Projeto Interdisciplinar Analise linha de montagem (Eletricidade Eletromagnetismo e Estratégia de Produção Industrial)

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UNIVERSIDADE positivo
centro tecnológico 
automação indústrial
alan henrique de souza
Alisson aristides
aleksy pypcak
rafael dos santos
eduardo m. hass
proposta de implantação de célula de produção para carrinhos eletrônicos a pilhas
curitiba
2013
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alan henrique de souza
Alisson aristides
aleksy pypcak
rafael dos santos
eduardo m. hass
proposta de implantação de célula de produção para carrinhos eletrônicos a pilhas
Projeto Interdisciplinar apresentado as matérias de Eletricidade Eletromagnetismo e Estratégia de Produção Industrial, como requisito parcial ao atingimento das competências envolvidas do curso de Tecnologia em Automação industrial, da Universidade Tecnológica Positivo.
Orientador: Prof. Ricardo Soares Cavassin.
Co-orientador: Prof. Fabiano de Souza Fatuch.
curitiba
2013
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LISTA DE ILUSTRAÇÕES
8Figura 1 – Faturamento anual do Setor	�
10Figura 2 – Fluxo da avaliação de produtividade.	�
11Figura 3 – Exemplo de linha de montagem em célula.	�
20Figura 4 – Simbologia fonte de Tensão.	�
20Figura 5 – Representação de movimento ordenado de elétrons.	�
21Figura 6 – Simbologia resistência.	�
21Figura 7 – Código de cores resistência.	�
22Figura 8 – Simbologia LDR	�
24Figura 9 – Simbologia Indutores.	�
25Figura 10 – Peças do modelo Carrinho Motorizado Nº 278 da empresa Funny Superior Manufacture.	�
27Figura 11 – Projeto eletrônico	�
29Figura 12 - Projeto modificado,Retirado transistor Tip 120,agregado transistor BC 549,com o objetivo de funcionalidade,assim não entrando no mérito da ligação Darlinton (Associação de transistores)oriunda do circuito original .	�
30Figura 13 – Fluxograma de montagem.	�
36Figura 14 – Fluxo do processo e movimentação de materiais.	�
39Figura 15 – Layout final	�
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LISTA DE TABELAS
8Tabela 1 – Demonstração do tempo disponível diário.	�
23Tabela 2 – Tabela de Resistividade	�
26Tabela 3 – Lista de peças do carrinho	�
31Tabela 4 – Sequência de Montagem Peças Inferiores.	�
32Tabela 5 – Sequência de Montagem Peças Superiores.	�
33Tabela 6 – Sequência de Montagem Placa de Controle.	�
33Tabela 7 – Código de Cores Cabos dos Componentes.	�
34Tabela 8 – Sequência de Montagem final	�
36Tabela 9 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Peças Superiores	�
37Tabela 10 - Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Peças Inferiores	�
37Tabela 11 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Placa eletrônica	�
37Tabela 12 - Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Final	�
38Tabela 13 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Embalagem	�
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sumário
71	introdução	�
71.1	O mercado de brinquedos no Brasil	�
81.2	Descrição da jornada de trabalho e metas de produção	�
92	referencial teórico	�
92.1	estratégia da produção	�
102.1.1	Determinação do número de funcionários e equipamentos	�
102.1.2	Produção em célula de manufatura	�
122.1.3	Fluxo do produto e movimentação de funcionários	�
122.1.4	Tempo Normal	�
122.1.5	Tempo Padrão	�
132.1.6	PDCA	�
142.1.7	Definição do TQC	�
152.1.8	Poka Yoke	�
152.1.9	Ferramentas para qualidade	�
162.1.10	Kaizem	�
172.1.11	Just in Time	�
182.1.12	Balanceamento de linha	�
192.2	conceitos de eletricidade	�
192.2.1	Tensão	�
202.2.2	Corrente elétrica	�
212.2.3	Resistência elétrica	�
222.2.3.1	LDR, Resistor dependente de luz.	�
222.2.3.2	Resistividade	�
232.2.4	Indutores	�
242.2.5	Primeira Lei de Ohm	�
242.2.6	Leis de Kirchhoff	�
253	Bill of material b.o.m	�
264	projeto eletrônico	�
264.1	Transistores Bipolares de junção	�
274.2	Saturação do Transistor	�
284.3	Método de análise de correntes através de cálculos	�
305	descrição do processo	�
315.1	Montagem das peças inferiores	�
325.2	montagem das peças superiores	�
335.3	montagem do circuito	�
345.4	MONTAGEM FINAL	�
345.5	testes	�
355.6	Embalagem	�
356	definição do layout físico e fluxo de funcinarios	�
356.1	Definição do número de funcionários	�
386.2	Layout	�
407	conclusão	�
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introdução
A empresa Funny toys manufacture é uma empresa bem conceituada na área de plásticos, papelaria e outros produtos afins, além disso para expandir-se no mercado, principalmente no Brasil, ela oferece custos mais baixos a seus consumidores e insiste em oferecer um “design” de produto inovador, assim ela se tornou uma empresa popular e muito procurada por seus clientes. A empresa Funny toys manufacture, possui um departamento de molde com mais de trinta técnicos profissionais e especializados na concepção e elaboração de seus moldes.
Mais de quarenta máquinas de moldagem por injeção de precisão, inclusive “rica” experiência na indústria de injeção;
Cinco linhas de pulverização automáticas;
Salas separadas de correspondência de cores;
Doze máquinas de tampo grafia;
Quatro máquinas de transferência de calor;
Seu objetivo é expandir os negócios e instalar uma pequena célula de manufatura de carrinhos no Brasil. Estaremos apresentando uma solução para o projeto eletrônico do dispositivo e montagem, isso contando que as peças plásticas serão feitas na China e exportadas para o Brasil.
O mercado de brinquedos no Brasil
Segundo ABRINQ (Associação Brasileira dos Fabricantes de Brinquedos) 2012 apresentou análises estatísticas que demonstram uma solidificação do mercado de brinquedos, onde as fabricações internas vem superando as importações. O desenvolvimento do setor vem trazendo novos brinquedos, com melhor designe, mais inteligentes e interativos, os investimentos na área seguem o mesmo ritmo possibilitando maior desenvolvimento e sustentabilidade do setor.
Figura 1 – Faturamento anual do Setor
Fonte: ABRINQ Fabricantes Nacionais Radar, 2012.
Descrição da jornada de trabalho e metas de produção
A empresa funcionará apenas em um turno e disponibilizara oito horas diárias, seu objetivo é produzir em média 66000 peças mês, seu turno se dividirá em 44 horas semanais, sendo que de segunda a sexta trabalham oito horas e nos sábados quatro horas. Dividindo pelos dias da semana resultará em 3000 peças por dia e no sábado 1500 peças. Abaixo apresentamos uma tabela com a relação do tempo disponível diário levando em consideração os descontos.
Tabela 1 – Demonstração do tempo disponível diário.
Fonte: Própria análise do caso.
referencial teórico
estratégia da produção
Para determinação do layout termos que analisar vários conceitos básicos, Segundo Dias (1993) o layout é a maneira como os homens, máquinas e equipamentos estão dispostos em uma fábrica. De acordo com Martins e Laugeni (1998) existem cinco principais tipos de layout por processo ou funcional, em linha, celular, por posição fixa e layouts combinados. 
O estudo do layout é um tipo de estudo tático que visa definir a melhor forma de dispor os equipamentos e pessoas de forma que tenha o mínimo de percas possível, a produtividade é um fator importante na determinação de um layout podendo afirma que o objetivo final de todo gerente é aumentar a produtividade da unidade organizacional. Para elaboração e reconstrução de um layout deve-se iniciando pelo planejamento do todo e depois as partes e planejamento o ideal e depois o prático. A análise geral para determinar a elaboração do layout depende da capacidade da empresa, com o intuito de definir a quantidade que será produzida, o número de máquinas e/ou pessoas, a área de estoque entre outros (MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998). 
Levando em consideração que a avaliação do processo é um fator chave para o funcionamento de uma empresa, é a capacidade de medir seu desempenho. Sem os indicadores de desempenho apropriados não é possível avaliar o desempenho de uma organização ou comparar sua performance com a de seus competidores. A produtividade mede a eficiência no qual convertemos as entradas em saídas (DAVIS Mark M., AQUILANO Nicholas J. e CHASE Richard B. 2001).
Figura 2 – Fluxo da avaliação de produtividade.Fonte: Própria, análise do conceito.
Determinação do número de funcionários e equipamentos
Segundo Laugeni (1998) a quantidade de equipamentos a ser utilizado depende das suas capacidades produtivas, do número de turnos e das especificações técnicas de cada equipamento.
Segundo as teorias explicadas, para determinar a quantidade de equipamentos ou mão de obra de forma simples levamos em consideração os seguintes aspectos:
- Tempo de operação (t)
- Eficiência do equipamento (e)
- Quantidade de vezes que se repete a operação (N)
- Quantidade de horas trabalhadas por turno (h)
- Quantidades de dias de trabalho (d)
- Numero de turnos (Tn)
 
Equação 1 - Equação Básica do Dimensionado de Equipamentos.
Fonte: Aula 3 Fatuch, Fabiano de Souza; Curitiba; 2013. 
Produção em célula de manufatura
Neste método o material se desloca dentro da célula, sua principal característica é a relativa flexibilidade quanto ao tamanho dos lotes por produto elevando os níveis de qualidade e de produtividade. Ele consiste em arranjar em um só local máquinas diferentes que possam fabricar um produto inteiro, ajuda diminuir o transporte de materiais e os estoques (MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998). 
O arranjo físico em células se baseia no princípio da tecnologia de grupo. Esse princípio busca melhorar a eficiência na produção de itens muito variados, agrupando-os de acordo com um critério escolhido, o qual pode ser por semelhança na forma, por utilização de componentes em comum, por processamento no mesmo conjunto de máquinas ou por outro critério à escolha (Miyake 2006).
Dessa maneira, o layout é definido para um determinado conjunto em vez de ser baseado num único produto, ganhando-se flexibilidade e espaço. (Zagonel 2006) cita mais algumas vantagens do arranjo celular face ao arranjo funcional entre elas podemos destacar a redução de produtos com defeitos, maior produtividade, menor manuseio das peças/produtos e menos movimentação do operário, menor tempo de setup, menor estoque em processo e menores filas de espera.
Caso a demanda seja menor, um único operador pode realizar todas as tarefas da célula. Há também a opção de colocar dois ou mais trabalhadores em série utilizando também todos os postos. Observe que a movimentação interna da célula é dinâmica e terá alterações conforme a demanda varie. Segundo (Ghinato 1998), a quantidade de máquinas comandadas por cada operário está limitada apenas pelo tempo de ciclo e as habilidades do mesmo em realizar as diferentes rotinas.
Figura 3 – Exemplo de linha de montagem em célula.
Fonte: Fonte Própria.
Fluxo do produto e movimentação de funcionários
Para identifica o fluxo do produto quanto a movimentação dos funcionários pode ser analisado por carta multiprocesso e ou fluxograma. Sempre que possível deve-se determinar a quantidade deslocada entre origens e destinos e os meios de transportes a serem utilizados para que se tenha um custo unitário de deslocamento (MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998). 
Um fluxograma pode ser definido como um diagrama esquemático que apresenta uma sequência de operações, tal como para um programa de computador ou processo industrial (Priberam 2013).
Tempo Normal
A análise do tempo normal inicia pelo levantamento dos tempo de cada operação, onde são realizados cronometragens em diversas tomadas para se efetuar uma relação média entre as percas de tempo resultantes do trabalho manual, que é multiplicado pelo percentual de ritmo para alcançar o tempo normal.
TN = (TC) x VrT
TN = Tempo Normal
TC = Média dos tempos Cronometrados
VrT = Percentual velocidade, ritmo.
Equação 2 – Tempo Normal
Fonte: MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998. 
Tempo Padrão
O tempo padrão é o tempo normal multiplicado pelos percentuais de Tolerâncias Pessoais, Fadiga, Troca de Ferramenta e outras percas eventuais, serve para determinar o tempo necessário para se produzir uma peça levando em consideração os aspectos que influenciam na produtividade do indivíduo ou do equipamento.
TP = (TN)x(AF)x(TP)x(TF)
TP = Tempo Padrão
TN = Tempo Normal
AF = Percentual de Fadiga
TP = Percentual de Tolerâncias Pessoais
TF = Percentual Troca de Ferramenta
Equação 3 – Tempo Padão
Fonte: MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998. 
PDCA
O Ciclo de PDCA de Shewhart-Deming: PDCA são as iniciais de Plan, Do, Check e Act (Planeje, Faça, Verifique e Aja, popularizada por Deming, é quase um ícone para os planos de melhoramento continuo em operações. A partir da identificação de um problema ou de uma oportunidade de melhoramento são aplicadas de tal forma:
1. Planeje: Nesta fase o processo ou situação é estudada, identificando os problemas e as formas de resolvê-los. As necessidades e as expectativas dos clientes, tanto internos quanto externos, são consideradas, os objetivos de melhoramentos e suas formas de mediação são estabelecidos;
2. Faça: agora o plano deve ser implementado de forma ainda experimental. O melhoramento obtido deve ser medido e os resultados registrados;
3. Verifique: Nesta fase, com base nos resultados experimentais obtidos, o plano definido na primeira fase deve ser avaliado. Os objetivos definidos estão sendo alcançados? As formas de medição estão convenientes? Novos problemas ocorreram?
4. Aja: Nesta fase, o plano é implementado e passa a fazer parte dos processos normais da operação. A partir daí, reinicia-se o percurso do ciclo a partir dos melhoramentos já obtidos.
Definição do TQC
O Controle Total da Qualidade é um sistema efetivo para integrar os esforços dos vários grupos de uma organização, no desenvolvimento da qualidade, na manutenção da qualidade e no melhoramento da qualidade, de maneira que habilite marketing, engenharia, produção e serviço com os melhores níveis econômicos que permitam a completa satisfação ao cliente. 
Segundo Feigenbaum (1987), a atividade de controle de qualidade tem quatro passos:
1. estabelecimento de padrões: determinar os padrões requeridos para custo, desempenho, segurança e confiabilidade;
2. avaliação da conformidade: comparar a conformidade do produto manufaturado ou do serviço oferecido com esses padrões;
3. Agir quando necessário: corrigir os problemas e suas causas, através da gama completa de fatores de marketing, projeto, engenharia, produção e manutenção, que influenciam a satisfação do usuário;
4. planejar para o melhoramento: desenvolver um esforço continuo para melhorar os padrões de custo, desempenho, segurança e confiabilidade.
Semelhante ao TQC, entre 1955 e 1960, foi desenvolvido por Kaoru Ishikawa o 
CWQC (Controle Total de Qualidade para toda empresa) que recomendava que as ações de qualidade fossem tomadas sobre todas as atividades da empresa que houvesse oportunidade de melhoramento, pertencessem ou não ao ciclo industrial, fossem elas atividades do projeto do produto, da contabilidade ou simplesmente do escritório. Os métodos de solução de problemas de Ishikawa representados pelas Sete Ferramentas podem ser aplicados a qualquer tipo de problema. Eles são divididos em três níveis: o nível básico é constituído pelas sete ferramentas, de domínio de todos na empresa, de nível intermediário, que inclui estimação estatística, e projetos de experimento, de domínio de especialistas e gerentes de qualidade e o nível avançado, de domínio de profissionais especialistas e consultores. Neste último, incluem-se projetos experimentais avançados e técnicas de pesquisa operacional.
Poka Yoke
Do ZQC (Zero Quality Control) criada por Shigeo Shingo que conduziria a uma produção Zero-Defeito, surgiu a filosofia de Poka-Yoke, que defende que qualidade (zero defeitos) é obtida por ações objetivas auxiliada pelo uso de dispositivos físicos, e não pela extorsão a busca de perfeição. Continuado a busca da eliminação de potenciais de erros e o mais próximo possível de suas causas, os conceitos do poka-yokesão aplicados desde o projeto, estendendo-se também à manutenção.
Os conceitos de Poka-Yoke envolvem:
•Controles ou características do produto ou de seu processo de obtenção, que evitem ou minimizem a ocorrência dos erros;
•Dispositivos ou ações simples (geralmente de pouco custo) ao final das operações sucessivas, de modo a detectar e corrigir os erros em sua fonte.
Alguns princípios apontam para áreas de ação do poca-yoke:
Detecção: Buscar identificar o erro antes que esse torne um defeito.
Minimização: buscar minimizar o efeito do erro.
Facilitação: busca a adoção de técnicas que facilitem a execução das tarefas dos processos de manufatura ou fornecimento de serviços.
Prevenção: busca de ações para impedir que o erro ocorra.
Substituição: busca substituir processos ou sistemas por outros mais consistentes.
Eliminação: busca a eliminação da possibilidade de ocorrência de erros pelo redesenho do produto, do processo de obtenção ou da prestação de serviço.
Ferramentas para qualidade
Noventa e cinco por cento dos problemas relacionados a qualidade podem ser resolvidos com o uso de sete ferramentas quantitativas básicas (kaoru Ishikawa). Foram montadas com o propósito de: municiar os participantes dos processos com ferramentas simples e ao mesmo tempo fortes, de fácil entendimento e aplicação, de forma a apoia-la na resolução e no controle de problemas de qualidade e os mais próximo possível de suas ocorrências. São elas
1. diagrama de processo;
2. análise de Pareto;
3. diagrama de causa e efeito (ou diagrama de Ishikawa);
4. diagramas de correlação;
5. histogramas;
6. cartas de controle de processos;
7. Folhas de verificação.
Kaizem
A palavra japonesa kaizen significa melhoramento, melhoramento continuo e continuado, envolvendo toda a organização. As atividades de Kaizen podem ser conduzidas numa variedade de maneiras e com uma variedade de objetivos, mas o aspecto essencial é que são orientadas para times de trabalho que, através de intenso envolvimento pessoal, sugerem, analisam, propõem e, se a alteração sugerida é aprovada pelo comitê competente, implementam melhoramentos de forma continua em aspectos como:
•	processos;
•	fluxo de trabalho;
•	arranjo físico
•	método e divisão de trabalho;
•	equipamentos e instalação, entre outros.
Just in Time
O Just in Time surgiu no Japão, em meados de 1970, sendo sua ideia básica e seu desenvolvimento creditados à Toyota Montor Company, que buscava um sistema que pudesse coordenar, precisamente, a produção com a demanda especifica de diferentes modelos e cores de veículos como mínimo de atraso. O sistema de “puxar” a produção a partir da demanda, produzindo em cada estágio somente itens necessários, nas quantidades e no momento necessários, ficou conhecida no ocidente como sistema KANBAN, que é o nome dado aos cartões utilizados para autorizar a produção e a movimentação de itens, ao longo do processo produtivo. Algumas expressões são geralmente usadas para traduzir aspectos na filosofia Just in Time:
•	Produção sem estoques;
•	Produção enxuta;
•	eliminação de desperdícios;
•	manufatura de fluxo contínuo;
•	esforço na resolução de problemas.
Os objetivos operacionais do sistema JIT são a qualidade e flexibilidade. Faz isso colocado duas metas de gestão acima de qualquer outra: a melhoria contínua e o ataque incessante aos desperdícios. Tradicionalmente os estoques eram utilizados para evitar descontinuidades do processo produtivo, face os diversos problemas de produção o sistema aponta alguns classificados em três grupos: problemas de qualidade, problemas de quebra de máquina; problemas de preparação máquina. O estoque funciona como investimento necessário quando problemas como os citados estão presentes no processo produtivo. O objetivo da filosofia JIT é reduzir estoque, de modo que os problemas fique visíveis e possam ser eliminados através de esforços concentrados e priorizados. À medida que esses problemas vão sendo eliminados, reduzem-se mais os estoques, buscando-se continuamente novos problemas escondidos. Com essa prática o sistema visar fazer com que o sistema produtivo alcance melhores índices de qualidade, maior confiabilidade de seus equipamentos e maior flexibilidade, principalmente através da redução de tempos de preparação de máquinas, permitindo a produção de lotes menores e mais adequados a demanda de mercado.
Balanceamento de linha
Para o balanceamento segundo MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro (1998), deve-se em primeiro lugar determinar o Takt time ou seja, a frequência com que uma peça deve sair da linha. 
TK = TP/ Q
TK = Tempo Ciclo
TP = Tempo de Produção
Q = Quantidade de peças que serão produzidas
Equação 4 – Equação TaktTime
A partir do tempo de ciclo, determinamos o número mínimo de operadores que seriam necessários para atender a demanda de produção.
	N = TPt/TC
	N = Número de Funcionários
	TPt = Tempo padrão total para produzir uma peça
	TC = Tempo Ciclo
Equação 5 – Equação do Número de Funcionários
Em seguida deve-se verificar se o número teórico de operadores é suficiente para os requisitos de produção, determinando –se o número real de operadores.
Tempo da peça X ciclo
Tempo da peça = tempo de todas as tarefas
Tempo de ciclo = intervalo de tempo entre 2 peças consecutivas.
Para dimensionamento da linha de montagem temos que levar em conta a sequência do processo. 
conceitos de eletricidade
Os conceitos de eletricidade são essenciais para análise do circuito, além de que também é necessário um conhecimento do funcionamento de cada dispositivo que compõe o circuito.
Tensão 
Os primeiros estudos com tensão foram realizados pelo Conde Alessandro Volta, apresentados no Congresso Internacional de Eletricidade, em Paris 1881. Em sua homenagem foi escolhido o nome volt (v) como unidade de medida. Segundo definição tensão é a diferença de potencial entre dois pontos quaisquer (BOYLE0STAD, Robert L. 2012). A equação que define tensão é.
Equação 6 – Equação Tensão.
Fonte: Aula 2 Cassin, Ricardo Soares, 2013.
Existem várias formas de se obter tensão podendo ser realizada por reação química usada em baterias e pilhas, outras fontes usam o método mecânico como geradores mecânicos e a vapor. A finalidade desses equipamentos é criar uma separação de cargas e assim existir uma diferença de potencial entre dois pontos.
A Figura 2 mostra a simbologia utilizada representação para fontes de tensão. O termo CC representa abreviação para o termo corrente contínua onde os sentidos das cargas são unidirecionais, o símbolo que possui a barra maior é denominado como terminal positivo e o símbolo com a barra menor e denominado como terminal negativo, já o termo CA é a abreviação do termo corrente alternada onde os sentidos das cargas alternam a polaridade (BOYLESTAD, Robert L. 2012).
Figura 4 – Simbologia fonte de Tensão.
Fonte: Aula 2 Cassin, Ricardo Soares, 2013.
Corrente elétrica
A corrente elétrica é denominada como movimento ordenado de elétrons, onde “A tensão aplicada é o mecanismo de partida, a corrente é uma reação à tensão aplicada.” (BOYLESTAD, Robert L., 2012, p28). A unidade de medida de corrente é ampère (A).
Figura 5 – Representação de movimento ordenado de elétrons.
Fonte: Imagem do site, disponível em < http://www.fisicapaidegua.com> .
Resistência elétrica
O termo resistência elétrica se refere a oposição a passagem de elétrons, a unidade de medida de resistência elétrica é ohm representado pela letra ômega (Ω). Resistores são componentes da eletrônica com a função de se opor a passagem de corrente, essa característica os torna elementos de grande utilização em circuitos elétricos considerando que com ele podemos variar a corrente do circuito de acordo com nossa necessidade. Os resistores podem ser encontrados com resistência variável ou resistência fixa.
Figura 6 – Simbologia resistência.Fonte: Aula 2 Cassin, Ricardo Soares, 2013.
Para identificação do resistor é utilizado o código de cores representado na figura abaixo.
Figura 7 – Código de cores resistência.
Fonte: Imagem do site, disponível em <http://www.radiopoint.com.br/codsmd.htm>
LDR, Resistor dependente de luz.
O LDR (Light Dependent Resistor) ou Foto-Resistore é um tipo de resistor sensíveis a luz cuja resistência vairia de acordo com intensidade luminosa sobre ele, a sua superfície possui uma substância chamada Sulfeto de Cádmio ou CdS. No escuro eles apresentam uma resistência muito alta e no claro possuem uma resistência muito baixa. Na figura abaixo temos os símbolos usados para representar os LDRs (BRAGA, Newton C. Curso de Eletrônica Parte 3. Disponível em <http://www.newtoncbraga.com.br> Acesso em: 15 jun. 2013, 19:52).
Figura 8 – Simbologia LDR
Fonte: Imagem do site, disponível em <http://www.newtoncbraga.com.br>
Resistividade
A variação da resistência de um material varia de acordo com 4 fatores:
- A resistividade: muda conforme a estrutura atômica do material.
- O comprimento: quanto maior o comprimento maior a resistência. 
- A área de seção reta: quanto maior a área menor a resistência.
- Temperatura: a resistência aumenta com o aumento da temperatura, que faz as partículas da estrutura molecular se movimentarem mais, dificultando a movimentação dos elétrons livres.
Tabela 2 – Tabela de Resistividade
Fonte: Aula 2 Cavassin, Ricardo Soares, 2013.
Segue abaixo equação para cálculo da resistência considerando temperatura de 20º C.
Equação 7 – Resistência do Material
Fonte: Aula 2 Cavassin, Ricardo Soares, 2013.
Indutores
Quando a corrente que atravessa um condutor varia, o fluxo magnético que o envolve também varia. Esta variação de fluxo magnético ocasiona a indução de uma voltagem num circuito próximo ao condutor (SENAI CIC SETSAN, 	Apostila de Eletricidade e Eletrônica, 2008). Existem indutores a ar e indutores com núcleo magnético e são representados conforme figura abaixo:
Figura 9 – Simbologia Indutores.
Fonte: SENAI, CIC SETSAN, Apostila Eletrônica e Eletricidade, Paraná 2008. 
Primeira Lei de Ohm
A primeira lei de Ohm define que a corrente é o efeito, a tensão ou diferença de potencial é a causa, e a oposição ao fluxo de cargas é a resistência. Com esse conceito conseguiu chegar a seguinte equação:
Equação 8 – Primeira Lei de Ohm.
Fonte: BOYLESTAD, Robert L. Introdução à Análise de Circuitos 12.ed. pág. 85.
Essa equação é a relação entre as grandezas tensão, corrente e resistência onde mostra a proporcionalidade entre elas.
Leis de Kirchhoff
A primeira lei de Kirchhoff é a lei dos nós, define que a somatória das correntes que entram no nó é a mesma que sai do nó, onde o nó é o ponto de junção entre os condutores (BOYLESTAD, Robert L. 2012).
A segunda lei de Kirchhoff é a lei das malhas, define que a soma algébrica das tensões em qualquer malha é igual à soma algébrica das quedas de tensão, onde malha é qualquer caminho condutor em um circuito fechado (BOYLESTAD, Robert L. 2012).
Bill of material b.o.m
Para efetuar o levantamento dos componentes de um carrinho, utilizamos uma peça modelo Carrinho Motorizado Nº 278 da empresa Funny Superior Manufacture fabricado da China que possui uma composição semelhante ao produto foco. 
Figura 10 – Peças do modelo Carrinho Motorizado Nº 278 da empresa Funny Superior Manufacture.
Fonte: Própria, realizada durante os ensaios.
A desmontagem consistiu em separar parte a parte do dispositivo, levando em consideração as ferramentas utilizadas e obedecendo a uma sequência lógica. Verificamos também na loja o preço e os modelos disponíveis que seriam os modelos preto, cinza, vermelho e azul. Durante a análise de montagem verificamos quais seriam as ferramentas necessárias para efetuar a operação que são:
- Uma chave Philips para desparafusar qualquer parafuso do equipamento
- Um ferro de solda 100 w para soldar os pontos de solda
- Estanho
- Um sugador de solda pequeno na desmontagem para retirar o excesso de solda (pouco usado)
- Uma pistola de cola quente para colar os led’s.
Segue abaixo a lista de materiais.
Tabela 3 – Lista de peças do carrinho
	QUANTIDADE
	UNIDADE
	DESCRIÇÃO
	9
	Pç
	Parafuso Philips
	4
	Pç
	Roda plástica
	1
	Pç
	Para-brisa frontal acrílico
	2
	Pç
	Led
	1
	Pç
	Motor CC
	1
	Pç
	Chassis plástico com porta pilhas
	1
	Pç
	Cabine plástica cor prata ou preta ou azul ou vermelha
	1
	Pç
	Bancos, Painel, Volante 
	6
	Pç
	Cabinho amarelo 50mm x 0,5mm²
	6
	Pç
	Cabinho verde 50mm x 0,5mm²
	1
	Pç
	Interruptor 2 posições fixas
	2
	Pç
	Engrenagem plástica
	1
	Pç
	Suporte de fixação motor
	1
	Pç
	Para-choque frontal
	1
	Pç
	Para-choque traseiro
	4
	Pç
	Pilhas R6P 1,5V AA
	1
	Pç
	Placa de circuito impresso
	1
	Pç
	LDR
	1
	Pç
	Resistor de 3300 hom.
	1
	Pç
	Transistor
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo
projeto eletrônico
Transistores Bipolares de junção
Uma Junção p-n de um transistor é polarizada reversamente, enquanto a outra n-p é polarizada diretamente, a seta do símbolo define o sentido da corrente de emissor (Fluxo convencional, ou real) através do dispositivo.
Na região de corte, as junções base-emissor e base-coletor de um transistor são ambas polarizadas reversamente.
Na região de saturação, as junções base-emissor e base-coletor são polarizadas diretamente.
Figura 11 – Projeto eletrônico
Fonte - Projeto Original Instituto Newton C. Braga
Saturação do Transistor
O termo saturação é aplicado a qualquer sistema em que os níveis alcançaram seus valores máximos. Uma esponja saturada não é capaz de reter mais nenhuma gota de líquido. Para um transistor operando na região de saturação, a corrente apresenta um valor máximo para o projeto em particular. Modificando-se o projeto, o correspondente pode aumentar ou diminuir. Obviamente, o nível mais alto de saturação é definido pela corrente máxima de coletor fornecida pela folha de dados.
As condições para a saturação são geralmente evitadas porque a junção base-coletor não está mais polarizada reversamente e o sinal amplificado na saída estará distorcido. Um ponto de operação de saturação encontra-se em uma região onde as curvas características se agrupam, e a tensão coletor emissor tem um valor menor ou igual à Vce-saturado. Além disso, a corrente do coletor é relativamente alta nas curvas características, com a corrente relativamente alta presume-se que a tensão Vce seja 0 Volts.
Portanto se houver a necessidade imediata de saber qual à corrente de coletor máxima aproximada (nível de saturação) para um projeto em particular, é preciso inserir um curto-circuito equivalente entre o coletor e o emissor do transistor e calcular a corrente de coletor resultante. Em uma faz-se Vce=0 V. Boylestad, Robert L.2004.
Método de análise de correntes através de cálculos
Em análise de circuitos envolvendo transistores os valores calculados de correntes podem ser obtidos aplicando-se a lei de Kirchhoff para as correntes (LKC) como se fosse um nó simples obtendo assim:
Ie=Ic+Ib
(Corrente do emissor = corrente do coletor + corrente de base).
Ic=β(IB)
(Corrente do coletor =Beta. Corrente de base)
Vbe
 (Tensão base emissor) =0,7Volts.
Figura 12 - Projeto modificado, Retirado transistor Tip 120, agregado transistor BC 549, com o objetivo de funcionalidade, assim não entrando no mérito da ligação Darlinton (Associação de transistores) oriunda do circuito original.
descrição do processo
O processo de montagem inicia-se com a separação das peças maiores contando que o alojamento das peças menores fica próximo do local de montagem não sendo necessária a separação somente o controle, que será feito de dois em dois dias, verificando o consumo e repondoo valor mínimo de estoque em bancada.
Figura 13 – Fluxograma de montagem.
Fonte: Própria, resultado dos estudos do caso.
Será necessário montar as peças superiores cabine, para-brisa frontal e para-brisa traseiro em paralelo podem ser montados as peças inferiores chassis, motor, interruptor, rodas e suporte do motor e também a montagem da placa de controle que consiste em fixar os componentes eletrônicos no circuito impresso. Em seguida são soldadas os pontos de solda finais e testadas em bancada e por final embalados e enviados para logística, dentro do processo podemos citar outras etapas que são a movimentação dos materiais, movimentação da mão de obra e logística do estoque. Levando em consideração a linha de montagem, obtivesse o seguinte fluxograma representado na abaixo.
Todas etapas do processo devem ser antecedidas por um treinamento melhorando o rendimento do funcionário, além de oferecer as ferramentas apropriadas para o uso. A análise da procedência de cada fornecedor deve anteceder os processos, verificando a qualidade, a disponibilidade e a flexibilidade de compra para cada produto que compõe dispositivo.
Montagem das peças inferiores
Esta etapa de montagem consiste em agrupar o componentes do chassis que são as rodas, motor, comutadora, transmissão, para-choque frontal e para-choque traseiro. Nesta etapa, o chassis é a peça principal, nele vão fixados os demais componentes, inicialmente é encaixado o motor em um suporte de fixação onde são apertados três parafusos, em seguida são fixadas as engrenagens e colocadas a comutadora que é fixada com dois parafusos, são fixados o para-choque frontal e traseiro cada um por dois parafusos e por último as quatro rodas que são encaixadas. Segue abaixo tabela a sequência de montagem comparada com a atividade realizada:
Tabela 4 – Sequência de Montagem Peças Inferiores.
	Sequência
	Peça
	Atividade
	Quantidade
	1
	Chassis
	Encaixado
	1
	2
	Motor
	Encaixado
	1
	3
	Suporte Motor
	Parafusado
	3
	4
	Fixação Engrenagem
	Encaixado
	2
	5
	Comutadora
	Parafusado
	2
	6
	Para-choque Frontal
	Parafusado
	2
	7
	Para-choque Traseiro
	Parafusado
	2
	8
	Rodas
	Encaixado
	4
	8
	TOTAL
	2
	17
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo.
A montagem das rodas foi deixada por último para facilitar a fixação dos demais componentes, pois se for fixar os componentes com as rodas no chassis, o chassis fica difícil de manipular diminuindo o rendimento do funcionário, o desenvolvimento de um suporte adequado para o chassis seria o ideal, pois facilitaria o manuseio e melhoraria a qualidade do aperto dos dispositivos. A utilização de parafusadeiras elétricas além de aumentar o rendimento diminui a fadiga.
montagem das peças superiores
O conjunto das peças superiores é composto por cabine, para-brisa, led’s e acabamentos internos. Nesta etapa a cabine é a peça principal, nela serão fixados os demais componentes, inicialmente é encaixado o para-brisa e fixado por dois parafusos, em seguida são encaixados e colados os led’s com uma pistola de cola quente e então são fixados os acabamentos internos com dois parafusos. Durante esse processo é necessário o uso dos epi’s conforme análise de risco, além do uso de luvas para evitar a queima das mãos. Nesta será separada as cores das cabines de acordo com a necessidade de venda. Segue abaixo tabela a sequência de montagem comparada com a atividade realizada:
Tabela 5 – Sequência de Montagem Peças Superiores.
	Sequência
	Peça
	Atividade
	Quantidade
	1
	Cabine
	Encaixada
	1
	2
	Vidro
	Parafusado
	2
	3
	Acabamentos Internos
	Parafusado
	4
	3
	TOTAL
	2
	7
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo.
A padronização na posição dos led’s facilita as etapas finais de soldagem, evitando erros de ligação, por isso os polos negativos ficaram posicionados para baixo, logo o positivo para cima. O diodo possui uma identificação de polaridade, o local onde possui um corte é o lado negativo. Nesta etapa a criação de um suporte padrão também ajudaria no manuseio da peça.
montagem do circuito
A montagem do circuito consiste em soldar os componentes que na placa de circuito impresso. Nela são fixados o transistor, resistor, ldr e cabos de conexão. Segue abaixo tabela a sequência de montagem comparada com a atividade realizada:
Tabela 6 – Sequência de Montagem Placa de Controle.
	Sequência
	Peça
	Atividade
	Quantidade
	1
	Circuito Impresso
	Encaixado
	1
	2
	Transistor
	Solda pinos
	4
	3
	Resistor
	Solda pinos
	2
	4
	Ldr
	Solda pinos
	2
	5
	Cabos led's
	Solda pinos
	4
	6
	Cabos das comutadora
	Solda pinos
	2
	7
	Cabos pilhas
	Solda pinos
	2
	8
	Cabos motor
	Solda pinos
	2
	8
	TOTAL
	2
	19
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo
Para facilitar e melhorar a eficiência e qualidade de montagem, o projeto do circuito impresso deve possuir identificações nas posições de cada dispositivo padronizadas, além de ter uma bancada adequada com as ferramentas e epi’s para esta etapa. A padronização das cores dos cabinhos também facilita a verificação de erros além de evitá-lo, segue abaixo tabela com identificação das cores dos cabinhos:
Tabela 7 – Código de Cores Cabos dos Componentes. 
	Componente
	Descrição
	Cor
	Led Esquerdo
	Pino Positivo
	Azul Claro
	
	Pino Negativo
	Azul Escuro
	Led Direito
	Pino Positivo
	Verde Claro
	
	Pino Negativo
	Verde Escuro
	Motor
	Pino Positivo
	Vermelho Claro
	
	Pino Negativo
	Vermelho Escuro
	Pilhas
	Pino Positivo
	Amarelo Claro
	
	Pino Negativo
	Amarelo Escuro
	Comutadora
	Pino Positivo
	Preto
	
	Retorno
	Preto
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo.
MONTAGEM FINAL
A montagem final consiste em agrupar as partes superiores, inferiores e o circuito. Inicialmente solda-se os cabos no motor, led’s e comutadora, então é encaixada a placa no local padrão, em seguida é parafusado as partes inferiores nas partes superiores finalizando a montagem. Segue abaixo tabela a sequência de montagem comparada com a atividade realizada:
Tabela 8 – Sequência de Montagem final
	Sequência
	Peça
	Atividade
	Quantidade
	1
	Chassis
	Encaixado
	1
	2
	Placa de Controle
	Encaixado
	1
	3
	Solda Cabinhos
	Soldagem
	10
	4
	Cabine
	Parafusado
	2
	4
	TOTAL
	3
	14
Fonte: Própria, ensaio de montagem e desmontagem da peça modelo.
A montagem final deve obedecer os padrões estabelecidos nas etapas anteriores seguindo a mesma lógica dos códigos de cores e fixação. Segue abaixo análise dos tempos de montagem conforme conceitos de manufatura por amostragem de tempos e utilização das equações de 1, 2 e 3.
testes
O objetivo desta etapa é a seleção dos dispositivos com defeito onde serão identificados e separados para análise do controle de qualidade. As análises inicia com o posicionamento das pilhas no suporte de pilhas, em seguida e ligado e verificado led’s, movimento do carrinho e colocado na zona de embalagem ou na zona de peças com defeito.
Embalagem
Esta etapa final consiste em colocar os dispositivos em caixas adequadamente. Primeiro é montado o lado esquerdo da caixa conforme mostra identificação na caixa, em seguida é colocado um pedaço de isopor o carrinho e outro isopor, e por final e fechada a caixa selado com as fitas de vedação e então é colocada na caixa final posicionado conforme mostra fornecedor das embalagens. Nesta etapa são separados os lotes e feito a conferência das quantidades de cada lote, logo em seguida são fechados os lotes identificados e levados para etapa de logística.
definição do layout físico e fluxo de funcinarios
Com os fluxogramas do processo juntamente com os dados de montagem e as bases teóricas podemos definir um layout e seu fluxo utilizando os conceitos de manufatura em célulaapresentados por (MARTINS Petrônio G. e LAUGENI Fernando Pierro 1998). Primeiramente o layout deve permitir um fluxo contínuo, de preferência em linha reta, o layout em célula permite também que um funcionário faça mais de uma atividade. O layout será composto de três conjuntos de tarefas seguindo a linha de raciocínio do fluxograma, e será as células ficaram disposta como mostra o layout geral na Figura 14.
Definição do número de funcionários
Com a divisão das células obtivemos cinco atividade que funcionam independente, a logística do material na linha de montagem é fundamental para o fluxo de materiais, utilizando sistemas de Kamban pode facilitar a identificação de falta de materiais na linha.
Figura 14 – Fluxo do processo e movimentação de materiais.
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
	As atividades das linhas foram simuladas a cronometragem e levado em consideração as equação 1 para definir a mão de obra. Segue abaixo tabelas com os dados de montagem e cálculo de mão de obra de cada célula.
Tabela 9 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Peças Superiores
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
Tabela 10 - Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Peças Inferiores
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
Tabela 11 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Placa eletrônica
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
Tabela 12 - Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Final
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
Tabela 13 – Determinação Numero Funcionários e Takt Time Montagem Embalagem
Fonte: Própria, Resultado da análise do processo.
As células foram divididas conforme indicado acima e considerando 12% de fadiga, 9% de tolerâncias pessoais, 5% de troca de ferramentas e uma eficiência de 90%. O tempo total de produção da peça e determinado pela soma dos tempos padrões que resulta em 5,43 min, o takt time da linha ficou definido em 6.7 min. 
Layout
Com a definição do número de funcionários pode-se definir a quantidade de estações e um layout final. Para otimizar o processo a utilização de esteiras transportadoras evitaria movimentações desnecessária, o funcionário se movimentaria apenas para necessidades que já foram consideradas. Entre os processos de pré-montagem (montagem das peças inferiores, montagem das placas e montagem das partes superiores) e montagem final, é necessário prateleiras intermediando, pois os processos possuem números de funcionários diferentes e isso ajuda a manter o sincronismo da linha, as linhas de pré-montagem e montagem devem funcionar defasadas em meio dia para garantir o fluxo mínimo de material. Segue abaixo determinação do layout.
Figura 15 – Layout final
 Fonte - Própria, Resultado da análise do processo.
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conclusão
A implantação de sistemas de produção em célula para brinquedos, possui condições próprias porém podem ser adequadas aos sistemas de manufatura em célula. A manufatura em célula possibilita utilização da mão de obra em mais de uma função, a utilização dos sistemas de manufatura enxuta Just in time e suas metodologias derivadas 5S, Kamban, entre outros, podem aumentar o nível de qualidade dos produtos e diminuir o número de reprocesso. A utilizações de sistemas de padronização auxiliam no controle dos produtos e na qualidade do processo, evita erros e potencializa a produção. Neste caso foi necessário a divisão das células para aumentar a produção, devido que algumas atividades serão feitas em paralelo, para evitar problemas de sincronismo a logística entre os processos de pré-montagem e montagem possuem um estoque intermediário, defasado em meio período. A utilização de esteiras transportadoras apresentadas no layout minimizam a movimentação do operador. Esses sistema depende de uma logística bem estruturada, que seja capaz de gerenciar os estoques de materiais de consumo e materiais internos.
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Referências
MARTINS, Petrônio G.; LAUGENI, Fernando Piero. Administração da produção 2. ed. rev., aum. e atual São Paulo: Saraiva, 2005.
CORRÊIA, Henrique L.; Administração de produção e operações: manufatura e serviços: uma abordagem estratégica. 3. ed. – São Paulo: Atlas, 2012.
DAVIS, Mark M.; AQUILANO, Nicholas J.; CHASE Richard B. Fundamentos Administração da produção 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.
BOYLESTAD, Robert L. Introdução à análise de circuitos 12.ed.São Paulo: Person, 2012.
IRWIN, J. David. Análise de circuitos em engenharia 4.ed. São Paulo: Person, 2000.
SENAI CIC SETSAN, Apostila Eletricidade Eletrônica. Curitiba, 2008,
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: informação e documentação: referências: elaboração. Rio de Janeiro, 2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS FABRICANTES DE BRINQUEDOS. O desempenho do setor em 2012. São Paulo, 2012.