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MELHORIA DA PERFORMANCE DA LINHA DE PRODUÇÃO COM A PADRONIZAÇÃO DE POSIÇÃO DO BANCO ELÉTRICO
 
ALUNO 1: KARINA FERNANDA SOARES, 15000697, soares.kfs@gmail.com;
ALUNO 2: RAÍ VICENTE DE SIQUEIRA, 15002943, rai-siqueira@live.com;
ALUNO 3: RENYSON ROCHA, 15004554, Rocha.renyson@gmail.com;
ALUNO 4: ROLIEN PEREIRA, 15003836, rolien.pereira1978@gmail.com;
ALUNO 5: THIAGO PEREIRA VEIGA, 15003597, thiagopveiga@gmail.com;
ALUNO 6: VINÍCIUS TERENTIN RODRIGUES, 15003730, vinicius.terentin97@gmail.com;
Orientador Prof. Pedro Luís
Avaliação da Banca
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ORIENTADOR	 		
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PROFESSOR 1	 		
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PROFESSOR 2	 
ETEP FACULDADES
10/2019
MELHORIA DA PERFORMANCE DA LINHA DE PRODUÇÃO COM A PADRONIZAÇÃO DE POSIÇÃO DO BANCO ELÉTRICO 
KARINA FERNANDA SOARES, RAÍ VICENTE DE SIQUEIRA, RENYSON ROCHA, ROLIEN PEREIRA, THIAGO PEREIRA VEIGA E VINICIUS TERENTIN RODRIGUES
Resumo – Este trabalho aborda o uso de sensores a laser em um sistema de teste de motores em bancos elétricos e o desenvolvimento de uma aplicação para medição de distância e regulagem de altura, inclinação do encosto, tendo como principal objetivo, obter resultados precisos e a definição de um padrão para o fim de todos os testes. Aplicando métodos literários atuais, modelos de programação e utilizando software para simulações e testes. O objetivo é verificar a viabilidade da utilização de sensores e controladores lógicos programáveis (CLP), na obtenção de um ajuste adequado e padronizado, otimizando tempo de execução, para se obter resultados mais precisos, e obtendo mais rendimento na linha de produção.
Palavras-chave: Automação. Elétrico. Produção. Padronização. Teste. Lean manufacturing
Abstract - This article address an issue about the use of laser sensors in an electric seat during the test system and the developing how to perform the metering of distances and height adjustment, backrest inclination. The main objective is to obtain precise results and set standard output for the seats. Applying up to date methods and literature, programming, using simulation and tests software, the objective of this article is to verify the feasibility in using laser sensors and a programmable logic controller (PLC), obtaining a standardized and adequate adjust, saving executing time, obtaining more precision on results, therefore increasing the production yield.
Keywords: Automation. Electric Seat. Production. Standardization. Test. Lean manufacturing
I. INTRODUÇÃO 
Atualmente muito se fala da Indústria 4.0 que adota um conjunto de tecnologias relacionadas a várias áreas ao longo de toda a cadeia de produção, deixando-as interligadas por dispositivos altamente inteligentes gerando assim uma ligação direta entre sistemas, máquinas, produtos e pessoas causando um grande impacto positivo na produtividade.
Essa transição entre a Terceira Revolução e Quarta Revolução Industrial que o mundo está passando hoje faz com que muitas empresas repensem a forma de gerir seus negócios a fim de se adequarem ao mercado. Segundo Stock e Seliger (2016), o desenvolvimento da indústria 4.0 tem se apresentado substancialmente presente nas indústrias de transformação. Ou seja, os processos dessa nova revolução estão associados às denominadas fábricas inteligentes, nas quais fazem uso da tecnologia para otimizar suas atividades e garantir resultados precisos em comparação com as empresas que não estão inseridas no modelo da indústria 4.0. Portanto, repensar nos processos sem dúvidas é uma estratégia essencial para as empresas, durante esse momento, para oferecerem um ambiente mais produtivo e com processos mais eficientes.
Além da necessidade de inovação, alguns fatores ainda permanecem em evidência, um deles é o custo-benefício do projeto de melhoria, um dos ou talvez o principal fator à ser avaliado quando se projeta futuras mudanças. A partir destas considerações, buscou-se coletar dados e informações para responder ao seguinte problema de pesquisa: Quais as melhores estratégias, que se aplicam, para gerar mais produtividade e garantir uma linha de produção mais eficiente com o melhor custo benefício? 
Entendendo o contexto histórico e toda a importância em os processos sofrerem inovações, este artigo propõe avaliar a produção de uma fábrica de bancos automotivos e oferecer uma melhoria em relação a padronização na regulagem do banco elétrico, tornando o processo mais fluido e minimizando os erros durante a execução.
Essa pesquisa busca contribuir, diretamente, de uma forma que promova uma melhora no padrão da linha de produção, assim como propor cálculos estimativos trabalhados em cimas de valores reais fornecidos pela fábrica e oferecer um ganho de eficiência, caso as soluções proposta por esse artigo sejam aplicadas no processo.
II. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Revolução Industrial
A 1ª Revolução industrial foi um coletivo de mudanças que houveram na Europa nos séculos XVIII e XIX e deu início aos primeiros modelos de produção existentes atualmente, marcada pela construção de máquinas a vapor e pela produção mecânica em geral.
A principal mudança nessa revolução foi a substituição do trabalho artesanal para o uso das máquinas e funcionários assalariados.
Já na segunda revolução industrial, com o advento das novas fontes de energia (eletricidade, motor à combustão e energia nuclear) em linhas de produção, foi possível o surgimento de novos processos tecnológicos e mais eficientes. A teoria de Henry Ford surge e revoluciona os processos nas linhas de montagem de carros, existindo agora uma linha de produção com esteiras e os operadores montam os carros ao longo da produção.
Na terceira revolução industrial ocorre o surgimento dos computadores e acesso à internet, surgem os primeiros resquícios de dados compartilhados em nuvem. Onde em poucos anos, a linha de produção já conseguia produzir muito mais e gastando muito menos, apenas “informatizando” os processos. (Jeremy Rifkin, 2012). 
Segundo o autor Klaus Schwab: “Na Alemanha, há discussões sobre a “indústria 4.0”, um termo cunhado em 2011 na feira de Hannover para descrever como isso irá revolucionar a organização das cadeias globais de valor. Ao permitir “fábricas inteligentes”, a quarta revolução industrial cria um mundo onde os sistemas físicos e virtuais de fabricação cooperam de forma global e flexível. Isso permite a total personalização de produtos e a criação de novos modelos operacionais. A quarta revolução industrial, no entanto, não diz respeito apenas a sistemas e máquinas inteligentes e conectadas. Seu escopo é muito mais amplo. Ondas de novas descobertas ocorrem simultaneamente em áreas que vão desde o sequenciamento genético até a nanotecnologia, das energias renováveis à computação quântica.”
2.2 Linha de Produção 
A forma de produção baseada em uma linha, recebe o nome de fordismo homenagem ao criador Henry Ford, dentro dela cada funcionário é responsável apenas por uma função dentro do desenvolvimento do produto final. Essa técnica é baseada em três princípios: Intensificação, economicidade e produtividade. O objetivo é treinar um funcionário para executar apenas uma função repetidas vezes, o tornando assim especialista resultando em uma redução do tempo de produção e da chegada da mercadoria ao público e também os custos do produto. A indústria automobilística Ford, foi a primeira semi automatizada a fazer uso de esteiras para levar o chassi do carro a percorrer toda a fábrica, assim cada funcionário era responsável apenas por uma parte do processo de produção. Com a evolução, surgiu um novo sistema com um foco na qualidade do produto, dado o nome de Toyotismo ou Sistema Toyota de Produção. Desenvolvido em meados de 1950, esse sistema busca aumentar a produtividade e a eficiência, evitando desperdícios, baseando seus conceitos na produção enxuta, lean manufacturing.
2.3 Automação Industrial
Automação tem origem do latim “Automatus” que significa mover-se por si. Ouseja, processo automatizado quer dizer que funcionam sem a necessidade de interferência humana a fim de torná-lo mais eficiente, tem como objetivo gerar um aumento de produtividade, qualidade, segurança e lucratividade e uma diminuição no consumo de energia e esforço físico. 
A automação vem sendo aprimorada desde a criação da linha de montagem por Henry Ford, gerando assim economia de tempo e recursos. E com a evolução da tecnologia, cada vez mais empresas estão buscando automatizar seus processos em busca de mais eficiência e lucratividade. 
2.4 CLP - Controlador Lógico Programável
 Com toda a evolução, e as buscas por aprimoramentos nos processos industriais, dispositivos eletrônicos foram surgindo, um deles é o Controlador Lógico Programável (CLP), conhecido também pelo seu termo em inglês PLC (Programmable Logic Controller), esse equipamento consegue automatizar processos através de uma programação lógica que contenha todas as informações corretas, assim controlando um sistema mecânico que está sendo automatizado. O primeiro foi desenvolvido e utilizado na década de 60 pela General Motors e foi chamado de MODICON, tinha o objetivo de eliminar o sistema de controle das máquinas baseado em relés, o que dificultava alterações gerando muitos gastos e tempo em cada alteração realizada na linha de produção. Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), o CLP é um equipamento eletrônico digital compatível com as aplicações industriais. 
Um CLP é composto de vários componentes, dentre eles são:
Memória: Armazena dados necessários para execução.
Cartão de Entrada: Recebe sinal elétrico do ambiente externo.
Processador: Processar os dados.
Cartão de saída: Envia sinal elétrico para o ambiente externo.
Barramento: Placa eletrônica responsável pela comunicação entre os componentes.
Nos cartões de entrada e saída são registradas diversas funções. Uma entrada pode estar ligada a várias saídas e o oposto também pode acontecer. Quando uma entrada recebe um sinal elétrico, o programa verifica as informações registradas na memória, que ao acionar a entrada “A” é necessário acionar a saída “A”, o processador interpreta esses dados e executa o programa resultando na saída recebendo um sinal elétrico, conforme esquema na figura 1.
Figura 1: Diagrama de Blocos de um CLP
Fonte: SEDUC-CE
As principais vantagens de um CLP segundo Zancan (2010) são a agilidade na elaboração de projetos; comunicação com outros dispositivos; maior confiabilidade; reutilizáveis; facilidade de programação; consumo de menos energia e utilização de um espaço menor.
2.5 Sensores 
Para Wendling (2010) sensores são dispositivos sensíveis a alguma forma de energia do ambiente que pode ser luminosa, térmica, cinética, relacionando informações sobre uma grandeza física que pode ser mensurada, como: temperatura, pressão, velocidade, aceleração, posição. 
Um sensor normalmente tem características elétricas necessárias para ser utilizado em um sistema de controle, quando um sensor recebe uma entrada específica do ambiente, ele emite uma saída, que é um sinal capaz de ser convertido e interpretado por outros dispositivos como um CLP
III. DESENVOLVIMENTO
3.1DESCRIÇÃO DO CENÁRIO ATUAL
3.1.1.Indústria
O dia-a-dia das indústrias atuais está muito ligado ao que se foi chamado por Klaus Schwab de 4ª revolução industrial (Indústria 4.0), em que cada vez mais as empresas buscam soluções para aprimorar seus processos e torná-los mais eficientes e viáveis financeiramente, sem ter que depender muitas vezes de seres humanos realizando braçais e cansativos, além de poder se tornar uma doença mais grave ao longo do tempo de vida do trabalhador.
Portanto, automatizar um processo, seja ele qual for, não é algo que surgiu há pouco tempo, mas vem crescendo repentinamente e cada vez mais se faz necessário esse investimento, seja ele a longo ou curto prazo. As empresas brasileiras estão se acostumando a sempre estar inovando os seus processos, fazendo com que ganhem visibilidade para o mercado externo e apresentem maiores resultados para seus clientes.
E porque estar sempre inovando os processos, sendo que estão apresentando bons resultados? Uma linha de produção não depende apenas de um único processo, mas sim de diversas estações de trabalho, algumas automatizadas e outras não. Para que o indicador de eficiência fique próximo do ganho ideal, é necessário que os processos estejam 100% entrosados uns com os outros, portanto muitas vezes é desvantagem automatizar um processo e manter o restante com trabalho manual.
3.1.2.Cenário atual da produção de bancos elétricos
A partir de dados obtidos da empresa em questão, foi possível definir uma média de produtividade e eficiência ao longo de 3 meses (maio, junho e julho de 2019). Dentre a produção de bancos da GM (General Motors®), temos 4 conjuntos de modelos de bancos produzidos na jornada do 1º turno, sendo eles:
Conjunto de bancos de tecido:
Figura X: Exemplo de banco automotivo de tecido
Fonte: Volkswagen (2019)
Conjunto de bancos de couro: 
Figura X: Exemplo de banco de couro
Fonte: Chevrolet (2019)
Detalhamento da quantidade de produção dos bancos:
Figura X: Modelos de bancos
Ou seja, os bancos elétricos de couro representam 25% do total de modelos de bancos que podem ser produzidos ao longo do 1º turno, dependendo da demanda do cliente. De acordo com os dados, a meta de produtividade diária é de 29 bancos/hr, totalizando 237 bancos/dia, sendo que os bancos elétricos totalizam 60% da meta diária de produção.
No mês de julho/2019 foi observado que em média, 50% do total de bancos produzidos eram elétricos, ou seja, os bancos elétricos representam um forte número de demanda para o cliente final e para a empresa que produz. No gráfico a seguir, são destacadas a produtividade diária e a quantidade de bancos elétricos produzidos no mês de julho:
Gráfico 1: Produção de bancos do mês de Julho.
Como observado no gráfico acima, a produção de bancos elétricos e manuais estão em média equivalentes, porém deve-se lembrar que a cada 4 bancos manuais produzidos, 1 deles é elétrico.
 3.1.3 Situação da atual do sistema
O sistema de posicionamento do banco elétrico é o início da montagem dos bancos da linha de produção, em que o operador recebe e manipula a estrutura do assento do banco elétrico e coloca essa estrutura em uma das duas máquinas existentes para que o teste dos motores elétricos seja iniciado. O teste elétrico é dividido em 6 etapas:
a. Fixação da estrutura no sistema de teste (operação manual)
b. Ligação da alimentação dos motores (operação manual)
c. Início da movimentação dos trilhos do banco (operação automática)
d. Início da movimentação na altura do banco (operação automática)
e. Início da movimentação na angulação do encosto do banco (operação automática)
f. Finalização do teste e remoção da estrutura do banco do sistema (operação manual)
Resumo detalhado de cada operação do teste elétrico:
a. O operador da máquina retira a estrutura do banco elétrico de dentro da caixa recebida do fornecedor e insere na máquina para que seja realizado o teste. A fixação da estrutura na máquina não é precisa, o sistema apresenta alguns defeitos na montagem mecânica.
Problemas observados: O operador tem que retirar a estrutura da caixa do fornecedor, perdendo tempo de operação. Falta de ergonomia.
b. O operador realiza as ligações elétricas de cada motor, uma vez que os motores vêm desenergizados. Os cabos são ligados em CLP da fábrica, que envia sinais de tensão quando o operador solicita início da operação.
Podemos considerar a figura x como demonstração dos itens c, d, e. O eixo Y representa a movimentação dos trilhos (item c); o eixo Z representa a movimentação da altura do banco (item d); e o eixo de rotação X representa a angulação do encosto (item e).
Figura X: Eixo das movimentações
Fonte: ResearchGate (2016)
c. O motor que movimenta o trilho é acionado e move a estrutura ao longo do eixo (Y+) até que encontre o sinal de um sensor de presença, após isso é movimentado no sentido contrário (Y-) atéque encontre outro sensor de presença localizado na parte traseira da estrutura.
d. O motor de movimentação de altura é acionado, movendo a estrutura do banco no eixo (Z+), até que encontre um sinal de sensor de presença na parte superior do sistema, e após isso o motor se movimenta em sentido contrário (Z-) até que encontre outro sensor localizado na parte inferior do sistema.
Problemas observados itens c, d: por diversas vezes, o sensor não obtém resposta de detecção de presença, por não ter uma referência fixa e, o sistema fica aguardando um sinal de reset por parte do operador, mas não emite nenhum sinal luminoso ou auditivo para o indicar.
e. O motor do encosto é acionado e gira em torno do eixo X e realiza a mesma tarefa dos anteriores, rotaciona para (X+) até encontrar o sinal do sensor e logo após retorna em torno do eixo (X-), até receber o sinal de outro sensor.
Problemas observados: a referência para que o sensor obtenha resposta é uma marcação de caneta na peça em que é fixado o encosto. Corre o risco dessa marcação vir em diferentes posições de acordo com a montagem da estrutura.
f. E por fim, o operador confirma ao sistema que o teste foi finalizado e retira a estrutura para que o banco possa ser montado ao longo da linha. 
Problemas encontrados: Não há nenhum sinal de alerta ou luminoso para avisar ao operador que o teste foi finalizado. Enquanto ele realiza outras tarefas, o sistema fica aguardando a remoção da estrutura.
Já foram realizadas manutenções diversas vezes no sistema de teste de banco elétrico, porém como não existem pontos fixos de referência para que a máquina funcione corretamente, a cada vez que é realizada manutenção se perde a referência anterior que estava programada. Além disso, existem duas máquinas para realizar a mesma operação, portanto cada alteração “cria” uma nova referência entre uma máquina e outra, fazendo com que o posicionamento de cada uma delas seja diferente.
Os problemas encontrados no teste elétrico impactam significativamente o restante da linha de produção, uma vez que diversos processos necessitam de uma posição padrão do banco após realização do teste, podemos observar o curso da linha de produção e quais procedimentos dependem desse posicionamento na figura X.
Figura X: Fluxograma da linha de produção
A posição do banco é fixa após o teste elétrico. O teste final não agrega valor mas se faz necessário devido a conferência eletromecânica pois componentes como motor, placa elétrica e botões podem ser danificados durante a produção. 
3.1.4 Impacto do sistema na linha de produção 
Como destacado no item 3, os problemas de operação no sistema são constantes, interferindo na produtividade da linha. O operador tem a responsabilidade de operar as duas máquinas durante o turno, além de auxiliar seu colega de trabalho no próximo posto de operação (posto de fixação da estrutura do encosto do banco). Durante a visita técnica realizada, foi observado que a falta de alerta de finalização do teste impactava no tempo de produção da linha, pois quando o teste era finalizado, o produto aguardava aproximadamente 4 minutos para ser retirado e passado ao próximo posto, sendo que o tempo de teste é de 1 minuto quando não apresenta falhas.
Na estação 4 de operação (montagem da capa do encosto), o sistema automático que insere a capa de couro na espuma do encosto apresenta dificuldade quando a estrutura do encosto do banco vem fora da posição padrão, a capa de couro acumula rugas e dificulta o processo realizado na estação 7.
Na estação 7 de operação (robô aplicador de vapor) existe um sensor que identifica se o banco está na posição para ser aplicado o vapor ou não, pois se o banco vier fora do posicionamento padrão, o robô não é capaz de realizar seu trabalho e necessita ser reiniciado para repetir o processo. Quando o sensor identifica que a posição do banco elétrico não corresponde com o padrão, o banco é rejeitado pelo sistema e é transportado para a estação 8, onde o operador aplica o vapor e realiza também as suas funções normais, atrasando em mais 1 minuto a operação.
3.2 MATERIAL E MÉTODO
Nesse projeto, serão utilizados alguns materiais comuns na área de automação:
a.	3 Sensores Keyence LR-TB5000C;
b.	1 CLP Allen Bradley;
c.	Motor elétrico WR 12-757 / Mitsuba;
d.	Módulo de entrada analógica;
e.	Torre luminosa Schneider;
f.	Botoeira “Start” e “Stop”;
g.	Fonte 24V Allen Bradley.
a. Os sensores de distância a laser funcionam através de um feixe luminoso que ao atingir um objeto, retorna um sinal analógico ao controlador, indicando a distância entre o objeto e a face do sensor.
O sensor Keyence LR-TB 5000C é energizado com tensão de 24V, ligado ao CLP em um módulo de entrada digitais e o sinal de resposta é ligada a um cartão de entrada analógica para enviar dados ao controlador.
A distância de alcance pode ser configurada no sistema interno do sensor e, de acordo com o “range” definido, a resposta recebida no CLP será baseada na medição de corrente, conforme figura abaixo:
Figura X: Gráfico do sensor a laser - Tensão x milímetros
Fonte: xxxxxxxx
b. Controle Lógico Programável (CLP) é um computador robusto para atuar em indústria e facilitar a automação em processos manuais. Com um sistema de lógica completo e reprogramável, ele pode ser usado como um sistema de monitoramento e controle de sensores e atuadores elétricos.
O CLP é composto por entradas e saídas digitais basicamente, podendo ser expandido para entradas e saídas analógicas. A estrutura interna é dividida em 5 partes, como mostrado na figura abaixo:
Figura X: Estrutura CLP
Fonte: xxxxxxxxxx
● Fonte de alimentação: A fonte de alimentação é responsável por energizar os atuadores e sensores que são ligados no CLP. Geralmente os componentes industriais são alimentados por uma tensão de 24V.
● Módulo de “input” e “output” (analógico/digital): Nas entradas e saídas digitais, o controlador recebe ou fornece sinais de tensão de 0V e 24V, já as “I/O” analógicas recebem ou fornecem sinais de tensão que variam de 0V a 10V. Esses módulos são responsáveis comunicar o controlador com os componentes elétricos.
● Processador: É responsável por executar a lógica programada no CLP e controlar os módulos de entrada e saída.
● Comunicação: Além da comunicação via entradas e saídas digitais, existem as comunicações via rede. Esses tipos de comunicações são as mais atuais dentro da indústria, com ela é possível obter uma maior velocidade de processamento entre os sensores, atuadores e o CLP. Um dos tipos de comunicação mais atual é a rede PROFINET. Através da PROFINET são economizados cabos entre os sistemas, e a forma de troca de sinais entre o CLP e os componentes elétricos se torna mais facilitada na linguagem de programação. Através da comunicação é possível também conectar vários CLPs na mesma rede e trocar sinais entre eles, tanto para controle quanto para monitoramento em tempo real de sistemas integrados (robôs, sensores e câmeras).
c. Motor Elétrico de 12V é alimentado por uma corrente contínua. Existem 3 motores no sistema e são responsáveis pelo movimento dos bancos, um dos motores movimenta os trilhos do banco, o outro movimenta a altura e o último alterar a angulação do encosto.
	Os 3 motores existentes no banco serão controlados pela lógica interna do CLP, e serão interligados a partir do programa. O sentido do motor será rotacionado de acordo com o sinal de “feedback” do sensor.
	d. Módulo de entrada analógica: Estes módulos têm a função de receber o sinal analógico dos sensores e transformar em sinais digitais. Os sinais analógicos de entrada são inseridos no CLP de forma binária e armazenados em uma posição de memória para ser usado posteriormente. Os módulos de entrada permitem a interface com os dispositivos de campo sem causar sobrecarga ou afetar sua operação. O módulo escolhido permite receber XX entradas analógicas.
Figura X: Módulo de entrada analógica
Fonte: Eletricidade (2013)
e. Torre luminosa será usada para informar o funcionamento, finalização ou então erro no processo. Estatem três cores: verde, amarelo e vermelho. Sendo Verde para o processo em operação, amarelo com aviso sonoro intermitente rápido sinalizando uma parada por algum tipo de erro e vermelho com aviso sonoro intermitente lento para o processo finalizado sem erros.
f. Botoeira: É um dispositivo de comando manual normal fechado (NF) cuja função é acionar ou interromper um circuito de comando de três botões em que se aciona para iniciar a operação ou interromper emergencialmente. Os botões estão dispostos em padrão de cor e posição, sendo verde para ligar e vermelho para interromper. A disposição de botões é vertical, com o botão verde acima do vermelho.
g. Fonte de alimentação 24V: Utilizada para o Controlador Lógico Programável, Torre luminosa, sensores e atuadores citados acima.
3.3 DESENVOLVIMENTO DE ESTUDO / PROJETO
Como solução, foram encontradas três maneiras viáveis para poder solucionar os problemas encontrados nos processos de fabricação dos bancos, a primeira e a escolhida como a mais viável, foi controlar a regulagem do banco através de sensores a laser, via programação em CLP, será obtido uma forma de corrigir a posição dos mesmos após cada teste feito nas etapas iniciais, a segunda opção, porém não viável, foi de controle através de um encoder, um dos motivos que levou a descartá-lo foi a grande sensibilidade de manuseio, o que se torna inviável neste uso, já que, os mesmos são ajustados manualmente pelos operários no teste elétrico. A terceira opção cogitada foi o controle através de sensores por câmeras, sistema de visão, este foi descartado pelo fato de ser a opção mais cara dos três, fazendo com que não fosse obtido um grande custo-benefício na melhoria proposta.
A partir de referências atuais na indústria 4.0, foi destacado o uso de sensores a laser como forma de garantir uma melhor precisão em medições, além de um tempo de resposta muito maior quando comparado com outros sensores antigos. Os sensores a laser são uma realidade atual no mercado e prometem se permanecer durante muitos anos nele.
	Para que obter uma maior precisão na medição do sistema, foi escolhido um tipo de sensor a laser que devolve a distância em milímetros como resposta a um controlador. Serão utilizados 3 sensores de distância (um para o trilho do banco, um para a detecção de altura e outro para detecção da angulação do encosto) integrados com os motores.
A partir da integração dos componentes, pode-se descrever o seguinte funcionamento: Com o banco na estação de teste, os sensores já começarão a medição. A partir de uma posição definida como “setpoint”, o sensor irá analisar o quanto a estrutura do banco está distante do sensor, tanto no sentido negativo quanto no positivo e, o programa irá atuador o motor de acordo com o “feedback” do sensor, até atingir a posição alvo.
As imagens abaixo representam o funcionamento do sensor de acordo com a distância medida pelo sensor a laser:
Figura X: Funcionamento dos sensores
O fluxograma abaixo demonstra a sequência de tarefas que o CLP irá ser programado para executar, o objetivo da máquina é fazer com que os motores sejam realmente testados, e se por acaso surgir alguma falha no sistema, o teste será repetido até que seja finalizada a tarefa em cada motor existente no banco elétrico.
Figura X: Fluxograma
Para exemplificar o funcionamento da solução proposta, foram criadas linhas de código em linguagem ladder, pelo software Codesys. As linhas criadas foram fundamentadas no fluxograma e na ilustração citadas acima.
Nas linhas de código abaixo é descrito em qual sentido o será rotacionado, de acordo com a lógica definida no restante da programação.
Figura X: Programação Ladder – sentido da movimentação
As linhas de código abaixo recebem os valores lidos pelo sensor e retorna o valor em bits para o CLP, no momento em que o banco é colocado para teste na estação. Após a leitura o código divide o valor retornado por um valor para conversão em milímetros e gera uma variável de saída para uso no programa.
Figura X: Programação Ladder - conversão
A comparação do valor lido pelo sensor e a posição inicial é realizada na linha de programação a seguir. É nela que o software define em qual sentido que o motor será rotacionado ou estacionado.
Figura X: Programação Ladder – teste trilho
IV. RESULTADOS 
4.1 SIMULAÇÃO LABVIEW
Como comprovação de que o teste elétrico irá completar o processo dentro do tempo de ciclo previsto, foi desenvolvida uma simulação no software LabView.
A partir das análises dos dados de produção da empresa e dos cálculos obtidos (gráficos acima), a simulação em LabView demonstra a movimentação dos 3 motores e o tempo em que os 3 motores são testados.
Figura x: Tela de indicadores simulação LabView
 
A figura (X) acima representa uma simulação da tela do operador da fábrica, em que o mesmo poderá supervisionar o processo de “preset” de posição do banco. Na parte inferior está localizado a movimentação do trilho, na esquerda a movimentação da altura do banco e logo abaixo a movimentação de angulação do trilho.
Nas telas de configuração, o operador determina qual será o percurso mínimo e máximo em que o motor percorre e também qual a posição final em que o banco permanece ao longo da produção.
A simulação em software funciona baseado no fluxograma e da figura x (imagem de funcionamento de sensores).
Figura X: Tela de configuração do trilho
Figura X: Tela de configuração da altura 
Figura X: Tela de configuração do encosto
4.2 DESCRIÇÃO DOS TESTES E RESULTADOS OBTIDOS 
Após a simulação do teste do banco, obteve uma projeção de melhora. Com o novo teste atingiu um resultado em torno de 80% de eficiência da meta trabalhada pela companhia, para uma melhor assertividade foi considerado uma margem de erro de 5%, de acordo com a tabela abaixo.
Tabela X: Tabela comparativa do cenário atual
	 
	Cenário atual 60%
	Situação 75%
	Situação 80%
	Situação 85%
	Meta
	142,2
	142,2
	142,2
	142,2
	Produção
	85
	107
	114
	121
Gráfico X: Comparativo dos cenários e meta
O gráfico acima mostra um comparativo da meta com a quantidade produzida atualmente e as projeções de uma empresa que fabrica bancos elétricos na região do Vale do Paraíba.
O cenário atual mostra o valor produzido de acordo com dados disponibilizados pela fábrica. Após cálculos com base nas informações recebidas, houve um resultado de 60% de eficiência em relação à meta estipulada pela fábrica. Conforme o gráfico, a eficiência terá um aumento para 80% com uma margem de erro de 5% com esta melhoria no teste proposto, e com simulações feitas dos motores do banco. As situações mostradas no gráfico a seguir, ilustram os valores baseados nos cálculos e na margem de erro estipulada, obtendo os seguintes valores percentuais de 75%, 80% e 85%.
Gráfico X: Comparativo dos cenários, eficiência e meta
O gráfico acima, mostra a situação atual da produção baseado em dados da empresa, a meta mostra o valor de bancos estipulados para a produção diária, o cenário atual é a quantidade de bancos produzidos em média por dia. E também temos a estimativa calculada baseada na eficiência estipulada.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
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Nos dias atuais é necessário cada vez mais a adequação das empresas para a indústria 4.0, e esse TCC se baseia na adequação e melhoria de um processo defeituoso e defasado que existe em uma empresa fabricante de bancos automotivos no vale do paraíba.
Como solução, foram encontradas inúmeras maneiras para a resolução dos problemas encontrados nos processos de fabricação dos bancos, porém a forma mais viável escolhida foi controlar a regulagem dos bancos na etapa de teste elétrico, através de sensores a laser, via programação em CLP.
Já foi destacado o uso de sensores a laser como forma de garantir uma melhor precisão em medições, além de um tempo de resposta muito maior quando comparado com outros tipos de sensores. Os sensores a laser são uma realidade atual no mercado e tem tudo para permanecer durante muitos anos.
Para uma maior precisão na medição do sistema, foi escolhido um tipo de sensor a laserque devolve a distância em milímetros como resposta a um controlador. Serão utilizados 3 sensores de distância Keyence LR-TB5000C (um para o trilho do banco, um para a detecção de altura e outro para detecção da angulação do encosto), 1 CLP Allen Bradley, 1 Motor elétrico WR 12-757 / Mitsuba, 1 Módulo de entrada analógica, 1 Torre luminosa Schneider, 1 Botoeira “Start” e “Stop”, 1 Fonte 24V Allen Bradley.
Com a maneira defasada e lenta que o sistema funciona atualmente, o teste elétrico dura aproximadamente 3:23 minutos e com a aplicação desse estudo, o teste elétrico durará aproximadamente 2:15 minutos, representando um ganho de aproximadamente 34% de produtividade, isto é, atualmente são fabricados 85 bancos elétricos por dia e após o estudo de melhoria a fabricação seria de 121 bancos por dia. 
V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
https://www.vw.com.br/pt/carros/up.html acesso em 29/10/2019
https://www.chevrolet.com/cars/spark acesso em 28/10/2019
https://www.researchgate.net/figure/Figura-3-Eixos-de-orientacao-e-polaridades-de-rotacao-Fonte-Adaptado-de-INVENSENSE_fig3_308780687
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-46701997000100009&script=sci_arttext&tlng=es
http://eletercidade.blogspot.com/2013/02/modulos-de-entrada-e-saida-analogica-de.html
https://www.brasiltec.ind.br/torre-luminosa-pn-994401
http://www.guiatrabalhista.com.br/legislacao/nr/nr12.htm