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Desenvolvimento de máquinas com risco mínimo

Foliendruck Hybrid

Como o software compreende uma parcela cada vez maior de cada nova geração de máquinas, os OEMs estão enfrentando desafios que não podem mais ser resolvidos de forma eficiente usando abordagens convencionais para engenharia de software. O fabricante suíço de impressoras HAPA encontrou uma resposta bem-sucedida a esses desafios com a tecnologia da B&R. Com a tecnologia mapp, a empresa reduziu substancialmente o tempo necessário para desenvolver e testar o aplicativo de controle de suas prensas, ao mesmo tempo em que as tornava mais flexíveis e confiáveis.

Mesmo sem toda a conversa em torno da Internet das Coisas e Indústria 4.0, a maioria dos construtores de máquinas estão bem conscientes da contribuição que a tecnologia de software pode fazer para o sucesso de suas empresas. Afinal, como o software desempenha um papel cada vez mais dominante em cada nova geração de máquinas, também cresce o impacto de erros de programação, complexas estruturas de software e incompatibilidade. O custo total de desenvolvimento, teste e manutenção de uma solução de software aumenta rapidamente com cada mudança - seja o resultado de modificações solicitadas pelo cliente, integração em uma linha de produção ou sistema de software de nível de supervisão ou até mesmo atualizações normais ao longo do ciclo de vida de uma geração de máquinas.

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A impressora de filme e etiqueta HAPA 862 utiliza engenharia avançada de software, incluindo Tecnologia mapp, para permitir que os usuários industriais reajam rápida e flexivelmente às mudanças nas condições de mercado e reguladoras. (Fonte: HAPA)

Variantes de máquina causaram sobrecarga excessiva

"No passado - quer devido à falta de modularidade, adaptações personalizadas ou abordagens diferentes tomadas por diferentes programadores - cada solução de máquina se comportou de forma um pouco diferente, apesar de ter a mesma tecnologia de núcleo, como nosso cabeçote de impressão", lembra HAPA CTO Jean-Luc Devenoge. "Isso aumentou os custos de desenvolvimento e tornou a formação do usuário e a manutenção da máquina mais complicadas". Como Devenoge experimentou, mesmo firmware pode tornar-se problemático ao longo do tempo. Quando um componente de hardware é substituído, versões de software conflitantes podem até derrubar uma máquina.

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O módulo "redcube plus" integrado imprime até quatro cores especiais ou CMYK. A interface POWERLINK assegura uma conectividade ótima. (Fonte: HAPA)

"Precisamos tomar uma pista do campo de TI e usar a tecnologia avançada de engenharia de software para minimizar os riscos enfrentados pelos fabricantes e usuários de máquinas durante o desenvolvimento e operação", Devenoge tem sido convencido. "Isso significa trabalhar com estruturas e criar software reutilizável. Isso também significa fazer testes de unidade e gerenciar o firmware de componentes de nível inferior centralmente no controlador."

Minimização do risco durante o desenvolvimento da máquina

Iniciando o desenvolvimento do seu primeiro sistema dedicado de impressão de filmes e etiquetas em meados de 2013, o especialista em impressão suíço não deixou dúvidas. Do quadro da caixa e da máquina ao controlador, painel IHM e módulo de impressão - tudo foi desenvolvido a partir do zero.

"Nosso objetivo era tornar a máquina mais flexível e amigável, enquanto ao mesmo tempo, minimizando riscos para nós e nossos clientes", resume o CTO. Isso explica a longa lista de especificações em que a equipe da Devenoge baseou sua avaliação de potenciais parceiros de automação.

Como seu antecessor, o novo controlador precisaria ser capaz de distribuir firmware para componentes conectados na inicialização, a fim de evitar falhas devido a conflitos de versão. "Nós tínhamos todos os grandes fornecedores de nomes na nossa lista, mas este foi um dos critérios que só a B&R poderia oferecer", lembra Devenoge.

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Baseado em um painel B&R personalizado - o premiado IHM é excepcionalmente intuitivo de usar. Em segundo plano, um Automation PC 910 da B&R fornece uma poderosa plataforma de hardware capaz de lidar com as tarefas de processamento de imagem mais complexas com facilidade. (Fonte: HAPA)

Minimizando riscos com componentes mapp bem testados

O especialista em automação também obteve resultados favoráveis ​​na avaliação da HAPA com seu framework de software, Tecnologia mapp. "No passado, temos geralmente escrito o nosso próprio código para muitos dos requisitos de baixo nível, tais como o tratamento de erros e comunicação entre blocos", relatórios Devenoge. "Com a introdução da Tecnologia mapp, a B&R tirou este trabalho das nossas mãos, permitindo-nos dedicar o nosso tempo à implementação de funções específicas da nossa máquina".

A HAPA está entre os primeiros usuários a implementar componentes como o mapp AlarmX. Este componente fornece gerenciamento central e configuração de cada alarme no sistema - até mesmo alarmes de componentes mapp adicionados ao projeto mais tarde. As notificações de alarme podem ser enviadas por mensagem de texto ou e-mail, ou usadas para acionar determinadas ações - como reproduzir um vídeo ou abrir um arquivo de ajuda PDF.

O teste de unidade impede erros inesperados

"Um dos aspectos decisivos do mapp é o uso da metodologia de desenvolvimento de ponta. Cada componente é submetido a testes de módulo, bem como acompanhado de funções de diagnóstico que permitem que ele seja novamente verificado no contexto do teste de unidade ", diz Devenoge.

Isso não só torna o software mais confiável, mas também facilita o atendimento aos requisitos do GAMP 5. Este é um ponto chave para a HAPA, uma vez que muitas das suas máquinas de impressão são comprados por empresas farmacêuticas. "Se você usar um componente mapp não modificado mais de cinco vezes, ele já atende aos requisitos do GAMP 4", explica Devenoge. "Isso simplifica muito o processo GAMP 5, já que tudo o que resta para validar é a máquina de estado de nível mais alto que controla todos os componentes do mapp."

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Jean-Luc Devenoge, CTO, HAPA AG
 

"A Tecnologia mapp e a carteira completa de produtos de automação da B&R tornam possível desenhar máquinas mais flexíveis e fáceis de usar. Ao mesmo tempo, eles ajudam a minimizar os riscos envolvidos no desenvolvimento e operação de novas máquinas." .

Desenvolvimento distribuído e protecção de know-how

No entanto, Tecnologia mapp tem muito mais a oferecer, como CTO da HAPA aponta: "Outra grande vantagem dessa tecnologia é que, ao encapsular a funcionalidade e fornecer comunicações e manipulação de erros uniformes entre os componentes do mapp, permite que vários desenvolvedores trabalhem simultaneamente no mesmo projeto". Isso também permite que certas tarefas de programação sejam terceirizadas sem revelar o funcionamento interno da máquina em escopo ou detalhe desnecessários.

A Tecnologia mapp também facilita a implementação de soluções específicas do cliente, uma vez que o software se adapta automaticamente para corresponder à configuração da máquina. "Tudo o que resta é compilar o aplicativo, e a máquina está funcionando sem ter que escrever ou modificar uma única linha de código", elogia Devenoge. "Como a tecnologia mapp é usada em mais e mais aplicativos, os componentes mapp podem até ser reutilizados para máquinas diferentes". Atualmente, a HAPA está se aproveitando disso no desenvolvimento de sua nova máquina de impressão blister.

Solução B&R integrada evita problemas

A HAPA tornou a sua mais recente máquina tão modular que o mesmo módulo de impressão, denominado "redcube plus", pode ser utilizado quer se trate de impressão em cartões, blister ou cápsulas. Também é escalável até sete cores especiais. A eletrônica de controle integrada possui uma interface POWERLINK para fácil integração na solução de automação. "Graças à solução FPGA e ao código aberto, a implementação da interface só nos custou dois dias de trabalho", observa Devenoge.

Concebida como uma solução de impressão industrial interna, a HAPA 862 baseia-se numa plataforma de controlo B & R X20 - independentemente de ser a variante montada na parte superior (montada na linha), montada em stand-by ou roll-to-roll (offline) A HAPA também selecionou soluções B&R para todas as outras tarefas de automação - de stepper e servo motores a servo-accionamentos ACOPOSmulti e módulos de motor passo a passo X67 a um controlador de segurança SafeLOGIC, um Automation PC 910 e um painel de automação personalizado.

"Ter um tal amplo espectro de produtos à nossa disposição de uma única fonte foi importante para nós", explica Devenoge. "Isso nos dá a garantia de que não teremos problemas com interfaces ou com a interação entre o controlador e as unidades quando vamos desenvolver ou modificar uma máquina. Também garante que as responsabilidades do projeto estão claramente definidas." O apoio de alta qualidade também foi um dos principais critérios para a HAPA. "Quando você está desenvolvendo algo de baixo para cima, como fizemos com o HAPA 862, e usando várias tecnologias pela primeira vez, ser capaz de contar com o suporte do seu parceiro de automação é absolutamente crítico", enfatiza o gerente da HAPA em conclusão. "Pedimos muitas outras empresas sobre suas experiências com fornecedores de controles. O claro consenso foi que a B&R apoia direito. E eles certamente provaram isso ao longo do nosso projeto. "

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