A estruturação de produto (Product Structuring), suportada por plataformas como o EPLAN e alicerçada em normas como a IEC 81346 e a IEC 61355, oferece uma metodologia clara para decompor sistemas técnicos em módulos funcionais reutilizáveis – o caminho comprovado para ganhos concretos em eficiência, qualidade e competitividade no contexto da Indústria 4.0.
1. O problema: engenharia por cópia e adaptação
Na prática industrial corrente, novos projetos são frequentemente construídos a partir de fragmentos de projetos anteriores – copy/paste de esquemas existentes com adaptações pontuais. O conhecimento pessoal do projetista determina quais os templates adequados, e erros antigos são sistematicamente copiados, manifestando-se apenas em fases tardias como a encomenda de materiais, a montagem ou o comissionamento. O resultado é previsível: atrasos, retrabalho e custos acumulados.
Quando o portfólio de produtos cresce – com variantes, opções e soluções especiais – a explosão combinatória torna a abordagem por cópia insustentável. Considere-se um sistema com apenas quatro parâmetros, cada um com dez variantes: o número de combinações possíveis atinge 10 000 configurações. Sem uma estrutura modular, cada configuração exige engenharia individual, multiplicando tempos e custos de forma exponencial.
2. Estruturação de sistemas técnicos: os três aspetos da IEC 81346
A norma IEC 81346 define três aspetos fundamentais para a estruturação de qualquer sistema técnico, cada um respondendo a uma pergunta distinta de engenharia. O aspeto funcional (identificador “=”) descreve o que o sistema deve fazer – por exemplo, transportar peça, fresar material ou acionar proteção. O aspeto de produto (identificador “-”) define com que componentes a função é implementada. O aspeto de localização (identificador “+”) determina onde os componentes estão fisicamente instalados – quadro elétrico, painel de comando, máquina.
A separação rigorosa destes três aspetos é o alicerce da engenharia modular. Uma função pode distribuir-se por várias localizações, e uma localização pode conter várias funções. Esta independência permite que módulos funcionais sejam adicionados, removidos ou modificados sem afetar a estrutura dos restantes objetos – um requisito crítico para alterações de última hora, conversões e modernizações.
3. Métodos de construção: da orientação à produção à orientação funcional
No método orientado à produção, os esquemas elétricos são organizados segundo a sequência de fabrico: primeiro a alimentação, depois o circuito de potência, o circuito de comando e finalmente o PLC. A estrutura documental espelha o processo produtivo, e o número de página integra frequentemente a marca de identificação dos dispositivos. Embora permita que a produção trabalhe folha a folha, este método dispersa as funções por múltiplas páginas, dificulta a localização de avarias e torna expansões e alterações de última hora extremamente complexas.
No método orientado à função, os circuitos são encapsulados por tarefa: cada unidade funcional agrupa o circuito de potência, sensores, I/O do PLC e circuitos de segurança numa estrutura coesa. A identificação segue a IEC 81346 (aspeto funcional e de localização) e a classificação documental segue a IEC 61355. Este encapsulamento permite pensar cada função de forma autónoma na fase de projeto, localizar avarias com maior rapidez na manutenção, e expandir ou remover funções sem afetar a construção existente. É este o método que serve de base à criação de bibliotecas modulares.
4. Ferramentas EPLAN para a modularização
- Projetos de macros e variantes de circuito. No EPLAN, os módulos funcionais são implementados como macros geridas em projetos de macros – repositórios centrais onde os circuitos parciais são criados, validados e mantidos. Cada macro pode conter múltiplas variantes (por exemplo, arranque direto versus arranque com variador de frequência). A manutenção é centralizada: uma atualização na biblioteca pode propagar-se automaticamente a todas as utilizações.
- Técnica de placeholders e conjuntos de valores. Para gerir a variância do portefólio de produtos, o EPLAN permite definir variáveis e tabelas de valores que controlam dimensões, fabricantes, descrições e caraterísticas tecnológicas. A comutação entre componentes ou fabricantes alternativos é feita via placeholders, implementando corretamente as dependências técnicas e permitindo a extensão futura do portefólio sem redesenho dos circuitos base.
- Configuradores. No nível mais avançado, os configuradores combinam a biblioteca de macros com regras de configuração para gerar automaticamente toda a documentação de projeto a partir de uma seleção de opções. O fluxo é direto: da configuração comercial geram-se os esquemas, listas de materiais, diagramas de cabos e documentação de produção – viabilizando a transição de abordagens Engineer-to-Order (ETO) para Configure-to-Order (CTO).
David Soares
Consultor / EPLAN Software
EPLAN Software, S.A. – Sucursal em Portugal
Tel.: +351 229 351 336
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