Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 1 Administração de Produção e Serviços Administração de Produção e Serviços Aula 5 Profa. Gilvane Marchesi CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 2 Conversa Inicial Olá, caro aluno! Essa é a nossa quinta aula da disciplina Administração de Produção e Serviços! Todas as operações usam algum tipo de tecnologia de processo. Mas você sabe quais são as vantagens de seu uso? Neste encontro, além de falarmos sobre esse assunto, falaremos sobre o conceito e os tipos de automação, os sistemas flexíveis de manufatura, entre outros temas que envolvem a administração de produção e serviços. Pronto para aprender esses temas? Então, assista à introdução de nossa aula, com a professora Gilvane Marchesi, em seu material on-line! Contextualização A tecnologia de processo auxilia a produção a atender a uma clara necessidade do mercado; em outras ocasiões, torna-se disponível e uma operação escolhe adotá-la na expectativa de que possa explorar seu potencial, de alguma forma. Qualquer que seja a motivação, todos os gerentes de produção precisam entender o que as tecnologias emergentes podem fazer, quais vantagens podem ser dadas e que limitações ela pode impor à operação produtiva. O artigo indicado em seu material on-line aborda aspectos a respeito da tecnologia de processo, e de outros temas que veremos nesta aula. Não deixe de conferir! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 3 TEMA 1 – Conceito e tipos de Automação O conceito mais antigo de automação é a associação da substituição de mão de obra humana por máquinas. Dentro do ponto de vista estratégico de produção, em que a automação integra um leque de novas tecnologias no processo produtivo, sabemos que o domínio dessa nova tecnologia trará vantagens competitivas para quem adotá- la, pois é cada vez maior o nível de exigência do público alvo quanto à qualidade, preços e flexibilidade dos produtos. Ao contrário do que é pregado no conceito de produção em massa, a automação permite incorporar padrões de qualidade, bem como flexibilizar a produção com mais variações sobre o mix de produtos. Para atingir objetivos e agregar valor, a estratégia de produção utiliza tecnologias de processo, máquinas e equipamentos. Tipos de Automação Existem, b asica ment e, t rês ti pos d e a utom açã o: a) Automação fixa É assim chamada quando a configuração dos equipamentos obriga a uma determinada sequência de operações. Este tipo de automação tem como características o alto investimento inicial em equipamentos e o alto volume de produção, resultando, por outro lado, em pouca flexibilização nos produtos. b) Automação programável O equipamento tem a capacidade de mudar a sequência de operações para fazer diferentes configurações de produtos. A operação é controlada por um programa e este pode ser alterado para a produção de novos produtos. Também exige altos investimentos em equipamentos de uso geral com menores taxas de produção, mas pode lidar com mudanças nos produtos, adequando-se a produção em lote. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 4 Para cada lote de um produto diferenciado, o sistema pode ser reprogramado, bem com a preparação física: novas ferramentas devem ser carregadas e novos acessórios devem ser fixados. O ciclo de produção do lote tem que incluir um período de preparação e a reprogramação que consumirá tempo. c) Automação flexível A automação flexível produz vários produtos ou peças com pouco tempo perdido na mudança de um produto a outro. Não se perde tempo na produção para reprogramar o sistema e a preparação física. É possível a produção de várias combinações e programações de produtos sem lotes separados. O investimento em equipamentos é bastante alto. Com taxas médias de produção, os sistemas flexíveis têm capacidade para produzir continuamente composições variáveis de produtos, pois conseguem lidar com variações no projeto. As principais razões para a automação são o aumento de produtividade e competitividade por meio de uma qualidade melhor dos produtos, com aproveitamento de matérias-primas, redução no ciclo de fabricação e redução nos estoques de material em processo, além da questão do alto custo da mão de obra ou a falta dela. Que tal entendermos como a automação funciona na prática? Acesse o material on-line e confira a videoaula e um vídeo muito interessante sugerido para este tema! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 5 TEMA 2 – Tecnologia de processo – Produto/Serviço Conforme SLACK (2006), as operações utilizam, no processo, algum tipo de tecnologia. Esta tem a função de ajudar a produção a atender a uma demanda do mercado. As tecnologias de processo (como máquinas, equipamentos e dispositivos) ajudam a produção a transformar os inputs, a matéria-prima e as informações, somando valor na busca pelos objetivos estratégicos da produção. Continuando neste tema, SLACK (2006) comenta que o desenvolvimento do produto pode ser visto como mais importante do que a tecnologia de processo ou o inverso. O ciclo de vida ou a maturidade do produto é um fator que influencia este desenvolvimento. Quando se está na fase de introdução do produto a tecnologia relacionada a ele é a mais requisitada, pois a taxa de inovação tem que ser alta e o desempenho do produto otimizado. SLACK (2006) explica que na maturidade do produto, o foco deve estar na tecnologia de processo, pois trata-se de uma etapa de inovação baixa, e o processo de produção precisa diminuir os custos e aumentar os lucros. Gerenciamento de operações e tecnologia de processo Conforme SLACK (2006, p. 181) “os gerentes de produção estão continuamente envolvidos com o gerenciamento de tecnologias de processos”. Para fazer isso, efetivamente, eles devem ser capazes de: articular como a tecnologia para melhorar a eficácia da operação; estar envolvidos na escolha da tecnologia em si; gerenciar a instalação e a adoção da tecnologia de modo que não interfira com as atividades em curso na produção; integrar a tecnologia com o resto da produção; monitorar continuamente seu desempenho. “atualizar ou substituir a tecnologia quando necessário”. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 6 Ainda SLACK (2006) afirma que os gerentes de produção necessitam conhecer os princípios da tecnologia que será utilizada, para terem segurança na avaliação de alguma informação técnica. Assim, poderão conversar com os especialistas na tecnologia para entendê-la da melhor forma possível . Há algumas questões fundamentais, que qualquer gerente de produção deve ser capaz de responder quando está na gestão de algum tipo de tecnologia. Qual a diferença de uma tecnologia para outras similares? Como ela faz isso? Para desempenhar suas funções, que características ela tem? Quais são os benefícios para a operação produtiva? Que limitações podem trazer para a produção? Vamos aprofundar nossos conhecimentos acerca da tecnologia de processo e conhecer mais da gestão da inovação no desenvolvimento de novos produtos? Acesse seu material on-line para ler um artigo a respeito deste tema, e para assistir à videoaula preparada pela professora Gilvane Marchesi! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 7 TEMA 3 – Manufatura auxiliada por computador – CAM Os sistemas CAM (Manufatura Auxiliada por Computador) foram desenvolvidos devido às necessidades de programação das máquinas CNC estudadas e lançadas na década de 1950 (PRADO e LARA, 2005, p. 20). A partir do desenvolvimento de máquinas comandadas por computador, os processos se tornaram mais precisos e mais complexosexigindo, assim, dos programadores, maior tempo e capacidade para a aplicação de mais ferramentas e estratégias de usinagem. Com o propósito de agilizar a programação das máquinas CNC e de outros processos de manufatura, os softwares de CAM ganharam mais atenção e pesquisa no seu desenvolvimento, o que os tornou sinônimo de programação prática e a solução mais eficiente para a programação das máquinas operatrizes na usinagem de peças/produtos com formas complexas. O CAM (Computer Aided Manufacturing) é definido como o uso efetivo da tecnologia do computador no planejamento, gerência e controle da função de produção. As aplicações do CAM podem ser assim divididas em duas grandes categorias, as quais representam dois diferentes níveis de envolvimento do computador nas operações de fábrica. Além disso, a utilização dos softwares de CAM possibilita o cálculo das trajetórias das ferramentas em tempos mínimos e do tempo real que seria gasto na usinagem do produto, conseguindo, assim, a acuracidade nas programações das ordens de produção. Também é capaz de extinguir os erros de programação cometidos pelos programadores nos programas manuais, que quase sempre levam a colisões e programar peças complexas que dificilmente a programação manual conseguiria fazer, como por exemplo, programas para centros de usinagem com quatro ou cinco eixos (PRADO E LARA, 2005, p. 22). CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 8 Os autores também apontam que o CAM suporta a gerência tanto no planejamento da produção quanto no controle da produção, por serem interligados e transferirem informações como estimativa de custos, mão de obra, planejamento do processo. Dentro deste planejamento, auxilia-se o sequenciamento das operações com informações como calcular tempos padrão, programar máquinas, controlar estoques, os sistemas flexíveis máquinas CNC, ou seja, sendo um sistema automatizado, pode-se controlar todas estas atividades. Agora, vamos ler um artigo que fala sobre os sistemas CAD e CAM específicos para o mercado joalheiro? Você entenderá como funciona o processo de criação e produção de joias, destacando os benefícios e aspectos envolvidos na tecnologia dessa produção. Leia o texto indicado em seu material on-line, e assista à videoaula deste tema, preparada pela professora Gilvane Marchesi! Tema 4 – Outras tecnologias de processo – CNC/Robótica/AGVs/FMS São também consideradas tecnologias de processo: Máquinas de controle numérico. Robótica. Veículos guiados automaticamente. Sistemas flexíveis de manufatura. Agora, vamos entender como funciona cada um desses processos na página seguinte. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 9 1) Máquinas-ferramentas de controle numérico (CNC) São máquinas que executam operações segundo as instruções de um computador. Máquinas com tais características são ditas de controle numérico (NC – Numerically Controled) quando as instruções ou programas são armazenados em fitas ou cartões perfurados (sistemas mais antigos). Quando as instruções são armazenadas em chips ou outro meio eletrônico, são ditas máquinas CNC (Computer Numerically Controled). As máquinas CNC podem ser programadas e reprogramadas de acordo com as necessidades do momento, já que cada uma dispõe de um computador. As denominadas máquinas DNC (Direct Numerically Controled) são controladas por um computador central e não individual. Por causa da rapidez de programação e preparação das ferramentas, estas máquinas proporcionam alta flexibilidade de produção e altos rendimentos, mostrando que são projetadas para atingir elevados rendimentos na produção. O operador que controlava a máquina manualmente é substituído por um computador com um conjunto de instruções codificadas, trazendo mais precisão e produtividade. Elimina erros com desenhos feitos em CAD e melhora a capacidade dos processos diminuindo refugos e com melhores índices de qualidade. Quer ver uma máquina CNC trabalhando? Assista ao vídeo indicado em seu material on-line! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 10 2) Robótica Para SLACK (2002), um robô pode ser definido como uma máquina controlada por computador. Complementa que robôs são também dispositivos especializados por meio de movimentos programados variáveis, para desempenho de uma variedade de tarefas. Algumas vezes tem braços, terminando em um pulso e usam elementos de memória e se necessário pode usar sensores e adaptação, que levam em conta o ambiente e as circunstâncias. Na prática usada para operações corriqueiras como: soldagem, pintura, empilhamento de contendores, esmerilhamento, embalagem ou carregamento e descarregamento de máquinas. Nessas tarefas, a habilidade dos robôs é de desempenhar tarefas repetitivas, monótonas e, algumas vezes, perigosas por longos períodos, sem variação e sem reclamação. Vem com um painel de controle e uma prancheta eletrônica para programação dos movimentos, que pode ser feita via computador. Conforme as aplicações, os robôs podem ser classificados como: robôs de manuseio; robôs de processo; robôs de montagem. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 11 3) Veículos guiados automaticamente (AGVs – Automated Guided Vehicles) Os AGVs (Automated Guided Vehicles – veículos comandados por computador) são pequenos veículos autônomos que movem materiais para operações agregadoras de valor como o transporte e a alimentação das máquinas. Conforme SLACK (2006), geralmente são guiados por meio de cabos enterrados no chão. Suas instruções vêm de um computador central, seus sistemas ou computadores. Automatiza-se a movimentação, porque esta atividade não agrega valor do produto. São vantagens do uso dos AGVs: Menor custo pela substituição de trabalho humano. Promovem entregas Just-in-time entre etapas do processo de produção. Podem ser usados como estações de trabalho móveis. Reduz o tempo em cada estágio do processo. Vamos ver como funciona o trabalho de um AGV em uma fábrica, bem como outros aspectos acerca das tecnologias CNC, robótica e FMS? Acesse o seu material on-line, assista ao vídeo indicado e à videoaula deste tema! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 12 Tema 5 – Sistemas flexíveis de manufatura (FMS) Um FMS (Flexible Manufacturing Systems) pode ser definido como “uma configuração controlada por computador de estações de trabalho semi- independentes, conectadas por manuseio de materiais e carregamento de máquinas automatizadas”. Essa definição dá uma ideia das partes componentes de um FMS conforme explana Slack (2006 p. 185). São elas: Estações de trabalho CN: máquinas-ferramentas ou centros de trabalho mais sofisticados, automatizados ou máquinas ferramenta de controle numérico, que desempenham operações “mecânicas”. Instalações de carga e descarga: Frequentemente robôs, que movem peças de e para as estações de trabalho. Manuseio e estocagem de material: instalações de transporte e/ou manuseio de materiais, que movem peças entre estações de trabalho (podem ser AGVs ou esteiras ou trilhos transportadores ou, se as distâncias são pequenas, robôs), algumas vezes incorporando estocagem na função. Um sistema central de controle: por computador, que controla e coordena as atividades do sistema (estações de trabalho, AGVs, robôs), e também o planejamento e o sequenciamento de produção e o roteamento das peças através do sistema. ” Em seu material on-line, você pode assistir a um vídeo que explana o funcionamento dos componentes do FMS. Confira! Slack (2006) complementa que um FMS pode ser descrito como: a) Sistema flexível restrito: para a produção de uma quantidadepequena de configurações de peças. O p r o j e t o e s t á v e l c o m p o u c a s d i f e r e n ç a s e n t r e a s p e ç a s . Existem pequenas diferenças de geometria entre as peças e o projeto de produto está estabilizado. As peças têm uma sequência de produção quase igual ou igual. b) b) Sistema flexível de ordem aleatória: neste caso há muitas variações na configuração das peças, ou o projeto passa por alterações, inclusive, na programação. Processa peças em sequências variadas. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 13 SLACK (2006) explica que o FMS é uma “micro-operação” autocontida, que é capaz de manufaturar em componente completo do início ao fim. As facilidades de cada uma das tecnologias individuais são maximizadas para fazer de um FMS uma tecnologia de manufatura adaptável. Uma programação de produtos, todos diferentes, mas dentro do escopo de operações do sistema, pode ser processada em qualquer ordem, e sem demora para a troca. Qualquer conjunto de máquinas dentro de um FMS tem limitações no tamanho e na forma dos materiais que pode processar. A implicação disso é que os FMS são mais bem adaptados para aplicações de manufatura em que os projetos das peças são basicamente similares e, ainda, cujos tamanhos de lotes devam ser pequenos (talvez apenas um). Um FMS consiste de um grupo de unidades de processamento (predominantemente máquinas ferramenta de controle numérico computadorizado – MFCNC) interconectadas através de um sistema automatizado de estocagem e manuseio de material, controladas por um sistema integrado de computador. Os FMS variam consideravelmente em sua complexidade e tamanho, e o termo FMS é frequentemente usado para tecnologias que são bem pouco similares. Por exemplo, um FMS pode ser criado para produzir uma única peça. Outro, pode produzir um único produto por longos períodos, mas então mudar rapidamente para outro produto. Esta última situação é usualmente realizada pelo que é, algumas vezes, chamada linha transfer flexível (FTL – flexible transfer line). CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 14 Fatores a serem considerados na viabilidade de implantação de um FMS comentados por SLACK (2006): Utilização anterior de sistemas CNC. Ambiente econômico externo. Valor do investimento. Tempo de implantação. Treinamento dos trabalhadores. Apoio da alta Administração. Algumas possíveis vantagens do FMS Maior flexibilidade para iniciar ou fazer alterações nos produtos. Redução do processo produtivo. Economia de estoque de material entre um processo e outro com uma produção em fluxo. Tempo de utilização das máquinas otimizado. Redução no setup das máquinas. Redução de máquinas e processos. Melhoria na qualidade do processo e do produto. Menos utilização de espaço. Menos necessidade de mão de obra especializada. Melhor resposta ao consumidor. Mais qualidade e agilidade. Melhoria na produção de Protótipos. Acesse o seu material on-line, assista ao vídeo indicado e à videoaula deste tema! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 15 Tema 6 – Manufatura integrada por computador – CIM Conforme Slack (2006), o CIM agrega as funções de engenharia do CAD/CAM aplicando a tecnologia do computador para as funções de operação e de processamento da informação no ambiente fabril. Isso começa na entrada do pedido, o projeto e produção até a expedição do produto. As funções da empresa que estão ligadas à produção são automatizadas e estão juntas num sistema integrado. Dessa forma, as saídas de uma atividade servem como entradas para a próxima. Esta sucessão de eventos começa com a venda e termina com a expedição do produto. Ainda Slack (2006) explica que o FMS integra somente as atividades ligadas diretamente com o processo de transformação e não com as atividades que a precedem. O sistema de manufatura, em si, é somente mais uma atividade entre muitas (apesar de estar no centro delas). Os sistemas na organização, como previsão de vendas, pedidos, controle de qualidade, planejamento de manutenção e assim por diante, acontecem simultaneamente ao projeto dos produtos e as atividades de planejamento da produção. Slack (2006 p. 188) cita: “Sabendo-se que todos esses sistemas de “contorno” utilizam computadores, pode existir potencial para uma integração com as tecnologias de processamento direto de materiais, como os FMS. Essa integração mais ampla é conhecida como manufatura integrada por computador. Ela pode ser definida como o monitoramento baseado em computador e controle de todos os aspectos do processo de manufatura, baseado num banco de dados comum e se comunicando através de alguma forma de rede de computador”. O objetivo geral do CIM é proporcionar às empresas uma visão ampla sobre o seu estado geral e uma maior rapidez e capacidade de reação e de adaptação, de uma forma coordenada, rápida e flexível, adequando-se com as características de duas fontes de informações: CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 16 1. Externo: os pedidos e alterações oriundas do mercado/clientes. 2. Interno: os eventos previstos e os inesperados oriundos da empresa e do chão de fábrica. No sistema de produção automatizada há uma interligação de estações capazes de processar, de uma forma automática e simultânea, uma grande variedade de componentes sob comando computadorizado. O sistema é complementado e interligado por um subsistema de transporte de materiais, mas também por uma rede de comunicações responsável pela integração dos aspectos de fabricação. Isso é traduzido como flexibilidade no encaminhamento dos componentes do(s) produto(s), no processo produtivo, na coordenação e controle da manipulação dos materiais e na utilização das ferramentas apropriadas. Um sistema de produção automatizada tem as seguintes características: - alto grau de automatização; - alto grau de integração e interligação; - alto grau de flexibilidade e evolutibilidade. “A rede de comunicações não só é responsável pela transferência de informação, por exemplo, programas entre as estações de processamento, como também suporta a coordenação, monitoração, controle e gestão de todo o sistema (TOVAR, 1996)”. A tecnologia CIM junta e torna eficientes as operações de produção, com as de desenvolvimento, coordenação e planeamento, ou seja, todo o sistema de manufatura. A integração de tecnologias e sistemas, que ajudem a manter a produção é seu objetivo final. Basicamente, esta integração tem duas partes principais: 1. Primeira fase de Integração: dão as tecnologias básicas que projetam produtos, controlam máquinas que conformam os materiais, transportam materiais e gerenciam alguns dos aspectos operacionais do processo de manufatura. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 17 2. Segunda fase de Integração: dão das atividades da organização que interagem com processos de fornecedores e consumidores. Acesse o seu material on-line, assista ao vídeo sugerido e à videoaula deste tema! CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 18 Trocando Ideias Pense um pouco sobre a automação. Como seria o nosso dia a dia no trabalho e não houvesse esse sistema? Após sua reflexão, acesse o fórum desta disciplina, no Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) e cite, ao menos, três razões para uma empresa investir em automação. Não deixe de participar! Na Prática É importante que você se lembre de que a maioria dos robôs é controlada de maneira similar às máquinas-ferramentas CN, porém com mais liberdade. Dentre as aplicações em que podem trabalhar, eles podem ser classificados em robôs de manuseio, robôs de processo e robôsde montagem. Agora, que tal assistir ao processo em que um robô embala produtos de uma fábrica? Acesse seu material on-line e confira! Síntese Chegamos ao fim do nosso encontro! Hoje falamos sobre os conceitos e tipos de automação, a tecnologia de processo, a manufatura auxiliada por computador, outras tecnologias de processo, os sistemas flexíveis de manufatura e, finalmente, a manufatura integrada por computador. Não deixe de pesquisar outros artigos e vídeos que abordem essas temáticas, para aprofundar ainda mais o seu aprendizado! Agora, assista ao resumo dos conteúdos vistos hoje, com a professora Gilvane Marchesi, em seu material on-line. CCDD – Centro de Criação e Desenvolvimento Dialógico 19 Referências MARTINS, P. G.; LAUGENI, F. P. Administração da Produção. 1. ed. São Paulo: Saraiva, 1999. MORAES, A. A.; KOBAYASHI, F. Comando Numérico Computadorizado. Apostila de Mecatrônica – São Paulo: SENAI, 2003, p. 113. PALOMINO, R.C. Uma Abordagem para a Modelagem, Análise e Controle de Sistemas de Produção Utilizando Redes de Petri. Dissertação de Mestrado. Florianópolis, UFSC, 1995. PRADO, H. de S.; LARA, P. C. P. (Elaboração). Curso Técnico em Mecatrônica: Apostila Desenho Assistido por Computador. 3 ed. São Paulo: SENAI, 2005, p. 61. SLACK, N. Administração da Produção. 2.ed. São Paulo: Atlas, 2002.
Compartilhar