A fusão entre Karakuri/LCA e robótica abre novas e urgentes oportunidades – como o CETPM está demonstrando em sua fábrica do futuro
A indústria enfrenta desafios cada vez mais complexos. Os efeitos da pandemia de COVID-19 ainda são sentidos, os custos de energia estão disparando e as questões de longo prazo, como descarbonização, produção em lotes menores e ciclos de vida mais curtos dos produtos, continuam pressionando as empresas. A automação total não é a resposta para todos esses problemas. Em vez disso, um número crescente de empresas está adotando o Karakuri/LCA (automação de baixo custo). Essa metodologia de produção enxuta dispensa motores, sensores, eletricidade e ar comprimido, baseando-se em forças mecânicas, como gravidade e molas.
O resultado? Menos consumo de energia e uma significativa redução na emissão de CO2, considerando a matriz energética atual. Além disso, os custos de materiais são bem menores em comparação com a automação tradicional. Outro diferencial é que o Karakuri/LCA incentiva a criatividade e o envolvimento dos funcionários, pois são eles que desenvolvem e ajustam as soluções conforme necessário.
No entanto, essa abordagem tem limitações. Para lidar com cargas mais pesadas e operações mais complexas, a combinação com soluções robóticas, como cobots e robôs móveis autônomos (AMRs), cria sinergias altamente promissoras. O professor Constantin May, fundador e diretor acadêmico do instituto de treinamento CETPM, está explorando essas possibilidades em sua fábrica do futuro. O CETPM desenvolve aplicações inovadoras que demonstram como o Karakuri/LCA pode ser integrado à robótica. Todos os sistemas implementados utilizam o Lean Production Building Kit System da item, garantindo flexibilidade e eficiência.
Compartilhando conhecimento para o futuro da indústria
Antes de ingressar na academia, o professor May ocupou cargos de liderança no setor automotivo, chegando até a China. Essa experiência moldou sua visão sobre competitividade global: “Fiquei impressionado com o avanço da indústria chinesa naquela época. Percebi que seria necessário um grande esforço para que a Alemanha – um país de altos salários – se mantivesse competitiva”.
Para enfrentar esse desafio, ele fundou o CETPM, uma instituição que capacita profissionais da indústria com treinamentos de nível universitário. O objetivo é impulsionar a melhoria operacional e garantir a competitividade do setor industrial alemão, contribuindo para a manutenção da qualidade de vida no país.
Os eventos organizados pelo CETPM abordam temas como excelência operacional, lean management, Seis Sigma e, claro, Karakuri/LCA. Há anos, o CETPM colabora com a item nesse campo. O professor May e Stefan Armbruster, gerente de produtos e especialista em lean na item, realizam regularmente seminários sobre Karakuri/LCA. Juntos, já treinaram diversos profissionais que aplicam esses conhecimentos em suas empresas, transformando processos de forma inovadora. “Trabalhamos exclusivamente com a item para desenvolver soluções Karakuri/LCA. É, sem dúvida, o melhor sistema. Já utilizamos outro sistema antes, então falo isso com base em experiência prática”, destaca o professor May.

Ambas as combinações lado a lado – Karakuri/LCA com um robô móvel autônomo (à esquerda) e com uma solução robótica que incorpora um cobot (à direita).
Karakuri/LCA e soluções robóticas: uma combinação vencedora
Os cobots (robôs colaborativos) vêm ganhando popularidade graças ao seu baixo custo de aquisição, programação simples e grande flexibilidade. Eles combinam o melhor dos dois mundos, como explica o professor May: “Os cobots oferecem resistência, confiabilidade e repetibilidade, enquanto os humanos trazem habilidades de decisão, flexibilidade e destreza.”
Embora a colaboração entre humanos e máquinas já seja uma realidade, ainda não é comum ver esses dois trabalhando lado a lado de forma integrada. Na maioria dos casos, os cobots assumem tarefas repetitivas e ergonomicamente desfavoráveis, como paletização e carregamento de máquinas, liberando os funcionários para funções mais estratégicas. Além disso, os robôs podem suprir a falta de mão de obra qualificada.
No entanto, os cobots têm limitações de força, o que restringe sua capacidade de movimentar grandes cargas. “A combinação entre soluções robóticas e Karakuri/LCA amplia significativamente as possibilidades da robótica – e vice-versa. É um verdadeiro ganha-ganha”, afirma o professor May.
Na fábrica do futuro do CETPM, essa integração já está sendo aplicada. Um dos exemplos envolve um cobot da linha xArm, da UFACTORY. Esse robô é responsável por encher pequenos contêineres de carga, acionar um interruptor e uma alavanca e, em seguida, mover um componente para colocar o contêiner cheio na linha de transporte e trazer o próximo. Uma vez ativados os mecanismos necessários, o processo ocorre de forma automática, utilizando elementos como rampas, roletes e um sistema de elevação.
Explorando melhor os robôs móveis autônomos (AMRs)
Além dos cobots, os AMRs (robôs móveis autônomos) estão se tornando protagonistas na automação. Embora haja debates sobre as diferenças entre AMRs e AGVs (veículos guiados automaticamente), os benefícios dos AMRs são claros. Eles não dependem de marcações físicas no chão e usam scanners a laser para mapear o ambiente, permitindo uma rápida implementação. Graças à inteligência artificial, conseguem diferenciar obstáculos fixos (como prateleiras) de temporários (como pessoas) e adaptar sua rota conforme necessário.
Os AMRs podem realizar tarefas úteis na automação intralogística quando equipados com as estruturas adequadas. “Os AMRs oferecem inúmeras vantagens e, com os avanços tecnológicos, estão se tornando uma solução cada vez mais acessível”, afirma o professor May.
Até agora, muitos AMRs transportavam apenas um contêiner por vez, e o carregamento/descarregamento exigia esteiras, braços robóticos e outros sistemas. É aí que o Karakuri/LCA se mostra uma alternativa ideal. “No CETPM, percebemos que mecanismos Karakuri/LCA podem ser usados de forma eficiente para carregar e descarregar AMRs”, destaca May. A energia cinética dos robôs móveis pode ser aproveitada para elevar, baixar ou remover contêineres, reduzindo custos e consumo elétrico. Além disso, ao empilhar múltiplos contêineres em um AMR, o Karakuri/LCA permite a desmontagem automática da pilha, aumentando a produtividade e eficiência do transporte de materiais.
Essa abordagem abre novas possibilidades para o futuro da automação. E com o ritmo acelerado da inovação no CETPM, fica a pergunta: qual será a próxima grande solução desenvolvida?

Um AMR se desloca autonomamente até seu destino, enquanto o carregamento e descarregamento são feitos automaticamente graças à estrutura baseada nos princípios do Karakuri/LCA.