automacao da producao 3

Prévia do material em texto

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
AUTOMAÇÃO DA PRODUÇÃO
Eduardo Breviglieri Pereira de Castro
1. Introdução à Automação Industrial
Este texto introduz o leitor aos conceitos de sistemas automatizados e à integração de vários
dispositivos. Apresenta uma perspectiva geral do que é um sistema, quais os componentes
envolvidos, e como os dispositivos são integrados, fornecendo uma base sólida o restante dos
tópicos da apostila.
VISÃO GERAL DA AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
Um sistema automatizado é uma coleção de dispositivos que trabalham junto para realizar
tarefas ou produzir um produto ou uma família dos produtos. Um automóvel, para o exemplo, é um
sistema automatizado. O automóvel tem um cérebro eletrônico para receber entradas dos vários
sensores e para controlar as saídas que regulam a operação do motor e outras funções tais como o
sistema antibloqueio do freio.
Um sistema de alarme residencial é um outro sistema automatizado. Seu controle recebe a
entrada dos sensores e dos interruptores situados em portas e as janelas da casa. Se este controle
receber um sinal que uma porta ou uma janela estiveram abertas, soa o alarme e a polícia é
acionada.
Os sistemas automatizados industriais podem ser uma máquina ou um grupo das máquinas
chamadas de célula. Os dispositivos incluem aqueles que produzem realmente o produto e que
fornecem suporte, controle, e realimentação do sistema. Os quatro tipos básicos de dispositivos em
uma célula são produção, suporte, controle e retroalimentação.
DISPOSITIVOS DE PRODUÇÃO
Os dispositivos da produção podem incluir robôs, máquinas do controle numérico
computadorizado (CNCs), dispositivos pesados de automação, e assim por diante. Os dispositivos
da produção agregam valor ao produto. Executam processos de manufatura tais como usinagem,
montagem, solda, pintura, e outros processos para dar forma a uma peça completa.
Esta figura mostra uma célula automatizada simples com diversos dispositivos. A célula tem
uma transportadora para mover material para dentro e fora da célula, um robô para mover o
material entre dispositivos na célula, uma máquina de CNC para usinar as peças, um dispositivo
pesado de automatização para uma tarefa especial, um sistema de visão para inspecionar as
peças, alguns sensores para detectar as peças, e um controlador da célula para integrar e
controlar todos os outros dispositivos. Note que todos os dispositivos estão conectados ao
controlador da célula.
Robôs
Os robôs são usados para muitas funções em uma célula incluindo tarefas repetitivas tais
como mover e posicionar as peças entre dispositivos e tarefas da produção tais como soldagem. Os
robôs são muito bons para tarefas repetitivas. São rápidos e precisos. Cada um dos diversos tipos de
robô - elétrico, pneumático e hidráulico - tem suas próprias vantagens. Os robôs pneumáticos são
bons para tarefas simples como posicionamento de partes entre dispositivos. Os robôs pneumáticos
são baratos, rápidos e precisos, mas possuem algumas limitações. Não são bons para tarefas
complexas e são muito limitados no número das posições que podem se mover. Robôs elétricos, que
são muito versáteis, são usados posicionando, soldando e em muitas outras tarefas. Os robôs
elétricos são rápidos e precisos, mas são muito mais caros do que robôs pneumáticos. Os robôs
hidráulicos são bons para a pintura e aplicações pesadas. São rápidos e podem mover-se
suavemente, tornando-os eficazes para aplicações de pintura. São também bons para as aplicações
perigosas em que uma faísca elétrica poderia causar uma explosão.
Integração do Robô: Os robôs são relativamente fáceis de programar e integrar em células. Muitos
robôs são movidos simplesmente para cada posição e uma chave é usada ensinar cada posição.
Outros robôs são programados usando linguagens especializadas para robótica. Os robôs têm
entradas digitais (on/off) e saídas digitais (I/0). Estas entradas e saídas são conectadas facilmente
aos dispositivos do controle tais como PLCs, computadores ou outros dispositivos. A maioria de
células robotizadas esperam uma entrada para dizer ao robô o que fazer. Ele então executa uma
tarefa e emite uma saída a um controlador da célula para dizer ao dispositivo de controle que
terminou a tarefa e está esperando outras instruções. Esta troca das entradas e das saídas entre
dispositivos é chamada “handshaking” (aperto de mão).
Computer Numerical Control Equipment (CNC)
As máquinas do CNC são as máquinas cujos movimentos e as ações são controladas por
um computador. Podem ser processos de manufatura, tornos e fresas; máquinas de calandragem;
máquinas para perfurar o metal; máquinas de descarga elétrica (EDMs), as quais usam um fio ou
um eletrodo e faíscas elétricas para cortar metais; máquinas de fabricar molas; e máquinas a laser
ou plasma corte de metais.
As máquinas de CNC são programadas com códigos e números simples. Os códigos dizem
à máquina que tipo de função a executar, e os números dizem-no quão distante mover-se. Um
exemplo é N0025 M06 T5 (NO025 é um número de linha, M06 indica mudança de ferramenta, T5
significa a ferramenta 5), que diz a máquina de CNC para mudar para a ferramenta número 5. As
máquinas de CNC têm também I/0 digital disponível para falar ao dispositivo do controle.
Esta figura mostra como um robô se comunica com um PLC. Uma saída digital do robô
transforma-se em uma entrada ao PLC. Uma saída digital do PLC transforma-se uma entrada ao
robô.
Dispositivos Pesados Automatizados para Produção
Um dispositivo pesado automatizado é projetado geralmente para uma finalidade específica
e em conseqüência, tem pouca flexibilidade. Quando o produto que produz deixa de ser
manufaturado, o dispositivo normalmente torna-se inútil. Os dispositivos pesados automatizados
podem ser projetados para serem usados como dispositivos de produção ou como dispositivos de
suporte ou apoio.
Exemplo de dispositivo pesado automatizado.
EQUIPAMENTOS DE SUPORTE OU APOIO
Equipamentos de apoio podem incluir sistemas de armazenamento
automatizado/fornecimento automatizados (AS/RS), transportadores, dispositivos pesados
automatizados e assim por diante. Equipamentos AS/RS são usados para o armazenamento e o
fornecimento de material bruto, produtos em-processamento e produtos terminados. Computadores
controlam estes dispositivos de armazenamento automatizados. O computador sabe que áreas estão
cheias e vazias e decide onde armazenar o produto. O uso do computador assegura também que o
produto mais velho no armazenam seja usado primeiramente. Um típico sistema AS/RS tem três
eixos de movimento: um eixo-x que se move ao longo do assoalho, um eixo-y para movimento
sobe/desce, e um eixo-z para movimentar para dentro e para fora habilitando-o a pôr o produto na
área de armazenamento.
Transportadores
Os transportadores são usados para mover o produto entre células e processos e classificar o
produto. Isto significa que usando sensores ou leitores simples do tipo código de barra, um
transportador pode ser usado para enviar o produto ao lugar certo, detectando que tipo de produto
está presente.
Dispositivos Pesados Automatizados como Equipamentos de Apoio
Os equipamentos pesados automatizados são projetados geralmente para executar somente
uma tarefa que apresenta elevada produção. Entretanto, um dispositivo teste tipo pode ser usado
para alimentar ou alinhar peças. Neste caso. são usados quando um método flexível seria mais caro
de implementar. Um exemplo é um alimentador do tipo cesta-vibratória, que é um recipiente que
vibra. As peças se movem para cima por causa das vibrações e são alinhadas. Peças que não são
alinhadas caem d volta para a cesta.
Paleteiras
Paleteiras são usadas para pegar caixas de uma célula e embalá-las em um pallet que
contem muitas caixas. A Paleteira também envolve as caixas com plástico para prendê-las juntas e
para protegê-las parao transporte. Uma paleteira pode ser considerado um dispositivo pesado
automatizado porque é geralmente usada para um trabalho específico. Robôs, que podem ser
programados para manipular vários produtos e vários tipos da carga, podem ser considerados um
tipo de paleteira mais flexível.
DISPOSITIVOS DE CONTROLE
Programmable Logic Controllers (PLCs)
Um PLC é o tipo o mais comum de controlador de célula; coordena todos os dispositivos
restantes. O PLC é como o cérebro da célula. É um computador projetado para ser facilmente
utilizado por eletricistas e técnicos. É programado em uma linguagem chamada lógica ladder, que
lembra os diagramas que eletricistas e técnicos compreendem. Um PLC é também útil para integrar
e controlar outros dispositivos.
Lógica pneumática e hidráulica
Sistemas simples com flexibilidade limitada podem ser projetados para serem controlados
por lógica pneumática ou hidráulica.
DISPOSITIVOS DE REALIMENTAÇÃO
Sensores
Os sensores estão disponíveis para quase todo tipo de aplicação. Os sensores são como os
olhos, orelhas e o tato de uma célula. Fornecem realimentação ao dispositivo de controle para lhe
informar o que está acontecendo na célula. Os sensores podem ser do tipo digitais simples (on/off)
ou do tipo analógico mais complexo, que fornece uma saída que seja proporcional à entrada. Um
exemplo é um sensor usado medir a temperatura. Um sensor analógico solta uma corrente diferente
para cada temperatura e fornece mais informação do que um do tipo digital, mas é mais caro.
Os sensores digitais simples são os mais comuns. Incluem foto-sensores, sensores indutivos
para detecção de objetos de metal, sensores capacitivos usados para detecção de qualquer objeto,
sensores ultra-sônicos para detectar objetos ou a distância ao objeto usando o som e interruptores de
alcance simples. Sensores que encostam no produto são chamados sensores de contato. Sensores que
não tocam no produto, como foto-sensores, são chamados no-contact, ou de proximidade. Os
sensores eletrônicos (no-contact) são sensores de maior confiabilidade e velocidade de resposta do
que os mecânicos (sensores de contato).
Sistemas de Visão
Os sistemas de visão são usados para inspecionar a qualidade de um produto. A inspeção
pode ser usada para verificar e assegurar que todos os componentes estão presentes em uma placa de
circuito impressa, para medir o tamanho do produto ou para ler etiquetas e assegurar que estão
completas e precisas. Os sistemas da visão estão tendo seu uso e importância aumentados na
indústria. São muito mais precisos do que seres humanos para executar tarefas repetitivas da
inspeção.
Operação do Sistema de Visão: Os sistemas de visão baseiam-se no contraste para tomar decisões.
Uma imagem feita com uma câmera é analisada pelo computador. A iluminação do objeto é muito
importante porque a maioria de sistemas da visão podem perceber somente através do contraste. A
placa de processamento de imagens verifica cada pixel para determinar seu nível de brilho, chamado
de “nível de cinza”. Os sistemas típicos possuem 256 níveis de cinza (brilho). O computador deve
verificar todas as áreas do objeto e atribuir a elas níveis de brilho, que representa o contraste.
Um exemplo de um sistema de visão. À esquerda estão a iluminação e a visão (1). O hardware
de aquisição de imagem recebe a informação da câmera (2). Em seguida a imagem é processada
(3). Baseada no processamento, as saídas assumem valores on ou off (4). Os resultados das
inspeções podem então ser analisados e usados para ajustar e melhorar o processo (5).
Câmeras: O tipo o mais comum de câmera é uma câmera de CCD (charge-coupled device). As
câmeras de CCD são chamadas às vezes câmeras de RAM porque funcionam de maneira similar à
uma memória de RAM dinâmica. Uma câmera de CCD é uma câmera que possui um chip
contendo sensores de luz dispostos em uma matriz. A disposição típica contem uma matriz de 520 x
520 (ou mais) pixels. A imagem é projetada no chip pela lente, e cada sensor é sensibilizado por uma
pequena parte da imagem (pixels). Os pixels são arranjados em um padrão retangular, assim a
definição será melhor em uma direção do que na outra. Em nosso exemplo há 520 x 520 pixels, ou
270.400 pixels, sendo que cada um deve ser analisado. O processador de imagem deve determinar o
brilho de cada pixel e atribuir-lhe um valor entre 0 e 255, uma tarefa enorme. Então o sistema da
visão deve analisar essa informação para fazer uma decisão.
O sistema da visão não necessita analisar a imagem inteira mas somente áreas de interesse,
o que pode ajudar a acelerar as aplicações. Estas áreas pequenas são chamadas geralmente de
janelas ou regiões de interesse (ROIs). O programador define estas áreas de inspeção na tela como
um retângulo. Por exemplo, se a aplicação deve medir o tamanho de um furo, o operador pode
definir um retângulo em torno do furo. Então o sistema processa somente os pixels nesse retângulo
ou ROI. Uma imagem de câmera é mostrada na figura abaixo, à esquerda. A câmera mostrou uma
imagem de uma parte redonda, que parece mais escura do que o fundo, que aparece em branco. O
sistema de visão atribui um nível de brilho a cada pixel na imagem da câmera. O gráfico na direita
na figura mostra um histograma em níveis de cinza das freqüências de intensidade dos pixels. Os
pixels na esquerda do histograma parecem apresentar uma intensidade aproximada de 60 a 90. Os
pixels na direita apresentam intensidade em torno de 170 a 255. Os pixels na esquerda devem ser a
imagem redonda e os na direita devem ser o fundo. Note que há uns pixels mais brilhantes (do
fundo) do que pixels escuros (do objeto). Note também que enquanto para nós todo o fundo
aparenta ter a mesma intensidade, o sistema pode ver as diferenças reais nas intensidades.
Imagem da Câmera à esquerda e histograma à direita.
Iluminação: A consideração mais importante é geralmente a iluminação. Há muitas fontes de luz,
fluorescente, incandescente, ultravioleta, e assim por diante. Uma iluminação estroboscópica pode
ser usada para congelar a imagem quando as peças estão se movendo rapidamente e necessitam ser
inspecionadas. O “backlighting” é uma técnica que utiliza uma mesa translúcida (que tem uma luz
sob ela). Uma peça sobre este tipo de mesa parece preta porque obstrui a luz vinda de baixo. O
backlighting produz um contraste muito bom.
Há diversos tipos de análise de peças. Um deles é chamado de análise “blob”; através de
análise dos níveis de cinza dos pixels, pode-se determinar a circunferência da peça, sua área, o
número e tamanho dos furos, e assim por diante. Executando uma análise blob, o sistema de visão
pode determinar que peça está presente, qual sua orientação e se a peça se encontra dentro das
especificações. Os sistemas da visão usam muitas outras técnicas da análise analisar imagens.
Resolução: A resolução do sistema é baseada no número dos pixels na imagem da peça. Caso uma
peça redonda cubra 6.0 pixels em y e 3.5 pixels em x, se a peça tiver 0.250 polegadas de diâmetro, a
resolução no eixo-y seria 0.250 polegadas dividido por 6 pixels, ou 0.042 polegadas. A resolução no
eixo-x seria de 0.250 polegada dividido por 3.5 pixels, ou 0.71 polegadas. Uma câmera típica tem
uma matriz de pixels de 520 x 520, ou 270.400 pixels.
Aplicações: Porque são muito versáteis, os sistemas de visão têm muitas aplicações. Os sistemas de
visão são usados para manufaturar alimentos e remédios, para verificar etiquetas em produtos, e
para verificar datas e códigos do lote dos produtos, o que requer processamento de alta velocidade.
Os sistemas da visão podem ser usados nestas operações:
• Para medir peças e determinar suas características.
• Para verificar placas de circuito impressas ou produtos montados para assegurar-se de que todos
os componentes estejam presentes.
• Para verificar todos os pontos de solda se uma tintura especial e iluminação forem usados.
• Paraclassificar frutas, como laranjas, pelo tamanho e pela qualidade.
• Para verificar batatas fritas para se assegurar que nenhum resto de casca foi deixado.
• Para verificar se produtos foram corretamente empacotados.
Os fatores mais importantes a se considerar quando da compra de um sistema da visão são a
velocidade requerida e a facilidade de uso. Tempo é dinheiro, e um sistema de utilização difícil
torna-se logo muito caro.
Integração do Sistema de visão: Os sistemas da visão podem comunicar-se com outros dispositivos
com I/0 digital ou através do computador. I/O digital ocorre através de “handshaking” com um
PLC. O PLC emite um padrão binário para o sistema da visão para dizer-lhe que programa de
inspeção executar, e então o sistema da visão faz a inspeção e liga uma saída se a peça “passou” e
uma outra saída diferente se a inspeção “falhou”. O PLC monitora as saídas do processador de
imagens.
Sistemas de visão geralmente usam microcomputadores, assim podem trocar informação
com o outro software tal como uma base de dados ou uma planilha eletrônica. Troca dinâmica de
dados (DDE) é uma maneira fácil para que dispositivos inteligentes troquem informação em um
ambiente Windows.
Programando um sistema da visão: A primeira e maior consideração na programação de aplicações
de um sistema de visão deve começar com a obtenção de uma imagem boa, o que requer uma
iluminação e contraste bons. A peça ou a região a ser inspecionada deve encher tanto quanto
possível a imagem, para melhorar a resolução. A aplicação não trabalhará bem com uma imagem
pobre e “falhará” algumas peças boas e aceitará algumas ruins.
Os sistemas mais novos da visão tornaram-se muito mais fáceis de usar. A maioria agora
utiliza o ambiente Windows para facilitar a programação.
Código de Barra
O código de barra é usado extensivamente no negócio e na indústria; virtualmente cada
produto em quase cada loja é codificado. Muitos esquemas de código de barra estão em uso. Um é o
código de produto universal (UPC), usado tipicamente para produtos nas lojas. Um código de barra
pode conter números do produto, informação de data e ou especificações. A qualidade de impressão
é importante para se ler corretamente os códigos. Esta é uma tecnologia razoavelmente barata e fácil
de executar.
RadioFreqüência (Rf)
A tecnologia de RadioFreqüência (RF) vem expandindo seu uso. É mais cara do que a de
código de barra mas é muito mais versátil. Um sistema do RF consiste basicamente de um
transmissor/receptor e um Tag; o Tag armazena a informação. Os Tags são ativos ou passivos. Um
Tag passivo não contem nenhuma bateria mas recebe energia diretamente do
controlador/transmissor RF. É limitado assim na sua capacidade de atuação à distância. Um Tag
ativo contem uma bateria. Tem uma capacidade de ler/escrever à distância maior do que um Tag
passivo. Alguns Tag podem apenas ser lidos, alguns podem ser lidos e escritos. Os Tag podem ser
tão simples quanto um único bit de armazenamento ou tão complexos como milhares de bytes de
armazenamento. Os Tag são um tanto caros, assim são usados primeiramente em produtos
complexos ou mais caros, como em pallets que carregam as peças para a linha de produção. Você
provavelmente já viu situações em que um Tag deixado inadvertidamente numa mercadoria soou
um alarme quando o Tag passou pelo transmissor/receptor de RF na porta da loja.
PROJETO DE SISTEMAS
A primeira etapa quando projetar um sistema de automação deve ser compreender
completamente o processo. A célula será usada fazer apenas um tipo do produto? Quantos produtos
devem ser feitos por hora? Poderia ser usado fazer outras peças? O departamento de projeto pode
fornecer a informação requerida para se compreender completamente as exigências da peça. O
departamento do manufatura pode explicar essas exigências.
Em seguida, os dispositivos necessários são selecionados. Os fatores a considerar incluem se
as peças ou o material bruto têm que ser fornecidos à célula, como deixam a célula, que operações
serão executadas em cada dispositivo, que tipo de controlador será usado e onde os sensores são
necessários. Em seguida, um desenho da célula é feito. Deve mostrar todos os dispositivos que serão
usados na célula. Finalmente, uma seqüência das operações é desenvolvida; uma lista de cada etapa
que ocorre na célula. Esta lista informa quando e entre que dispositivos ocorre uma comunicação.
A seguir, apresentamos uma amostra curta de uma seqüência de operações:
1. A peça chega na transportadora de entrada: Sensor I (a entrada 1 do PLC ) sente a presença da
peça.
2. PLC vê que esse sensor I está ON e liga a saída 5 do PLC (entrada 1 do robô) para dizer ao robô
para pegar a peça.
3. Robô pega a peça e põe na máquina de CNC.
4. Robô liga a saída 2 do robô (entrada 2 do PLC) para informar ao PLC que a peça foi pega.
5. PLC detecta que há uma peça na máquina CNC, sensor 3 (entrada 3 do PLC).
6. PLC liga as saídas 5 e 6 do PLC para prender a peça no na máquina.
7. PLC liga a saída 8 do PLC para dizer ao CNC (entrada 1 do CNC) para fazer a peça.
8. CNC termina de fazer a peça e liga a saída 1 do CNC (a entrada 4 do PLC) para informar ao
PLC que está completa.
Uma outra técnica útil no planeamento do sistema é um diagrama de fluxo, uma
representação pictórica de um sistema ou de sua lógica.
Símbolos comuns de um diagrama de fluxo.
O bloco de decisão responde a uma pergunta, geralmente uma pergunta do tipo sim/não.
Poderia executar uma verificação da qualidade ou uma contagem de peças. O bloco de processo
executa um processo tal como um cálculo aritmético, uma etapa de montagem ou outra etapa de
processamento lógico. O bloco de entrada/saída entra com uma informação no sistema, ou libera
uma informação do sistema. A entrada pôde ser de um operador ou do sistema; a saída pôde ser um
relatório impresso ou informação em um terminal de vídeo. As setas são usadas conectar os blocos e
mostrar o sentido da operação.
Diagramas de fluxo podem facilitar o desenvolvimento de um programa da aplicação,
particularmente quebrando a aplicação em etapas lógicas pequenas. Uma vez que o diagrama de
fluxo está completo, deve ser testado. Isto pode ser realizado aplicando alguns dados amostrais e
depois os seguindo através do diagrama de fluxo. Se o diagrama de fluxo trabalhar com dados
amostrais, as probabilidades são que a lógica é boa. Uma vez que o diagrama de fluxo está
completo, codificar a aplicação na lógica da escada é uma tarefa bastante simples. Um exemplo de
uma seqüência das operações é apresentada a seguir.
1. O operador entra com o número de peças a ser temperadas.
2. As peças são pré-aquecidas a 1000 graus Fahrenheit.
3. As peças são aquecidas a 1650 graus F para a têmpera.
4. As peças são esfriadas no óleo.
5. A dureza é verificada; se estiver incorreta, as peças são descartadas.
6. A contagem de peças é verificada para ver se há bastante peças temperadas/endurecidas; se não,
mais peças são temperadas.
7. Quando houver bastante peças, finaliza-se o processo.
Exemplo de diagrama de fluxo para um processo simples de endurecimento.
A segunda técnica para desenvolver sistemas ou programas é chamada pseudocode. É uma
representação textual das etapas do sistema. O uso do pseudocode requer que o programador
escreva etapas lógicas para o sistema em indicações ou em blocos descritivos. O pseudocode não
deve parecer muito diferente das etapas do diagrama de fluxo que já foi visto. De fato, os dois
deveriam ser os mesmos porque o sistema deve operar da mesma maneira independentemente se a
diagramação ou o pseudocode foram usados.
Os projetistas em seguida escolhem os dispositivos e começam o projeto real do sistema. Os
custos e as melhorias podem ser estimados neste momento. A automação deve melhorar a
possibilidade de lucro e a qualidade. Após ter estabelecido os custos e benefícios do sistema, uma
justificação do custo pode serpreparada para determinar o prosseguimento do projeto.
Justificação do Custo
A automação é instalada geralmente somente quando economiza dinheiro. As companhias
devem evitar aplicações complexas, especialmente numa primeira tentativa em usar uma tecnologia
nova. A determinação do período de payback é usada freqüentemente para determinar se o projeto é
uma escolha inteligente. A maioria de companhias buscam um período de payback bem menor que
dois anos antes de investir em um robô. A seguinte fórmula pode ser usada calcular o payback para
uma aplicação.
 C
P = -----------------------------
 W + I + D - (M + S)
P = período de payback em anos
C = custo total do sistema incluindo a instalação
W = vagas de trabalho e benefícios anuais para os trabalhadores que são substituídos
I = economia em termos da produtividade, qualidade, materiais, energia, etc..
D = depreciação
M = custos de manutenção previstos do sistema
S = pessoal adicional para a manutenção, programação, etc..
A fórmula é bastante simples. Qualquer custo que for uma despesa “uma-só-vez” para a
compra, instalação, ou o treinamento vai acima da linha (custo).
Toda a economia anual aparece sob a linha, menos quaisquer custos adicionais anuais.
Essencialmente, nós estamos dividindo o custo total do sistema pelas economias anuais. A resposta
será o número dos anos necessários para se pagar o sistema.
Problema de Justificação do custo: Uma companhia projetou um sistema para automatizar o
carregamento e descarregamento de uma máquina de moldagem. O custo do robô é de $55.000;
ferramentas adicionais custam $9.500. Outros custos estimados são dispositivos elétricos, $10.000;
interfaces robô/máquina, $6.500; manutenção e manutenção preventiva cada ano, $15.000; e
treinamento para o programador e a para pessoal de manutenção, $8.000. A máquina funcionará em
dois turnos, livrando dois empregados para fazer outro trabalho. O custo médio de cada
trabalhador, incluindo benefícios sociais, é de $22.000. Um trabalhador será treinado novamente
para fazer a programação, que se espera custar $5.000 cada ano. O sistema pretende resultar numa
economia anual de $12.000 devido às melhorias na produtividade e na qualidade. Espera-se que seja
usado por cinco anos; a depreciação é assim calculada para cinco anos. Qual é o período de
payback? Se a companhia requerer um payback de 1.5 ano ou de menos, deve o projeto ser
implementado?
Solução para o problema de justificação do custo: A depreciação é calculada primeiramente. Custos
com equipamentos perfazem $81.000 (55.000 + 9.500 + 10.000 + 6.500). Os $8.000 de custos fixos
do treinamento são adicionados aos custos de equipamentos para formar o custo total do sistema.
Os $81.000 são divididos pelos 5 anos da depreciação, tendo por resultado uma depreciação anual
de $16.200. O payback neste caso é 1.7 ano. Já que a companhia quer um payback de 1.5 ano ou
menos, este projeto não é implementado.
 89,000
Payback = ----------------------------------------------------------------
 44,000 + 12,000 + 16,200 - (15,000 + 5,000)
Outras considerações podem ser importantes na decisão de prosseguir com um projeto de
automação. O projeto pode parar devido a razões de segurança dos trabalhadores ou pela
dificuldade de contratação de m-d-o qualificada.
OPORTUNIDADES NA AUTOMAÇÃO
A mudança rápida na manufatura criou uma riqueza de oportunidades de novas carreiras.
Técnicos e engenheiros capacitados em trabalhar com estas novas tecnologias são muito procurados
pelo mercado. A automação criou uma demanda para projetistas que sabem utilizar sistemas
CAD/CAM para projetar e construir sistemas de automação. Há demanda também para aqueles
que compreendem como programar e integrar os dispositivos. Há uma necessidade para engenheiros
de campo e pessoal de manutenção, e oportunidades tremendas estão disponíveis para os
engenheiros que compreendem essas novas tecnologias e como aplica-las.
O campo de biometria de segurança, que é o uso da tecnologia para a segurança, está
explodindo. As técnicas de biometria incluem o escaneamento da retina, reconhecimento facial e
escaneamento de impressões digitais. Os sistemas da segurança são sistemas automatizados e
integrados. O mercado e a indústria assim como verificações da segurança em aeroportos
experimentarão uma grande procura por técnicos que compreendem e podem eficazmente projetar e
executar estes sistemas. Um exemplo atual é o uso de software de computador industrial, PLCs, e
sensores para sistemas de controle da precisão. Estes sistemas utilizam basicamente o mesmo
hardware e software que são usados para a automação e controle na indústria.