PROTÓTIPO DE AUTOMAÇÃO DE UMA ESTEIRA TRANSPORTADORA COM UM SISTEMA DE PICKING UTILIZANDO TECNOLOGIA DE RFID
Vicente Marcio Cornago Junior¹, Ricardo Rall², Rafael de Moraes³, Lennon Policastro4e Resiere Alegre da Silva5
¹Especialista e Docente na Fatec Botucatu, vcornago@fatecbt.eu.br ²Doutor e Docente na Fatec Botucatu,rrall@fatecbt.edu.br
³Graduando em Análise e Desenvolvimento de Sistemas na Fatec Botucatu, ads_moraes.rafael@hotmail.com
4Graduando em Logística na Fatec Botucatu, lennonpolicastro@hotmail.com 5Graduando em Logística na Fatec Botucatu, resiere.silva@fatec.sp.gov.br
1 INTRODUÇÃO
Com a evolução da tecnologia da informação, tornou possível um meio global de comunicação com total disponibilidade de informação. A tecnologia de Identificação por Rádio Frequência (RFID - Radio Frequency Identification) é uma grande ferramenta na busca pela qualidade e precisão do fluxo de informações em processos de controle, sendo aplicada em diversos segmentos logísticos. Essa tecnologia já faz parte dos processos de grandes empresas, devido à sua simplicidade e identificação automática e precisa, proporcionando um alto grau de resposta às empresas que adotaram esta tecnologia.
Com a utilização das TAGs (etiquetas em inglês) de RFID é possível que cada caixa de material seja separado de acordo com cada pedido, possibilitando o monitoramento em tempo real, com informações atualizadas automaticamente. Segundo Stanton (2017), etiquetas RFID estarão nos produtos que qualquer consumidor vier a comprar e que esses pequenos chips revolucionarão a logística de estoque, o rastreamento e o gerenciamento de todo o processo.
Uma importante ferramenta logística são as esteiras transportadoras, que são máquinas de manipulação de materiais que, ao ser combinada com outros dispositivos, pode ser utilizada quando se deseja fluxo contínuo de materiais. Elas são formadas por um conjunto de componentes mecânicos, elétricos e estruturas metálicas, consistindo em um dispositivo horizontal ou inclinado destinado à movimentação ou transporte de materiais a granel, por meio de uma correia contínua com movimento reversível ou não.
Outra importante ferramenta é o Picking, também conhecido por Order Picking (separação e preparação de pedidos), que consiste no processo automatizado de separação de produtos (podendo ser diferentes em categoria e quantidades), seguindo uma lista de itens de um determinado pedido (RODRIGUES, 1999).
Nesse sentido este trabalho teve como objetivo o desenvolvido de um protótipo de automação de uma esteira transportadora com um sistema de Picking, utilizando a tecnologia de RFID, para melhorar a separação de produtos e garantir a qualidade e agilidade através da implantação da tecnologia de RFID.
2 MATERIAL E MÉTODOS
Foi utilizado um microcomputador com as seguintes configurações: Sistema Operacional Linux versão Ubuntu 16.04 LTS; Processador Intel ® Core™ i5; Memória RAM 6 GB (gigabyte) de capacidade; 500 GB (gigabyte) de capacidade de armazenamento de disco rígido. Para a criação de todos os esquemas dos circuitos eletrônicos foi utilizado o software Fritzing em sua versão 0.9.3b.
O projeto foi dividido em 4 etapas: pedido, autenticação, separação e finalização. Para o desenvolvimento do protótipo utilizou-se a esteira transportadora criada pela 26ª turma do curso de Tecnologia em Logística da FATEC-Botucatu.
Para programar o Arduino e seu Sketch (nomenclatura dos códigos escritos para o Arduino), foi utilizada a própria IDE Arduino (versão 1.8.4).
Para a adaptação da estrutura de Hardware, foram empregados componentes eletrônicos por meio de uma matriz de contato chamada protoboard, tais como:
O modelo UNO como mostrada pela Figura 1 pode-se observar o modelo UNO, utilizado para desenvolver a programação envolvendo seus sensores e atuadores.
Figura 1 - Arduino Uno
Através da tecnologia de RFID foi criada as identificações para os itens, por meio de TAG’s (cartões) que trabalham na frequência de 13,56 MHz, por meio de sua antena (sensor MFRC522). Posteriormente o acionamento da esteira era dado através de um relé com sinal de 5v, enviado do Arduino para ligar/desligar o mesmo.
Para a atividade de separação, através da programação, os servos motores são acionados para abrirem e fecharem as pás separadoras.
O Buzzer, assim como o LED, foi utilizado como indicadores sonoro e visual, respectivamente, como mecanismo de feedback para os envolvidos no processo de
Picking.
Após o desenvolvimento da parte lógica e física do projeto, foram realizados testes, simulando o funcionamento do protótipo, a fim de solucionar problemas encontrados no decorrer do projeto.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O primeiro e importante resultado gerado foi o esquema elétrico, desenvolvido conforme ilustra a Figura 2 e depois executado sobre a estrutura de hardware, contendo os sensores e atuadores. Como visto, foi utilizado uma fonte externa para a alimentação dos servos e outra para o Motor DC (corrente contínua) 12v, responsável por movimentar a esteira.
Figura 2 - Esquema Elétrico
Após a elaboração do projeto lógico, na Figura 3 pode-se visualizar o projeto finalizado e como ficaram fixados os componentes eletrônicos instalados.
Figura 3 - Projeto Finalizado
Como mostra a Figura 4, os botões brancos com os números 1 e 2 - representam os dois tipos de itens a serem transportados na esteira. O botão azul é responsável por confirmar o pedido, criando uma interação física com o usuário através de um meio simples e de fácil utilização.
Figura 4 - Botões para realizar pedido
Assim, podem ser realizados 2 pedidos distintos por vez e, dependendo o número de itens de cada tipo a ser separado, este é o número de vezes que o botão respectivo do item deve ser pressionado.
Assim que o segundo pedido é finalizado, é apresentado um resumo dos pedidos na Serial Monitor, conforme Figura 5. Após a exibição do resumo, o motor que movimenta a esteira é acionado através de um relé via comando realizado na programação de um Controlador Lógico Programável (CLP) Arduino.
Figura 5 - Resumo dos pedidos
Um som de alerta através do Buzzer é emitido ao término da separação de todos os itens e os LEDs vermelhos piscam conforme o som do alarme. Após um tempo pré-estabelecido, a esteira é desligada e é exibido na Serial Monitor que os itens foram devidamente separados e que novos pedidos podem ser realizados, conforme a Figura 6.
4 CONCLUSÕES
A partir do projeto desenvolvido, conclui-se que o microcontrolador Arduino Uno atendeu de forma satisfatória a necessidade originária do projeto. Com a implantação da tecnologia de RFID, houve uma melhor compreensão dos conceitos da tecnologia nas operações de separação de produtos, tais como a simplificação das operações em ciclo de tempo, acuracidade da informação e aumento na velocidade de trabalho.
O uso adequado destes conceitos e tecnologia direciona a preparação para o trabalho, de modo a aumentar a produtividade na atividade de separação de itens.
De acordo com o conteúdo apresentado, a automação de processos de Picking podem ser realizados através de uma ferramenta funcional e de baixo custo.
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BERNARDO, Cláudio Gonçalves. A tecnologia RFID e os benefícios da etiqueta inteligente para os negócios. Revista Eletrônica UNIBERO de Produção Científica. São Paulo. 2004.
BRANDALISE, L.T et al. A tecnologia da informação na logística dos supermercados de cascavel. V Encontro Paranaense de Pesquisa e Extensão em Ciências Sociais Aplicadas e VIII Seminário do Centro de Ciências Sociais Aplicadas de Cascavel. Cascavel, 2009.
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MONK, S. Programação com Arduino – Começando com Sketches. 1 ed. Porto Alegre: Bookman. 2013. 148p.
RFID JOURNAL BRASIL, 2011. Disponível em <http://brasil.rfidjournal.com/perguntas_frequentes> Acesso em: 13 de setembro de 2017 11h00.
RODRIGUES, A.M. 1999. Estratégias de Picking na Armazenagem. Disponível em:http://www.centrodelogistica.com.br. Acesso em 15 de setembro de 2017.
STANTON, M. - A identificação por Rádio Frequência está chegando. Jornal O Estado de São Paulo, Coluna Tecnologia, 2004. Disponível em <www.estadao.com.br>. Acesso em: 09 de setembro de 2017 8h30.
