa uma biblioteca de ativos de fábrica 2D e 3D, com a possibilidade de adicionar informações e inteligência do equipamento a modelos 2D e 3D simplificados.

Ministramos um webinar específico sobre a temática, indicamos a visualização para mais informações por meio dos recursos audiovisuais. Para assistir a gravação acesse o canal do  YouTube MAPData, clicando aqui.

Sobre a Factory Design

A Factory Design Utilities é especialmente indicada para indústrias que projetam ou modificam instalações de produção, como empresas do setor automobilístico, alimentos e bebidas, farmacêutica, metalúrgicas e demais. Com a solução os projetistas podem reduzir os custos com  retrabalhos, aumentar a eficiência operacional e principalmente tomar decisões informadas sobre o projeto da fábrica antes mesmo da construção ou modificação física, contribuindo para uma gestão otimizada e eficaz quanto ao espaço e recursos industriais.

A principal finalidade da Factory Design Utilities é possibilitar a engenheiros e projetistas a criação com precisão dos layouts digitais das fábricas, gerando simulação de processos industriais e otimizando os fluxos de trabalho dentro das instalações. Essas ferramentas fornecem recursos avançados para modelar plantas, linhas de produção, células de trabalho, máquinas e equipamentos, e demais componentes essenciais de uma fábrica.

Dentre os principais recursos e funcionalidades oferecidos pelas Factory Design Utilities destaca-se:

• Modelagem 2D e 3D: os usuários podem criar representações gráficas precisas e detalhadas de toda a fábrica, usando uma combinação de desenhos 2D e modelagem 3D.
• Bibliotecas de componentes industriais: a FDU inclui bibliotecas com uma vasta gama de objetos e componentes industriais, como máquinas, esteiras, transportadores, empilhadeiras e outros equipamentos para facilitar a montagem do layout.
• Integração com outros softwares Autodesk: os projetos criados na FDU podem ser facilmente integrados com outros softwares Autodesk, como AutoCAD e Inventor, tornando os fluxos de trabalho mais abrangentes.
• Visualização e renderização: a Coleção Product Design & Manufacturing Collection permite criar visualizações realistas da fábrica através de 3DS Max, proporcionando uma compreensão  visual  do projeto e facilitando a comunicação com os stakeholders.

 Sou fabricante de máquinas, como a FDU pode auxiliar em meus projetos?

Fabricantes de máquinas e equipamentos estão acostumados a desenvolver seus produtos, contudo no momento de desenvolver uma planta fabril para seu respectivo cliente propondo uma solução turn-key, há intrinsicamente grandes desafios durante o processo.

Empresas que trabalham com elaboração de layout utilizando solução 2D, compreendem que o processo de posicionar blocos e rebatimento de vistas demandam um período longo de ação por parte do desenhista, projetista ou engenheiro, além de ser uma tarefa repetitiva e com grandes  incidências de retrabalho. A atividade tende a ser complexa, muitas vezes os blocos utilizados nem sempre apresentam exatamente a forma geométrica 2D da máquina e o equipamento deve ser posicionado e representado em um determinado layout. Fato que pode ocasionar conflitos e interferência com itens de outras disciplinas como alvenaria, elétrica ou hidráulica, por exemplo.

A Product Design & Manufacturing Collection inclui a solução Autodesk Factory Design Utilities, que permite trabalhar com Autodesk AutoCAD (Architecture, Mechanical ou MEP), Autodesk Inventor e Autodesk Navisworks Manage, totalmente integrados e sincronizados.

A Factory Design Utilities oferece vantagens significativas para empresas fabricantes de máquinas que visam otimizar processos de design e produção. Com sua aplicação as etapas e processos ganham produtividade uma vez que a biblioteca de Assets com várias máquinas e equipamentos de processos podem ser utilizados em 2D e 3D.

 

Legenda: Biblioteca de Assets da Factory Design Utilities. Fonte: Autodesk

O projeto detalhado desenvolvido pela engenharia de produto poderá ser trabalhado pelas equipes de desenvolvimento do layout geralmente os times de Engenharia de Vendas ou Engenharia de Aplicações.

Uma vez aplicado as boas práticas de trabalho com simplificações, é possível obter a montagem derivada em um único item e posteriormente publicá-lo na biblioteca de Assets, facilitando o posicionamento e obtendo ganhos no desempenho do layout da fábrica digital.

 

 

Legenda: Montagem detalhada vs simplificada  Fonte: Autodesk

Confira algumas razões pelas quais a FDU é importante para empresas fabricantes de equipamentos:

Layout eficiente: o software permite a criação de layouts em 2D e 3D, possibilitando uma visualização precisa de como as máquinas irão se encaixar no espaço disponível e como os processos de produção podem ser otimizados.

 

 

Legenda: Fluxo de trabalho bidirecional em 2D e 3D. Fonte: Autodesk

Análise de Espaço: a ferramenta permite análises detalhadas de espaço, evitando colisões entre equipamentos e identificando áreas onde o espaço pode estar subutilizado.

Redução de Erros e Alterações: ao visualizar e simular o layout antes da implementação, as empresas podem identificar erros de projeto ou necessidades de alterações antes de investir recursos na produção,  economizando tempo e dinheiro a longo prazo.

Colaboração e Comunicação: a colaboração entre diferentes equipes como engenheiros de projeto, equipes de produção e gerentes de fábrica são fundamentais, o software oferece uma plataforma centralizada para compartilhar e colaborar, agilizando a comunicação e garantindo que todos estejam sempre atualizados.

Documentação Completa: a geração de relatórios e documentação detalhada ajuda a manter um registro preciso do projeto e das decisões tomadas ao longo do processo de design, o que pode ser valioso para futuras referências e ajustes.

 

Capture com precisão as instalações de seu cliente

Uma nuvem de pontos é uma grande coleção de pontos adquiridos por scanners a laser que criam representações 3D de suas instalações existentes. Obter uma varredura de nuvem de pontos é tão simples quanto configurar o equipamento em suas instalações, basta pressionar um botão e o laser digitalizará tudo o que estiver no raio de seu alcance.

A captura pode ser obtida através de scanner lasers em diferentes partes do ambiente. Através do Autodesk Recap Pro é possível realizar a abertura dos dados brutos da digitalização de uma nuvem de pontos, realizar medições, marcações e preparar estes dados para posteriormente serem utilizados para dentro de outras ferramentas que compõem a Product Design & Manufacturing Collection. Se a nuvem de pontos em questão for aberta no Navisworks há a possibilidade de realizar detecções de interferências entre a nuvem de pontos do ambiente capturado com os demais dados do projeto a ser compatibilizado no projeto.

 

Legenda: Abertura de nuvem de pontos.

 

Visualização avançada e detecção de colisão

As instalações de fábricas digitais são complexas, dinâmicas e de difícil visualização a partir de um desenho 2D. Por meio dos passeios virtuais em 3D aplicados ao contexto da instalação, há uma composição mais precisa para não técnicos ou profissionais menos familiarizados com a leitura de desenhos 2D. Desta forma estes profissionais poderão identificar as instalações conforme desenho dos projetistas, favorecendo os feedbacks críticos do projeto.

Com a simulação 3D o usuário poderá testar passeios virtuais para uma avaliação de alto nível de ergonomia e disponibilidade de espaço. A ferramenta permite a inserção de um humano virtual em uma célula de produção ao lado do equipamento, desta maneira,  opera-se o teste de circulação e fluxo, analisando o ambiente e sua projeção, validando se a área é suficiente para o uso real em uma estação de trabalho.

 

Legenda: Passeio virtual em projeto de fábrica digital. Fonte: Autodesk

O Navisworks Manage apresenta um ambiente de comunicação que integra as informações necessárias a uma fábrica digital, ele permite a importação em vários formatos de arquivo, ajudando a agregar diversas disciplinas dentro de um único projeto e reportando dados sobre colisões entre outros detalhes que podem ser repassados a fornecedores e clientes.

A ferramenta reconhece vários formatos como o CAD do Catia, Siemens NX e SOLIDWORKS, entre outros, além de nuvem de pontos oriunda de diversos scanners laser. Um grande diferencial incorporado é a permissão para utilização de visualizadores gratuitos como o Freedom Viewer, por exemplo, reduzindo a necessidade de diversos fluxos para a comunicação e permitindo que todos os membros envolvidos visualizem o projeto por completo.

A partir de uma representação precisa, pode-se analisar o layout de fábrica digital identificando conflitos e restrições do espaço na fase inicial, informações que permitem a rápida correção,  assegurando uma instalação correta e sem atrasos, economizando tempo, orçamento e reduzindo consideravelmente frustações.

Gerencie os conflitos de layout de fábrica atribuindo-os aos membros da equipe. Com a resolução dos conflitos, há a sinalização automática como ação resolvida, desta forma os relatórios gerados apresentam o histórico do progresso em cada etapa. Por meio dos dados há também a possibilidade de simular o cronograma de instalação do projeto, auxiliando na identificação dos  problemas de sequenciamento que podem ocorrer durante o posicionamento dos equipamentos no chão de fábrica.

 

Legenda: Detecção de colisão do Navisworks. Fonte: Autodesk

Compartilhamento de informações em formato BIM

O Building Information Modeling (BIM) está no centro dos projetos pertencentes aos setores de arquitetura, engenharia e construção (AEC). Para projetos de instalação geral de fábrica há frequentemente o  gerenciamento via fluxo BIM, desta forma o  sistema de produção pode ser compatibilizado aos padrões do ecossistema BIM do cliente.

Os modelos 3D paramétricos de uma máquina geralmente abrangem muitos detalhes de fabricação, dados necessários para manufaturar o equipamento. No entanto, há profissionais pertencentes a execução do projeto que não necessitam trabalhar com todos estes dados em seu software de projeto arquitetônico. Com o Autodesk Inventor é possível realizar o processo para produzir rapidamente uma geometria simplificada e compartilhar um arquivo de seu projeto em formato BIM.

 

Legenda: Projeto de fábrica compartilhado em fluxo BIM. Fonte: Autodesk