Por que os componentes eletrônicos robustos estão se tornando essenciais para as montadoras de veículos off-road?

Técnicos analisam circuitos no Laboratório de Verificação de Produtos da John Deere.

As novas máquinas apresentam cada vez mais o tipo de telas avançadas antes reservadas para a indústria automotiva, além de telemática, controladores inteligentes, sistemas de energia eletrificados e funções autônomas.

Mas, embora grande parte da conversa se concentre em novos recursos, uma questão mais fundamental para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) é se os sistemas eletrônicos que sustentam esses recursos são construídos para durar.

Isso é importante porque, em aplicações de alta exigência, os componentes eletrônicos são cada vez mais essenciais para o tempo de atividade, o valor da máquina e a credibilidade da marca.

Jason Weishaar, chefe de vendas OEM e desenvolvimento de negócios da John Deere, afirma: "A maior mudança que observei nos últimos 10 anos foi o aumento do uso de eletrônicos para viabilizar recursos avançados em máquinas industriais."

Em particular, ele destaca a autonomia, dizendo: "na verdade, a única maneira de isso acontecer é com eletrônica computacional avançada".

Jason Weishaar

Ao mesmo tempo, porém, as expectativas em relação ao ambiente do operador também mudaram. Dan Dougherty, diretor de fabricação eletrônica e vendas para OEMs da John Deere, afirma que o setor tem adotado gradualmente elementos do design automotivo, desde interfaces maiores até recursos digitais na cabine.

“Estamos vendo telas maiores e sistemas de infoentretenimento mais parecidos com os de carros de passeio”, diz ele, à medida que as montadoras respondem às expectativas dos clientes, que vão muito além dos tradicionais mercados de veículos fora de estrada.

Embora a combinação de funcionalidades avançadas e expectativas crescentes dos usuários esteja aumentando a quantidade de componentes eletrônicos a bordo, também aumenta as consequências quando esses sistemas apresentam desempenho insatisfatório.

Ambientes hostis, riscos mais elevados

Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs), o desafio técnico não é simplesmente adicionar mais componentes eletrônicos. Trata-se de garantir que esses componentes eletrônicos sejam capazes de suportar ambientes hostis.

Dougherty identifica as principais ameaças como sendo “poeira, sujeira, entrada de líquidos, variações extremas de temperatura e vibração”.

Weishaar acrescenta outro fator: “Choque. As cargas de impacto repentinas que ocorrem quando, por exemplo, uma carregadeira bate em uma pilha de pedras”.

Nesses momentos, os componentes eletrônicos ficam expostos não apenas ao estresse operacional constante, mas também a picos e variações imprevisíveis.

Essas excursões são importantes. Os veículos de passageiros normalmente operam dentro de uma gama de condições relativamente estreita e bem compreendida. Os equipamentos fora de estrada não.

Fábrica de eletrônicos da John Deere em Fargo, Dakota do Norte

As máquinas utilizadas em demolição, reciclagem ou extração mineral podem enfrentar impactos repetidos, contaminação, umidade e variações térmicas em combinações difíceis de replicar, a menos que sejam projetadas e testadas especificamente para esse fim.

Para Weishaar, essa é a essência da robustez. Os componentes eletrônicos robustos são “projetados para operar nessas condições, mas, crucialmente, também precisam ser testados nelas. Essa é a chave.”

“Não se trata apenas de selecionar os componentes certos; trata-se de proteger o projeto como um todo e realizar testes para garantir que atenda aos parâmetros.”

Dougherty argumenta que a robustez não é apenas uma questão de engenharia.

Ele afirma: "Não se trata apenas de projetar sistemas eletrônicos para suportar essas condições, mas também de ser capaz de fabricá-los para que suportem essas mesmas condições."

Na prática, isso significa que o controle de processos, a experiência em montagem e a consistência entre o protótipo e a produção desempenham um papel importante na sobrevivência de um módulo em campo.

A confiabilidade não se resume apenas à caixa do produto.

Uma das observações mais surpreendentes da discussão é que os próprios componentes eletrônicos nem sempre são o elo fraco que se presume ser.

“Em muitos aspectos, os componentes eletrônicos duram mais que as peças mecânicas dessas máquinas”, afirma Weishaar. Ele argumenta que os problemas costumam surgir “nos sistemas de interconexão – principalmente nos chicotes e conectores”.

Dougherty descreve um padrão comum na indústria que ele chama de "swapnostics": substituir um controlador, display ou outro módulo porque parece ser esse o problema, quando a verdadeira questão está em outra parte do sistema.

Dan Dougherty

“O Swapnostics não resolve a causa raiz de um problema no sistema”, diz ele. “E muitas vezes, pode ser algo tão simples quanto um problema na fiação ou algum outro problema relacionado ao sistema.”

Para os fabricantes de equipamentos originais (OEMs), isso tem implicações que vão muito além da eficiência do serviço. Diagnósticos incorretos levam a substituições desnecessárias de componentes, criam problemas em termos de análise de garantia e podem deixar problemas de integração subjacentes sem solução.

Em um mercado onde o tempo de atividade está diretamente ligado à receita do cliente, esse é um ponto cego dispendioso.

A verdadeira questão do custo

Segundo Dougherty, o argumento comercial em torno do uso de eletrônicos reforçados é frequentemente formulado de maneira muito restrita.

Ele observa que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) podem ter que investir mais em componentes de alta qualidade e projetos validados para atingir os mais altos níveis de durabilidade dos equipamentos. A questão comercial mais importante, no entanto, é se esse investimento adicional reduzirá o custo total ao longo da vida útil dos equipamentos.

Um módulo mais barato que apresenta baixo desempenho em campo pode rapidamente se tornar caro quando se consideram as intervenções de manutenção, a perda de tempo de atividade, os danos à reputação e as falhas recorrentes.

Nesse sentido, a eletrônica robusta não é simplesmente uma decisão de aquisição; ela faz parte da equação do custo total de propriedade.

Dougherty afirma: "Há muita inovação acontecendo nesse setor atualmente, especialmente em autonomia – e esses recursos estão sendo usados para diferenciar as máquinas no mercado."

Isso aumenta ainda mais a importância do desafio. Se a capacidade digital está sendo usada como um diferencial competitivo, então é imprescindível que os componentes eletrônicos de suporte sejam confiáveis.

Uma funcionalidade que funciona em uma demonstração, mas não de forma consistente em produção, torna-se não apenas um problema técnico, mas um problema de marca.

Parceria para toda a pilha de tecnologia

Robôs são usados na fabricação das Unidades de Processamento de Visão da John Deere.

Essa é uma das razões pelas quais mais fabricantes de equipamentos originais (OEMs) estão reavaliando quanta capacidade eletrônica desejam desenvolver internamente.

Para os maiores fabricantes, o profundo conhecimento interno em eletrônica pode continuar sendo uma competência essencial. Mas para muitos OEMs de pequeno e médio porte, a realidade econômica é diferente. Dougherty afirma que eles frequentemente precisam se perguntar: "Qual será nossa principal competência?"

O desafio reside no fato de que o desenvolvimento da eletrônica moderna abrange hardware, software, validação, fabricação, fornecimento e planejamento do ciclo de vida.

Ele acredita que muitos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) dirão: "É um investimento muito grande para nós, então vamos encontrar um bom parceiro para fazer isso."

Essa decisão não se resume mais apenas ao design do produto. Ela também envolve a integração de sistemas e a continuidade do fornecimento.

Weishaar afirma que o envolvimento precoce pode ajudar os fornecedores a entender melhor o que os clientes realmente precisam e garantir que o resultado final seja "otimizado em termos de custos", além de robusto.

Dougherty acrescenta que, para aplicações mais avançadas – especialmente em eletrificação e autonomia – a colaboração precoce pode trazer vantagens significativas, sendo o sucesso dependente de garantir que os sistemas funcionem "harmoniosamente numa fase inicial do desenvolvimento do veículo".

Depois, há a questão da cadeia de suprimentos. "Não se trata apenas de ter algo que funcione", diz Weishaar, "mas sim de ter algo que funcione a longo prazo."

Esse ponto ganhou ainda mais importância nos últimos anos, à medida que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) enfrentaram escassez de componentes e pressão para redesenhar seus sistemas. Dougherty argumenta que “a capacidade de obter, selecionar e gerenciar componentes ao longo do tempo é tão importante para este setor quanto a robustez dos próprios componentes eletrônicos”.

Para setores onde os equipamentos permanecem em serviço por décadas, essa mentalidade de longa vida útil é importante.

Dougherty afirma que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) precisam ser "muito criteriosos na seleção de componentes e estar bem preparados para a obsolescência e as realidades do suporte a longo prazo".

Uma escolha de design estratégica

Fábrica de eletrônicos de potência da John Deere

A lição mais ampla é que a robustez dos componentes eletrônicos não deve ser tratada como uma questão de especificação em estágio final.

À medida que as máquinas fora de estrada se tornam mais conectadas, automatizadas e controladas por software, a confiabilidade eletrônica se aproxima do centro da estratégia de máquinas, afetando o tempo de atividade e o custo do ciclo de vida, bem como a confiança com que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) podem lançar funções avançadas no mercado.

É importante destacar que sistemas eletrônicos confiáveis influenciarão cada vez mais a diferenciação de máquinas e marcas.

“Os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) que terão sucesso na área de eletrônicos daqui para frente”, diz Dougherty, “serão aqueles que acertarem na execução de toda a pilha de tecnologia.”

Para os fabricantes de veículos off-road, essa pode ser a principal lição. Na corrida para adicionar inteligência às máquinas, a verdadeira vantagem competitiva pode não vir da adição de mais componentes eletrônicos, mas sim de garantir que esses componentes sejam robustos o suficiente para inspirar confiança a longo prazo.

--------

Este artigo foi produzido pela KHL Content Studio, em colaboração com especialistas da John Deere Electronics.

--------

Todas as imagens são cortesia da John Deere Electronics.

--------