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25/02/2014 1 SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA (FMS) E SISTEMAS ESPECIALISTAS O QUE CAI NA PROVA? Evolução da automação e conceitos importantes; Máquinas e equipamentos de automação; Sistemas automatizados de produção; Automação de informações e consumidores; Robótica; CIM; FMS; Tecnologia e sociedade. Controlador lógico programável (Atividade no SIGAA). SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA (FMS) E SISTEMAS ESPECIALISTAS SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA É a mais automatizada e sofisticada tecnologicamente célula de produção; Um FMS possui multiplas estações automatizadas e é capaz de efetuar rotas variáveis entre estações; Sua flexibilidade permite operação como um sistema misto; Um FMS integra, em um sistema de manufatura altamente automatizado, uma série de conceitos e tecnologias:flexible automation; Máquinhas de Controle ´Numérico; Controle por computador; Movimentação e estoque automatizado de materiais; Tecnologia de grupo. SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA A tecnologia FMS pode ser aplicada em situações similares às identificadas para tecnologia de grupo e manufatura celular: Produz peças em lotes ou usando da maneira das células de tecnologia de grupo e sua gestão deve ser automatizada; Deve ser possível agrupar as peças manufaturadas na planta em famílias de peças, cujas similaridades permitam serem processadas em máquinas do FMS (Produtos comuns ou geometrias similares); As peças ou produtos feitos na planta industrial são de volume médio e média variedade de faixa de produção. 25/02/2014 2 DIFERENÇAS ENTE FMS E MÁQUINAS DE OPERAÇÃO MANUAL As diferenças entre implementar máquinas em célula manualmente operada e instalar um FMS são: O FMS requer uma capital significativamente maior de investimento porque novos equipamentos devem ser instalados ao invés de equipamentos existentes serem rearranjados; O FMS emprega tecnologia mais sofisticadas para os recursos humanos, que deve ser competente para usá-la; Os benefícios potenciais são substanciais! BENEFÍCIOS DO FMS Aumento da utilização do maquinário; Um número menor de máquinas é requerido; Redução no espaço físico requerido na fábrica; Grande resposta a mudanças; Requisitos de inventário reduzidos; Menor lead time de manufatura; Redução dos requisitos de trabalho direto e maior produtividade no trabalho; Oportunidade para produção não atendida. CONCEITO DE FMS O Sistema de Manufatura Flexível (FMS) é uma célula de máquinas altamente automatizada, composta por um grupo de estações de trabalho para processamento (geralmente máquinas de controle numérico), interconectada por um sistema de movimentação e estoque de materiais e controlada por um sistema de computador. É chamado de flexível por ser capaz de processar uma variedade de diferentes estilos de peças simultâneamente em várias estações de trabalho; O mix de tipos de peças e quantidades de produção podem ser ajustados em resposta a mudanças nos padrões de demanda. CONCEITO DE FMS Um FMS se utiliza dos princípios de tecnologia de grupo; Nenhum sistema de manufatura pode ser completaamente flexível; Existem limites para a variação de peças ou produtos que podem ser produzidos no FMS; FMS é desenhado para produzir partes (ou produtos) com um definido padrão de estilos, tamanho e processos; É capaz de produzir uma única família de peças ou um limitado conjunto de famílias de peças. DIFERENCIAR PRODUÇÃO POR LOTES DE PRODUÇÃO FLEXÍVEL DIFERENCIAR PRODUÇÃO POR LOTES DE PRODUÇÃO FLEXÍVEL Para se qualificar como flexível, um sistema de manufatura deve satisfazer alguns critérios: (1) Teste de variedade de peças: O sistema pode processar diferentes estilos de pelas em uma forma que não seja por produção por lotes? (2) Teste de mudança na programação: O sistema pode aceitar mudanças na programação da produção e mudanças no mix de produtos ou quantidades de produção? (3) Teste de recuperação de erros: O sistema pode se recuperar prontamente de malfuncionamento e paradas de equipamentos sem parar a produção? (4) Teste de novas peças: Novos design para peças podem ser introduzidos em um mix de produtos de maneira fácil? Se não satisfizer ao menos 3, não é FMS. 25/02/2014 3 TIPOS DE FMS Cada FMS é desenhado para uma aplicação específica, ou seja, uma família específica de peças e processos; Grande variedade de design de sistema para satisfazer uma grande gama de requisitos de aplicação. TIPOS DE FMS Baseado em número de máquinas, pode ser: Célula de única máquina (Single machine cell, SMC): Consiste de uma máquinha CNC central combinada com um sistema de movimentação e estoque de materiais. TIPOS DE FMS Baseado em número de máquinas, pode ser: Célula de manufatura flexível (Flexible manufacturing cell, FMC): Consiste de duas ou três estações de trabalho para processamento (tipicamente CNC) e um sistema de movimentação. TIPOS DE FMS Baseado em número de máquinas, pode ser: Sistema de manufatura flexível (Flexible manufacturing system, FMS): Possui quatro ou mais estações de processamento contectadas mecanicamente por um sistema de movimentação comum e eletronicamente por um sistema de computador; FMS geralmente inclui estações de trabalho que não processam os produtos, que suportam a operação mas não participam dela: Estações de lavagem de peças ou pallets; Máquinas para medição e inspeção, etc. TIPOS DE FMS Baseado em tipo de flexibilidade: FMS dedicado: É desenhado para produzir uma variedade limitada de estilos de peças e o universo de peças que pode ser produzido já é conhecido. FMS de classe variável: É mais apropriado quando a família de peças é grande, há variação substancial nas configurações das peças, quando irão ser introduzidos novos designs de peças e mudanças de engenharia, e quando a programação da produção sofre mudanças diariamente. 25/02/2014 4 COMPONENTES DO FMS Estações de trabalho: Estações de carregamento e descarregamento; Maquinário (geralmente CNCs); Outras estações de processamento; Montagem; Outras estações ou equipamentos (inspeção, limpeza, etc) COMPONENTES DO FMS Material Handling and Storage System: Funções: Movimentações independentes e customizáveis de peças de produção entre as estações; Capacidade de lidar com uma variedade de configurações de peças; Armazenagem temporária; Acesso conveniente para carregamento e descarregamento de peças de produção; Compatibilidade com controle por computador. COMPONENTES DO FMS COMPONENTES DO FMS Material Handling and Storage System: Layout 25/02/2014 5 COMPONENTES DO FMS Sistema de controle por computador: Controle de estações de trabalho; Distribuição de instruções de controle para estações de trabalho; Controle da produção; Controle de tráfego; Controle de transporte; Monitoramento de peças de trabalho (status de cada peça ou pallet); Controle de ferramentas; Monitoramento e exposição de performance; Diagnosticos. COMPONENTES DO FMS Recursos humanos: Humanos são necessários para gerenciar as operações do FMS; Funções tipicamente realizadas por seres humanos incluem: (1) Carregar matérias primas no sistema; (2) Descarregar peças acabadas (ou montadas) do sistema; (3) Mudando as configurações das ferramentas; (4) Manutenção e reparo de equipamentos; (5) Programação do sistema de máquinhas de Controle Numérico; (6) Programação e operação do sistemad e computadores; e (7) Gestão geral do sistema. SISTEMAS ESPECIALISTAS São programas de computador desenvolvido por pesquisadoresde inteligência artificial durante os anos 1970 e aplicado comercialmente durante os anos 1980; São programas constituídos por uma série de regras (às vezes também heurísticas) que analisam informações (normalmente fornecidas pelo usuário do sistema) sobre uma classe específica de problema (ou domínio de problema). 25/02/2014 6 SISTEMAS ESPECIALISTAS Sistemas Especialistas são softwares caracterizados por simularem o raciocínio de um especialista em seu âmbito (domínio) do conhecimento. Descrever os conhecimentos de uma pessoa acerca de um domínio da realidade é uma tarefa de grande complexidade. A elaboração de um modelo de conhecimento perpassa por um processo que envolve “extrair” o conhecimento do especialista e utilizá-lo como base para o sistema, que baseado em formalismos previamente definidos, poderá simular o raciocínio do especialista. Engenharia do conhecimento. APLICAÇÕES DE SE EM PLANTAS INDUSTRIAIS Petrolífera: Partida de uma plataforma; O número de sensores em uma plataforma é muito elevado, o que faz com que a freqüência de paradas de produção seja grande. Qualquer sensor crítico, como vazamento de gás ou nível alto em vasos acumuladores, pode levar a uma parada de produção. Após o operador identificar a causa desta parada o sistema especialista o ajuda a colocar novamente todo o processo em funcionamento. APLICAÇÕES DE SE EM PLANTAS INDUSTRIAIS Siderúrgica: Controle de abertura de válvula; O objetivo deste sistema especialista é automatizar a abertura ou bloqueio de uma válvula para suprimento de gás em um conjunto de queimadores de um forno.
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