Para a fábrica de carros elétricos da Porsche, planejamento digital significa impacto zero
Em setembro de 2019, a Porsche abriu sua mais complexa fábrica até o momento, a fim de produzir seu primeiro carro esporte totalmente elétrico, o Taycan. Em Stuttgart, Alemanha, cidade natal da empresa, a Porsche usou o planejamento digital de fábrica para criar uma instalação de impacto zero, onde os sistemas de transporte sem motorista auxiliam a maximizar a flexibilidade.
Os desafios de planejamento da fábrica começaram com sua localização em uma área urbana montanhosa e delimitada por pomares. “Esses pomares são protegidos”, declara Till Moczarski, gerente de projeto da Porsche para o planejamento digital. “Estão situados no cume de uma colina que atravessa toda Stuttgart, local em que não se pode construir acima das próprias colinas, caso contrário o fluxo de ar na região é interrompido.”
Essas restrições naturais de construção forçaram Moczarski e sua equipe de planejamento a serem criativos ao planejar a nova instalação no bairro de Zuffenhausen de Stuttgart. A fábrica precisava incluir três andares e um nível de subsolo, onde todos os sistemas tecnológicos do edifício seriam instalados.
“Para ficar dentro do orçamento e cumprir o cronograma, acabamos elevando o edifício, bem como os sistemas de ventilação, aquecimento, energia elétrica e aspersão, e até mesmo, em paralelo, os sistemas de montagem do próprio veículo”, diz Moczarski, observando que os metalúrgicos já estavam no local no dia seguinte à instalação das placas de aquecimento. “Tivemos que tratar de tudo – onde, quando e o que – com antecedência. Não teria sido possível sem a checagem digital: a verificação prévia de colisão por computador é uma necessidade.”
Na fábrica, não há uma lata de lixo ou um robô que não tenha sido pré-aprovado na tela do computador de Moczarski. Todos os detalhes da fábrica estão presentes no modelo de planejamento integrado Autodesk Navisworks, criado por Moczarski muito antes dos alicerces da fábrica serem instalados. Ele baseou seu modelo em uma planta Autodesk Revit, criada pela empresa de engenharia arquitetônica RSE, mostrando o edifício e seus sistemas tecnológicos.
“No modelo, todos os projetistas, planejadores e fornecedores falam a mesma língua. É como uma sinfonia, onde as pessoas se encontram e tudo se unifica”, diz Moczarski, que poderia essencialmente ser descrito como compositor e maestro em uma só pessoa. E ele aprecia a atenção ao detalhe, descrevendo o modelo de coordenação como sendo “exatamente como é na realidade”.
Os fornecedores enviam, por exemplo, os desenhos de certos objetos, tais como um dispositivo de movimentação, no Autodesk Inventor, os quais têm de corresponder exatamente aos do edifício no modelo — feitos em Autodesk Revit e AutoCAD usando BIM (Modelagem de Informações da Construção) — que os construtores usam. Para evitar colisões com o veículo real na linha de montagem e com as várias máquinas da fábrica, Moczarski criou até mesmo os menores componentes da maquete; os detalhes podem ser removidos caso não sejam necessários, mas adicioná-los mais tarde é mais difícil. “Noventa por cento dos erros ocorrem durante o planejamento, portanto eles precisam ser eliminados nesta fase”, diz ele.
Desde 1997, Moczarski tem trabalhado consistentemente em 3D usando soluções Autodesk. Nessa época, ele transferia os desenhos feitos à mão que recebia dos projetistas para um desenho 3D em computador. Quando indagado se havia aprendido a usar o software na universidade, ele pisca e diz, “Eles aprenderam comigo”.
O maior projeto de construção da Porsche
A nova fábrica do Taycan é o maior projeto de construção desde que a Porsche fundou sua sede em Stuttgart há 70 anos. É uma nova “fábrica dentro de uma fábrica” e foi construída em apenas alguns meses. O piso da instalação de montagem pode suportar quase 3 toneladas por metro quadrado em todo o espaço, e o pé-direito tem mais de 7,9 metros de altura. Os pilares medem quase 122 centímetros de largura e o ar é totalmente trocado quatro vezes por hora em todo o edifício.
“Tenho 30 anos de experiência no setor automotivo e tive a oportunidade de dominar muitas áreas”, afirma Albrecht Reimold, diretor de produção e logística da Porsche. “Mas a integração de novas tecnologias e novos processos numa nova fábrica de máxima produção foi o maior desafio que já enfrentei.”
Essas novas tecnologias referem-se principalmente aos sistemas de transporte sem motorista que movem os carros dentro da fábrica e movem as ferramentas e equipamentos de A para B. Na fábrica do Taycan, não existem linhas de montagem tradicionais. A produção ocorre em “linhas flexíveis”, que podem ser deslocadas por toda a fábrica. Essas linhas são direcionadas por meio de códigos QR posicionados no piso e através de espelhos localizados em pilares e paredes, aumentando a flexibilidade tanto da produção quanto da arquitetura da instalação.
Tudo isso torna a Porsche um dos primeiros fabricantes de automóveis do mundo a introduzir séries de sistemas de transporte sem motorista na produção de fluxo contínuo, o que economiza muito dinheiro. “É um verdadeiro passo à frente”, diz Moczarski. A tecnologia de esteira transportadora assegura que o fluxo de produção não seja mais rígido, podendo reagir às necessidades dos meios de operação. Moczarski descreve a interação dos sistemas de transporte sem motorista como um “salão de baile”. Os novos processos são testados em realidade virtual, simulados através do Autodesk VRED.
A instalação é também uma fábrica de “impacto zero”, da qual a Porsche tem orgulho especial. E não se trata apenas do saldo das emissões de dióxido de carbono. Há também uma abordagem holística dos aspectos ambientais que inclui o consumo de recursos, os resíduos e a mobilidade de toda a instalação. A fábrica também tem um telhado sustentável e está equipada com sistemas fotovoltaicos. A energia elétrica é fornecida a partir de fontes renováveis e as centrais de produção combinada de energia e calor e alimentadas por biogás, fornecem calor e energia elétrica adicional à fábrica.
Moczarski gosta de mostrar a fábrica às pessoas. No final de seu tour, um robô transportando materiais para e toca uma buzina. Moczarski afasta o grupo em tour do caminho e o robô segue em frente. A sala de montagem continua a funcionar, conforme planejado. “Muitas pessoas subestimam quanto o modelo de coordenação digital é compatível com desenvolvimentos futuros”, diz ele. “Não é apenas a base do planejamento. Veio para ficar por toda a vida do edifício.”