Revista de Ciência & Tecnologia - Edição 13

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ECNOLOGIA
 
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UNIVERSIDADE METODISTA DE PIRACICABA
Rev. ciênc. tecnol.
 
ISSN 0103-8575 
 
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 PIRACICABA,SP 
 
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 Volume 7 
 
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 Número 13 
 
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 P 1-136 
 
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 1999
 
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2
 
Junho • 1999
 
UNIVERSIDADE METODISTA DE PIRACICABA
 
Reitor
 
ALMIR DE SOUZA MAIA
 
Vice-reitor Acadêmico
 
ELY ESER BARRETO CÉSAR
 
Vice-reitor Administrativo
 
GUSTAVO JACQUES DIAS ALVIM
 
EDITORA UNIMEP
 
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Almir de Souza Maia (
 
presidente
 
)
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Casimiro Cabrera Peralta
Cláudia Regina Cavaglieri Felippe
Elias Boaventura
Ely Eser Barreto César (
 
vice-presidente
 
)
Francisco Cock Fontanella
Gislene Garcia Franco do Nascimento
Nivaldo Lemos Coppini
COMISSÃO EDITORIAL
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Klaus Schützer
Maria de Fátima Nepomuceno Dédalo
Nivaldo Lemos Coppini (
 
presidente
 
)
Waldo Luis de Lucca
EDITOR-EXECUTIVO
Heitor Amílcar da Silveira Neto (MTb 13.787)
 
Revista de Ciência & Tecnologia 
 
(Science and Technology Journal) is publi-
shed twice a year by Universidade Metodista de Piracicaba (São Paulo – Bra-
zil). It contains papers on scientific and technological issues. Editorial norms
for submission of articles can be requested to the Editor.
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Revista de Ciência & Tecnologia 
 
é uma publicação semestral da Universi-
dade Metodista de Piracicaba. Os originais devem ser encaminhados por e-
mail (revct@unimep.br) ou por correio (Comissão Editorial da RC&T, a/c prof.
Nivaldo Coppini, U
 
NIMEP
 
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Campus
 
 Santa Bárbara d´Oeste – Rodovia Santa
Bárbara/Iracemápolis, Km 01 – 13450-000 – Santa Bárbara d´Oeste/SP).
Normas disponíveis na home page da U
 
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 (www.unimep.br).
As opiniões expressas nos artigos, tanto os encomendados como os envia-
dos espontaneamente, são de responsabilidade dos seus autores.
ASSINATURAS E REDAÇÃO
EDITORA UNIMEP
www.unimep.br/~editora
Rodovia do Açúcar, km 156
13400-911 - Piracicaba/SP
Tel./fax: (019) 430-1620
E-mail: editora@unimep.br
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Revista Ciência & Tecnologia
 
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xada por
 
Revista de Ciência & Tecnologia
 
 is inde-
xed by
Base de Dados do Centro de Informa-
ções Científicas e Tecnológicas (Comis-
são Nacional de Energia Nuclear); Base
de Dados do IBGE; International Abstracts
in Operations Research/IAOR (University
of Exeter); Periódica – Indice de Revistas
Latinoamericanas em Ciencias (Unam);
Subis (Sheffield Academic Press).
EQUIPE TÉCNICA
S
 
ECRETÁRIA
 
Ivonete Savino
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SSISTENTE
 
 
 
ADMINISTRATIVO
 
Altair Alves da Silva
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DIÇÃO
 
 
 
DE
 
 
 
TEXTO
 
Milena de Castro
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EVISÃO
 
 
 
DE
 
 
 
TEXTO
 
Alexandre Bragion
S
 
ECRETÁRIA
 
 
 
DA
 
 C
 
OMISSÃO
 
 
 
DA
 
 RC&T
Flavia Paduan Bellani
F
 
ICHA
 
 
 
CATALOGRÁFICA
 
Regina Fraceto
C
 
APA
 
Genival Cardoso
I
 
MPRESSÃO
 
Igil Indústria Gráfica
S
 
UPERVISÃO
 
 
 
GRÁFICA
 
Carlos Terra
 
DTP
 
 
 
E
 
 
 
PRODUÇÃO
 
Gráfica U
 
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 • Impresso em 
Duplicadora Digital Xerox Doutech 135.
Produzida em junho/1999
 
Revista de Ciência & Tecnologia
 
Volume 7 • Número 13 • 1999
Piracicaba, Editora U
 
NIMEP
 
Semestral
1- Tecnologia – periódicos • CDU – 62(05)
ISSN 0103-8575
 
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RC&T 13
 
Editorial
 
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ESULTADOS
 
 
 
DOS
 
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OVOS
 
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UMOS
 
Conforme poderão os leitores constatar, estamos iniciando neste número 13 da nossa 
 
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 uma cami-
nhada que concentra seu enfoque editorial nas áreas de Ciências Exatas, Tecnológicas, Engenharias, Arquite-
tura e Urbanismo.
Além de estar agora sendo veiculada com um novo projeto gráfico, a nova 
 
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 inova também na
forma de apresentação dos conteúdos dos artigos. Assim, o primeiro artigo será sempre de um autor de
renome internacional, conferindo o destaque temático que caracterizará cada número da revista. 
 Para este número, convidamos o prof. Dr.-Ing. H. Schulz, um dos maiores especialista mundiais em
usinagem com altíssimas velocidades de corte. O prof. Schulz, da Universidade de Darmstadt na Alemanha,
tem um projeto de cooperação técnica com a U
 
NIMEP
 
, cujo coordenador, pelo lado brasileiro, é o prof. Dr.-
Ing. Klaus Schützer, que doutorou-se naquela universidade. A Comissão Editorial da 
 
RC
 
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 gostaria de
expressar seu agradecimento tanto ao prof. Schulz, por ter aceito nosso convite, quanto ao prof. Schützer,
por sua disposição em nos auxiliar nos contatos com o professor alemão até a publicação do referido artigo.
Outro aspecto que nos traz muita alegria é que a nossa revista já pode ser considerada de âmbito inter-
nacional, pois não somente traz artigos com autores do exterior como está publicando artigos defendidos em
congressos internacionais. Tais artigos estão sendo publicados na língua original do país sede do congresso,
quando em inglês ou espanhol. Para os artigos publicados em português, sempre o título e o resumo são
apresentados também em inglês, garantindo acesso mais amplo aos leitores estrangeiros. Além disso, autores
de diversos estados brasileiros atenderam a chamada para publicação na 
 
RC
 
&
 
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. Portanto, como publicação
espontânea desses autores, já podemos nos orgulhar de estar contribuindo para a troca do conhecimento em
abrangência nacional.
Estamos, também, providenciando a inclusão de nossa 
 
RC
 
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 em um número maior de índices especiali-
zados, com o que mais um passo estará sendo dado no sentido de aumentar a capacidade da 
 
RC
 
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 em divul-
gar o conhecimento nas áreas de que trata.
Como presidente da Comissão Editorial da 
 
RC
 
&
 
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, gostaria de agradecer: aos autores, atores funda-
mentais para o sucesso de nossa revista; aos consultores, que abrilhantam e sugerem aprimoramentos através
de suas análises críticas construtivas dos artigos; à Comissão Editorial, pela disposição e força de trabalho
para ver nossa revista ser publicada com qualidade e no prazo; ao Conselho de Política Editorial da U
 
NIMEP
 
,
pela confiança depositada em nossa Comissão Editorial; ao nosso editor Heitor Amílcar da Silveira Neto,
pelas orientações e sugestões sempre valiosas e enriquecedoras; a toda a equipe de apoio, em especial à Flavia
Paduan Bellani, que jamais intimidou-se diante do grande volume de trabalho a ser desenvolvido; e ao princi-
pal responsável por todo o processo, prof. Almir de Souza Maia, reitor da U
 
NIMEP
 
.
 Prof. N
 
IVALDO
 
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EMOS
 
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OPPINI
 
 Presidente da Comissão Editorial da
 
 
 
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Sumário
 
9
 
The History of High-Speed Machining
 
A História da Usinagem com Altíssima Velocidade de Corte
 
H
 
ERBERT
 
 S
 
CHULZ
 
19
 
Tecnologias de Produção e Sistemas de Gestão da Produção
e da Qualidade na Indústria Metal-mecânica de Piracicaba
 
Production Technologies, Production Management Systems and Quality Systems in the 
Metal-Mechanical Industry of Piracicaba
 
J
 
URANDIR
 
 J
 
ONES
 
 N
 
ARDINI
 
 & S
 
ÍLVIO
 
 R
 
OBERTO
 
 I
 
GNÁCIO
 
 P
 
IRES
 
37
 
Tecnologia e Crescimento da Firma: o Caso das Empresas de
Desenvolvimento de Software do Rio de Janeiro
Technology and Firm Grow: the Rio de Janeiro Software Enterprises
BEATRIZ DE CASTRO FIALHO & JOSÉ ARNALDO DEUTCHER
51
Ensaios de Adesão em Revestimentos Metal-cerâmicos Obtidos
por Aspersão Térmica a Plasma
Adhesion Tests in Plasma Sprayed Metal-ceramic Coatings
CARLOS ROBERTO CAMELLO LIMA & ROSEANA DA EXALTAÇÃO TREVISAN
63
Methodology of Cutting Tool Edge Replecement in Machining Processes
Metodologia de Troca da Ferramenta em Processos de Usinagem
NIVALDO LEMOS COPPINI, GILBERTO WALTER ARENAS MIRANDA & JOÃO ROBERTO FERREIRA
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6 Junho • 1999
73
O Ensino Superior e a Internet
Higher Education and Internet
ANA CRISTINA LIMA SANTOS BARBOSA
81
Modelador Baseado em Manufacturing Features para Validação de 
Dados de Manufatura
Manufacturing Feature – Based Modeller for the Validation of Manufacturing Data
KLAUS SHÜTZER, JARDEL CASTRO FOLCO & NARA GARDINI
89
Administração Pública e Privada no Setor de Saneamento no Brasil:
Retrospectiva Histórica e Desafios do Presente
Public and Private Administration in the Brazilian Sanitation Area: Historic Review and New 
Perspectives
PAULO SÉRGIO FRANCO BARBOSA, SUELI DO CARMO BETTINI & ANTONIO CARLOS DEMANBORO
97
Modelagem de Freqüências de Precipitação Usando a Escala
Aritmética Simplificada
Modeling of Rainfall Frequencies Using the Simplified Arithmetic Scale
LUIZ CARLOS E.MILDE, JEAN PIERRE B. OMETTO, JORGE MARCOS DE MORAES & REYNALDO L. VICTORIA
111
Projeto para Construção de Aplicativo Estatístico para Análise
Descritiva: Sistema de Análises Descritivas – SIAD
Project for Estatistical Aplicative Construction to Descriptives Analysis: 
Descriptives Analysis System - SIAD
ANGELA M.C. JORGE CORRÊA, FRANCISCO BACCARI, VALÉRIA M. D´AREZZO ZÍLIO, ALEX DE ALMEIDA NEVES, MARIANGELA DE 
CAMPOS & MILENE CRISTINA RUGAI
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 7
119
A Complete Family of Simple Bandpass LC Matching Circuits
Uma Família Completa de Circuitos de Adaptação LC Simples
ABELARDO PODCAMENI
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8 Junho • 1999
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 9
The History
of High-Speed
Machining
A História da Usinagem com Altíssima Velocidade de Corte
HERBERT SCHULZ
Prof. Dr.-Ing., Institute of Production
Engineering and Machine Tools (PTW)
Darmstadt University of Technology, Germany
schulz@ptw.tu-darmstadt.de
ABSTRACT – The paper analyzes the introduction of High Speed Cutting technology since 1931 by C. Salomon; the con-
version of the fundamental knowledge into industrial products and its great future potential. The advantage and disad-
vantage of this relatively new conception of removal of material, the obstacles to be reached, the state of art that have
already been reached by the machine toll industry and centers of research and also the application field, holistic develop-
ment of process, the benefits introduced even for standard CNC machines due to development of this new technology,
will be described.
Keywords: high speed cutting – milling CNC – CNC madrine tools.
RESUMO – Este artigo analisa a introdução da usinagem com altíssima velocidade de corte, desde 1931, por C. Salomon,
a transformação da pesquisa básica em produtos industriais e o grande potencial dessa tecnologia para o futuro. Serão
abordados também as vantagens e desvantagens desse conceito relativamente novo de remoção de cavaco, os obstáculos
a serem superados, o estado da arte alcançado pela indústria de máquinas ferramentas e centros de pesquisa, a visão holís-
tica desse processo, os benefícios introduzidos mesmos para máquinas ferramentas CNC standards através do desenvol-
vimento dessa tecnologia.
Palavras-chave: usinagem com altíssima velocidade de corte – fresamento CNC – máquinas-ferramentos CNC.
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10 Junho • 1999
Introduction
igh-speed machining is an advanced production technology with great future potential. However, as
has been the case in many other realisations of technological progress, the conversion of the funda-
mental knowledge into industrial products took a relatively long time. In this particular case, the
period of approximately 60 years was not only due to a cautious attitude of the industry, but also to the fact
that the existing production facilities corresponding to the state of the art at the time when the first findings
became available from research did not meet the requirements of high-speed machining.
Fundamentals
On April 27, 1931, Friedrich Krupp A.G. was granted the German Patent no 523.594 referring to a
“method of machining metal or of materials behaving similarly when being machined with cutting tools”
(Deutsche). Based on metal cutting studies made by the inventor, C. Salomon, on steel, non-ferrous and light
metals at cutting speeds of 440 m/min (1.444 ft/min) (steel), 1,600 m/min (5,250 ft/min) (bronze), 2,840 m/min
(9,318 ft/min) (copper) and up to 16,500 m/min (54,133 ft/min) (aluminium), the essential result described was
the fact that from a certain cutting speed upward machining temperatures start dropping again (fig. 1).
Fig. 1. Machining temperature in milling at high cutting speeds.
H
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 11
Salomon performed his fundamental rese-
arch on circular saw blades, and because high spe-
eds of rotation were not available he was able to
reach the high cutting speeds only by means of big
diameters.
π • d • n
Vc = –————— [m/min]
1.000
However, for machining the majority of
workpieces, tools with very big diameters can be
rarely used. This means that in practical applica-
tion high cutting speeds have primarily to be
achieved by means of high speeds of rotation.
These, however, were not possible at that time.
Salomon’s fundamental research showed
that there is a certain range of cutting speeds
where machining cannot be made due to excessi-
vely high temperatures (in US literature this is cal-
led “the death valley”). For this reason, high-speed
machining can also be termed as cutting speeds
beyond that limit. In compliance with modern
knowledge, the PTW Institute defines high-speed
machining as being such that conventional cutting
speeds are exceeded by a factor of 5 to 10.
Ballistic tests
Almost 20 years later, i.e. in the early 50s,
intensified research was initiated again worldwide
for making use of high cutting speeds. Since at that
machines with elevated speeds of rotation were not
available, the period of ballistic tests began (fig. 2).
These were performed either by passing the tool
over the specimen workpiece by means of a rocket
slide or by shooting a projectile-shaped specimen
workpiece along a stationary cutting edge. From
these tests the new findings were derived that at
high cutting speeds the chip formation conditions
aredifferent than in conventional metal cutting.
Fig. 2. Historic mile-stones of HSC.
A formula for specific cutting pressure and for
dynamic cutting force was established (Kronenberg
1962). For the first time, also scientific proof was
found that cutting force initially increases with
increasing cutting speed and then drops sharply to
rise again later. Moreover, the studies showed that
with increasing cutting speed the flowing chip gra-
dually turns into a discontinuous chip (Kronenberg
1961-1962). When using a gun to shoot the work-
piece along a stationary cutting edge (Vaughn 1958-
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1960), it was found that at extremely high cutting
speeds the range of plastic material behaviour is
exceeded and that chip formation is due to brittle
break (Vaughn 1958-1960, Krueck 1960).
Various American studies (Vaughn & Peterson
1958, Recht 1964) made in the early 60s show that
productivity increases dramatically and product cost
reductions may be anticipated if the problems of
heavy tool wear and of machine vibrations can be
overcome. In a research project (Mc Gee 1978) it
was found that cutting speeds above 6500m/min
opened new interesting aspects for machining alu-
minium. Most intensive studies were conducted
into the theories of chip formation – also in Japan
(Tanaka, Tsuwa & Kitano 1967) – and into the
active mechanism (Shaw 1967, Recht 1964, Turko-
vich 1972, Rogers 1979).
It was only after the development of high-
speed spindles for application in machine tools in
the early 80s that it became possible not only to
continue the fundamental studies but also to realise
a defined form generation (Schulz 1979).
Application of high-speed
main spindles
In 1977, for the first time, it became possible
in the USA (King 1977-1981) to verify the results
both of the ballistic studies and of theoretical consi-
derations about milling machines providing cutting
speeds up to 1980 m/min (King 1977-1981). The
tests also showed that surface qualities improved
considerably with increasing cutting speeds.
Another important result of these tests was that
at high cutting speeds the heat generated during the
machining process was largely dissipated with chip
removal.
In 1979, the Air Force started in the USA a
comprehensive research program in co-operation
with General Electric for investigating the basic effec-
tive relationships and for examining the opportunities
of integrating high-speed machining into industrial
applications. It was found that the optimum cutting
speed range in machining aluminium alloys was com-
prised between 1500 and 4.500 m/min. A catalogue
of specifications for high-speed machine tools was
established.
All tests were primarily concentrated on light
metal alloys and in a few cases only on steel and cast
iron. Other materials such as low-machinability ste-
els, fibre-reinforced plastics and the like were stu-
died only to a small extent. Comprehensive and
systematic scientific studies about fundamentals and
investigations about the technical relationships
between causes and effects as well as intensive consi-
deration of the repercussions of this new metal-cut-
ting technology on the components involved in the
metal-cutting process as a whole were not available
until the late seventies.
European situation
In 1979, the Institute of Production Enginee-
ring and Machine Tools (PTW) at the Darmstadt
University of Technology was the first research cen-
tre in Europe to start a joint research project called
“research of process characteristics in high-speed
milling” focused on the development of a high-
speed spindle supported in active magnetic bearings
as well as on testing this in a machine tool.
By application of this spindle on active mag-
netic bearings, the decisive advance into the range of
applicable higher cutting speeds was successfully
achieved in 1980. This allowed the earlier funda-
mental knowledge derived from ballistic tests to be
confirmed and new knowledge to be added, in par-
ticular with respect to the required developments in
the fields of tools and machine components.
Today, due to its continuous research activi-
ties, PTW has comprehensive fundamental and
application knowledge as it exists nowhere else to
such an extent. Still in 1981, “experts” affirmed
that the new high-speed machining technology
had no future at all, basing their opinion on the
assumption that the potentially increased metal
removal volume in time was compensated by
immensely increased tool wear which would make
the economic efficiency of the process doubtful.
Today it can be observed that these “experts” who
at that time held a negative attitude have all
become emulators and meanwhile figures among
the most zealous advocates of the high-speed
machining technology!
However, an essential contribution to propa-
gating the knowledge about high-speed machining
was made by the great joint research project “high-
speed milling of metallic and non-metallic materi-
als” initiated in 1984 and promoted by the Federal
Ministry for Research and Technology in which 41
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 13
industrial partners co-operated very closely under
the leadership of PTW.
The results of this four-year research project
created the most important basics of modern-day
knowledge about high-speed milling (Schulz 1989).
Decisive factors for the success of the PTW
research activities were the holistic development of
process and machines with respect to their rapid
industrial application which can be used directly
from the beginning and the fact that process safety
as well as the reduction of process chains were per-
manently observed.
Holistic development of
process and machine
From the beginning, PTW concentrated its
research programs so as to maintain close links
between the technological process and the develop-
ment of machines and their components. There-
fore, it was possible to evolve the first machines
specifically appropriate for high-speed machining
applications from the repercussions and interactions
between process and machine tool developments.
Process development also included the develop-
ment of cutting materials and tools as well as the
elaboration of new machining strategies and of the
interplay with CAD/CAM systems (fig. 3). This
means that, to the research objectives a certain
direction was always given which at the end allowed
to obtain the successful result of having mot only a
profounder understanding of this new machining
technology but also machines ready to be used and
tools required for them to be also available.
Fig. 3. Holistic consideration of high-speed machining.
It was only this holistic consideration that allo-
wed recognising quite a number of additional bene-
fits which opened completely new markets for HSC
applications. For instance, not only the cutting forces
decrease with increasing cutting speed, but also pro-
cess heat is completely removed with the chip, better
surface qualities can be produced, and machining can
be made in a range not subject to critical vibrations.
However, tool life decreases with increasing
cutting speed (fig. 4), and so there is still today a subs-
tantial demand for further developments to minimise
this shortcoming.
Fig. 4. General properties of high-speed machining.
 
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14 Junho • 1999
The focal points of high-speed machining
applications orient themselves at the benefits of this
new technology. Applications to be mentioned in
particular are die and mould manufacturing, aeros-
pace technology, optics and precision mechanics as
well as the automotive and household appliances
industries(fig. 5). Although high-speed machining is
not necessarily a method for producing high-accu-
racy components, it still allows advances far into the
field of high-precision machining. Ra values of
0.2µm and Rz values as low as 3µm are not uncom-
mon.
Fig. 5. Fields of HSC application.
Safe processes
It is regrettable that even today the process-
related hazard potential involved with high-speed
machining is still underestimated. This hazard con-
sists in high kinetic energies being released in the
form of flying chips, tool breakage, tool clamping
systems coming loose, but also in axis dynamics
during the machining operation. This means that a
high standard of active and passive safety techno-
logy is required. Indispensable elements, for ins-
tance, are appropriately energy-absorbing encap-
sulations of the work area as well as electronic
monitoring systems.
Furthermore, specifications, test guidelines and
design recommendations for fast-rotating tools must
be prepared as quickly as possible to constitute safety
standards. Under PTW leadership, work is currently
being performed also on this subject matter (fig. 6).
Fig. 6. Standard proposal for operational safety of tools rotating at high speeds (DIN 6589-1).
CHARACTERISTICS APPLICATION EXAMPLES
High metal removal volume in time Light metalsSteel and cast iron
Aerospace
Die and mould making
High surface quality Precision machiningSpecial components
Die and mould making
Components of optics and precision 
mechanics
Low cutting forces Machining of thin-walled components
Aerospace
Automotive industry
Household appliances
High exciting frequencies Vibration-free machining of difficult components
Precision components,
optical industry
Heat dissipation through chips Distortion-free machiningColder workpieces
Precision components
Magnesium alloys
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 15
Reduced Process Chains
Holistic consideration of the product gene-
ration chain shows that owing to the high surface
qualities it is possible in many cases to eliminate
subsequent finish machining entirely or in part.
An example to be mentioned is turbine manufac-
turing where blades are already machined by
milling alone and no longer by grinding. Another
typical example is die and mould manufacturing
where surfaces can be generated which come very
close to the demanded final accuracy both in
dimensional and shape deviations as well as in sur-
face quality. This reduces manual rework times
considerably (fig. 7). Time savings on manual
work up to 80% and cost reductions up to 30%
are quite realistic.
Fig. 7. Surface quality as achieved by high-speed machining.
If for generating a surface it should still be
required to apply a finish grinding operation, impro-
ved preparation of the surface to be ground will
reduce the grinding time most substantially.
All previous research in the field of high-speed
machining was focused on milling. By expanding
PTW’s range of research continuously, additional
important knowledge has meanwhile been obtained
also for such high-speed machining processes as dri-
lling, reaming, turning and turn-milling (Schulz
1996).
Machines and components
Although the most relevant results regarding
machining technology, tools and machine compo-
nents were already presented to the public in the
mid-80s, practical implementation incomprehensi-
bly took relatively long. It was only the recession
during the early 90s that compelled companies to
take innovative actions, thus favouring the develop-
ment in the machine sector.
Today, a wide spectrum of HSC machines is
commercially available. Since in general the trend
for higher speeds is continuing, also standard
machine tools have become faster in the wake of
HSC machines. Spindle speeds of up to 12,000
min-1 and feed rates of up to 25 m/min have
meanwhile become state of the art, i.e. it is already
possible, in particular in machining steel or cast iron,
to penetrate into the HSC range with the present
standard. The profile of requirements as to a HSC
milling machine orients itself at the workpiece spec-
trum and at the HSC milling technology required
(fig. 8).
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16 Junho • 1999
Fig. 8. Feed rate speed profile of milling machines.
This is why two market segments become
distinct: High-Velocity Machining (HVM) in the
lower HSC range where high metal removal capa-
cities are important, and actual High-Speed Machi-
ning (HSM) with moderate metal removal capabilities
but very high cutting speeds. Therefore, HSC machi-
nes are used on light metals, copper, graphite, and
plastics for roughing and finishing, but in machi-
ning steel and cast iron their use only makes sense
for finishing and pre-finishing operations.
Owing to high feed rates up to 100 m/min
and accelerations up to 30 m/s2, it is only a recent
innovation leap to machines with direct linear dri-
ves (fig. 9) that consequently permits the implemen-
tation of the HSC milling technology especially in
machining light metals.
Fig. 9. HSC milling machine with linear drives.
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 17
Conclusion
As can be seen from figure 2, HSC research is
meanwhile made by many research institutes world-
wide. PTW maintains numerous international con-
tacts and corporations. On April 1998, DFG
(Deutsche Forschungsgemeinschaft) has initiated a
new program focused on further research of funda-
mental conditions in the zone of metal removal.
However, today there is no longer any doubt
concerning the economic efficiency of high-speed
machining. Further developments for improving
tool life will contribute substantially to growing
application of the HSC technology. Also conventio-
nal machine tool engineering already benefits from
this trend. For instance, due to the many advantages
of motor spindles which originally had been exclusi-
vely developed as components for HSC machines,
they are also used in standard machine tools run-
ning at lower speeds. Also, the faster CNC control
systems and the highly dynamic drive systems avai-
lable now bring substantial benefits even for stan-
dard CNC machines.
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 19
Tecnologias de Produção
e Sistemas de Gestão da
Produção e da Qualidade
na Indústria Metal-
mecânica de Piracicaba
Production Technologies, Production Management Systems and
Quality Systems in the Metal-mechanical Industry of Piracicaba
JURANDIR JONES NARDINI
Faculdade de Engenharia Mecânica e de Produção (UNIMEP)
jnardini@unimep.br
SÍLVIO ROBERTO IGNÁCIO PIRES
Faculdade de Engenharia Mecânica e de Produção (UNIMEP)
sripires@unimep.br
RESUMO – As alterações verificadas no mercado consumidor têm determinado a necessidade de uma adequação dos siste-
mas de manufatura a novas exigências, especialmente aquelas do setor metal-mecânico. Nesse contexto, este artigo apre-
senta uma pesquisa de campo realizada em vinte empresas industriais representativas do setor metal-mecânico da região de
Piracicaba, com o intuito de se verificar, especialmente, as tecnologias produtivas e os sistemas de gestão da produção e da
qualidade utilizadas. Os dados levantados mostram, sobretudo, que existe um diferencial na aplicação das tecnologias e sis-
temas gerenciais estudados, de acordo com o porte, o ramo de atuação e a origem da empresa. Também destacam a posi-
ção de vanguarda das grandes empresas multinacionais do setor de máquinas de movimentação do solo e autopeças.
Palavras-chave: tecnologia de produção – sistema de gestão da produção – gestão da qualidade – pesquisa de campo –
indústria metal-mecânica.
ABSTRACT – The present alterations on the consuming market has shown the need of adaptation of the manufacturing
systems to new demands, speciallyones related to the metal-mechanical industry. In this context the work presents a field
study conducted within twenty representative manufacturing companies in the region of Piracicaba aiming to verify their
production technologies, production management and quality systems. The survey pointed out mainly that exists a gap
in the technologies and management systems utilized by the companies, and that it is related to the size, business segment
and the nature of the company’s origins. Moreover, the forefront position of the large tractors multinational companies
and autoparts are highligthed.
Keywords: production techonology – production management system – quality management system – field study –
metal-mechanical industry.
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20 Junho • 1999
Introdução
indústria metal-mecânica, especialmente de fabricação sob encomenda, deve a maior parte de seu
crescimento à intervenção do Estado na economia. Nos últimos 40 anos, grande parte das encomen-
das colocadas na indústria de bens de capital se devia às políticas governamentais de desenvolvimento.
Desde o modelo desenvolvimentista de Getúlio Vargas, passando pelo modelo de substituição de importação
em período mais recente, o governo elegia setores que deveriam responder ao impulso de desenvolvimento,
fornecendo recursos e garantindo a infra-estrutura necessária.
A demanda era garantida pelo fluxo de encomendas originárias de decisões advindas do âmbito gover-
namental. A parceria criada entre o Estado provedor de recursos e a iniciativa privada dinamizadora do pro-
cesso não era sustentada por um crescimento proporcional do mercado privado. Criou-se a “demanda
autônoma”, na qual a indústria orientava suas encomendas para programas de governo. O mercado privado,
por outro lado, era limitado pela ocorrência de um desemprego latente e pela concentração de renda. A per-
manência desses dois problemas estruturais impediam o crescimento harmonioso da capacidade de compra
da população, que viria a estimular a expansão do parque industrial (Mantega, 1990).
O Estado, ao garantir a demanda, terminava por encobrir a ineficiência da indústria em expansão. Os
mecanismos de reserva de mercado criados, em sua origem fiscal de restrição à importação ou mesmo pela
parte legal de garantias de fornecimento pela indústria nacional, estimularam o surgimento de oligopólios e
de cartelização, que em nada favorecia o ganho de produtividade e qualidade.
A partir da década de 80, o governo federal passou a encontrar dificuldade na captação de poupança e
na rolagem da dívida pública, o que foi acompanhado por um déficit crônico do orçamento. Para equilibrar
suas contas, o governo deu início a uma política de progressivo desinvestimento no setor estatal, redução dos
programas de aparelhamento da infra-estrutura e diminuição de recursos nas linhas de crédito para expansão
da atividade industrial privada.
Na década de 90, foram mantidas as condições de desinvestimento e contração da demanda. Houve
uma sensível piora do ambiente industrial, notadamente no setor de fabricação sob encomenda, quando o
governo fez a abertura do mercado à competição mundial (Cosenza & Borges, 1995). Em seis anos, as ven-
das estagnaram e o setor perdeu aproximadamente 1.300 empresas e 64 mil empregos. As compras feitas no
exterior triplicaram entre 1992 e 1998, saltando de US$ 2,6 bilhões para US$ 8,9 bilhões (Leite, 1998).
O interior paulista e a região de Piracicaba
No interior paulista, a região de Piracicaba foi significativamente afetada, pois parte de seu parque
industrialbaseia-se na produção de açúcar e álcool e indústrias metal-mecânicas do setor de bens de capital
sob encomendas make to order.
Por outro lado, nos últimos anos, a alta concentração industrial e econômica na grande São Paulo, den-
tre outras causas, levou várias empresas a iniciarem um movimento de migração para o interior, instalando
suas unidades em regiões que se transformaram, com o tempo, em “verdadeiras ilhas de prosperidade”.
Segundo dados da Secretaria da Ciência, Tecnologia e Desenvolvimento Econômico paulista (1998), de
1995 até dezembro de 1997, foram investidos US$ 26 bilhões em mais de 441 empreendimentos privados
novos e na expansão dos existentes em todo o Estado, boa parte deles no interior.
Um dos principais investimentos é a Hidrovia Tietê-Paraná, que atravessa boa parte de São Paulo, inter-
ligando as regiões de Sorocaba, Campinas e Piracicaba com o centro-oeste paulista, o sul de Goiás, o Triân-
gulo Mineiro, o leste do Mato Grosso do Sul, o oeste do Paraná e o Paraguai, num total de 2.400
quilômetros. Construída e implementada pela Companhia Energética de São Paulo-CESP, a hidrovia já rece-
beu investimentos atualizados da ordem de US$ 1,5 bilhão (Calza, 1998).
Historicamente, o município de Piracicaba ficou à margem dos principais eixos rodoviários do Estado,
o que de certa forma tolheu seu desenvolvimento, mas preservou a cultura e possibilitou a formação de uma
A
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 21
cidade harmoniosa, bem planejada urbanistica-
mente com um dos melhores índices de saneamento
básico no Brasil.
Economicamente, o crescimento deu-se em
função da agricultura. Depois, o setor canavieiro
impulsionou o desenvolvimento agroindustrial: atra-
vés dos engenhos instalados para moagem de cana
surgiu a produção industrial voltada à produção de
equipamentos para usinas de açúcar e destilarias de
álcool.
Na década de 50, o açúcar representava 52%
da produção agrícola. Em 1970, a lavoura canavi-
eira alcançava 39,6 mil hectares e, na década de 80,
em função do Próalcool, também influiu de forma
decisiva na indústria metalúrgica. Estima-se que
70% do equipamento fornecido a todo o Brasil
para a produção de álcool combustível tenha sido
fornecido pela indústria local. A partir dos anos 70,
com a instalação do distrito industrial, ocorreu a
diversificação do parque industrial, com reflexos
econômicos e sociais que passaram a direcionar os
rumos do desenvolvimento, inclusive urbanístico,
que adotou a verticalização das construções e nova
configuração da rede urbana.
A década de 90 colocou Piracicaba na lide-
rança da economia de uma vasta região, com o pro-
jeto de navegabilidade do rio e sua integração à
Hidrovia Tietê-Paraná, construção do porto de
Ártemis e inserção do município nos principais
eixos rodoviários do Estado: além de conquistar o
principal porto da hidrovia, conectado com as
rodovias Bandeirantes, Anhangüera, Dom Pedro I e
Castelo Branco, Piracicaba sediará o Projeto do Vale
do Piracicaba e será o principal pólo de ligação da
região mais industrializada do Estado e do porto de
Santos com o Mercosul.
A cidade é dotada de um aeroporto com sis-
tema de balizamento noturno e farol rotativo, que
garantem o seu funcionamento 24h/dia. A pista,
totalmente asfaltada e com dimensões de 1.200 m
de comprimento por 30 m de largura, permite o
trânsito de aeronaves de pequeno e médio porte.
O dinamismo da Piracicaba de hoje em dia
transformou o município numa das maiores opor-
tunidades para empresas interessadas em instalar no
Estado de São Paulo suas unidades fabris. Município
com aproximadamente 310 mil habitantes, além de
estar classificado entre os melhores do Estado em
padrão e qualidade de vida, é um dos maiores em
área territorial, com 1.312,30 km2, além de possuir
disponibilidade e diversidade de mão-de-obra quali-
ficada.
Piracicaba também conta com instituições de
ensino superior reconhecidas nacional e internacio-
nalmente, formando profissionais e mão-de-obra
especializada para o mercado de trabalho. O número
e o nível das universidades, faculdades e dos estabele-
cimentos de ensino médio de formação técnica e pro-
fissionalizante deram respeitabilidade ao município,
além do cognome de “Atenas Paulista”. Isso evidencia
o elevado índice cultural de uma população que man-
tém vivas as tradições e, ao mesmo tempo, está aberta
ao novo, à modernização das suas estruturas produti-
vas e sociais.
Paralelamente à hidrovia, a reformulação do
sistema rodoviário deixa a cidade em condições estra-
tégicas incontestáveis para o escoamento de produ-
tos. Exemplo disso é o prolongamento da Rodovia
dos Bandeirantes, que levará um dos mais movimen-
tados corredores de transporte do Estado a uma dis-
tância pequena da cidade, a duplicação das rodovias
de acesso ao município e a formação do sistema de
interligação do futuro porto aos maiores centros pro-
dutivos e de consumo brasileiros e de países do Mer-
cosul. A ligação direta, via ferrovia, com o porto de
Santos, o principal do país, forma um formidável
complexo de sistemas de interligação e diversificado
de transporte. Piracicaba desfruta, outrossim, de
outras excepcionais condições, como proximidade
com a capital do Estado (aproximadamente 150 km)
e a inclusão da rota do gasoduto Brasil-Bolívia,
aumentando sua disponibilidade energética.
Metodologia
Apesar de um rico material histórico e folclórico
da cidade sobre a imigração italiana e o surgimento
das primeiras “oficinas” das décadas iniciais do século,
que originaram as empresas do parque industrial atual
do município, há carência de informações e registros
específicos sobre as indústrias, notadamente do setor
metal-mecânico na região de Piracicaba. 
A opção escolhida foi realizar uma pesquisa de
caráter exploratório, ou seja, uma pesquisa sem os
rigores e normas da ciência estatística, muito difíceis
de serem implementadas em trabalhos desse tipo, e
com dados levantados in loco (Nardini, 1999). A pes-
quisa buscou, então, mostrar o perfil das empresas e a
grande importância do setor metal-mecânico na
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22 Junho • 1999
região, bem como caracterizar as mudanças ocorri-
das, especialmente nos últimos anos, nessas empresas
quanto ao nível de desenvolvimento tecnológico e
sistemas atuais de gestão da produção e da qualidade.
O primeiro passo constituiu-se na elaboração
de um questionário, dividido em três partes: dados
gerais da empresa; dados sobre as tecnologias utili-
zadas na empresa e dados sobre os sistemas de ges-
tão da produção e da qualidade utilizados na
empresa. A coleta desses dados, tipicamente técni-
cos e gerenciais, exigiu que fossem levantados junto
aos executivos e/ou responsáveis pela manufatura
nas empresas ou, na impossibilidade desses, junto
aos responsáveis pelas atividades de produção e da
qualidade. Além disso, os dados foram levantados
em visitas, entrevistas e acompanhamento in loco na
produção, e não através, apenas, do preenchimento
do questionário por parte dos representantes das
empresas, longe da presença do pesquisador.
Conforme trabalhos já realizados – como os
de Fleury (1988), Sequeira (1990), Alves Filho
(1991), Pires (1994), White (1993), Harris (1997) e
Marsh & Meredith (1998) – e pelas características
dos dados levantados, optou-se por não identificar
as empresas visitadas, seguindo uma regra comum
em regiões do mundo onde pesquisas desse tipo são
mais comumente realizadas.
Tabela 1. Estabelecimentos industriais de Piracicaba – 1996/97.
Fonte: Secretaria Municipal de Planejamento, CIESP/SEBRAE.
NÚMERO DE ESTABELECIMENTOS
Indústria da construção 211
Indústria extrativa 13
Indústria de transformação 859
Indústria de utilidade pública 14
Total 1.097
NÚMERO DE ESTABELECIMENTOS POR PORTE
Microempresa (até9 empregados) 831
Pequena empresa (10 a 99 empregados) 213
Média empresa (100 a 499 empregados) 43
Grande empresa (500 e mais empregados) 14
Total 1.097
NÚMERO DE EMPREGOS INDUSTRIAIS
Indústria da construção 2.087
Indústria extrativa 240
Indústria de transformação 23.792
Indústria de utilidade pública 774
Total 27.613
NÚMERO DE EMPREGADOS POR PORTE DAS
EMPRESAS
Microempresa (até 9 empregados) 1.534
Pequena empresa (10 a 99 empregados) 6.334
Média empresa (100 a 499 empregados) 7.296
Grande empresa (500 e mais empregados) 12.449
Total 27.613
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 23
Definição das empresas 
Segundo a Prefeitura, em 1996/97 o municí-
pio de Piracicaba possuía 1.097 estabelecimentos
industriais, empregando 27.613 funcionários. Esses
números consideravam as indústrias da construção,
indústrias extrativas, indústrias de transformação e
indústria de utilidade pública, classificando-as como
microempresas (até nove funcionários), pequenas
empresas (10 a 99 funcionários), médias empresas
(100 a 499 funcionários) e grandes empresas (500 e
mais funcionários), conforme tabela 1.
Segundo o Anuário das Indústrias (1997), das
859 indústrias de transformação, envolvendo várias
atividades, aproximadamente 192 são do setor metal-
mecânico. Dessas, foram escolhidas 20, sobretudo em
função de serem empresas representativas nos seus
segmentos de atuação. A pesquisa pôde ser concreti-
zada em 100% das empresas escolhidas. 
A amostra pesquisada das 20 empresas, envol-
vendo quase todas grandes e médias do universo das
empresas do setor, representa aproximadamente
80% do faturamento médio anual e em número de
empregados do setor metal-mecânico de Piracicaba. 
A figura 1 mostra que o setor metal-mecânico
representa uma fatia de 22,35%, ou seja, 192 indús-
trias, do total de 859 indústrias de transformação do
município de Piracicaba.
Fig. 1. Setor metal-mecânico em porcentagem das indústrias de transformação de Piracicaba (com base nos dados 
levantados).
A representatividade da amostra pesquisada
quanto ao faturamento médio anual e ao número de
empregos em relação à indústria metal-mecânica de
Piracicaba é mostrada na figura 2. As empresas são
colocadas por porte, isto é, micro, pequena, média e
grande, baseadas na faixa de faturamento, e mostra-
das em porcentagem do número de empresas, núme-
ros de empregos e do faturamento médio anual.
Observa-se que a amostra escolhida de 20 empresas
engloba quase todo o faturamento e o número de
empregos do setor metal-mecânico de Piracicaba.
Dados levantados
A tabela 2 apresenta e classifica as empresas
estudadas segundo a ordem decrescente de fatura-
mento médio anual dos valores do último exercício e
o previsto para o período vigente. Essa classificação
em faixas de faturamento se faz necessária e foi ado-
tada devido à intenção já relatada de não se identificá-
las. Os números atribuídos para a identificação das
empresas na tabela 2 serão sempre os mesmos para
todas as tabelas, figuras e análises daqui para frente,
constando também o faturamento por funcionário
por ano.
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24 Junho • 1999
Fig. 2. Representatividade da amostra pesquisada.
Os dados da tabela 2 mostram especialmente
que: 
• quatro delas são empresas multinacionais e as
16 restantes, empresas de capital nacional;
• as quatro primeiras representam um fatura-
mento médio anual de aproximadamente US$
860 milhões. Portanto, de acordo com a classifi-
cação adotada (acima de US$ 50 milhões),
representam as empresas de grande porte;
• as duas últimas empresas com faturamento
médio anual de US$ 3,5 milhões e US$ 2,5
milhões, respectivamente, representam de acordo
com a classificação adotada (de US$ 1 milhão até
US$ 5 milhões) as empresas de pequeno porte;
• as quatorze demais empresas representam um
faturamento médio anual de aproximadamente
US$ 279,5 milhões. E, segundo a classificação
adotada (de US$ 5 milhões até US$ 50 milhões),
são empresas de médio porte;
• a amplitude no tocante ao faturamento médio
anual é grande, abrangendo empresas com
porte e faturamento bem distintos;
• quanto ao ramo de atuação, estabeleceram-se
três setores básicos: 
– as empresas 01, 08, 09 e 12 atuam no ramo
de máquinas agrícolas, elevação de cargas e
movimentação do solo;
– as 02, 10, 11 e 17 atuam no ramo de auto-
peças;
– e as 03, 04, 05, 06, 07, 13, 14, 15, 16, 18,
19 e 20 atuam no ramo de equipamentos
para usinas de açúcar e álcool e equipamen-
tos hidráulicos.
 
 
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 25
Tabela 2. Apresentação das empresas pesquisadas.
Nota: origem: (*) EUA, (**) Austrália, (***) Alemanha.
EMPRESA RAMO DE ATUAÇÃO (PRINCIPAIS)
CAPITAL FATURAMENTO / 
FUNCINÁRIO / 
ANO
FATURAMENTO 
MÉDIO ANUAL
TIPO
(%)
NACIONAL INTERNA-CIONAL (US$ MIL) (US$ MILHÕES)
01 Máquinas de movimentação do solo – terraplenagem Multinacional 01 99*** 175,4 500,0
02 Componentes automotivos – auto-peças Multinacional 0 100*** 188,9 160,0
03 Equipamentos para destilarias e cervejarias Nacional 100 0*** 134,8 120,0
04 Equipamentos para usinas de açú-car e álcool e siderurgia Nacional 100 0*** 53,3 80,0
05
Equipamentos para energia, usi-
nas de açúcar e álcool, e indústria 
farmacêutica
Nacional 100 0*** 56,7 25,0
06 Equipamentos para usinas de açú-car e álcool e petroquímica Nacional 100 0*** 60,0 24,0
07
Máquinas – geração de vapor e 
velocidade para usinas de açúcar e 
álcool, indústria alimentícia e papel
Nacional 100 0*** 117,6 20,0
08 Máquinas agrícolas e acessórios Multinacional 50 50*** 105,2 20,0
09 Componentes para máquinas de movimentação e caldeiraria Nacional 100 0*** 51,4 18,0
10 Componentes automotivos – auto-peças Multinacional 0 100*** 77,2 18,0
11 Componentes automotivos – auto-peças Nacional 100 0*** 104,3 17,0
12 Equipamentos de movimentação e elevação de cargas Nacional 100 0*** 148,1 12,0
13 Equipamentos hidráulicos Nacional 100 0*** 71,4 10,0
14 Equipamentos para indústria de papel, mineração e sucroalcooleira Nacional 100 0*** 34,5 9,0
15 Equipamentos para indústria química alimentícia, petroquímica e papel Nacional 100 0*** 53,3 8,0
16 Equipamentos hidráulicos Nacional 100 0*** 61,9 6,5
17 Componentes automotivos – auto-peças Nacional 100 0*** 33,3 6,0
18 Componentes para usinas de açú-car e álcool, e saneamento básico Nacional 100 0*** 50,0 6,0
19 Equipamentos para usinas de açú-car e álcool em geral Nacional 100 0*** 29,2 3,5
20 Máquinas – geração de vapor para usi-nas de açúcar e álcool, e petroquímica Nacional 100 0*** 41,6 2,5
TOTAL 1.065,5
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26 Junho • 1999
Tabela 3. Dados gerais sobre as empresas pesquisadas
Quando tomadas em conjunto, as empresas
visitadas produzem um mix de produtos bem diver-
sificados. Por isso, optou-se por informar somente
os seus principais ramos de atuação e principais pro-
dutos, conforme indicado na tabela 3.
A tabela 3 também apresenta dados referentes
ao mercado de atuação, ou seja, porcentagem desses
produtos vendidos no mercado nacional e internacio-
nal, bem como os recursos humanos das empresas
estudadas. Observa-se que:
EMPRESA PRINCIPAIS PRODUTOS
MERCADO CONSUMIDOR (%) NÚMERO DE FUNCIONÁ-RIOS (QTDE.)
ESTADO DE 
SÃO 
PAULO
NACIONAL INTERNA-CIONAL
DIRE-
TOS
INDIRE-
TOS TOTAL
01 Motoniveladora, escavadeira, moto-scrapper, trator de esteira... -- 30 70 2180 670 2850
02 Bateria, injetora, conversor catalítico -- 70 30 -- -- 847
03 Trocador calor, reator, caldeira, estrutura metálica... 50 40 10 460 430 890
04 Moenda, engrenagem, redutor, vaso de pressão... 60 30 10 1050 450 1500
05Alternador, gerador, ponte rolante, bomba, filtro... 60 30 10 209 232 441
06 Reservatório, secador, redutor, caldeira, evaporador... 50 35 15 280 120 400
07 Turbina a vapor, redutor de velocidade, compressor... 50 25 25 82 88 170
08 Colheitadeira de cana e café e acessórios 40 40 20 120 70 190
09 Base, carcaça, empilhadeira, componen-tes para trator... 50 50 - 260 90 350
10 Termostato, atuador, termo-interruptor - 50 50 150 83 233
11 Volante, cremalheira, conjunto coroa e pinhão... - 96 4 128 35 163
12 Moto-guincho, guincho socorro, carre-gadora de cana, rastelo... 70 30 - 48 33 81
13 Cilindro e bomba hidráulica, tomada de força, válvula... 50 48 2 80 60 140
14 Corrente e transportador industrial, roda dentada... 60 40 - 179 82 261
15 Reator, trocador calor, vaso de pressão, coluna,... 30 70 - 80 70 150
16 Cilindro hidráulico e pneumático, autope-ças e usinagem em geral - 100 - 80 25 105
17 Tambor e disco para freio, cubo da roda, suporte da mola... - 100 - 160 20 180
18 Bomba centrífuga, turbina à vapor e turbo redutor 15 80 5 90 30 120
19 Moenda, pente, bagaceira, rolo e aces-sórios para usinas 85 10 15 80 40 120
20 Turbina a vapor, redutor de velocidade e mancal 50 50 - 40 20 60
Total 9.251
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 27
• a maioria delas trabalha com alta diversificação
de produtos e baixos lotes de fabricação;
• as empresas 02 e 09 possuem um acordo de par-
ceria com a empresa 01, fornecendo a maior
parte de seus componentes e equipamentos para
a montagem final na empresa 01;
• com exceção da empresa 01, que exporta 70%
de seus produtos, e a empresa 10, que exporta
metade da produção, as demais visam o mer-
cado nacional;
• entre essas empresas que visam o mercado nacio-
nal, pode-se destacar que doze delas concentram
seu mercado no Estado de São Paulo. Isso deve-
se ao grande número de usinas de açúcar e álcool
no interior paulista, clientes assíduos dessas tradi-
cionais empresas pesquisadas;
• quanto aos recursos humanos, nota-se que as
quatro primeiras empresas consideradas de
grande porte (acima de 500 empregados) detêm
6.087 funcionários, representando cerca de
50% do número de empregados do setor metal-
mecânico da região;
• a empresa 12, apesar de estar enquadrada como
porte médio pelo faturamento, possui menos de
100 funcionários (81 empregados);
• também a empresa 19, apesar de estar enqua-
drada como porte pequeno pelo faturamento,
possui mais de 99 funcionários (120 emprega-
dos), com o que se enquadraria como de porte
médio;
• a empresa 02 não faz distinção, para efeito de
controle, entre mão-de-obra direta e indireta;
• e a empresa 04, devido à grande variedade de
produtos fabricados e possuir unidades fabris
descentralizadas, ainda detém um número ele-
vado de funcionários (1.500).
A figura 3 resume os dados coletados e expli-
citados nas tabelas 2 e 3. Ilustra a amostra estudada
em relação aos recursos humanos e o faturamento
médio anual das empresas pesquisadas em relação
ao número total de empregados existentes e ao fatu-
ramento total no setor metal-mecânico.
Fig. 3. Amostra pesquisada em relação ao emprego e ao faturamento do setor metal-mecânico de Piracicaba.
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28 Junho • 1999
O número de funcionários das empresas pes-
quisadas é também muito variável, levando a uma
relação de faturamento por funcionário igualmente
bastante variável. A figura 4 mostra essa relação em
que as empresas 01 e 02 estão bem ajustadas com
relação (faturamento/funcionário) na faixa, respecti-
vamente, de US$ 175.400,00 e US$ 188.900,00,
enquanto as empresas 14, 17, 18, 19 e 20 estão
num patamar muito baixo, com valores inferiores à
US$ 50.000,00. Portanto, essas empresas estão
necessitando otimizar seus recursos humanos ou
amplificar seus faturamentos para se ajustarem
melhor à realidade do mercado atual. Já a empresa
05, além de estar numa faixa de US$ 56.680,00 na
relação de faturamento por funcionários, possui
mão-de-obra indireta (232) maior que a direta
(209), demonstrando certo desequilíbrio dos recur-
sos humanos.
Adotou-se uma média de faturamento por
funcionário das empresas pesquisadas, obtendo-se
aproximadamente US$ 115.000,00 por ano, valor
considerado bom se comparado à média geral do
setor no Brasil, somente atingida ou ultrapassada
pelas empresas 01, 02, 03, 07 e 12. As demais fica-
ram muito abaixo desse valor, perfazendo uma
média aproximada de US$ 57.000,00, valor consi-
derado muito baixo para os padrões atuais, segundo
Marques (1995).
Fig. 4. Faturamento médio anual por funcionário de cada empresa.
Dados sobre os sistemas 
produtivos utilizados 
A tabela 4 apresenta dados das empresas pes-
quisadas, referentes aos sistemas produtivos, abran-
gendo questões como tipo de arranjo físico (layout),
localização e sistema de interação com seus clientes.
Quanto à localização, detectou-se que 11
empresas estão instaladas em área que permite ainda
expansão da área fabril, ou seja, houve um planeja-
mento da plant design para futuras instalações indus-
triais. Essas empresas 01, 02, 03, 06, 08, 10, 11, 13,
15, 16 e 17 são consideradas centralizadas e pos-
suem construção civil e instalações industriais rela-
tivamente modernas pelo tempo de construção
(variando de 5 a 15 anos aproximadamente);
existe preocupação com a preservação ambiental e
são dotadas de jardins arborizados (área verde). As
07, 12 e 20 são também centralizadas, porém suas
instalações fabris são antigas (variando de 15 a 50
anos), não permitindo qualquer tipo de expansão
por falta de área física e por suas instalações indus-
triais obsoletas.
Já as empresas 04, 05, 09, 14, 18 e 19 da
tabela 4 são consideradas descentralizadas, pois pos-
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 29
suem várias unidades fabris em diversas localidades,
estando suas matrizes situadas no perímetro urbano,
próximo a comércios e residências. Isso deve-se a
vários motivos, como fusão de empresas, terrenos
originais das oficinas da época dos proprietários imi-
grantes e falta de planejamento a longo prazo para
futura expansão industrial. Todas possuem instala-
ções industriais e construção civil antigas e obsoletas
(variando de 15 a 50 anos aproximadamente) e a
maioria já possui projeto industrial e terreno para a
expansão da fábrica no “próximo milênio”. Alegam
que só não concretizaram essa nova fábrica antes
devido à desaceleração do mercado e dificuldades
que vinham tendo nos últimos anos, criando uma
certa instabilidade quanto às perspectivas para o
futuro.
Tabela 4. Dados sobre os sistemas produtivos utilizados.
Nota: C = centralizada; D = descentralizada; misto = (combinação/miscelânea); MTS = produção p/ estoque; 
ATO = montagem sob encomenda; MTO = produção sob encomenda; ETO = engenharia sob encomenda.
Quanto ao tipo de arranjo físico (layout) das
fábricas pesquisadas, pode-se observar que:
• as empresas 01, 02, 08, 13 e 16 adotam já há
algum tempo o sistema de células de manufa-
tura e também possuem, em menor percentual,
o layout por produto, especificamente nas linhas
de montagens;
• as demais empresas possuem ainda alguns seto-
res mais antigos, com o arranjo funcional e
outros setores mais novos com arranjo celular;
• a grande inovação nos últimos cinco anos nestas
empresas foi a implementação do layout celular
em partes do sistema produtivo, tendo como
meta a substituição do arranjo funcional;
FÁBRICA
(LOCALIZAÇÃO)
SISTEMA DE PRODUÇÃO
TIPO DE LAYOUT INTERAÇÃO COM CLIENTES
EMPRESA C/D FUNCIONAL PRODUTO CELULAR MISTO MTS ATO MTO ETO
01 C X X X X X
02 C X X X X
03 C X X X
04 D X X X X X
05 D X X X X
06 C X X X
07 C X X X X
08 C X X X
09 D X X X
10 C X X X
11 C X X X
12 C X XX X
13 C X X X X
14 D X X
15 C X X X
16 C X X X
17 C X X
18 D X X X
19 D X X X
20 C X X X
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30 Junho • 1999
• nas empresas 04, 06 e 19, que trabalham num sis-
tema sazonal e atendem à manutenção dos equi-
pamentos das usinas de açúcar e álcool nas
“entressafras” da cana-de-açúcar, detectou-se
ainda um quarto tipo de layout (misto), ou seja,
uma mistura dos três tradicionais (funcional/pro-
duto/celular), específico para reformas de equipa-
mentos para usinas de açúcar e álcool. Quando a
reforma do equipamento é na obra, ou seja, na
usina, utiliza-se o layout por posição fixa.
Quanto às formas de interação entre o sis-
tema produtivo e o cliente nas empresas estudadas,
observa-se que:
• a maioria das empresas pesquisadas utiliza a
forma de produção sob encomenda MTO com
o cliente – salvo as 02, 10, 11 e 17 (empresas
que atuam no ramo de autopeças), que utilizam
a forma de produção para estoque MTS;
• somente as empresas 04, 07 e 12 além da forma
de fabricação sob encomenda interagem tam-
bém na forma ETO (Engenharia sob Enco-
menda), visto que seus clientes quase sempre
solicitam equipamentos e/ou produtos específi-
cos (especiais), que necessitam do desenvolvi-
mento de um projeto específico. 
Tabela 5. Recursos tecnológicos utilizados.
Dados sobre as tecnologias de 
produção utilizadas
Pela tabela 5, pode-se observar que:
• todas as empresas utilizam máquinas operatrizes
convencionais e algumas, máquinas automáticas
específicas;
• excluindo-se as empresas 02, 04, 15 e 19, todas
possuem um tipo de máquina que utiliza o con-
trole numérico computadorizado CNC;
• das 16 empresas que possuem o CNC, somente
seis estão utilizando o controle numérico direto
(DNC), ou seja, empregam computadores con-
TECNOLOGIA
EMPRESA MÁQUINAS CONVENCIONAIS
MÁQUINAS 
AUTOMÁTI-
CAS
CNC DNC ROBÓTICA GT CAE CAD CAM CAPP
01 X X X X X X X X X X
02 X X X X X
03 X X X X X X X
04 X X X
05 X X X X X X X
06 X X X X X
07 X X X X X X
08 X X X X
09 X X X X X
10 X X X X X X
11 X X X X X X X X X
12 X X X X X X
13 X X X X X
14 X X X X
15 X X X X
16 X X X X X X
17 X X X X
18 X X X X X
19 X X
20 X X X
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 31
trolando simultaneamente mais de uma máquina
de controle numérico;
• observou-se também baixa utilização da robótica
nessas empresas, talvez por trabalharem quase
todas num sistema não seriado ou semi-seriado;
• excluindo-se a empresa 19, todas utilizam os
princípios da Tecnologia de Grupo-GT. Isso tam-
bém se explica por sua aplicação se restringir às
indústrias produtoras de uma variedade de pro-
dutos fabricados em pequenos e médios lotes do
setor metal-mecânico;
• observou-se alta utilização dos sistemas CAD/
CAM (Projeto e Manufatura Auxiliados por
Computador) e baixa utilização dos sistemas CAE
(Engenharia Auxiliada por Computador) (cinco
empresas) e CAPP (Planejamento do Processo
Auxiliado por Computador) (duas empresas);
• não foi encontrado em nenhuma das empresas a
utilização de AGV (Veículos Guiados Automati-
camente) nem de FMS (Sistemas Flexíveis de
Manufatura), daí não constarem da tabela 5;
• das empresas pesquisadas, a 01 é a que apre-
senta maior quantidade de novas tecnologias
produtivas. A empresa 19 apresentou piores
números nessa fase da pesquisa.
Dados sobre sistemas de
gestão utilizados na produção
e na qualidade
O objetivo principal desse tópico é relatar a
utilização das técnicas e sistemas de gestão emprega-
dos na produção e relacionados à qualidade das
empresas pesquisadas. A tabela 7 apresenta dados
referentes à produção, utilizando-se da escala de
valor expressa na tabela 6.
Tabela 6. Escala conceitual de valor.
Tabela 7. Técnicas e sistemas de gestão utilizados na produção. 
ESCALA CONCEITUAL DE VALOR
1 Não conhece
2 Conhece, mas não aplica
3 Conhece, pretende aplicar
4 Conhece, aplica parcialmente
5 Conhece, aplica plenamente
TÉCNICAS E SISTEMAS DE GESTÃO UTILIZADOS NA PRODUÇÃO
EMPRESA MRP MRP II ERP JIT KANBAN TOC
01 5 5 4 5 5 5
02 5 2 2 5 5 5
03 4 3 2 2 2 5
04 5 5 2 4 4 4
05 5 4 3 2 2 2
06 4 2 1 2 2 1
07 5 5 2 2 2 2
08 5 2 3 3 5 4
09 5 2 1 4 2 2
10 5 4 1 4 4 4
11 2 2 3 4 2 4
12 2 4 1 4 4 1
13 2 3 1 4 2 3
14 2 2 1 4 2 1
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32 Junho • 1999
Quanto às técnicas e sistemas de gestão apli-
cados na produção e na qualidade, procurou-se
relacionar somente as principais técnicas e filoso-
fias. Os dados referentes à qualidade estão resumi-
dos na tabela 8, para o que fez-se uso novamente
da escala conceitual expressa na tabela 6.
Na análise das tabelas 7 e 8, simultaneamente,
destacou-se a nota 5 (conhece, aplica plenamente)
para melhor observar as tendências; verificando-se
especialmente que: 
• as empresas 17, 18, 19 e 20, de menor fatura-
mento, não estão preocupadas com nenhuma
dessas técnicas atuais de gestão de produção ou
de qualidade, pois sequer pretendem aplicá-las
nos próximos anos;
• as consideradas grandes já as aplicam plena-
mente ou parcialmente e estão se preparando
para implantação de outras técnicas mais moder-
nas, como o caso do ERP (Planejamento dos
Recursos da Empresa), na produção, e o QFD
(Desdobramento da Função Qualidade), na qua-
lidade;
• as empresas consideradas médias estão numa
faixa intermediária de aplicação parcial e preo-
cupadas com a modernização do seu sistema de
gerenciamento como um todo;
• nenhuma das empresas pesquisadas utilizava
plenamente um ERP;
• nove das vinte empresas utilizavam o sistema
MRP (Planejamento das Necessidades de Mate-
riais) na sua íntegra;
• somente as empresas 01, 04 e 07 estavam utili-
zando o sistema MRP-II (Planejamento dos
Recursos de Manufatura), tendo antes utilizado
o MRP. A empresa 01 foi a única que utilizava
esse sistema de controle integralmente em todas
as suas instalações;
• quanto ao JIT (Just-in-time), somente as empresas
01, 02 e 16 alegam empregá-lo na sua íntegra,
utilizando uma de suas principais ferramentas, o
sistema Kanban;
• a teoria das restrições (TOC) é utilizada integral-
mente somente nas empresas 01, 02, 03 e 16;
• observa-se também que as empresas 17, 18, 19 e
20 não conhecem, ou conhecem mas não apli-
cam, nenhuma das técnicas e sistemas de gestão
da produção e da qualidade mencionados neste
artigo;
• QFD não é utilizado plenamente em nenhuma
das empresas; 
• CEP (Controle Estatístico do Processo) e o FMEA
(Análise dos Modos e Falhas e seus Efeitos) só
eram utilizados plenamente nas empresas 01, 02,
10, 11 e 16, que tinham fabricação seriada e semi-
seriada. As demais alegam não justificar suas apli-
cações devido ao baixo volume e alta diversifica-
ção das peças;
• quanto ao 5S, sua utilização e conscientização
plena ocorria nas quatro empresas consideradas
grandes (01, 02, 03 e 04) e em três das conside-
radas médias (08, 13 e 16);
• TQC/TQM (Controle da Qualidade Total/Geren-
ciamento da Qualidade Total) não foi encontrado
implementado plenamente em nenhuma das
empresas pesquisadas, apenas verificando-se sua
aplicação parcial nas empresas 01, 02, 03, 04 e
08;
• quanto à Certificação ISO série 9000, as empre-
sas 02, 03, 04, 07, 10 e 13 já possuem a ISO série
9001 e as empresas 01, 04, 11 e 16, a ISO série
9002. As empresas 02 e 10, do ramo automotivo,
possuem também a certificação QS-9000;
• ainda referente à certificação as empresas 05, 06,
08 e 12 estão em fase de implantação e auditoria.
As 09, 14, 15, 17, 18, 19 e 20 foram taxativas
em afirmar que não pretendem investir na certifi-
cação por enquanto, alegando não ser prioridade
no momento e que sua falta não está afetando as
vendas.
15 2 2 3 2 2 1
16 5 2 2 5 5 5
17 2 2 1 2 2 1
18 2 1 1 2 2 1
19 1 1 1 2 2 1
20 2 1 1 2 2 1C&T13.book Page 32 Thursday, September 11, 2003 2:25 PM
REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 33
Tabela 8. Técnicas e sistemas de gestão utilizadas na qualidade.
Conclusões
Uma questão básica para a análise e discussão
dos dados levantados era verificar se existia alguma
diferenciação em termos de utilização das dimen-
sões (Tecnologias de Produção, Sistemas de Gestão
da Produção e Gestão da Qualidade) em relação aos
parâmetros (Porte, Ramo de Atuação e Origem) das
empresas pesquisadas.
Essa análise foi feita com base em duas variá-
veis importantes: a utilização e a atualização das tec-
nologias produtivas e dos sistemas de gestão da
produção e da qualidade utilizados pelas empresas
pesquisadas. Adicionalmente, para cada uma dessas
duas variáveis atribuiu-se os conceitos alta, média e
baixa (utilização e atualização). Esse procedimento
de análise está sintetizado na tabela 9.
Observa-se através da tabela 9 que existe uma
influência acentuada na utilização e atualização das
tecnologias produtivas e sistemas de gestão aplicados
na produção e na qualidade em relação aos três parâ-
metros básicos de análise, como porte, ramo de atua-
ção e origem/procedência das empresas pesquisadas. 
Começando pelo porte da empresa, ficou evi-
dente que quanto maior seu porte, maior a intensi-
TÉCNICAS E SISTEMAS DE GESTÃO UTILIZADOS NA QUALIDADE
EMPRESA CEP FMEA QFD 5S TQC/TQM ISO 9000QS 9000
01 5 5 3 5 4 5 9002
02 5 5 4 5 4 59001, QS9000 
03 2 2 1 5 4 5 9001
04 2 5 1 5 4 5 9001/9002
05 2 4 1 2 2 3
06 2 3 1 3 3 3
07 2 4 1 3 3 59001
08 2 2 1 5 4 3
09 2 4 1 4 2 2
10 5 5 1 4 3
5 
9001
QS9000
11 5 5 2 4 3 5 9002
12 2 4 1 2 3 3
13 4 3 1 5 3 59001
14 3 1 1 4 3 2
15 2 2 2 3 3 2
16 5 5 2 5 3 5 9002
17 2 2 1 2 2 2
18 2 1 1 3 2 2
19 2 1 1 2 2 2
20 2 1 1 2 2 2
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34 Junho • 1999
dade de utilização e atualização das dimensões
estudadas. Também o faturamento médio por funcio-
nário por ano está diretamente relacionado ao tama-
nho das empresas pesquisadas. Nesse caso específico,
as empresas consideradas de porte grande possuem
em média US$ 138.100,00, enquanto as médias e
pequenas possuem, respectivamente, US$ 73.200,00
e US$ 35.400,00.
O ramo de atuação das empresas pesquisadas
foi subdividido em três setores básicos: máquinas
agrícolas, elevação de cargas e movimentação do
solo; autopeças; e equipamentos para as usinas de
açúcar e álcool e equipamentos hidráulicos.
Analisando-se pelo ramo de atuação nos setores
(máquinas agrícolas, elevação de cargas e de movi-
mentação do solo e autopeças), observa-se a alta utili-
zação e atualização das dimensões estudadas, bem
como a alta faixa de faturamento por funcionário por
ano, variando de US$ 100.900,00 a US$ 120.000,00.
O mesmo não ocorre no terceiro ramo de atuação
(equipamentos para as usinas de açúcar e álcool e
equipamentos hidráulicos), em que o faturamento por
funcionário anual é relativamente menor, com níveis
médios de US$ 63.700,00. As empresas que atuam
nesse ramo não se destacam nem na utilização nem na
atualização dessas dimensões estudadas.
Já no terceiro parâmetro de análise, origem da
empresa, as evidências de que o capital estrangeiro
influi diretamente na utilização e atualização das tec-
nologias e técnicas de gestão são claras, pois as
empresas multinacionais (em total de quatro) foram
classificadas como de alta utilização e atualização e,
como já citado anteriormente, possuem média de
US$ 136.700,00 de faturamento por funcionário/
ano. Já as empresas nacionais possuem faturamento
médio de US$ 68.800,00 e ocupam posição média
em relação à utilização e atualização das tecnologias
e sistemas de gestão. 
A situação fica mais crítica nas empresas nacio-
nais consideradas familiares, isto é, aquelas em que
ainda existe um domínio centralizado nos proprietá-
rios originais, os quais em sua maioria ainda desco-
nhecem muitas tecnologias e sistemas atuais de
gestão empresarial, e não priorizam nenhuma das
três dimensões estudadas neste artigo. Essas empre-
sas estão numa faixa média de faturamento por fun-
cionário/ano de aproximadamente US$ 38.000,00 e
apresentam baixa utilização e atualização das dimen-
sões estudadas.
Tabela 9. Fatores relevantes das dimensões estudadas em relação a alguns parâmetros das empresas pesquisadas.
Onde: A = atualização; U = utilização
INDÚSTRIA METAL-MECÂNICA DE PIRACICABA
PARÂMETROS
FATURAMENTO 
FUNCIONÁRIO/
ANO
 (US$ MIL)
DIMENSÕES ESTUDADAS
TECNOLOGIAS 
PRODUTIVAS
SISTEMAS DE GESTÃO DA
PRODUÇÃO QUALIDADE
A* U* A* U* A* U*
PORTE 
DA
EMPRESA
Grande 138,1 Alta Alta Alta Alta Alta Alta
Médio 073,2 Média Média Baixa Alta Baixa Alta
Pequeno 035,4 Baixa Baixa Baixa Baixa Baixa Baixa
RAMO
DE
ATUAÇÃO
Máquinas agrícolas, 
elevação de cargas e 
movimentação do solo
120,0 Alta Alta Alta Alta Alta Alta
Autopeças 100,9 Alta Alta Alta Alta Alta Alta
Equipamentos para 
usinas de açúcar e 
álcool e equipamen-
tos hidráulicos
063,7 Média Média Média Média Média Média
ORIGEM
DA
EMPRESA
Multinacional 136,7 Alta Alta Alta Alta Alta Alta
Nacional 068,8 Média Média Média Média Média Média
Nacional familiar 038,0 Baixa Baixa Baixa Baixa Baixa Baixa
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REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA • 13 35
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36 Junho • 1999
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