Aula 11 - Instalações Industriais

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Instalações Industriais
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Aula 11
Prof.ª Jéssica Tito Vieira
jessica.vieira@uemg.br
Instalações Industriais Prof.ª. Jéssica Tito Vieira
Manufatura Celular
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 Desde a implantação pelos japoneses de estratégias de
manufatura como diferencial competitivo, industrias em todo o
mundo passaram a buscar melhorias de seus processos
produtivos e da redução de desperdícios.
 Essa nova visão da produção inspirada em experiências muito
bem-sucedidas deu origem a vários movimentos para
modernização dos ambientes produtivos, tais como os sistemas
de manufatura celular.
Manufatura Celular
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Manufatura Celular
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 Os sistemas celulares de produção têm sido aplicados de forma
crescente nas empresas que procuram adotar os princípios
denominados de World Class Manufacturing (WCM).
 A organização do chão de fábrica em células de manufatura
aumenta significativamente a produtividade e flexibilidade.
 Estas reduzem grande parte dos tempos improdutivos nos
processos de fabricação e se adaptam com maior facilidade às
mudanças de volume e mix.
Manufatura Celular
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“ Uma célula de manufatura é uma unidade produtiva capaz de
satisfazer com vantagens as necessidades produtivas e requisitos de
mercado. São projetadas e organizadas para fabricar um grupo
específico de peças, componentes ou produtos (famílias) com
roteiros de produção semelhantes. As células de manufatura são
formadas por um grupo de recursos de produção (maquinas,
ferramentas etc), que executam processos de manufatura diferentes,
sendo que cada uma delas é capaz de processar as operações de
manufatura para diferentes famílias.”
Manufatura Celular
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Funcionalidade da Célula de Manufatura
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• Passa do trabalho individual para o trabalho em times com os
mesmos objetivos;
• Passo do trabalho em um tipo de máquina, para múltiplas
máquinas e habilidades dos operadores com treinamentos
intensivos;
• Passa de uma só responsabilidade, que é manufaturar peças, para
maiores responsabilidades, como, qualidade, setup e
manutenção.
• As operações necessárias para produzir uma família de produtos
ou um conjunto de peças com requisitos similares são agrupadas
na célula.
Funcionalidade da Célula de Manufatura
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 Um grupo de máquinas forma uma célula e cada célula terá o
seu sistema de manejo e manipulação de materiais.
 Utiliza-se o layout celular quando uma família de componentes
é fabricado numa pequena célula, sendo indicado quando se tem
média variedade de peças e tamanho de lote pequeno a médio.
 Quanto mais estável for a demanda e quanto maior for a vida
dos produtos fabricados, mais adequado se torna a layout
celular.
Funcionalidade da Célula de Manufatura
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Para atingir os objetivos da manufatura celular três dispositivos
requeridos:
 Conceber instalações em forma de “U”, permitindo a
linearização das linhas de produção;
 Mobilizar trabalhadores multifuncionais;
 Recalcular permanentemente os padrões das operações alocados
aos trabalhadores.
Célula de Manufatura
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Tipos de Manufatura Celular
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Célula de Manufatura
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Célula de Manufatura
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Célula de Manufatura
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Vantagens e Desvantagens de Célula de Manufatura
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Principais benefícios da Manufatura Celular:
 Aumento da flexibilidade operacional;
 Aumento da produtividade;
 Aumento da qualidade do produto final;
 Aumento da segurança do trabalho;
 Simplificação das atividades de PCP;
 Aumento das possibilidades de automação;
 Redução dos tempos de preparação;
 Redução dos estoques em processo;
 Redução do lead-time.
Vantagens e Desvantagens de Célula de Manufatura
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Principais Desvantagens:
Barreiras na implementação da manufatura celular nas industrias:
 Necessita de maior número de máquinas;
 Resistência dos operários;
 Impossibilidades físicas, em alguns processos de difícil
organização em forma celular.
Projeto da Célula de Manufatura
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 Um ponto vital para a fase de projeto de células de manufatura é
a capacidade de se levar em conta as peculiaridades dos
processos de operações de cada empresa que decidir
implementar a manufatura celular.
 No projeto de um layout celular, sempre nos confrontamos com
dois problemas: o de formação das famílias de peças e o de
formação dos correspondentes grupos de máquinas, onde essas
famílias serão processadas.
Aspectos Operacionais
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Destaca alguns aspectos operacionais que devem ser considerados
quando do desenvolvimento do projeto de sistemas de células de
manufatura:
 Volume de produção;
 Variedade e tipo das peças a serem manufaturadas;
 As máquinas que processam cada peça;
 Tipo de capacidade das máquinas de produção;
 As rotas das peças durante o processamento;
 Tempo de processamento;
 Tempo de set up;
 As restrições existentes em cada empresa.
Cuidados
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 Ao se projetar ou modificar o sistema de operações de uma
empresa, deve-se sempre avaliar o custo das opções disponíveis
e seu impacto estratégico.
 Para obter um perfeito balanceamento dos tempos de fabricação,
a capacidade de cada operação e do fluxo de trabalho devem ser
um foco principal do projeto detalhado.
 O projetista deve minimizar desiquilíbrios de cargas e assegurar
um fluxo de trabalhoenxuto para que os objetivos estejam
dentro do lead time almejado.
Objetivos Específicos
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 Operações devem ser completadas dentro de uma célula;
 Conhecimento dos tempos de processos de produção;
 Dimensionamento das capacidades das máquinas e distribuição da carga de
trabalho;
 Balanceamento dos tempos de fabricação;
 Diminuir os tempos improdutivos resultantes da movimentação de materiais;
 Evitar retrocesso de fluxo;
 Capacitação de operadores;
 TG – Tecnologia de Grupo para dimensionar manufatura celular.
Tecnologia de Grupo - TG
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TG – aprimoramento da produtividade de sistemas de manufatura
em lotes, nas quais tipos diferentes de produtos, de volumes
relativamente pequenos, são produzidos em lotes pequenos.
A definição de uma célula de manufatura é necessária utilização
de metodologias para identificar qual grupos de máquinas serão
agrupadas fabricando famílias de produtos.
O projeto da manufatura celular tem sua origem nos conceitos de
TG.
Tecnologia de Grupo - TG
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A tecnologia de grupo (TG) é uma metodologia que define a
solução de problemas de sistemas de manufatura celular, ajudando a
gerir a diversidade dos processos e aumentar a produtividade de
sistemas de manufatura em lotes.
A TG consiste em analisar, identificar e relacionar a
similaridade de famílias de peças, componentes, produtos e/ou
processos de fabricação em um espectro mais amplo; e depois agrupá-
las de modo a obter vantagens de sua similaridade ao longo das
atividades de projeto e manufatura. Esta similaridade pode ser em
função dos processos de fabricação e/ou montagem, da geometria ou
dos materiais necessários.
Tecnologia de Grupo - TG
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 Família de peças: tem como principal parâmetro para sua formação as
semelhanças nas características quanto aos requisitos de fabricação, e
semelhanças geométricas.
 Uma família de peças é um conjunto de peças que possuem necessidades
similares em termos de ferramentas, preparação e operações para sua
fabricação.
 Um método para formação de peças é o AFP (Análise do Fluxo de
Produção), onde se analisa a sequência de produção e o caminho que a
peças percorre através das máquinas. As peças são agrupadas por meio de
caminhos comuns, cujo fluxo de cada componente independente do
tamanho ou formato.
 Pode-se utiliza algoritmos genéticos para obter a melhor agrupamento de
máquinas.
Análise de Agrupamentos - AA
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Uma das metodologia para formação de agrupamentos em uma
formulação matricial é a AA com a utilização de critérios similares.
A Análise de Agrupamento é um método utilizado na TG para examinar
cada par de objetos para obter relações de similaridade de modo que
cada elemento se associe dentro de um grupo e os grupos tenham
associação entre si.
Quanto maior o número de máquinas e peças, mais complexo se torna o
projeto e sua implantação no chão de fábrica.
O número de variáveis (máquinas e peças) e o tamanho da empresa vão
refletir o tamanho do problema na AA, que impacta da escolha da
natural da abordagem ou do algoritmo.
Análise de Agrupamentos - AA
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Empresas Número de máquinas Número de peças Complexidade
Micro M <= 10 N <= 20 Baixa
Pequena e média 10 < M <= 30 20 < N <= 50 Média
Grande M > 30 N > 50 Grande
Para microempresas, aproximadamente 55% das empresas brasileiras
de simples agrupamento pode se utilizar inspeção visual, classificação e
codificação e análise do fluxo de produção.
Para pequenas e médias empresas, aproximadamente 45% no Brasil,
utiliza-se algoritmos básicos, baseados principalmente na manipulação
de matrizes.
O restante utiliza-se algoritmos sofisticados, não garantem o ótimo.
Análise de Agrupamentos - AA
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Análise de Agrupamentos – AA
Problemas de baixa complexidade
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Possuem duas abordagens principais, informações vindas do
processo de manufatura ou do projeto das peças (produto).
a. Orientada pelo Processo:
• Os atributos de processo se referem as etapas requeridas para produzir a peça
[roteiros de produção e ferramentas necessárias para fabricação da peça].
• Utilizam o método AFP-Análise do Fluxo de Produção e propõe a construção
de matriz de incidência através das quais se espelham os fluxos de produção.
Análise de Agrupamentos – AA
Problemas de baixa complexidade
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b. Orientada pelo Projeto da Peça:
 Agrupamento baseados em características de seu projeto, pode-se utilizar
características geométricas.
 Esses métodos não são difundidos, visto que sua influência na configuração
das Células Flexíveis de Manufatura – CFM é limitada.
Análise de Agrupamentos – AA
Problemas de baixa complexidade
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Os métodos de formação de agrupamentos são baseados em informações
empíricas, extraídas do processo de fabricação, das características das peças e
máquinas, do fluxo, roteiro etc. Não se consegue capturar todas as variáveis,
logo os métodos apresentam sugestão inicial o que requer posterior análise
antes da implantação.
Na maior parte dos casos práticos se deseja uma resposta viável e razoável, de
forma rápida sem grandes investimentos. Temos as buscas heurísticas
decorrentes de problemas combinatórios.
Temos similaridade que equivale a igualdade:
 Peças: roteiros iguais maior grau de similaridade;
 Máquinas: conjunto de peças que passam pelas máquinas iguais maior
similaridade.
Matriz Incidência
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Os algoritmos de agrupamento baseiam-se em informações que são obtidas
dessas matrizes, sendo o ponto de partida para implantação das células.
Regra de formação da matriz de incidência:
 ௜௝ , produto j requer processamento na máquina i, 0 caso contrário.
O objetivo é reorganizar a matriz em blocos, onde os elementos iguais a 1 sejam
agrupados.
Matriz Incidência
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Matriz de blocos diagonalizada. Não existe transporte de material
entre células. Dificilmente acontece na realidade.
Matriz Incidência
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Matriz de incidência com elementos excepcionais vazios, são
peças ou componentes que não podem ser processados em uma
célula simples. Ocorre transferência entre células ou duplicação
de maquinário.
Matriz Incidência
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Matriz de incidência com elementos excepcionais vazios.
Dúvidas ?
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