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São Paulo
2010
Aldo Barretella
Camila Gaudio
Daniel A. Siqueira
Duguai Geraldo da Silva Braga
Fernanda Morelli de Macedo
Vanessa dos Santos Vinciguerra
GEP 001 - Ferramentas para o Desenvolvimento de Produtos com
Planejamento, Criatividade e Qualidade.
Prof. Dr. Paulo Carlos Kaminski
Balança Dosadora de Correia
2
Sumário
1. Conceito do projeto ..................................................................................... 4
2. Ciclo de produção e consumo ..................................................................... 6
2.1. Ciclo de produção e consumo .............................................................. 6
3. Espiral de projeto ........................................................................................ 7
4. Aspectos globais no desenvolvimento ........................................................ 8
4.1. Aspectos Econômicos .......................................................................... 8
4.2. Aspectos Técnicos ............................................................................... 9
4.3. Aspectos Legais ................................................................................. 10
5. Análise de características ......................................................................... 11
6. Estudo de viabilidade ................................................................................ 12
6.1. Identificação das necessidades do produto ........................................ 12
6.2. Desenvolvimento de Alternativas ....................................................... 13
7. Seleção da melhor alternativa ................................................................... 13
7.1. Matriz de Decisão ............................................................................... 13
7.2. Matriz de Correlação .......................................................................... 14
7.1. Planejamento Operacional ................................................................. 14
8. Confiabilidade do projeto .......................................................................... 16
8.1. Árvore de Falhas ................................................................................ 16
8.2. FMEA de Projeto ................................................................................ 17
3
Índice de Tabelas
Tabela 1 – Variáveis de Desenvolvimento de Projetos ....................................... 5
Tabela 2 – Tabela de Impostos aplicáveis ao produto ...................................... 10
Tabela 3 – Matriz de Decisão ........................................................................... 13
Tabela 4 – Matriz de Correlação ....................................................................... 14
Tabela 5 – Setores x Responsáveis x Atividades de Desenvolvimento ............ 15
Índice de Figuras
Figura 1 – Ciclo de Produção e Consumo (Produto: Balança Dosadora) ........... 6
Figura 2 – Espiral de Projeto .............................................................................. 7
Figura 3 – Fluxo do Desenvolvimento ................................................................. 8
Figura 4 – Estrutura do Equipamento ................................................................. 9
Figura 5 – Combinação dos elementos pertencentes ao subsistema ............... 11
Figura 6 – Árvore de Falhas da Dosagem Incorreta da Balança Dosadora ...... 16
Figura 7 – FMEA da Balança Dosadora ........................................................... 17
Figura 8 – Trecho do FMEA da Balança Dosadora .......................................... 18
4
1. Conceito do projeto
A balança dosadora controla diversos processos industriais de pesagem,
dosagem e medição de fluxo, contribuindo para melhor controle do processo.
O seu desenho é adequado para as severas exigências de operação industrial
com elementos como: rocha, areia e cascalho, materiais básicos e metálicos,
produtos químicos e também para a indústria de alimentos para animais.
O Processo de dosagem é aplicável na alimentação contínua de volumes
sólidos.
A medição, controle e a eletrônica de supervisão permitem o monitoramento
abrangente do sistema de alimentação-dosagem. O sistema acoplado ao
equipamento permite a integração fácil no controle de fábrica em um preço muito
razoável, com resultados como:
⇒ Investimento e gastos rotineiros mínimos (operação e gastos de manutenção),
graças à específica construção “fácil de manter”;
⇒ Baixo grau de dificuldade na instalação e baixas necessidades espaciais;
⇒ Exatidão melhorada e qualidade do produto final.
Abaixo, seguem diversas variáveis relacionadas ao produto foco do estudo de
projeto, variáveis estas relacionadas à viabilidade, ao planejamento de produção, à
distribuição ao cliente, ao consumo e abandono do produto; com base em
fundamentos econômicos, técnicos, financeiros, legais e ambientais.
5
• Indústrias: Mineração, Cimenteira, Pedreira, Siderurgia,Metalurgia, Fundição, Química, Petroquímica, Plásticos,Alimentícia, Ração, Papel e Celulose, Farmacêutica e Indústria deFertilizantes.
• Controle de Processos Industriais.
Consumo e Utilização
• 70%do Custo do Produto Acabado: Chapas Metálicas;• 30% do Custo do Produto Acabado: Componentes Diversos(tambores, roletes, correia, rolamentos, células de carga e motorredutores.
Materiais
• Produção Puxada: Demanda/Encomenda.• Operações como: Montagem mecânica e elétrica, pintura ,ensaios funcionais e etc.
• Estoque Mínimo: Somente para rolamentos e células de carga.
Produção
• Recursos: Ferramentas e dispositivos de trabalho, além demão‐de‐obra.
• Mão‐de‐obra: Ligados à etapas produtivas de pintura, CQ,testes funcionais, montagem elétrica, montagem mecânica eauxiliar demontagem.
• Energia: Consumo de ar comprimido nas linhas de montagem ede energia elétrica na etapa de testes funcionais.
• A energia utilizada na produção da balança dosadora é menorque a energia gasta na utilização desta no cliente. Os principaisconsumidores de energia na cadeia de produção são os clientesna dosagem dos insumos.
Recursos e Energia
• Cliente Retira.Distribuição
• Serviços: Assistência Técnica, Serviços de Revisão e Revenda deComponentes.
• Pós‐Uso: Matérias‐Primas recicláveis e descarte do produto finalpor conta do cliente.
Recuperação
• O valor do produto está associado à qualidade percebida pelousuário, em quesitos como: qualidade do produto e do serviço desuporte técnico; confiabilidade, segurança e conforto através datecnologia que chega direta ou indiretamente ao usuário final.
Valor
Tabela 1 – Variáveis de Desenvolvimento de Projetos
6
2. Ciclo de produção e consumo
O Ciclo de Produção e Consumo deve levar em consideração as fases de:
produção, distribuição, consumo e recuperação. O projeto deve equilibrar as
necessidades do consumidor e do fabricante, sempre buscando o conceito de
qualidade total, que objetiva satisfação ao custo total mínimo.
2.1. Ciclo de produção e consumo
Figura 1 – Ciclo de Produção e Consumo (Produto: Balança Dosadora)
7
3. Espiral de projeto
A espiral de projeto visa detalhar os itens do projeto que geram a configuração
final do mesmo:
Análise crítica da especificação técnica
Avaliação de normas de segurança e qualidade
Cálculo e seleção do equipamento mecânico
Cálculo e seleção do equipamento elétrico
Analisar e planejar o suporte técnico
Planejar o orçamento
Proposta comercial
Projeto mecânico
Projeto elétrico
Figura 2 – Espiral de Projeto
8
4. Aspectos globais no desenvolvimento
A engenharia de produtos da Schenck Process atua conforme o fluxograma
abaixo, buscando sempre a melhoria continua de seus processos e produtos.
4.1. Aspectos Econômicos
A demanda relacionada ao produto em questão é variável, depende de
encomendas, a média anual é de 60 pedidos/ano.
Devido à grande complexidade do projeto e o atendimento às necessidades do
cliente, a disponibilização do produto final gira em torno de 90 dias.
Como já dito anteriormente, não há praticamente estoque de matéria-prima e
componentes, com exceção dos rolamentos e das células de carga, para os quais
há um estoque rotativo na planta.
A empresa está instalada em Jurubatuba em uma área industrial, para
determinação do ponto de produção, instalação da fábrica, foram levados em
consideração pontos como:
⇒ Proximidade de rodovias (facilidade logística);
⇒ Fácil acesso (boa localização);
⇒ Maior área útil para operação da manufatura;
⇒ Maior área útil para operação do escritório;
Figura 3 – Fluxo do Desenvolvimento
9
⇒ Melhores instalações para recebimentos de clientes e fornecedores;
⇒ Existência de área para expansão da operação;
⇒ Maior segurança.
4.2. Aspectos Técnicos
A composição de uma balança dosadora está concentrada no uso de chapas
metálicas que dão forma ao produto final. O funcional da mesma está associado a
componentes mecânicos e elétricos (roletes, correias, rolamentos, célula de carga,
moto redutor e etc.) que se referem aos demais 30%.
Figura 4 – Estrutura do Equipamento
Os sistemas de pesagem e dosagem desenvolvidos são frutos de alta
capacidade tecnológica e vasta experiência acumulada ao longo de décadas, no
manuseio de materiais sólidos. O foco técnico do desenvolvimento é a obtenção de
equipamentos com a mais alta precisão. Além da precisão na pesagem e dosagem,
também há uma preocupação com itens como: resistência às intempéries e
contaminação, facilidade na operação e na adaptação de melhorias, garantia da
proteção/segurança pessoal, eficiente controle de processo, além de adicionais
10
como processamento de dados, totalização, checagem, arquivamento de resultados
e comunicação com sistemas de gerenciamento.
4.3. Aspectos Legais
O produto se enquadra conforme tabela abaixo:
Balança Dosadora de Correia MTD-e Tamanho: 1225
Destino do material: Uso Próprio ou Consumidor final ou Imobilizado Equipamentos Item 01 Total I Alíquota do ICMS (%) 8,80 Alíquota do IPI (%) 0,00 PIS/Finsocial (%) 1,65 Confins (%) 7,60 Fator do ICMS = 1/(1-((%ICMS/100)*(1+%IPI/100))) 1,096 Valor do Pedido com ICMS e sem IPI R$143.888,40 143.888,40 Cálculo dos impostos: ICMS - R$ 12.662,18 IPI - R$ 0,00 PIS/Confins/Finsocial - R$ 13.309,68 Valor da venda com PIS/Fins/Confins, com ICMS e com IPI em R$ 143.888,40 Valor da venda com PIS/Fins/Confins, com ICMS e sem IPI em R$ 143.888,40 Valor da venda com PIS/Fins/Confins, sem ICMS e sem IPI em R$ 131.226,22 Valor Líquido sem impostos em R$ = 117.916,54 117.916,54 (Valores sem ICMS,IPI,PIS,Confins e Finsocial)
Tabela 2 – Tabela de Impostos aplicáveis ao produto
11
5. Análise de características
É mostrada abaixo a combinação de diversos elementos relacionados ao
subsistema do produto em questão. Este método visa contribuição ao processo
criativo, processo considerado parte integrante do projeto no que tange o
atendimento ao objetivo de maior grau de inovação.
Figura 5 – Combinação dos elementos pertencentes ao subsistema
12
6. Estudo de viabilidade
O Estudo de Viabilidade é baseado no levantamento e análise das
necessidades que norteiam o projeto, em termos de recursos financeiros, tempo,
aspectos econômicos, sociais e outros e; no levantamento e decisão quanto às
alternativas de produto que atenderão estas necessidades.
É nesta fase que é possível analisar se o problema e/ou necessidade em
questão tem soluções e se as mesmas são exequíveis.
6.1. Identificação das necessidades do produto
Neste caso, o cliente basicamente necessita de um equipamento que
garanta a medição e alimentação de seu processo, de maneira precisa, com o
mínimo de paradas por falha ou necessidade de manutenção.
Dessa forma, visando as necessidades de mercados como o de
Mineração, Cimenteira, Pedreira, Siderurgia, Metalurgia, Fundição, Química,
Petroquímica, Plásticos, Alimentícia, Ração, Papel e Celulose, Farmacêutica
e outros, na dosagem precisa de seus insumos aliadas ao desenvolvimento
tecnológico, foi desenvolvida uma linha de equipamentos para atingir a maior
quantidade de aplicações possíveis. O produto oferece controle do fluxo
transportado de material tornando-o constante conforme a solicitação do
processo industrial.
Em uma abordagem mais ampla, é possível citar como necessidades
do consumidor (atual ou futuro) de uma balança dosadora, os seguintes itens:
⇒ Dosagem precisa dos insumos transportados;
⇒ Equipamento com alta resistência às intempéries e contaminações;
⇒ Equipamento que promova a redução do tempo de parada ao longo do
processo produtivo;
⇒ Facilidade na operação;
⇒ Facilidade na adaptação de melhorias;
⇒ Garantia da proteção/segurança pessoal;
⇒ Monitoramento remoto.
13
6.2. Desenvolvimento de Alternativas
Nesta etapa, já há uma definição quanto ao projeto em termos do que foi
anteriormente especificado. É preciso, então, definir soluções que promoverão a
concepção do produto final, fruto do projeto. Estas soluções estão diretamente
ligadas às funções de cada elemento/atributo relacionado ao produto.
7. Seleção da melhor alternativa
7.1. Matriz de Decisão
Segue abaixo matriz na qual estão relacionados os elementos/atributos foco da
necessidade do consumidor (projeto), associados às alternativas consideradas como
de possível atendimento às necessidades.
Tabela 3 – Matriz de Decisão
14
Nota:
⇒ O procedimento adotado para chegar aos pesos acima relacionados foi
a classificação por importância na visão do cliente, além do consenso
dos participantes do projeto.
Conforme a matriz de decisão demonstrada acima, é possível comparar o
melhor produto: tecnicamente, em termos de custo, desempenho e etc.
Neste caso, o melhor produto é o que tem maior preço: Balança de aço inox da
Schenk.
7.2. Matriz de Correlação
Segu
ranç
a
Dura
bilid
ade
Conf
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lidad
e
Perfo
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ce
Cust
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fa
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ação
Segurança 100%
Durabilidade 87% 100%
Confiabilidade 85% 77% 100%
Performance 97% 86% 95% 100%
Custo de fabricação
69% 94% 66% 71% 100%
Tabela 4 – Matriz de Correlação
7.1. Planejamento Operacional
Segue abaixo o Planejamento Operacional do projeto no qual é possível
observar as atividades e os recursos necessários para execução das mesmas, ao
longo do desenvolvimento do produto.
A partir da planilha mostrada é possível relacionar uma atividade com uma
área/setor e, ainda, identificar se esta área ou setor tem envolvimento,
responsabilidade ou somente o controle da etapa. Com as datas que podem ser
15
alimentadas, facilmente é possível planejar um cronograma de acompanhamento do
projeto, analisar o caminho critica e os pontos nos quais se deve trabalhar para
evitar eventuais atrasos ou reprogramações.
Esta ferramenta é excelente para que o projeto possa ser controlado de
maneira eficaz e com clareza nas informações.
Tabela 5 – Setores x Responsáveis x Atividades de Desenvolvimento
Proj
eto
Órg
ãos
Lega
is
Com
pras
Eng.
de
Proc
esso
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Eng.
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Prod
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Plan
ejam
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Definição das características do produto
Aprovação do projeto
Requisição de materiais
Definição de RH necessário
Definição dos métodos de produção e qtde. de operários
Definir maquinário e linhas de produção
Definir etapas de teste
Criação da embalagem
Planejamento da Logística (distribuição e estoque)
Prod
ução
Compra dos materiais
Produção do equipamento
Teste
Analise de necessidade de retrabalho
Testes funcionais
Logí
stic
a
Embalagens individuais
Armazenagem e distribuição
Setor envolvido com a atividade Setor responsável pela atividade Pontos de controle no desenvolvimento de produto
16
8. Confiabilidade do projeto
Por fim, deve-se analisar a questão da qualidade e confiabilidade do projeto. A
importância destas questões está diretamente ligada à satisfação do consumidor
quanto ao produto fruto do projeto de desenvolvimento.
A seguir serão apresentadas algumas ferramentas que auxiliam na análise das
falhas relacionadas ao produto que podem implicar em perda de qualidade e
confiabilidade, é importante notar que nestas análises sempre são analisados
possíveis problemas, seus impactos e ações/responsáveis necessários para
contorno da situação.
8.1. Árvore de Falhas
Para iniciar uma Árvore de Falhas é preciso determinar uma falha mensurável,
neste caso a falha é “Dosagem Incorreta”, esta falha pode acontecer durante o
processo de formulação do produto e a mesma pode ser percebida após a etapa de
amostragem. A análise mostrada na figura abaixo considera não somente esta falha
crucial, como suas possíveis causas e origens das causas.
Figura 6 – Árvore de Falhas da Dosagem Incorreta da Balança Dosadora
17
8.2. FMEA de Projeto
A análise através de um FMEA consiste em uma metodologia que busca
eventuais falhas relacionadas ao produto, como estas falhas podem se manifestar,
quais seus efeitos sobre o desempenho e quais as ações necessárias. A seguir
segue o FMEA baseado nas falhas já identificadas na figura 7 que trata sobre a
Falha de Dosagem Incorreta da Balança Dosadora.
Item
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Figura 7 – FMEA da Balança Dosadora
18
Item Nome Função Tipo / Modo Efeito Causa Formas de Controle
Gra
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Oco
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Det
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o
Índi
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isco
1 Sensor de Velocidade
Medição da velocidade da
correia
Ausência de medição ou incerteza no valor medido
Alteração na composição do produto final /
Parada de processo / Dispêndio de
tempo e material durante o processo /
Insatisfação do Cliente
Falha no sensor indutivo de velocidade
Revisão e manutenção/calibração
periódica do sensor indutivo
8 5 3 120
2 Célula de Carga
Medição da carga do material
manuseado
Ausência de medição ou incerteza no valor medido
Alteração na composição do produto final /
Parada de processo / Dispêndio de
tempo e material durante o processo /
Insatisfação do Cliente
Defeito e/ou sobretensão na célula de carga
Revisão e manutenção/calibração
periódica do sensor indutivo
8 5 3 120
3 Motor Movimentação da balança
Parada ou mau
funcionamento da balança
Parada de processo / Dispêndio de
tempo durante o processo /
Insatisfação do Cliente
Superaquecimento ou queima do motor
Revisão e manutenção periódica do motor 10 2 1 20
Falhas Possíveis Situação Atual
Data: Departamentos Envolvidos: Fornecedores Envolvidos:
20/09/2010
Produto:
Análise do Modo e Efeito das Falhas - FMEA
Balança Dosadora
Modelo:
Figura 8 – Trecho do FMEA da Balança Dosadora
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