Aula 01 Introducao

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28/07/2016
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Introdução
Sistemas de Manufatura
Prof. Gustavo Künzel
Introdução
• Seções:
1. Sistemas de Produção
2. Automação em Sistemas de Produção
3. Trabalho Manual nas Operações
4. Princípios e Estratégias de Automação
5. Organização dos conteúdos a serem estudados Intro
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1. SISTEMAS DE PRODUÇÃO
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Manufatura
Manufatura manus (mão) + factus (fazer) 
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Pequenas fábricas  Fábricas
Técnicas manuais Máquinas
Trabalhadores faziam tudo  Especialização Introd
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Realidades da manufatura moderna
• Globalização – Países subdesenvolvidos (China, India, Mexico) se tornam peças principais• Mão de obra barata
• Terceirização internacional – Peças e produtos feitoslocalmente são feitos agora em outros continentes ou paísesvizinhos• Diminuição de postos de trabalho
• Terceirização local – Uso de fornecedores locais• Fornecedores epecializados• Menos encargos trabalhistas• Limitação da capacidade de produção
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Realidades da manufatura moderna
• Fabricação terceirizada – Companhias especializadas na produção de produtos inteiros, e não apenas peças
• Preocupação com o projeto e a comercialização
• Tendências rumo ao setor de serviços
• Expectativa de qualidade – Tanto consumidores como clientes corporativos exigem alta qualidade
• Necessidade de eficiência operacional – Eficiência em suas operações de modo a diminuir custos de operação e manter a competitividade
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Abordagens e Tecnologias de Manufatura Moderna
• Automação – Equipamentos automatizados ao invés de mãode obra (reduzir custos de trabalho, diminuir tempos de ciclo, aumentar qualidade e consistência dos produtos)
• Tecnologias de Manuseio de Material – a manufatura envolveuma sequência de atividades; 
• Prover movimentação e a rastreabilidade dos materiais na planta
• Sistemas de manufatura – integração e coordenação de múltiplas estações de trabalho através de tecnologias de manuseio de material
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Abordagens e Tecnologias de Manufatura Moderna
• Manufatura flexível – para lidar com baixo volume e grande variedade de produtos
• Programas de qualidade – para alcançar a alta qualidade esperada
• Manufatura Integrada por Computador (CIM) - integrar design, produção e logística
• Produção enxuta – Aumentar a produtividade com menos recursos
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Sistema de produção
“Conjunto de pessoas, equipamentos e procedimentosorganizados de modo a cumprir as operações de manufatura de uma empresa”
• Categorias:• Instalações – Fábrica, equipamentos e a organização (layout da planta)
• Sistemas de suporte à manufatura – o conjunto de procedimentos usados em uma empresapara gerenciar a produção, resolver problemas técnicos e de logística naencomenda, movimentação e padrões de qualidade
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Sistema de produção
• Fig. 1.1
Colarinho azul
Colarinho branco
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As Instalações
• Incluem a fábrica, as máquinas e ferramentas de produção, equipamentos de tratamento de materiais, equipamentos de inspeção e sistemas de computadores que controlam as operações
• Layout da planta – distribuição dos equipamentos na fábrica
• Sistemas de manufatura – agrupamento lógico dos equipamentos e trabalhadores na fábrica
• Linha de produção• Estação de trabalho e trabalhador
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Sistemas de Manufatura
• Três categorias de participação humana nos processos:
1. Sistemas de trabalho manual – um trabalhador executandouma ou mais tarefas sem a ajuda de ferramentasmotorizadas, mas às vezes utilizando ferramentas de mão
2. Sistemas trabalhador-máquina – Um trabalhador operando uma máquina
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Sistemas de Manufatura
3. Sistemas automatizados – Processo executado por umamáquina sem participação direta de um humano
• Máquina semi-automatizada• Executa uma porção do trabalho através de um programa de controle• Um trabalhador faz as funções de carga e descarga, ou outro tipo de tarefa a cada ciclo• Máquina totalmente automatizada• Opera por longos períodos (diversos ciclos) sem necessidade de atenção humana• Manutenção periódica, problemas
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1. Sistemas de Trabalho Manual
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2. Sistemas Trabalhador-máquina
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3. Sistemas Automatizados
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Máquina semiautomatizadaParte do ciclo é autônomo
Máquina totalmente automatizadaLongos períodos sem intervenção
Sistema de trabalho manual(Fig. 1.2.a)
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Sistema trabalhador-máquina(Fig. 1.2.b)
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Sistema automatizado(Fig. 1.2.c)
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Sistemas de apoio à produção
“Pessoas e procedimentos pelos quais uma companhia gerencia suas operações de produção”
• Projetar o processo e equipamentos• Planejamento e controle das ordens de produção• Atendimento aos requisitos de qualidade Introd
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Sistemas de apoio à produção
• Fig. 1.3
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Sistemas de apoio à produção
• Ciclo de atividades de processamento de informações, com quatro funções:
1. Funções de negócio – meio principal de comunicação com o cliente
• Vendas, marketing, previsão de vendas, previsão de vendas, registro do pedido, contabilidade de custos, cobrança
• Um pedido ocorrerá nas seguintes formas:• Um pedido para fabricação de um item conforme as especificações do cliente• Um pedido para comprar um produto do fabricante• Um pedido interno de acordo com previsão de demanda
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Sistemas de apoio à produção
2. Design de produto – pesquisa e desenvolvimento, design, protótipos
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Sistemas de apoio à produção
3. Planejamento da manufatura – informações e documentação do design são usadas na função de planejamento da manufatura
• Planejamento do processo: consiste em determinar a sequencia de processamento individual e das operações de montagem• Plano mestre de produção (MPS) lista de produtos a serem feitos, as datas de entrega e quantidades• Planejamento da necessidade de materiais (MRP): planejar as montagens individuais e submontagens que haverão em cada produto• Planejamento da capacidade se preocupará com os recursos (maquinário e mão de obra) necessários
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Sistemas de apoio à produção
4. Controle da manufatura – gerenciar e controlar as operações físicas da fábrica para implementar os planos de produção
• Controle do chão de fábrica lida com o controle do progresso do produto ao longo do seu processamento, montagem, movimentação, inspeção• Controle de estoque tenta equilibrar o risco de haver pouco estoque (falta de materiais) e o custo de um estoque muito alto, (o que solicitar e quando solicitar)• Controle de qualidade Garantir que os produtos e componentes atendem aos requisitos do design
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25 2. AUTOMAÇÃO NOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO
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Automação nos sistemas de produção
• Duas categorias de automação nos sistemas de produção:
1. Automação dos sistemas de manufatura da fábrica
2. Controle computadorizado dos sistemas de apoio à manufatura
• Ocorre sobreposição em determinados momentos, pois ossistemas são conectados• Manufatura Integrada por Computador
• Computer-Integrated Manufacturing (CIM)
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CIM
Fig. 1.4 Oportunidades para automação e uso de computadores em um sistema de produção
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Sistemas de produção automatizados
• Operações automatizadas
• processamento• montagem• inspeção• manipulação de materiais
• Reduzida participação humana nos processos In
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• Exemplos:
• Máquinas-ferramenta automatizadas• Linhas de transferência com diversas operações de usinagemautomatizadas
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• Exemplos:• Linhas de montagem automatizadas• Robôs industriais
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Sistemas de produção automatizados
• Exemplos:
• Sistemas de manipulação e armazenamento de materiaisautomatizados
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Sistemas de produção automatizados
• Exemplos:
• Inspeção automática
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Variedade de produto x Quantidade produzida
• Fig. 1.5
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Automação Rígida
• Características
• Alta produção• Alto investimento – equipamentos customizados• Altas taxas de produção• Pouca varidade
• Uso de 
• Linhas de transferência - esteiras• Linhas automáticas de montagem
• Ex: Coca-cola
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Automação Flexível
• Características:
• Alto investimento em equipamentos de engenharia específica• Produção contínua de produtos variados• Taxas médias de produção• Flexibilidade para lidar com variações
• Ex: Montadoras de automóveis In
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Automação Flexível
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Automação Programável
• A sequência de operações é controlada por um programa, uma sequência de instruções que é lida e interpretada pelo sistema
• Novos programas para novos produtos
• Equipamentos típicos presentes
• Máquinas de comando numérico• Robôs industriais• CLPS
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Automação Programável
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Automação Programável
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Automação Programável
• Características:
• Alto investimento em equipamentos de propósito geral• Baixa produção• Flexibilidade para lidar com variações e mudanças nos produtos• Mais adequada para produção em batelada• Programação e ferramentas alteradas entre as bateladas Introd
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Sistemas computadorizados de apoio à produção
• Objetivos destes sistemas: 
• Reduzir o esforço manual no design, planejamento e controle da produção e funções de negócio
• Integrar computer-aided design (CAD) e computer-aided manufacturing (CAM) em CAD/CAM
• CIM inclui CAD/CAM e as funções de negócio da empresa• O termo CIM indica uso intenso de sistemas computadorizados nas diversas atividades necessárias em uma fábrica
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Razões para automação
• Aumentar produtividade• Reduzir custos• Reduzir impactos com mão de obra• Reduzir trabalhos rotineiros• Aumentar a segurança dos trabalhadores• Aumentar qualidade• Reduzir tempos de manufatura• Realizar operações que não são possíveis manualmente• Evitar altos custos da falta de automação
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Trabalho manual nas operações fabris
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Trabalho manual nas operações fabris
 Justifica-se quando Baixo custo da mão de obra
 A tarefa é tecnologicamente muito difícil de ser automatizada Dificuldades Problemas de acesso físico ao local de trabalho Necessidade de ajustes na tarefa Necessidade de destreza manual Coordenação visual da mão Operações de acabamento e inspeção Demandam o julgamento na avaliação da qualidade Manuseio de materiais frágeis e flexíveis
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Trabalho manual nas operações fabris
• Justifica-se quando
• Ciclo de vida do produto é curto• Produto deve ser lançado em curto período• Produto para atender a uma janela de oportunidade de mercado• Ficará pouco tempo no mercado• Ex: Páscoa, natal, evento
• Produto customizado
• Itens exclusivos
• Demanda que passa por altos e baixos
• Pode-se produzir uma quantidade maior ou menor, sem exigir o investimento em equipamento
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Trabalho manual nas operações fabris
 Justifica-se quando
 Reduzir riscos de falhas no produto O uso do trabalho manual no início do ciclo de vida do produto reduz o risco de a empresa perder investimento significativo em automação, caso o produto não consiga alcançar uma vida longa no mercado
 Falta de capital Não há capital para investimento em automação
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Trabalho nos sistemas de apoio à manufatura
• Designers de produtos criativos• Engenheiros de produção
• Projetar ferramentas e equipamentos• Planejar a produção e a logística• Manutenção de equipamentos• Programação e operação de computadores• Trabalhos de projeto de engenharia• Gerenciamento da planta• Melhoria de processos
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51 4. PRINCÍPIOS E ESTRATÉGIAS PARA A AUTOMAÇÃO
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Princípios e Estratégias para a Automação
• A automação nem sempre será a solução para as diferentes situações de produção• Deve-se tomar cuidado ao se observar e aplicar tecnologias de automação
• Princípio “USA”• Dez estratégias para melhoria e automação de processos• Estratégia de migração para a automação
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Princípio U.S.A
• Understand – Entender o processo existente
• Análise de entradas e saídas• Análise da cadeia de insumos• Diagramas operacionais e de fluxo e modelagem matemática
• Simplificar o processo
• Reduzir passos e movimentos desnecessários
• Automatizar o processo
• Dez estratégias para automação e sistemas de produção• Estratégia de migração
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Dez estratégias para a melhoria dos processos
• Se a automação parece atrativa para melhorar a produção, seguem algumas estratégias que podem auxiliar
1. Especialização das operações: O uso de equipamentos desenhados para uma operação específica com a máxima eficiência
2. Operações combinadas: Reduzir o número de estações de trabalho e máquinas distintas pelas quais a peça deve passar. Economia de configuração, manipulação de materiais, tempos de espera e tempos de processo
3. Operações simultâneas: Reduzir tempo total de processamento
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Dez estratégias para a melhoria dos processos
4. Integração de operações: Unir diversas estações em um único mecanismo, utilizando sistemas de transporte automatizados para movimentar peças
5. Aumentar a flexibilidade: Alcançar o máximo uso de equipamentos em situações de média produção, usando o mesmo equipamento para diferentes produtos
6. Melhoria da manipulação e transporte de materiais, diminuindo tempos de produção, paradas, e outros
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Dez estratégias para a melhoria dos processos
7. Inspeção online: Permite correções no processo enquanto o produto está sendo feito, diminuindo defeitos e despedícios
8. Otimização e controle do processo: Melhorar o controle no nível do processo/máquina
9. Controle das operações da planta
10. Manufatura integrada por computador: Integração das operações de fábrica com as operações de projeto e de negócio
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Estratégia de Migração de Automação para novos produtos
• Um plano formalizado envolvendo os sistemas de manufatura que permite o crescimento da produção à medida que a demanda cresce
• Fase 1 – Produção manual• Fase 2 – Produção automatizada• Fase 3 – Produção automatizada e integrada In
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Estratégia de Migração de Automação para novos produtos
• Fase 1 – Produção manual
• Estações de trabalho individuais e independentes• Vantagens: Set-up rápido e baixo custo de ferramentas
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Estratégia de Migração de Automação para novos produtos
• Fase 2 – Produção automatizada
• Células automáticas operando de maneira independente• Justificada pelo aumento da demanda
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Estratégia de Migração de Automação para novos produtos
• Fase 3 – Produção automatizada e integrada
• Sistemas multiestação com operações seriadas e transferência automatizada entre as estações
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Estratégia de Migração para AutomaçãoFig. 1.6
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5. ORGANIZAÇÃO DOS TÓPICOS
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Organização dos conteúdos
• Visão Geral• Tecnologias de Automação e Controle• Tecnologias de transferência e manipulação de materiais• Sistemas de manufatura
• Controle de qualidade• Sistemas de suporte à manufatura
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Organização dos conteúdos
• Fig.1.7
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