Resumo da revista "robótica" 79 by Revista Robotica

[ FICHA TĂ&#x2030;CNICA ] DIRECTOR J. Norberto Pires, Departamento de Engenharia MecĂ˘nica, Universidade de Coimbra, jnp@robotics.dem.uc.pt CORPO EDITORIAL

680Ă˛5,2

A. Loureiro, DEM UC; A. TraĂ§a de Almeida, DEE ISR UC; C. Couto, DEI U. Minho; J. Dias, DEE ISR UC; J.M. RosĂĄrio, UNICAMP; J. SĂĄ da Costa, DEM IST; J. Tenreiro Machado, DEE ISEP; L. Baptista, E. NaĂştica, Lisboa;

L. Camarinha Matos, CRI UNINOVA; M. CrisĂłstomo, DEE ISR UC; P. Lima, DEE ISR IST; V. Santos, DEM U. Aveiro

COLABORAĂ&#x2021;Ă&#x192;O REDACTORIAL J. Norberto Pires, Luca Carlone, Basilio Bona, Lounis Adouane, AntĂłnio Paulo Moreira, Jorge Miranda Dias, Miguel Malheiro, Carlos Coutinho, LuĂs Reis Neves, Ricardo SĂĄ e Silva e Helena Paulino COORDENADOR EDITORIAL Ricardo SĂĄ e Silva, Tel. 225 899 628 r.silva@robotica.pt DIRECTOR COMERCIAL JĂşlio Almeida, Tel. 225 899 626

j.almeida@robotica.pt CHEFE DE REDACĂ&#x2021;Ă&#x192;O

Helena Paulino h.paulino@robotica.pt ASSESSORIA Miguel Ferraz m.ferraz@robotica.pt DESIGN Luciano Carvalho, PublindĂşstria, Lda. WEBDESIGN Martino MagalhĂŁes m.magalhaes@robotica.pt ASSINATURAS Tel. 220 104 872 apoiocliente@engebook.com

REDACĂ&#x2021;Ă&#x192;O, PROPRIEDADE E ADMINISTRAĂ&#x2021;Ă&#x192;O PublindĂşstria, ProduĂ§ĂŁo de ComunicaĂ§ĂŁo Lda, Empresa JornalĂstica Reg. n.Âş 213163, PraĂ§a da Corujeira, 38, Apartado 3825, 4300-144 PORTO, Tel. 225 899 620, Fax 225 899 629 www.publindustria.pt | e-mail: geral@publindustria.pt REPRESENTAĂ&#x2021;Ă&#x192;O EM ESPANHA ANUNTIS INTEREMPRESAS, S.L.

COLUNA: EMPREENDER E INOVAR EM PORTUGAL O Correcto Empreendedorismo COLUNA: SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBĂ&#x201C;TICA Porque deve a Sociedade estar Atenta Ă InvenĂ§ĂŁo? ESPAĂ&#x2021;O QUALIDADE GestĂŁo de Documentos do SGQ â&#x20AC;&#x201C; (Sistema de GestĂŁo da Qualidade) SECĂ&#x2021;Ă&#x192;O DE INSTRUMENTAĂ&#x2021;Ă&#x192;O PressĂŁo Diferencial: Medidor Venturi ACTUALIDADE NotĂcias da IndĂşstria DOSSIER LogĂstica Industrial INFORMAĂ&#x2021;Ă&#x192;O TĂ&#x2030;CNICO-COMERCIAL [40] MM Engenharia: A Plataforma EPLAN caminha para 3D [42] IGUS: CALHAS PORTA-CABOS: A IGUS ALARGA O SEU SERVIĂ&#x2021;O DE INSTALAĂ&#x2021;Ă&#x192;O [44] PHOENIX CONTACT: Estados e Comandos Transmitidos por SMS [45] SEW-EURODRIVE PORTUGAL: Motor Linear SĂncrono [48] LUSOMATRIX: Digi ZigBee: Baixo-Custo, Baixa-PotĂŞncia, Redes Wireless para MonitorizaĂ§ĂŁo [50] TESTO: TESTO SAVERIS [51] SA-SOLUĂ&#x2021;Ă&#x2022;ES EM AUTOMAĂ&#x2021;Ă&#x192;O: Os BenefĂcios de Desenvolvimento de AplicaĂ§Ăľes Orientadas a Objectos para Sistemas de SupervisĂŁo e SCADA [54] ACONTROL: ComunicaĂ§Ăľes Wireless em AutomaĂ§ĂŁo Industrial [57] WEIDMĂ&#x153;LLER: LigaĂ§Ăľes ElĂŠctricas em AplicaĂ§Ăľes de Processos [60] IGUS: Robots HumanĂłides [62] SEW-EURODRIVE PORTUGAL: Ficha PrĂĄtica ENTREVISTA: JORGE MOTA â&#x20AC;&#x201C; RITTAL PORTUGAL â&#x20AC;&#x153;NĂŁo sentimos a falta de Dinamismo na IndĂşstriaâ&#x20AC;? REPORTAGEM ATEC: Motores de CombustĂŁo Interna: os Novos DesaďŹ os da TransmissĂŁo TABELA COMPARATIVA Equipamentos Wireless para AutomaĂ§ĂŁo e Controlo BIBLIOGRAFIA PRODUTOS E TECNOLOGIAS Novidades da IndĂşstria

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ARTIGOS TĂ&#x2030;CNICOS [4] Preliminary Results on Robust Global Localization: Fault Tolerance and Robustness Test on Probabilistic Shaping [10] Orbital Obstacle Avoidance Algorithm for Reluiable and On-Line Mobile Robot Navigator

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DA MESA DO DIRECTOR e-Cities: Caminhar para a UniĂŁo da InovaĂ§ĂŁo

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DA MESA DO DIRECTOR

e-Cities: Caminhar para a União da Inovação J. Norberto Pires Prof. da Universidade de Coimbra CEO do Coimbra Inovação Parque

Quando falamos em inovação, temos geralmente objectivos económicos em mente. Falamos no processo de gerar coisas novas, sejam elas, um novo produto, um novo mercado, um novo processo de fabrico, uma nova fonte de matérias primas ou uma nova forma de organização. Geralmente, associamos esse processo à investigação e desenvolvimento, o que de facto tem a sua razão de ser pois os ganhos de eficiência e valor acrescentado só podem ser obtidos com a adição de conhecimento e muito trabalho – inovação de mercado. Pensar e actuar de forma inovadora é também importante na resposta eficiente aos problemas relacionados com o ambiente e mudanças climáticas, com o aumento dos níveis educacionais da população, com as mudanças demográficas, com a sustentabilidade dos sistemas de transporte, com a eficiência do sector público, com a melhoria da saúde das populações, etc. Estamos a falar de actividades relacionadas com o sector público (inovação pública) e com organizações sociais ou de solidariedade social (inovação social). O papel das cidades tem sido desmerecido nas definição das políticas europeias de inovação, as quais pretendem transformar a União Europeia na “União da Inovação” no Outono de 2020. Na verdade, as cidades são locais onde se encontram geralmente todos estes actores de inovação. Os empreendedores, as empresas, as universidades e as instituições de I&D, que se dedicam àquela inovação que tem como objectivo gerar novos produtos, novas formas de fazer e gerir, tendo o resultado económico como meta. Mas também as organizações públicas (administração, serviços de saúde e educação, serviços de segurança, serviços de apoio ao cidadão, etc.) e sociais que criam as condições de promoção e suporte da inovação. E as cidades podem fazê-lo de três formas diferentes: fornecendo serviços (flexibilizando e agilizando o acesso aos serviços), funcionando como facilitador (criando as infra-estruturas) e definindo a política de inovação (a estratégia). Se o fizerem de forma integrada, colocando todos os actores a cooperar tendo como pano de fundo um objectivo definido como estratégico para a cidade, está iniciado o caminho da transformação. Imagine que na sua cidade, no que diz respeito aos serviços públicos, era possível a um residente aceder, solicitar, acompanhar e gerir todos os serviços de que necessita a partir de um portal electrónico único (e-services). Solicitar uma licença camarária de qualquer tipo, submeter um projecto e dialogar com os serviços, fazer a candidatura de um descendente a uma escola, fazer uma marcação para um médico de família, obter todo tipo de informação camarária, sobre a cidade e respectivas actividades, a qual deveria também ser pesquisável, ter todos os seus processos organizados e consultáveis de forma electrónica a qualquer altura, mas também sugerir novos serviços, discutir e opinar sobre decisões, acompanhar o processo decisório e de debate. Sentir-se-ia mais envolvido?

J. Norberto Pires

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ARTIGO TÉCNICO Luca Carlone and Basilio Bona Member, IEEE

PRELIMINARY RESULTS ON ROBUST GLOBAL LOCALIZATION: FAULT TOLERANCE AND ROBUSTNESS TEST ON PROBABILISTIC SHAPING ABSTRACT Interactive human-in-the-loop tasks in service or domestic robotics raise concerns about safety and dependability of localization systems. As physical redundancy is no longer suitable for low-cost-low-power applications, decisional mechanisms are required in order to assure reliable localization. We investigate the case of beacon-based positioning with particular emphasis on fault tolerance and robustness to environmental perturbations. We provide a model for range-only localization, called Probabilistic Shaping, that includes uncertainty on beacons’ position, noise on measurements and information from navigation sensors. Our approach is based on a closed-form probability distribution, called Radial Gaussian. We prove the robustness and the fault tolerance of our localization model in a simulation scenario, analyzing the response of the system in terms of accuracy and resilience. All relevant information on simulations are given in order to provide a virtual benchmark for dependable localization.

I. INTRODUCTION POSITION estimation is a crucial task for autonomous mobile systems. In service and domestic robotics, in particular, the knowledge of robot’s position is necessary to accomplish complex tasks in uncertain human-in-the-loop scenarios. The strong interaction with humans raises concerns about safety and dependability, requiring a deep insight of fault hypothesis and predicted response of localization system to adverse situations. We investigate the case of beacon-based localization in indoor environment. Many GPS-less localization problems are solved within an infrastructure of low-cost radio beacons inferring range information from received signal strength [1]-[2]. A widespread approach is to associate geometric lateration with Kalman Filter or model data through other probabilistic methods (Particle Filters, Grid localization etc.). Different algorithms, usually called non-linear sliding batch, use Gauss-Newton or Levenberg-Marquardt optimization to ﬁnd the optimal path given all the data collected. The complexity of batch methods makes them unsuitable for online computation [3]. Few authors studied localization with radio frequency devices addressing the problem of sensor failures. In [4] a comparison of Monte Carlo methods and Kalman Filter can be found. Particular emphasis is put on response of probabilistic ﬁlters to extensive sensor silence. This work shows how traditional methods though being accurate in nominal situations, exhibit poor performances in adverse scenarios. Linearization errors in EKF framework lead to inconsistency as estimate diverges from true pose [5]. Similar problems could occur using Particle Filters when no particles are in the proximity of the true state (particle deprivation problem [6]). In this context we propose a probabilistic model for beacon localization, called Probabilistic Shaping, and we test the robustness and fault tolerance

Manuscript received February 15, 2009. This work was supported in part by Regione Piemonte under MACP4log Grant (RU/02/26). L. Carlone is with CSPP, Laboratorio di Meccatronica, Politecnico di Torino, Torino, 10129, Italy (phone: +39-338-9072246; e-mail: luca.carlone@polito.it). B. Bona is with Dipartimento di Automatica e Informatica, Politecnico di Torino, Torino, 10129, Italy (e-mail: basilio.bona@polito.it).

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of the algorithm applied to a range-based positioning system. Our simulations are performed in a realistic scenario that can be a useful benchmark for performance evaluation and comparison. In the following section we introduce a general framework on robustness and fault tolerance in dependable systems, applying it to localization. In Section III we present our method, describing underlying assumptions and practical implementation. Then in Section IV we show the results of simulation in a realistic scenario. Conclusion are drawn in Section V.

II. ROBUSTNESS AND FAULT TOLERANCE Robustness and fault tolerance characterize the resilience of a system in delivering services despite adverse situations [7]. Robustness can be considered as a superset of fault tolerance but usually the following distinction is applied [8]: - Robustness is the capability of delivering the correct service when adverse environmental issues raise; - Fault Tolerance is the capability of delivering correct service despite faults affecting system resources. In our case study the service required is localization: one or more robots, in general localization targets, estimate their own position using the information from on-board portable devices, later called readers, able to communicate with tags dispersed in the environment in known positions. The reader acquire range-only measurements from tags within the reading range. No prior information on robot position are available: the robot can only measure reader-tag distances and acquire motion information from its navigation sensors (IMU, gyros, odometry). The core of our localization system is the probabilistic model that performs estimation from data collected. Robustness and Fault tolerance are connected with both the infrastructure and the algorithm. In order to formulate our fault hypothesis we use a basic framework on dependability for autonomous systems, proposed in [8] and summarized in Fig. 1.

4) Judgement: the result of estimation phase is a best guess on robot position. Judgement phase provides a decisional mechanism for reliability. When an estimate is not reliable, localization is performed through dead-reckoning (rollforward error recovery).

B. Measurement update Measuring the exact distance UN from a known reference point [N we can represent our belief as a circle centered on the beacon with radius equal to UN. In a real case the noise on the range measurement inďŹ&#x201A;uences our belief, extending the space of possible positions. Assuming that the uncertainty on range measurement can be modeled as gaussian, after the measurement N acquired at time W, the probability distribution representing our position belief in a general n-dimensional space is:

(1)

where ||Âˇ|| is the Euclidean norm, [N is the position of the beacon in the ndimensional space, UN is the measured distance, ÄąN is the standard deviation on measurement and Č&#x2DC; is a normalization factor that makes the integral of the distribution equal to 1. In [12] Č&#x2DC; is computed for the 2D and 3D case and some interesting properties of the function are proposed. Planar and three-dimensional Radial Gaussian are plotted in Fig. 3, in which color scale gives information about the probability corresponding to each point.

about navigation sensors. In other terms we need to obtain S([W_]W N VW) that is the state probability at present time, given past measurement ]W , after applying the command VW. It is possible to compute S [W_]W N VW , starting from previous belief S [W _]W N , assuming a state transition probability. In our model we assume that the state transition probability is normally distributed, with covariance matrix Č&#x2C6; GLDJ ÄąÇť[ Č?Çť[

, where Č?Çť[ and ÄąÇť[ are the mean value and the variance that parameterize mobile robot displacement at time W. As consequence, for each measurement in the buffer, the prediction phase can be computed using the law of total probability:

(3)

Applying (3) to a Radial Gaussian that represents S [W _]W N we obtain another Radial Gaussian distribution with center [N W [N W Č?Çť[ and variance ÄąN W ÄąN W 2 ÄąÇť[2. This motion model is general and allows to decouple the problem from the particular robotic platform. As consequence it can be applied also to human, animal, or object localization. The only strict assumption is on the structure of covariance matrix Č&#x2C6;. On the other hand if the belief on robot position is distributed in a different manner a conservative covariance estimate can be used.

Figure 4 . Prediction phase. On the left a Radial Gaussian and its prediction 2 steps later is shown. On the right the joint probability of three Radial Gaussian is presented.

D. Estimation Figure 3 . Two-dimensional (left) and three-dimensional (right) Radial Gaussian. Color scale gives information on probability. In 3D case only points having distance inside the interval

>UN ÄąU N UN ÄąU N@ are plotted. Cross section shows gaussian trend centered on the radius UN P. If the position of the beacon is not exactly known the uncertainty on tag location contributes to increase the variance of the distribution. In this context we suppose that the belief on the position of landmarks can be modeled as Gaussian, with diagonal covariance matrix in the form Č&#x2C6; GLDJ ÄąWDJ . The circular symmetry of the problem allows us to reduce our formulation to a mono-dimensional case and it is possible to demonstrate that the overall variance, that takes into account both uncertainty on beacon position and on measurement is:

After update and prediction phases the buffer contains a number of measurements equal to the buffer length 1. Each row contains the information about measure ]N (here we omit the time index because after prediction phase the measures are actualized to present time). To compute the overall probability S [W_] 1 we use Bayes theorem:

(4)

Under the hypothesis of independence between the noise in each individual measurement, the overall probability S ] N_[W can be computed as the product of the individual likelihood:

(2) Since each tag has a unique identiďŹ er no ambiguity occurs and after a measurement the belief of the robot can be parameterized, in a planar case, by four variables ([N \N UN ÄąN). Storing this parameters in a FIFO buffer we can keep memory of measurement history. As explained in Section IV, the length of the buffer is a compromise between accuracy, correlation between measurements and delay of error response.

C. Prediction At time W the robot acquire a measurement from a beacon and the localization algorithm stores the corresponding data, that represents S [W_]WN . After a sampling period we need to actualize past belief introducing information

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(5)

This assumption is strict, due to the correlation introduced by beacons position and prediction phase, but simulation shows that the method proposed is robust to these violations. Our method performs global localization so we assume that S [W , i.e. the belief without any measurement, is a uniform distribution in the state space. Also S ]W is usually considered constant within the state space [6]. Therefore we included both S [W and S ]W in the normalization factor. Substituting (5) in (4) and applying Bayes theorem we obtain:

ARTIGO TÉCNICO Lounis Adouane LASMEA, UBP-UMR CNRS 6602, France lounis.adouane@lasmea.univ-bpclermont.fr

ORBITAL OBSTACLE AVOIDANCE ALGORITHM FOR RELIABLE AND ON-LINE MOBILE ROBOT NAVIGATION ABSTRACT This paper proposes an orbital obstacle avoidance algorithm which permits to obtain safe and smooth robot navigation in very cluttered environments. This algorithm uses specific reference frame which gives accurate indication on robot situation. The robot knows thus if it must avoid the obstacle in clockwise or counter-clockwise direction. Moreover, it knows the moment to go into the orbit of the obstacle and the moment to go out. These orbital behaviors are performed using adaptive limit-cycle trajectories. The later with a specific conflicting situations module permit to prevent robot oscillations, local minima and dead ends. The proposed algorithm is embedded in a specific bottom-up control architecture with stability proof given according to Lyapunov synthesis. The overall proposed structure of control allows to decrease significantly the time to reach the target. In fact, according to the proposed algorithm, robot anticipates the collisions with obstacles according to smooth local trajectory modifications. A large number of simulations in different environments are performed to demonstrate the efficiency and the reliability of the proposed control architecture.

I. INTRODUCTION Obstacle avoidance controllers have a predominating function to achieve autonomously and safely the navigation of mobile robots in cluttered and unstructured environments. Khatib in [1] proposes a real-time obstacle avoidance approach based on the principle of artificial potential fields. He assumes that the robot actions are guided by the sum of attractive and repulsive fields. Arkin in [2] extends Khatib’s approach while proposing specific schema motors for mobile robots navigation. Nevertheless, these methods suffer from the local minima problem when for instance, the sum of local gradient is null. In [3], Elnagar et al., propose to model the repulsive potential field characterizing obstacles by Maxwell’s equations which have the merit to completely eliminate the local minima problem. Fuzzy control is widely used to perform robust obstacle avoidance [4], [5]. This formalism allows to integrate several linguistic rules to avoid dead ends or local minima [6]. Unfortunately, its lacks of stability demonstration of the applied control laws. Another interesting approach, based on a reflex behavior reaction, uses the Deformable Virtual Zone (DVZ) concept, in which a robot kinematic dependent risk zone surrounds the robot [7]. If an obstacle is detected, it will deform the DVZ and the approach consists to minimize this deformation by modifying the control vector. An interesting overview of other obstacle avoidance methods is accurately given in [8]. Nevertheless, the obstacle avoidance controller is only a part of the different functions which must constitute an overall control architecture for navigation tasks. One part of the literature in this domain considers that the robot is fully actuated with no control bound and focuses the attention on path planning. Voronoï diagrams and visibility graphs [9] or navigation functions [10] are among these roadmap-based methods. However, the other part of the literature considers that to control a robot with safety, flexibility and reliability, it is essential to accurately take into account: robot’s structural constraints (e.g., nonholonomy); avoid command discontinuities and set-point jerk, etc. Nevertheless, even in this method, there are two schools of thought, one uses the notion of planning and re-planning to reach the target, e.g., [11] and [12] and the other more reactive (without planning) like in [13], [14] or [15]. Our proposed control architecture is linked to this last approach. Therefore, where the stability of robot control is rigourously demonstrated and the overall

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robot behavior is constructed with modular and bottom-up approach [16]. The proposed on-line obstacle avoidance algorithm uses specific orbital trajectories given by limit-cycle differential equations [17], [18]. The proofs of controllers stability are given using Lyapunov functions. The proposed algorithm provides also several mechanisms to prevent oscillations, local minima and dead end robot situations. The rest of the paper is organized as follows. Section II gives the specification of the task to achieve. The details of the proposed control architecture are given in section III. It presents the model of the considered robot and the implemented elementary controllers laws. Section IV gives in details the proposed obstacle avoidance algorithm whereas section V introduces the conflicting situations management module. Section VI is devoted to the description and analysis of simulation results. This paper ends with some conclusions and further work.

II. NAVIGATION IN PRESENCE OF OBSTACLES The objective of the navigation task in an unstructured environment is to lead the robot towards one target while avoiding statical and dynamical obstacles. One supposes in the setup that obstacles and the robot are surrounded by bounding cylindrical boxes with respectively 52 and 55 radii [19]. The target to reach is also characterized by a circle of 57 radius. Several perceptions are also necessary for the robot navigation (cf. Figure 1):

Figure 1 . The used perceptions for mobile robot navigation

and the error by (2) (8) with 0 invertible matrix.

We control the robot to move to the desired orientation by using the following control law:

The errors of position are: (9) The position of the target is invariable according to the absolute reference with .S a constant > ,

is given then by:

frame (cf. Figure 6) (10) Classical techniques of linear system stabilization can be used to asymptotically stabilize the error to zero [26]. We use a simple proportional controller which is given by:

Let’s consider the following Lyapunov function (11)

(3)

V2 is equal then to which is always strictly negative (so, asymptotically stable). It is to note that the nominal speed of the robot v when this controller is active is a constant.

with . > . Let’s consider the following Lyapunov function (4)

with G

(distance robot-target).

Therefore, to guarantee the asymptotical stability of the proposed controller, must be strictly negative definite, so, , what is easily proven as long as G . 2) Obstacle avoidance controller: To perform the obstacle avoidance behavior, the robot needs to fellow accurately limit-cycle vector fields [18], [24], [27], [15]. These vector fields are given by two differential equations: • For the clockwise trajectory motion (cf. Figure 5(a)):

Figure 5 . Shape possibilities for the used limit-cycles

IV. ORBITAL OBSTACLE AVOIDANCE ALGORITHM (5)

•

For the counter-clockwise trajectory motion (cf. Figure 5(b)):

(6)

where ([V, \V) corresponds to the position of the robot according to the center of the convergence circle (characterized by an 5F radius). Figure 5 shows that the circle of “5F = 1” is a periodic orbit. This periodic orbit is called a limit-cycle. Figure 5(a) and 5(b) show the shape of equations (5) and (6) respectively. They show the direction of trajectories (clockwise or counter-clockwise) according to ([V, \V) axis. The trajectories from all points ([V, \V) including inside the circle, move towards the circle. The proposed control law which permits to follow these trajectories is an orientation control, the robot is controlled according to the center of its axle, i.e., while taking (O , O ) = ( , ) (cf. Figure 4). The desired robot orientation șG is given by the differential equation of the limit-cycle (5) or (6) as: (7)

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In what follows, the overall methodology to achieve the proposed obstacle avoidance algorithm will be given. The algorithm is developed according to stimuli-response principle. To implement this kind of behavior it is important to: • detect the obstacle to avoid (cf. Section II), • give the direction of the avoidance (clockwise or counter-clockwise), • define an escape criterion which defines if the obstacle is completely avoided or not yet. All these different steps must be followed and applied while guaranteeing that: the robot trajectory is safe, smooth and avoids undesirable situations as deadlocks or local minima ; and that the stability of the applied control law is guaranteed. The necessary steps to carry out the obstacle avoidance algorithm (2) are given below: 1) For each sample time, obtain the distance '52L and perpendicular distance DPROi for each potentially disturbing obstacle “L” (i.e., '352L ≤ 5,L) (cf. Figure 1), 2) Among the set of disturbing obstacles (which can constrain the robot to reach the target), choose the closer to the robot (the smallest '52L). This specific obstacle has the following features: radius 52L and ([REVW, \REVW) position, 3) After the determination of the closest constrained obstacle, we need to obtain four specific areas (cf. Figure 6) which give the robot behavior: clockwise or counter-clockwise obstacle avoidance ; repulsive or attrac-

COLUNA EMPREENDER E INOVAR EM PORTUGAL

O CORRECTO EMPREENDEDORISMO A crise que nos afecta, obviamente muito negativa, tem também alguns aspectos positivos. Por um lado os que a ela sobrevivem saem mais fortes e eficientes, por outro lado cria novas oportunidades e incentiva à inovação e ao empreendorismo em alguns tipos de empresas e pessoas. Tal como nas pessoas, existem dois tipos de empresas inovadoras e empreendedoras: as que o são naturalmente e as que o são por necessidade. No primeiro tipo referido, geralmente a inovação e o empreendorismo “está-lhes no sangue” e com algum apoio e formação (por vezes nem isso precisam) criam facilmente negócios e casos de sucesso. O segundo tipo referido só o é porque existe uma crise que levou a que, por exemplo, perdessem o emprego ou as encomendas à sua empresa baixassem drasticamente. Este facto obriga à procura de novas oportunidades, de novos negócios, de novos produtos, de novos mercados, entre outros, ou seja, gera inovação e empreendorismo. Neste caso o sucesso não é garantido, mesmo com muito apoio, formação e esforço. Se a semente e a atitude correcta não estiver lá, não é por “decreto” ou “à força de acções de formação” que se garante uma atitude e capacidade de inovação e empreendedorismo. Para muitos, no entanto, existe aqui uma oportunidade que devidamente aproveitada pode gerar muita inovação e potenciar competências e capacidades que de outra forma não se desenvolveriam. Geralmente, certas empresas, enquanto têm a sua carteira de encomendas cheia, não se preocupam em inovar, olham apenas para o dia-a-dia e para a produção imediata. Neste período de menos pressão de encomendas e trabalho, surge algum tempo livre para uma necessária reflexão e inovação, olhando-se para a concorrência imediata, mas acima de tudo olhando para o futuro e para as necessidades do mercado daqui a alguns anos. Só desta forma poderemos ser competitivos, inovando e prevendo as mudanças em curso em diferentes sectores. No entanto, frequentemente confundem-se pessoas visionárias com empreendedores. Não é exactamente a mesma coisa, o empreendedor tem uma série de hábitos e capacidades que fazem com que seus negócios não sejam somente boas ideias, mas também empreendimentos de sucesso. Entre os principais hábitos e capacidades estão a organização metódica, o planeamento, a focagem, o compromisso, a responsabilidade e capacidade de ver oportunidades onde geralmente as pessoas só vêem problemas. Por outro lado o empreendedor tem a sensibilidade de identificar os pontos fracos e tentar corrigi-los, sejam ou não nele próprio, procurando de seguida parceiros que possam colmatar essas deficiências. Aqui as instituições do ensino superior, do sistema científico e tecnológico nacional têm o seu papel preponderante. Interessantes ideias sobre estes temas podem ser encontradas em blogs e páginas da internet como por exemplo em http:// pt-br.wordpress.com/tag/empreendedorismo/, de onde veio a inspiração para algumas das ideias expostas. Focando-me agora mais na área da engenharia e da robótica, a inovação, embora também possa assentar em modelos de negócio, marketing, gestão, entre outros, geralmente não resulta num negócio de sucesso se não tivermos alguma base tecnológica de valor acrescentado na sua génese. Por muito boa que seja a gestão, o modelo de negócio, por muito empreendedor que se seja, se o produto ou ideia não for tecnologicamente excelente e diferenciadora, ou seja se não tiver engenharia e tecnologia de excelência, nunca terá sucesso. Por outro lado é necessário que as equipas sejam equilibradas onde se possam misturar pessoas geniais na tecnologia com outras que conseguem potenciar e difundir nos mercados, as inovações tecnológicas desenvolvidas. Isto tudo na devida proporção. Não se pode ter um número exagerado de gestores em comparação com os engenheiros/inventores, por

muito bons que sejam, em torno de cada ideia/produto que é gerado. Este parece-me um mal que tem ocorrido não só em Portugal mas também em todo o mundo. A este propósito não resisto a divulgar uma anedota que tem circulado na internet. Traduzindo de um modo resumido, é algo do género: Uma empresa americana e outra japonesa decidem realizar uma corrida de barco a remos envolvendo os seus funcionários. Ambos se empenham afincadamente e treinam com vigor para atingirem o seu pico de desempenho. No grande dia a empresa japonesa ganhou por larga margem. A empresa americana resolve investigar o motivo da sua derrota e nomeia uma comissão de gestores executivos para investigarem o problema. A sua conclusão foi de que o problema estava em que a equipa japonesa tinha oito remadores e um timoneiro enquanto a equipa americana tinha um remador e oito timoneiros. O Steering Committee da empresa imediatamente contratou uma firma do consultadoria para estudar a estrutura de gestão da equipa. Depois de milhões de dólares gastos, e passado algum tempo, a empresa de consultadoria conclui que se tinha demasiadas pessoas ao leme e pouco poder de remo. A estrutura da equipa deveria ser alterada para se ter quatro gestores do leme, três gestores do sistema associado ao lem,e e um gestor do pessoal do leme assim como um novo sistema de monitorização do desempenho do remador que o incentive a trabalhar mais arduamente, implementando a estratégia “Seis Sigma” com o objectivo de melhorar o seu desempenho. No ano seguinte a equipa americana perdeu por uma distância ainda maior. A empresa despediu de seguida o remador por mau desempenho, vendeu todos os remos e canoas, cancelou todos os investimentos num novo equipamento, parou o desenvolvimento de uma nova canoa, atribuindo prémios de alto desempenho à empresa de consultadoria e distribuiu o dinheiro economizado como bónus aos executivos seniores. Esta anedota é uma caricatura de como não se deve fazer gestão da inovação e dos exageros de algumas situações que vemos por esse mundo fora. Para terminar este artigo de opinião, um aspecto mais social: o empreendorismo e a inovação são, sem dúvida, o motor do progresso e desenvolvimento económico de um país, mas não deixemos que tomem uma faceta egoísta e individualista, cujo único objectivo seja a obtenção do sucesso financeiro quer em termos individuais quer em termos de empresa. Tenho visto demasiados casos de pessoas que ficam obcecadas e que não olham depois a meios para garantir o sucesso da sua “ideia empreendedora”. O empreendimento e o investimento mais seguro da nossa vida é a família, os amigos e, para quem tem a sorte de ser Professor, os seus alunos.

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António Paulo Moreira amoreira@fe.up.pt

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Automação e Controlo e Sistemas de Produção Industrial

COLUNA SOCIEDADE PORTUGUESA DE ROBÓTICA

PORQUE DEVE A SOCIEDADE ESTAR ATENTA À INVENÇÃO? QUAL É O PAPEL DAS INSTITUIÇÕES DE I&D NA GERAÇÃO DE INOVAÇÃO? A actividade da inovação não desenvolve novas teorias e nem é responsável pela pesquisa sobre assuntos que se desconhecem. A inovação envolve competências sobre como agregar e integrar diferentes conhecimentos, desenhando-os numa nova configuração que objectivamente satisfaça um mercado ou uma necessidade. A inovação está relacionada com a invenção numa expressão qualitativa que poderá ser expressa através de: Inovação = Invenção + Comercialização ou Implementação Nesta expressão, a palavra Invenção corresponde ao resultado da criatividade de um novo conceito com potencial de utilização num novo serviço ou dispositivo. Com este princípio as invenções são consideradas o produto dos conceitos com origem em ideias com potencial inovador e as invenções podem envolver, ou não, descobertas revolucionárias para o nosso conhecimento. Em muitos casos as invenções fornecem ou criam novas combinações do que é conhecido, integrando esse conhecimento em novas arquitecturas. A Inovação é diferente de uma ideia, de um conceito ou invenção sempre que envolva Comercialização ou Implementação. A inovação envolve algum risco que pode promover o sucesso e a mudança que gera progresso. O processo da sua realização pode ser planeado e controlado. O Instituto Pedro Nunes (www.ipn.pt) tem tido um papel fundamental nesse processo, e é representativo da sua capacidade de criar e apoiar empresas inovadoras. O Instituto Pedro Nunes - Associação para a Inovação e Desenvolvimento em Ciência e Tecnologia (IPN) é uma instituição de direito privado, de utilidade pública, sem fins lucrativos, criada em 1991 na sequência de uma iniciativa da Universidade de Coimbra. Assumindo-se como instituição de interface entre o meio científico e o tecido económico e empresarial, faz a ligação entre estes dois universos, promovendo a transferência de conhecimento para a criação de valor, o desenvolvimento de redes de parcerias baseadas em projectos de desenvolvimento e, sobretudo, transferindo conhecimento e tecnologias. O IPN tem por missão promover uma cultura de inovação, qualidade, rigor e de empreendedores, assente num sólido relacionamento universidade/empresa. Para tal, actua em três frentes que se reforçam e complementam:

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Investigação e desenvolvimento tecnológico (I&DT), consultadoria e serviços especializados;

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Incubação de ideias e de empresas;

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Formação especializada e divulgação de ciência e tecnologia.

A actividade de I&DT assume uma fulcral importância para o tecido económico e empresarial, contribuindo para garantir inovação nos seus produtos e processos, factor determinante para alcançar capacidade competitiva que, num mercado global, se torna cada vez mais indispensável. A forte ligação que o IPN mantém com a Universidade de Coimbra, fonte de conhecimento por excelência, a par das ligações que estabeleceu com outras instituições do ensino superior, organizações de I&DT e empresas, tanto nacionais como internacionais, colocam o IPN numa posição privilegiada para a condução de actividades de I&DT, em conjunto com as empresas. Para isso dispõe de um conjunto de laboratórios próprios de desenvolvimento tecnológico, em áreas diversiﬁcadas, como sejam a Informática, Automação, Materiais, Geotecnia, entre outras, para além do acesso a uma extensa rede de investigadores do sistema cientíﬁco e tecnológico, em particular da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, alguns deles organizados em núcleos de competências, estruturas mais informais que congregam outras valências e que muito enriquecem a capacidade de resposta do IPN face aos problemas concretos que lhe são colocados pelo tecido empresarial. Através da sua Incubadora de Empresas, recentemente da responsabilidade de uma nova associação sem fins lucrativos, a IPN-INCUBADORA, o IPN estimula a capacidade empreendedora e promove prioritariamente a criação de empresas spin-off, através do apoio a ideias inovadoras e de base tecnológica vindas dos seus próprios laboratórios, de instituições do ensino superior, predominantemente da Universidade de Coimbra, do sector privado e de projectos de I&DT em consórcio com a indústria. Na incubadora, as empresas dispõem de apoio à elaboração do seu plano de negócios, contactos privilegiados com entidades financiadoras, fácil acesso ao sistema científico e tecnológico e, também, de um ambiente que proporciona o alargar de conhecimentos em matérias como a gestão, marketing ou a qualidade e o contacto com mercados nacionais e internacionais. A incubação de ideias e de empresas apresenta um elevado potencial de complementaridade com a actividade de I&DT, sendo uma via de transferência de conhecimento

E S PA Ç O Q U A L I D A D E

GESTÃO DE DOCUMENTOS DO SGQ – (SISTEMA DE GESTÃO DA QUALIDADE) Linhas de orientação para a elaboração e tratamento de documentos da qualidade.

RESPONSABILIDADES E PREPARAÇÃO –

A documentação do SGQ, deve ser desenvolvida pelas pessoas implicadas nos processos, nas actividades e nas tarefas (com quem “executa”, com quem “faz”…).

Deve deixar-se à organização, a ﬂexibilidade de escolher o modo como pretende documentar o seu SGQ. Cada organização, deve assim, desenvolver a quantidade de documentação necessária para demonstrar que:

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Isto levará os intervenientes a ter uma melhor compreensão dos requisitos necessários, e proporcionará um melhor e real envolvimento e responsabilização.

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USO DE REFERÊNCIAS

GENERALIDADES –

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Os requisitos contratuais; Os requisitos estatutários e regulamentares (legais); As necessidades e expectativas dos clientes e de outras partes interessadas.

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A ligação ao capítulo; Ao requisito; Ao processo, dentro da rede de processos; Ao documento associado.

Deve evidenciar: – – –

A sua actualização; O estado de revisão; A sua edição.

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A documentação pode ter qualquer formato ou meio de suporte, tal como papel ou informático, desde que satisfaça as necessidades acima referidas.

O valor da documentação, está justamente em permitir a comunicação das intenções (aquilo que se pretende), e a consistência das acções (aquilo que faz ).

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De uma maneira geral esta documentação inclui:

Normalmente, a documentação do SGQ, é organizada de acordo com: – – –

Os processos da organização; A estrutura da norma da qualidade aplicável; Ou combinação entre ambos os factores.

A estrutura da documentação, utilizada no SGQ, pode ser descrita com uma “hierarquia”. Na verdade, esta estrutura facilita o controlo, a distribuição, a manutenção e a compreensão da documentação.

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A utilização de referências nos documentos encurta signiﬁcativamente o tempo de compreensão do “estado” deste, isto é, permite fazer de forma simples e inequívoca:

Terá, no entanto, de ser apropriada à organização, tanto mais que hoje em dia pretendem-se sistemas documentados e não sistemas documentais.

HIERARQUIA –

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Convém que o tipo, a natureza e a extensão da documentação satisfaça: – – –

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O planeamento; As operações; O controlo; A melhoria contínua do seu SGQ; Os seus processos; São eﬁcazes.

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A política da qualidade e os seus objectivos; O manual da qualidade; Procedimentos documentados; Instruções de trabalho; Formulários; Planos da qualidade; Especiﬁcações; Documentos externos; Registos.

TERMOS E DEFINIÇÕES (Os termos e deﬁnições relacionados com os documentos, que se seguem, têm como referência – ISO 9000/2005, NP-4433/2003, ISO/TS 10012 e TC 176 sc 2/N525)

S EC Ç Ã O I N ST R U M E N TAÇ Ã O Miguel Malheiro Eng.º Electrotécnico e de Computadores, FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto mcmalheiro@clix.pt

INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL – MEDIÇÃO DE CAUDAL

1.ª PARTE – CLASSIFICAÇÃO DOS CAUDALÍMETROS; PRESSÃO DIFERENCIAL: PLACA DE ORIFÍCIO OU DIAFRAGMA 2.ª PARTE – Pressão Diferencial: Medidor Venturi; Tubo Annubar [Continuação da última edição]

Para obter resultados precisos, o medidor de Venturi deve ser precedido por um tubo recto, isento de singularidades, com um comprimento mínimo de 10 vezes o seu maior diâmetro. A equação para obtenção do caudal a partir deste tipo de medidor é uma função da secção transversal da garganta A2, altura manométrica h, relação D entre os diâmetros D21 , sendo corrigida ainda por um coeﬁciente de caudal C obtido no gráﬁco da Figura 7.

Se o medidor Venturi estiver equipado com um manómetro em U, que utiliza no seu interior um ﬂuído de densidade maior que o ﬂuído circulante na tubulação, a equação da descarga será:

Entrada

Garganta

Figura 6 · Dois tubos Venturi de diâmetros diferentes e representação do escoamento de um ﬂuido através de um Venturi

O medidor venturi é constituído por um cone convergente – divergente (Figura 6): inicialmente a secção a montante do medidor tem o mesmo diâmetro do tubo, que através de uma secção cónica convergente (ângulo geralmente de 20 a 30º) terá uma secção mínima na garganta do Venturi. Depois o medidor terá uma secção cónica que diverge (ângulo geralmente de 5 a 14ª) até voltar ao diâmetro do tubo. O difusor cónico divergente gradual a jusante da garganta fornece uma excelente recuperação da pressão, o que garante uma pequena perda de carga neste tipo de equipamento, geralmente compreendida entre 10 a 15% da carga de pressão entre as secções 1 e 2. Deve-se salientar que este tipo de aparelho é relativamente caro em relação, por exemplo, a um medidor do tipo placa de orifício, porém por proporcionar uma pequena perda de carga, é recomendado para instalações de baixa pressão onde há um caudal de escoamento elevado e onde se deseja um controlo contínuo. Normalmente aplica-se para medir caudais de gases e em partículas de ar. A especiﬁcação de um medidor de Venturi é feita pelos diâmetros do tubo e da garganta, sendo que este último deve ser projectado para proporcionar uma pressão (pressão mínima) maior do que a pressão de vapor do líquido que escoa, evitando desta forma a vaporização do líquido na temperatura de escoamento, fenómeno este conhecido por cavitação. D

Os valores de D21 podem oscilar entre ¼ e ¾ , porém a relação mais habitual é ½. Uma relação pequena oferece uma maior precisão, porém aumenta a possibilidade de ocorrer o fenómeno de cavitação, que daniﬁcaria o Venturi.

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em que: U = massa específica do fluído manométrico (Kg/m3). U = massa específica do fluído circulante na tubagem (Kg/m3). h = altura manométrica (m). g = aceleração da gravidade (9,81 m/s2) D2 D1 =

relação entre os diâmetros do Venturi

Número de Reynolds na garganta Figura 7 · Coeﬁciente de caudal C

A Figura 8 representa o diagrama de instalação de um Venturi para a medição do caudal de ar. Em que as linhas de impulso, depois de ligar às tomadas de pressão, devem inﬂectir para cima, ﬁcando o transmissor a um nível superior ao do Venturi. Deste modo evitam-se erros de medida devido à existência de líquido dentro das linhas de impulso.

dossier

PROTAGONISTAS

logística industrial [33]

NOVO CENTRO LOGÍSTICO DE CASBEGA S.A. Efacec Capital, S.G.P.S. S.A.

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MODERNIZAÇÃO DOS TERMINAIS PORTUÁRIOS NACIONAIS Siemens, S.A. - Industry Automation and Drive Technologies

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CONTROLADOR DE APLICAÇÕES CONFIGURÁVEL CONFIGURAÇÃO DE APLICAÇÕES RÁPIDA E FÁCIL SEW-EURODRIVE PORTUGAL

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DOSSIER Efacec Capital, S.G.P.S. S.A. Tel.: +351 229 562 300 . Fax: +351 229 562 740 spgs@efacec.pt . www.efacec.pt

NOVO CENTRO LOGÍSTICO DE CASBEGA S.A. INTRODUÇÃO Em Fevereiro de 2005, o grupo CASBEGA adjudicou à EFACEC a construção do seu novo centro logístico em Fuenlabrada, Madrid. Este centro logístico está integrado na principal fábrica de bebidas do grupo Casbega e constituise como uma das mais relevantes obras de logística interna realizada nos últimos anos na Península Ibérica. Nas próximas páginas apresenta-se uma breve descrição do projecto.

PERFIL DE CASBEGA A empresa Castellana de Bebidas Gaseosas S.A. (CASBEGA) é uma empresa de capitais espanhóis, a qual se constituiu como concessionária da marca Coca-Cola no ano de 1952. A sua actividade centra-se no fabrico, comercialização e distribuição de bebidas de marcas registadas sob The Coca-Cola Company, como a Fanta, Sprite, Nestea ou Minute Maid. As operações comerciais e industriais de Casbega estão suportadas por um staff de mais de 900 pessoas, as quais atendem as solicitações de mais de 68.000 clientes.

O COMPLEXO INDUSTRIAL DE FUENLABRADA O principal pólo de fabrico e distribuição do grupo Casbega encontra-se instalado no Município de Fuenlabrada, Madrid. Este centro foi inaugurado em 1980 e desde essa data tem tido um crescimento constante, tanto em linhas de produção como em instalações logísticas, de forma a acompanhar o crescimento do mercado de bebidas no país. A fábrica é uma das maiores da Europa para a produção de diferentes produtos e formatos de refrigerantes dentro do universo Coca-Cola. É considerada com uma das fábricas de referência a nível mundial pela sua permanente inovação em tecnologia de produção, e pela atenção com as implicações ambientais da sua actividade.

Para se ter uma ideia da dimensão deste pólo industrial basta mencionar que a sua superfície de implantação ascende a 250.000 m2, dos quais 110.000 m2 são zonas ediﬁcadas. Este complexo fabril alberga no seu interior: - 2 Naves de produção com 11 linhas de enchimento de alta capacidade; - 1 Nave de serviços auxiliares; - Área comercial e de administração; - Área logística. Pela sua dimensão e carácter inovador, esta fábrica é visitada anualmente por mais de 25.000 pessoas oriundas do sector internacional das bebidas, meio universitário ou associações industriais.

Todos os anos o grupo Casbega, ﬁel à sua orientação ao mercado, realiza importantes investimentos no complexo industrial para se adaptar às solicitações dos seus clientes e consumidores.

O NOVO CENTRO LOGÍSTICO, UM DESAFIO No final dos anos 90, o grupo Casbega transferiu para as instalações de Fuenlabrada grande parte da sua produção que anteriormente se encontrava dispersa por outras unidades produtivas, como por exemplo a antiga fábrica de Valladolid. No ano 2001, o complexo de Fuenlabrada assistiu a uma nova expansão das suas áreas produtivas, fruto do crescimento significativo entretanto registado na variedade de formatos, sabores e embalagens. Como consequência deste crescimento foi necessário romper com o sistema de armazenamento tradicional e implementar um novo conceito de armazém capaz de servir as suas necessidades logísticas. Em 2006 a empresa decidiu construir um centro logístico dotado de um armazém automático, zonas de expedição e carga de camiões automatizadas. Para a execução do estudo da melhor solução técnica e subsequente selecção de fornecedores, a Casbega contratou os serviços de um reputado consultor internacional em logística interna, Miebach. Após um detalhado processo de pré-qualificação de fornecedores e análise das respectivas propostas o cliente optou por adjudicar a construção deste importante elemento da sua operação logística à EFACEC.

O centro logístico encontra-se construído em torno de um armazém automático de grande capacidade, o qual permite armazenar verticalmente 25.746 euro paletes, tendo diminuindo em 4 vezes as necessidades de espaço de armazenamento. Rapidez, agilidade e ﬂexibilidade de resposta são os benefícios de um sistema que colocou a empresa na vanguarda da logística.

ENTRADAS DA PRODUÇÃO A recepção da produção oriunda das linhas de enchimento tem lugar num conjunto de transportadores dedicados, nos quais as paletes são depositadas por meio de empilhadores ou de veículos autónomos (AGVs). Uma característica distintiva desta instalação é o facto de as paletes serem manipuladas, transportadas e posteriormente armazenadas, sempre em grupos de duas euro paletes ou de quatro meias paletes, isto sem recurso ao uso de palete escrava. UREËWLFD [33]

DOSSIER Siemens, S.A. Industry Automation and Drive Technologies . Tel.: +351 214 178 127 Fax: +351 214 178 050 www.siemens.pt/automation

MODERNIZAÇÃO DOS TERMINAIS PORTUÁRIOS NACIONAIS

Vista geral do estado da máquina

Em 2001, as divisões Industry Automation e Drive Technologies (IA/DT), antiga Automation and Drives, da Siemens, tomaram a decisão estratégica de desenvolver competências locais para fazer face ao desaﬁo de modernização dos portos marítimos nacionais.

O mercado internacional está actualmente dominado por players globais, essencialmente Chineses (ZPMC), que tiram partido dos baixos custos de produção e do efeito de escala mundial, para oferecer máquinas a custos imbatíveis.

Com efeito, a aposta passou pelo recrutamento, formação e especialização interna de jovens engenheiros portugueses.

Por isso, a aposta dos fabricantes nacionais passa por mercados nicho, de menor volume, mas maior especiﬁcidade, essencialmente na América do Sul e África Austral.

A iniciativa revelou-se acertada, tendo dados os seus primeiros “frutos” em 2002, com a encomenda das primeiras três máquinas RMG (Rail Mounted Gantry), fornecidas em parceria com um fabricante nacional, para o terminal de contentores de Leixões.

As soluções desenvolvidas pela Siemens são completas e incluem o fornecimento global da componente electromecânica, que “dá vida” e controla as máquinas de movimentação de carga.

A aplicação foi um sucesso, e, apesar da complexidade das soluções regenerativas utilizadas, os níveis de eficiência e fiabilidade dos sistemas revelaram-se elevadíssimos. Até à data, o índice de avarias é praticamente nulo. Após este sucesso, a Siemens ganhou a confiança do mercado, tendo sido sucessivamente solicitada para as várias etapas de modernização de que têm sido objecto os terminais portuários portugueses. Desde Sines, Terminal XXI, até Leixões/TCL, passando por Lisboa / Sotagus e Liscont, Setúbal, Figueira da Foz e Aveiro, a lista de referências da Siemens não tem parado de crescer. Após a consolidação da sua posição no mercado, a IA/DT aposta agora na internacionalização, acompanhando os parceiros nacionais que se iniciaram nesse trilho. Os desafios são ambiciosos mas realistas. Layout geral

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DOSSIER SEW-EURODRIVE PORTUGAL Tel.: +351 231 209 670 . Fax: +351 231 203 685 infosew@sew-eurodrive.pt . www.sew-eurodrive.pt

CONTROLADOR DE APLICAÇÕES CONFIGURÁVEL

CONFIGURAÇÃO DE APLICAÇÕES RÁPIDA E FÁCIL Para além do conhecido MOVI-PLC® que é um controlador livremente configurável, foi agora desenvolvido um controlador configurável para aplicações standard. Esta Unidade de Controlo Configurável (UCC) simplifica a engenharia e a colocação em funcionamento com módulos de aplicação para aplicações de mono-eixo e multi-eixo.

MOVI-PLC® Unidade de Controlo Conﬁgurável (UCC)

O controlador de movimento (Motion Controller) MOVI-PLC® para tarefas de automação oferece um acesso conveniente a toda a funcionalidade do accionamento, o que lhe permite implementar tarefas de controlo sofisticadas em pouco tempo. Durante anos, os clientes usaram este controlador livremente programável, baseado na IEC 61131, para múltiplas aplicações. O controlador de aplicações configurável UCC é uma alternativa às funções standard. Esta Unidade de Controlo Configurável possui módulos de aplicação normalizados mono-eixo e multi-eixo, que disponibilizam a sua funcionalidade a um controlador de nível superior através de interface de Bus de Campo. Os utilizadores deixam de ser obrigados a programar inúmeras aplicações standard. Tudo o que têm de fazer é configurar o controlador. E isso é realmente fácil: um programa de PC com assistente irá pedir toda a informação

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relevante. É utilizada uma parametrização gráfica simples para adaptar a funcionalidade à aplicação específica. Os diagnósticos integrados permitem um procedimento de colocação em funcionamento rápido e directo, diminuindo significativamente a possibilidade de erros. Os módulos de aplicação oferecem uma funcionalidade standard ao controlador de nível superior, através da interface de dados do processo. Actualmente, estão disponíveis módulos de aplicação para funcionalidades mono-eixo e multi-eixo. Estes últimos incluem o posicionamento por cam, o posicionamento via bus e o módulo universal, que oferece vários modos de posicionamento, como o Módulo, baseado em sensores, e posicionamento linear. O módulo de aplicação multi-eixo inclui “SyncCrane” para o controlo simples de elevadores e gruas, bem como o “Energy-saving SRU” para o controlo optimizado do ponto de vista energético de armazéns automáticos.

E N T R E V I STA Helena Paulino

“NÃO SENTIMOS A FALTA DE DINAMISMO NO MERCADO DA INDÚSTRIA” Jorge Mota, Director-Geral da Rittal Portugal, explicou-nos como numa altura de crise uma empresa continua a ter sucesso, como é o caso da Rittal Portugal.

PROGRAMAR O FUTURO COM NOVIDADES RR: Que novos produtos e inovações foram introduzidas no portfólio da Rittal? JM: Durante o ano de 2009 foram introduzidos no nosso portfólio diversas soluções inovadoras, tais como novos modelos de ar-condicionado e chillers, mais eﬁcientes do ponto de vista da refrigeração versus consumo de energia, novos acessórios para a instalação de equipamento, caixas metálicas, novos modelos de armários, entre outros. RR: Estão a trabalhar em novas áreas de negócios para colmatar a falta de dinamismo do mercado Industrial? JM: Sim, trabalhamos em diversas outras áreas de negócio, como por exemplo, as energias renováveis, as telecomunicações e a climatização industrial. Em todo o caso, no que nos diz respeito, não sentimos que tivesse havido falta de dinamismo no mercado industrial, aliás foi uma das áreas onde crescemos, embora admita que esse crescimento possa ter acontecido à custa do decrescimento dos nossos concorrentes. RR: Qual a importância dos 10 anos dos armários Rittal TS8? JM: A comemoração dos 10 anos de armários da Rittal TS8 foi e é importante porque ilustra bem a capacidade de investimento e desenvolvimento da Rittal na deﬁnição das tendências no mercado mundial de envolventes. A comercialização desde 1999 de 4 milhões e 500 mil armários é, de tal forma, esmagadora que ninguém lhe pode ser indiferente e espelha a excelência do produto. Revista Robótica (RR): Qual o volume de negócios realizado em 2009 pela Rittal Portugal? Eng.º Jorge Mota (JM): O volume de negócios realizado em 2009 foi aproximadamente de 4 milhões e 700 mil euros. RR: Que quotas de mercado possui a Rittal no mercado nacional? JM: As nossas quotas de mercado dividem-se nas seguintes áreas de negócio: Indústria 35 - 40%; Climatização de armários industriais 75 – 80%; Bastidores TI 50%. Isto em termos de valores aproximados. RR: Quais os projectos/negócios que marcaram o exercício de 2009 da Rittal Portugal? JM: 2009 não foi um ano caracterizado por grandes projectos, pelo que será difícil enumerá-los, embora tivesse havido alguns com elevada importância, tais como: os conversores eólicos; a nova fábrica da Soporcel, REN e EDP. E ainda fornecemos os envolventes para a solução de informação de preços de combustíveis nas auto-estradas e para a solução das portagens virtuais nas SCUTs.

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RR: No que consiste a Rittal Global Innovations on Tour 2010? E qual a importância desta iniciativa para a empresa? JM: A Rittal Global Innovations on Tour 2010 apresentou ao mercado as mais recentes soluções, incorporando as novidades lançadas no ano anterior. Esta iniciativa é muito importante porque nos permite deslocar a empresa até dos nossos clientes e parceiros, e assim, deixar claro que a Rittal é uma empresa virada para o mercado e não para si mesma.

R E P O RTAG E M Helena Paulino com Cátia Rocha

MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA: OS NOVOS DESAFIOS DA TRANSMISSÃO A ATEC – Academia de Formação realizou no último dia 28 de Abril, das 14 às 18 horas, o Fórum Automóvel: Motores de Combustão Interna - Os Novos Desaﬁos da Transmissão. O evento foi realizado nas instalações da ATEC no Freixieiro, no Porto, e contou com a presença de cerca de 50 participantes.

Depois do coffee-break do Fórum Automóvel, direccionado para os Motores de Combustão Interna foram organizados dois workshops: o primeiro direccionado para a desmontagem e montagem de um volante bimassa foi apresentado por Paulo Pinto da LUK, e o segundo workshop, da responsabilidade de Vasco Mesquita da LUK, explicou como se desmonta e monta uma embraiagem auto-estável. Tanto o volante bimassa e a embraiagem auto-estável são componentes que trabalham em conjunto, resultando na eliminação do esforço no accionamento do pedal da embraiagem que, normalmente, se veriﬁca ao longo do uso desta. Também se explicou como se procede a um diagnóstico e quais os procedimentos de montagem e desmontagem para manter um correcto funcionamento de um volante bimassa e de uma embraiagem auto-estável.

Os proﬁssionais comparecerem em número maciço

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O evento pretendeu consciencializar os participantes relativamente aos problemas existentes na transmissão de movimento dos motores de combustão interna, e dar a conhecer as tecnologias para a resolução dos problemas existentes na transmissão. Foi ainda realizado um workshop prático que permitiu montar e desmontar um volante biomassa, bem como uma embraiagem auto-estável. Bruno Passeira da ATEC foi quem abriu o evento, seguido de Paulo Peixoto, responsável pela Apresentação Institucional da ATEC enquanto Academia de Formação. Jorge Martins da Universidade do Minho falou da evolução e história dos Motores de Combustão Interna, ao passo que Paulo Pinto da LUK explicou e enumerou quais os novos desaﬁos relativamente à transmissão nos motores de combustão.

Vasco Mesquita falou da importância da transmissão nos motores de combustão

Paulo Peixoto durante a apresentação institucional da ATEC

Nos workshops foi dada primazia à vertente práctica

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O comportamento dos motores a diesel e a gasolina tem suscitado ao longo dos anos vários estudos com o objectivo de proporcionar ao condutor um maior conforto e uma maior rentabilização do seu automóvel. Dar a conhecer os vários problemas que podem existir na transmissão de movimento nos motores de combustão interna, designadamente as vibrações que são transmitidas aos restantes componentes, e ultrapassar esses mesmos problemas através do uso das mais recentes tecnologias na área automóvel, motivou a ATEC – Academia de Formação para organizar este evento que acabou por revelar um sucesso.

TA B E L A CO M PA R AT I VA Ricardo Sá e Silva

TABELA COMPARATIVA DE

EQUIPAMENTOS WIRELESS PARA AUTOMAÇÃO E CONTROLO A Automação e Controlo concentra-se, acima de tudo, na automação de uma planta, que essencialmente torna um processo manual em semiautomático ou totalmente automático. A automação é completa, quando toda uma linha de produção funciona do começo ao ﬁm sem a intervenção humana, sendo apenas controlado pelas próprias máquinas e controladores.

estes com pouca distância entre eles; de uma ligação de um elemento com diferentes elementos próximos mas num ambiente hostil (com altas temperaturas, níveis elevados de ruído); ou de uma ligação de alta velocidade entre dois pontos distantes.

A maioria dos produtos wireless projectados para uso industrial ainda não seguem um padrão bem definido. Os produtos encontrados no mercado possuem funcionalidades e protocolos específicos. É possível classificar os equipamentos em três categorias: Para obter a automação de um sistema é necessário conseguir uma visão global do processo produtivo, que faz com que o profissional da área use informações que relacionem as áreas de conhecimento distintas, como é o caso da mecânica, da eléctrica e da ciência da computação. Para que o processo passe de manual a totalmente automático, a linha de produção tem de ter um controlo e troca de informação bem implementada para que não haja problemas na produção. Um meio muito utilizado actualmente é a wireless, esta tecnologia permite o controlo automático de toda a linha de produção, e que para isso basta um computador, um router e as necessidades de utilização. A gama de utilização desta tecnologia é muito ampla, e podem ser utilizados para resolver uma grande gama de necessidades de comunicação. Uma tecnologia wireless refere-se a uma rede de computadores que não necessitam de utilizar cabos – sejam telefónicos, coaxiais ou ópticos – por meio de equipamentos que usam radiofrequência (comunicação via ondas de rádio) ou comunicação via infravermelho. Estes equipamentos podem ser instalados para responder a diversas necessidades. Pode ser uma simples conexão entre dois pontos, pontos

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E/S sem ﬁos em geral – o sinal de rádio apenas substitui os ﬁos de instrumentação (sensores e actuadores);

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Rádio Modem – apenas substitui ﬁos nos canais para transmissão de dados;

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Gateway Wireless – também conhecido por conversor de protocolo, também pode substituir os ﬁos na transmissão de dados mas entre diferentes padrões (RS-232, RS-485, Ethernet, entre outros).

Mas como todas as tecnologias, existem coisas boas e coisas menos boas, e nesta tecnologia de wireless temos de ter muita atenção a segurança na informação que é transferida. Para isso é necessária a colocação de protecções e supervisão das linhas de rede. Por serem produtos heterogéneos (pontos de acesso, sensores de temperatura, entre outros) esta tabela comparativa está focalizada nas características genéricas do produto especíﬁcas para wireless e utilização, desde a velocidade de transferência, números de utilizadores em simultâneo, índice de protecção, entre outras características relevantes.

Omron

Westermo

ProSoft Technology Nessie

Conﬁguração por DIP switches.

WT30

info@nessie.pt

Industrial Client RLXIB-ICN

Industrial Hotspot RLXIB-IHN

802.11n

IEEE 802.11 a/b/g; IEEE 802.3

300 Mbps

54 Mbps; 100 Mbps

Windows2000 / ME / XP / Linux

100 Kbit/s IEC61000-4-4; (wireless), hasta Conﬁguração por DIP JIS C0040 115,2 Kbit/s switches. (porta série) IEEE 802.11 b; 1-11 Mbit/s IEEE 802.3; EN (wireless), 115,2 300 683 (FCC Kbit/s (porta Vía web info.pt@eu.omron.com WESRM240 parte 90); EN série), 10-100 browser 300 328 (FCC Mb (porta partes 15.247, Ethernet) RSS 210) IEEE 802.3; IEEE 802.1 d; Desde 1 Mbit/s IEEE 802.11; Vía web (wireless) 38,4 EN 300 683 browser ou Kbit/s (porta info.pt@eu.omron.com WESRM80 (89/336/EEC); série), mediante 10-100 EN 300 220 comandos Mb (porta pt1 (869,525 RS232 Ethernet) MHz, 0,5W869 MHz,5 mW) FL WLAN 24 IEEE 802.11 54 Mbps; 100 Windows2000 ccoutinho@phoenixcontact.com AP 802-11 a/b/g; IEEE / ME / XP / Mbps XDB 802.3 Linux IEEE 802.11 Windows2000 WLAN 54 Mbps; 100 ccoutinho@phoenixcontact.com FL EPA b/g; IEEE /ME / XP / Mbps 802.3 Linux IEEE 802.11 24 a/b/g; 54 Mbps; 100 Windows2000 ccoutinho@phoenixcontact.com FLAPWLAN IEEE / ME / XP / 802-11 Mbps 802.3 Linux FL WLAN IEEE 802.11 54 Mbps; 100 Windows2000 ccoutinho@phoenixcontact.com 24 DAP a/b/g; IEEE / ME / XP / Mbps 802-11 802.3 Linux

info.pt@eu.omron.com

Phoenix Contact, S.A. Phoenix Contact, S.A. Phoenix Contact, S.A. Phoenix Contact, S.A. Phoenix 24 Contact, ccoutinho@phoenixcontact.com FLECWLAN 802-11 S.A.

ProSoft Technology Nessie

Phoenix Contact

Omron

WD30

100 Kbit/s (wireless), até 500 Kbit/s (DeviceNet)

Omron

info.pt@eu.omron.com

Japón: ARIS STD-T66, USA: FCC parte 15.247, Canada: IC RSS 210, Europa: ETS 300 440-2.

Omron

802.11a/b/g

Omron

WE70

Omron

info.pt@eu.omron.com

2.4 ISM band Wireless com Slave IO (8 de acordo standard Entradas/8 ETSI ETS 300 328 Saídas) e FCC

Mota & linhadirecta@motat.pt Teixeira

FESTO

Suporte

6Mbit/s para 802.11 a e Vía web 1;bit/s para browser. 802.11b/g Windows Vista (wireless); / XP / 2000 10/100 Mbit/s (porta Ethernet)

FESTO

Padrão

Produto

Wireless Master: CTSW-GW

Distribuidor

Mota & linhadirecta@motat.pt Teixeira

Contacto (email)

Velocidade de transferência

2.4 ISM band de acordo com ETSI standard ETS 300 328 e FCC

Fabricante

Nº Utilizadores em simultâneo (IPs)

Ilimitado, depende da aplicação

N/D

Memória Interna

N/A

256

N/A

Memória externa (cartão opcional) -

Gradiente de Temperaturas

IP20

- 40 ºC a + 60 ºC

- 40 °C a + 75 °C

- 20 ºC a + 55 ºC

- 30 ºC a + 65 ºC

IP20

IP65

IP20

- 35 ºC a + 65 ºC

0 ºC a + 65 ºC

IP20

IP67

IP20

Índice de Protecção

- 10 ºC a + 55 ºC

- 10 ºC a + 50 ºC

0 ºC a + 50 ºC

0a + 55 °C

0a + 50 °C

Nº de Portas para Cabo Eléctrico (conector RJ45/ M12) RJ45

RJ45

1x RJ45

1x M12

1x RJ45

1 x RJ45

Nº de Portas para Fibra Óptica (conector SC/ BFOC) N/A

N/A

Tipo de montagem (Calha, Mural) Calha e Mural

Calha e Mural

Mural

Calha DIN

Instalação em muro, calha DIN e sobre qualquer superﬁcie metálica mediante ventosas magnéticas

Calha DIN

Diagnóstico LED

Rail, Screw mouting

Segurança/ Encriptação de dados

Controlo de acessos (MAC list)

WPA2/ AES

WEP, WPA, WPA2/AES (IEEE 802.11i) WEP, WPA, WPA2/AES (IEEE 802.11i) WEP, WPA, WPA2/AES (IEEE 802.11i) WEP, WPA, WPA2/AES (IEEE 802.11i) WEP, WPA, WPA2/AES (IEEE 802.11i)

N/A

AeC

A ou C

MAC address, 64 bits proprietário ou 128 bits AES Nenhuma, 64 bits proprietário ou 128 bits AES

Antena Interna/ Externa 2x R-SMA

2x R-SMA

Nº de interfaces rádio integrados

3 x Ext. R-SMA

2,4 e 5 GHz

Entrada para alimentação redundante

N Power over Ethernet (PoE)

over Ethernet (PoE), ponto de acesso N Power duplo, agente SNMP

N Power over Ethernet (PoE), agente SNMP

sem ﬁos entre duas redes ethernet N "Bridge" IEEE 802.3

de acesso por email, dois níveis de N Notiﬁcação palavra-passe, servidor DHCP, agente SNMP

S 8 CH de trabalho

S 11 CH de trabalho

N 67 CH de trabalho

N 36 CH de trabalho

Características diferenciais

Software tools (which are included) for 10 a 24 designing, conﬁguring, diagnosing and VDC maintening wireless networks. Choice of 802.3af - accessories. Technical support. Web link para PoE downloads de informação tecnica e catálogos Powered (http://www.prosoft-technology.com/prosoft/ Device products/industrial_wireless/industrial_hotspot/ rlxib_ihn) Software tools (which are included) for 10 a 24 designing, conﬁguring, diagnosing and VDC wireless networks. Choice of 802.3af - maintening accessories. Technical support. Web link para PoE downloads de informação tecnica e catálogos Powered (http://www.prosoft-technology.com/content/ Device view/full/14585)

18.5 - 30.5 VDC 18.5 - 30.5 VDC 18.5 - 30.5 VDC

9 - 30 VDC

1 x 2,4 GHz 1 x (2,4 GHz ou 5 GHz) 1 x (2,4 GHz ou 5 GHz) 1 x (2,4 GHz ou 5 GHz)

Interna Externa: 2x R-SMA Externa: 4x R-SMA Externa: 2x R-SMA

24 VDC

9 - 30 VDC

1 x 869 MHz

1 x 2,4 GHz

24 VDC

DC 24 V

Alimentação (230VAC, 48VDC, 24VDC)

1 x (2,4 GHz ou 5 GHz)

Externa: 2x MCX

1 x Ext. SMA

2 x Ext. SMA

2 x Ext. RP_ SMA

x Ext. 1 x 2,4 ou A ou C 2R-SMA 5 GHz

AeC

MAC, WEP, WPA-PSK SSID, etc

Ponto de Acesso/ Cliente (A/C)

MAC address, Nenhuma, (64 WEP (64 bits e WEP bits e 128 bits), WPA 128 bits), PSK (TKIP) WPA PSK (TKIP)

MAC, WEP, WPA-PSK SSID, etc

Wisa com radio system, real-time capable ABB radio standard (cf. WDIO100) Wisa com radio system, real-time capable ABB radio standard (cf. WDIO100)

TABELA COMPARATIVA EQUIPAMENTOS WIRELESS PARA AUTOMAÇÃO E CONTROLO

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FEIRAS E CONFERÊNCIAS

DESIGNAÇÃO

TEMÁTICA

LOCAL

DATA

CONTACTO

ENGINE EXPO 2010

Feira e Conferência sobre Projecto de Engenharia, Produção, Componentes e Tecnologia

Estugarda Alemanha

22 a 24 Junho 2010

UKIP Media & Events Ltd info@ukintpress.com www.ukipme.com

ASSEMBLY TECHNOLOGY

Exposição Internacional de Automação da Manufactura e Tecnologia de Montagem

Banguecoque Tailândia

24 a 27 Junho 2010

ReedTradex assemblytech@reedtradex.co.th www.reedtradex.com

MECSHOW 2010

Feira de Metalomecânica, Energia e Automação

Espirito Santo Brasil

28 a 30 Julho 2010

Milanez Milaneze info@milanezmilaneze.com.br www.milanezmilaneze.com.br

FIIEE

Feira Internacional da Indústria Eléctrica, da Energia e da Automação

São Paulo Brasil

10 a 13 Agosto 2010

Reed Exhibitions Alcantara Machado info@alcantara.com.br www.reedalcantara.com.br

CONTROLO 2010

Conferência sobre Controlo Automático

Coimbra Portugal

8 a 10 Setembro 2010

Universidade de Coimbra info@controlo2010.org www.controlo2010.org

EXPOMAN 2010

Exposição de Produtos, Serviços e Equipamentos para Manutenção

Olinda Recife Brasil

13 a 16 Setembro 2010

ABRAMAN abraman-sp@abraman.org.br www.abraman.org.br

MSV FEIRA DE ENGENHARIA

Feira Internacional de Engenharia

Brno República Checa

13 a 17 Setembro 2010

Trade Fairs Brno, a. s. msv@bvv.cz www.bvv.cz

IMTS - INTERNATIONAL MANUFACTURING TECHNOLOGY SHOW

Mostra Principal Tecnologia de Fabricação

Chicago Estados Unidos da América

13 a 18 Setembro 2010

AMT - Associação para Tecnologia de Fabricação amt@amtonline.org http://www.amtonline.org

MACROPAK

Exposição de Embalagens

Utreque Holanda

5a8 Outubro 2010

VNU Exhibitions info@vnuexhibitions.com www.vnuexhibitions.com

SCANAUTOMATIC 2010

Exposição na Área da Automação

Gotemburgo Suécia

26 a 28 Outubro 2010

Svenska Mässan info@swefair.se www.swefair.se

EUROBLECH 2010

Exposição Internacional de Tecnologia de Chapa de Trabalho

Hannover Alemanha

26 a 30 Outubro 2010

Mack Brooks Exhibitions Ltd info@euroblech.com www.mackbrooks.com

EMAF 2010

Feiras de Máquinas-Ferramentas Porto e Acessórios Portugal

10 a 13 Novembro 2010

EXPONOR - Feira Internacional do Porto info@exponor.pt www.exponor.pt

Informação sobre conferências IEEE por sociedade: http://www.ieee.org/web/conferences/search/index.html Informação sobre conferências IFAC: http://www.ifac-control.org/events Informação geral sobre conferências IASTED: http://www.iasted.com/conference.htm

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LINKS

Automática 2010

A AUTOMATICA 2010 é uma feira única em termos de automação e controlo industrial. Aparece lá toda a gente que actua na área, e as empresas utilizam a feira para lançar novidades no mercado. Estive mais uma vez em Munich para visitar a feira e gostei da edição deste ano. Novidades interessantes, presença muito relevante de instituições de I&D, muita gente e muita actividade. Venho com renovadas esperanças sobre o futuro da Europa e da indústria europeia.

J. Norberto Pires Chairman do Controlo 2010

Robô omnidireccional para servir de base a manipulador de grandes dimensões (KUKA). Excelente aplicação.

Actuadores pneumáticos mais ﬁáveis para emular músculos.

http://www.automatica-munich.com/

Light Weight robots acoplados a robôs móveis :-)

Muito interessante este robô: 3 drives harmónicas, estrutura leve (ﬁbra) e controlador simples ;-)

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