A indústria emprega mais robôs para ganhar flexibilidade e competitividade

A Comissão Econômica Européia das Nações Unidas divulgou recentemente dados censitários sobre a população mundial de robôs. Nos Estados Unidos e na Europa existem 63 e 93 robôs, respectivamente, para cada dez mil trabalhadores. Na indústria automobilística esta proporção sobe significativamente para 740 robôs. O Ocidente, contudo, perde longe para a indústria automobilística japonesa, que emprega 1.500 robôs para cada grupo de dez mil trabalhadores. Estes números podem ser tomados como indicadores razoáveis da capacidade humana de transformar sonhos e ambições em ?realidade operacional?.

Cientistas e visionários ? às vezes indistinguíveis - têm especulado e prognosticado um futuro ao mesmo tempo sofisticado e miraculoso para os robôs. O primeiro deles foi o gênio enascentista Leonardo da Vinci. Dele se encontraram desenhos de 1495 mostrando como construir um robô que pudesse substituir um cavaleiro medieval. É o documento mais antigo mostrando um robô antropomorfo.

O cinema e a literatura alimentaram estes sonhos e esta ambição e, desde da Vinci até C3PO, o robô do filme Guerra nas Estrelas, a ciência e a tecnologia empenharam-se com persistência na tarefa de imaginar e construir máquinas capazes de livrar o homem do castigo bíblico de ?ganhar o pão de cada dia com o suor do seu rosto?.

Nos dias de hoje, este sonho e esta ambição se tornaram ainda mais ousados porque perseguem a criação da inteligência humana artificial. Com ela os robôs somariam a força e a precisão mecânicas à inteligência humana. Atrás deste objetivo estão correndo alguns dos mais respeitados e renomados cientistas e instituições científicas. Nestes ambientes, alguns acreditam que em meados deste século teremos uma inteligência artificial, rudimentar ainda, mas já parecida com a inteligência humana.

O estágio atual

A indústria fabricante de robôs trabalha em duas frentes. A primeira procura máquinas capazes de executar os trabalhos domésticos, que são tão aborrecidos quanto necessários. Seus protótipos, naturalmente, conseguem mais divulgação e prestígio na mídia. Em meados deste ano, por exemplo, a Fujitsu promete apresentar um robô, ainda sem nome, capaz de executar algumas tarefas maçantes de um escritório: receber e encaminhar visitantes e pacotes, fazer rondas noturnas. Sua visão 3D evita que esbarre em pessoas ou móveis. É capaz de atender comandos de voz, conectar-se com a Internet e recarregar-se sozinho.

Com menor apelo popular, mas com implicações econômicas e sociais muito mais importantes, a indústria trabalha no desenvolvimento de robôs para o chão-de-fábrica. Os robôs industriais são pouco conhecidos fora do ambiente industrial, mas não há dúvida sobre a contribuição que estão dando ao desenvolvimento social, melhorando a qualidade dos produtos e reduzindo seus preços. Na prática isto significa melhor nível de vida para mais gente.

No chão-de-fábrica, o robô é parte do processo mais abrangente da automação e de seu problema mais crítico ? o desenvolvimento da célula flexível de manufatura, substituta de processos de automação considerados ?engessados?, ou seja, dedicados a uma tarefa específica e repetitiva, que não admite nenhuma modificação nas condições de trabalho.

Este processo de substituição está em curso em muitas indústrias e deve manter-se como forte tendência nos próximos anos.

O grande desafio, portanto, da engenharia é criar sistemas robóticos inteligentes, com elevada independência e flexibilidade, capazes de reagir às modificações ocorridas no ambiente.

Os fabricantes, por sua vez, precisam que seus bens de capital possam ser rápida e facilmente reprogramados para novas tarefas, porque o ciclo dos produtos, do design à obsolescência, é cada vez mais curto. Em alguns casos, um ano já é considerado o limite da vida útil do produto.

Sua obsolescência, contudo, não pode significar a obsolescência do seu sistema de produção. Os fabricantes também estão procurando sistemas robóticos pressionados pelo amadurecimento do consumidor. A qualidade é uma exigência crescente, e a grande maioria dos clientes está cada vez mais vigilante. Isto significa que a qualidade precisa ser consistente. Todas as unidades precisam ter a mesma e a melhor qualidade, o que somente se torna possível com os robôs na linha de produção, substituindo a mão-de-obra que, por ser humana, tem um desempenho naturalmente oscilante, eventualmente abaixo dos níveis de excelência desejados.

Os fabricantes já dispõem de alguma flexibilidade em seus sistemas de produção através da automação programável, um avanço em relação aos sistemas automáticos ?engessados?, mas ainda limitados porque exigem um ambiente de trabalho altamente estruturado.

A automação flexível está introduzindo sistemas robóticos ainda mais avançados, projetados para trabalhar com uma maior variedade de produtos e peças ou componentes. Um robô de uma célula de pintura, na indústria automobilística, por exemplo, pode identificar o modelo que está chegando pela linha de montagem, identificar sua geometria e, com estes dados, modificar sua programação para executar a pintura corretamente. Isto já é possível porque o robô pode ?ver? o modelo.

Os progressos da flexibilização dos robôs e das células de manufatura podem ser parcialmente atribuídos às dificuldades encontradas pelos engenheiros que tentaram dar aos robôs o andar dos bípedes e descobriram que esta solução era extremamente difícil com os recursos de que dispunham na ocasião.

Eles simplificaram seus projetos e criaram soluções com hexapodos e outras plataformas de múltiplos pés, soluções que oferecem grande flexibilidade a qual, aliada à maior estabilidade, permite a construção de robôs com mais facilidade de trabalhar.

Melhor visão, mais flexibilidade

A busca de células de manufatura flexíveis estimula o desenvolvimento de robôs com visão ?quase humana?, e novas tecnologias estão chegando ao mercado.

A empresa Image Processing, por exemplo, desenvolveu e lançou o RealTime 3D Vision Technique, com múltiplos usos, mas especialmente importante nas aplicações da robótica. Esta tecnologia procura reproduzir os mecanismos da visão humana, com especial ênfase nas suas qualidades estereoscópicas.

Ela pode registrar 500 imagens por segundo, e seu software especial trabalha mudanças menores do que um pixel na imagem em diferentes condições de iluminação.

As empresas ABB e BrainTech, por sua vez, uniram suas tecnologias no campo da robótica. O sistema TrueView que estão comercializando oferece aos seus clientes ganhos de produtividade. O TrueView vê e reage aos ambientes industriais mutáveis e pode ser usado em atividades de manipulação, montagem e inspeção. Sua aplicação aumenta significativamente a flexibilidade da célula de manufatura, porque permite seguir as variações da peça, sua posição, estilo e qualidade em tempo real. Suas vantagens, portanto, incluem a melhora da qualidade, a prevenção de defeitos e contaminações, redução de riscos e de custos.

A plataforma do TrueView é o eVF, um software que os fabricantes consideram dotado de flexibilidade e configurabilidade sem precedentes.

Mercado ascendente

O mercado para os robôs retomou em 2004, em escala mundial, seu ritmo de crescimento.
Embora a população de robôs nunca tenha parado de crescer, o ano de 2002 e os primeiros meses de 2003 não foram os melhores para os seus fabricantes.

Dois fatores estão impulsionando este novo ciclo de crescimento das vendas, que surgiram com força em 2000 e foram revigoradas a partir de 2004 ? o aumento da produtividade e a redução dos custos.

A redução dos custos tem papel decisivo nesta expansão dos robôs. Na década 1990/ 2000, por exemplo, os preços dos robôs caíram 20%, considerando robôs de desempenho equivalente. Outros cálculos mostram que os custos dos robôs caíram cerca de 25% desde 1993 até hoje, e o retorno do investimento tem sido calculado em 18 meses ou menos.

O Japão aparece claramente como o maior mercado para os robôs industriais, seguido pela Alemanha e Estados Unidos, praticamente igualados no segundo lugar. Os números levantados em 2003 pela Robotics Industrial Association-RIA, entidade que reúne os fabricantes do setor nos Estados Unidos, mostram que tanto no mercado interno americano quanto na indústria mundial, as maiores aplicações para os robôs estão na soldagem e na movimentação de material.

Em todo o mundo, especialmente a partir do segundo semestre de 2003, e depois de quase dois anos de vendas fracas, a RIA registrou nos Estados Unidos encomendas 28% maiores em unidades e 15% maiores em valores.

Em escala mundial, os últimos números da Comissão Econômica Européia das Nações Unidas mostram crescimento das vendas, que alcançaram cerca de dez bilhões de dólares em 2003. O crescimento deste mercado é explicado pela queda da relação preço/performance dos microchips.

O número de microcontroladores usados na indústria cresceu de 185 milhões para 778 milhões entre 93 e 2000, refletindo um aumento na sofisticação das máquinas. Seu emprego influenciou direta e positivamente o desempenho de todas as máquinas industriais. O espetacular aumento na capacidade de processar informações proporcionada pelas gerações mais recentes de microcontroladores e a simultânea redução de seus custos tiveram impacto decisivo na robótica.

Os números da Comissão mostram também a evolução do setor nos países mais industrializados. As vendas aumentaram 28% em relação a 2002 nos Estados Unidos, uma tendência confirmada pelos 18% de crescimento registrados na primeira metade de 2004 em relação ao mesmo período de 2003. A indústria automobilística lidera o uso dos robôs, ocupando 50% dos robôs em atividade naquele país.

A reação do mercado foi ainda mais significativa na Europa. Na França, com uma presença importante da indústria automobilística, as vendas, segundo a International Federation of Robotics e a Comissão Européia, praticamente explodiram a partir de 2000, quando os fabricantes colocaram cerca de 3.000 unidades no mercado francês, com ênfase na aplicação para soldagem. Em 2001 e 2002, contudo, o mercado manteve este desempenho.

As mesmas fontes informam que, excluídos Japão e Coréia, os robôs multitarefas devem alcançar 542 mil unidades em 2006, um crescimento médio de 9,5%. Cerca de 304 mil deles estarão na Europa, e cerca de 150 mil nos Estados Unidos.

Tanto na Europa quanto nos Estados Unidos, as entidades que representam os interesses da robótica relatam aumentos significativos das encomendas, originados principalmente dos fornecedores da indústria automobilística e das indústrias da alimentação, bens de consumo, semicondutores e eletrônica.

Robôs x homens

A despeito da primeira lei da robótica, que proíbe enfaticamente aos robôs causar qualquer mágoa ou dano ao homem, sua difusão acelerada na indústria é a principal causa do chamado desemprego estrutural que levou milhares de trabalhadores, em todo o mundo, à mágoa da aposentadoria precoce e ao desespero do desemprego crônico.

Os defensores da automação acreditam, porém, que os robôs vão também criar muitos outros empregos, e defendem a idéia de reciclar os trabalhadores para tarefas de manutenção de sistemas automáticos e desenvolvimento de softwares.

O emprego, portanto, não desapareceu, mas pede novas qualificações para seus ocupantes. Cabe aos governos e às empresas requalificarem seus trabalhadores para executar as novas tarefas de um novo ciclo industrial.

Este novo ciclo já começou e não vai parar, porque a necessidade de ampliar o uso e as aplicações dos robôs é questão de vida ou morte para a maioria das indústrias. O robô é a única solução para se obter qualidade consistente e produtividade em nível competitivo. Alguns estudiosos deste problema acreditam que a melhor maneira de encará-lo é olhar para o passado da indústria. Desde o aparecimento da primeira máquina automática, uma esencaroçadeira de algodão, nos Estados Unidos, no final do século 18 os pessimistas alertam contra os perigos do desemprego.

Em 1961 aumentou o número de vozes pessimistas quando Joseph Engelberg, muitas vezes mencionado como o pai da robótica, vendeu o primeiro robô industrial para a General Motors, o qual trabalhou ali carregando e descarregando máquinas.

A realidade, contudo, tem mostrado que a indústria está continuamente criando atividades e funções em substituição daquelas que foram extintas pela sua evolução.

A vantagem econômica do uso dos robôs está objetivamente demonstrada. Os japoneses já fizeram estes cálculos em 1981. No início desse ano, existiam 25 mil robôs no Japão, com valor médio de mercado em torno de US$ 17 mil dólares. Deles se esperava uma vida útil de seis anos, trabalhando 22 horas diárias, sete dias da semana. Um robô trabalharia, portanto, 48 mil horas nesses seis anos. O operário japonês, com salário ao redor de U$ 13 mil, precisaria trabalhar 30 anos para cumprir as mesmas 48 mil horas. Um cálculo que explica, ainda que parcialmente, a liderança japonesa no emprego de robôs industriais.

A redução dos custos dos robôs tornou seu uso mais vantajoso mesmo quando são comparados aos custos da mão-de-obra mais barata. O resultado foi a ampliação do problema dos trabalhadores. Antecipa-se que o emprego dos robôs se estenderá principalmente nas tarefas consideradas mais perigosas e insalubres e deve continuar crescendo nas tarefas caracterizadas pela extrema repetitividade e, portanto, muito aborrecidas para trabalhadores. Postos de trabalho que ninguém quer, segundo os defensores dos robôs no chão-de-fábrica.

Mais informação...

Nos sites relacionados abaixo, o leitor poderá encontrar mais informações sobre o tema:

http://www.inovacaotecnologica.com.br
http://s2i.das.ufsc.br/
http://www.roboticsonline.com
http://www.criatronics.com.br
http://www.mecanica.coppe.ufrj.br
http://www.texastechnology.com