1.2 SISTEMAS DE MANUFATURA

Sistemas Industriais

UNIOESTE - 2013

Índice 2

1. Sistemas de Produção

2. Tipos de Produção

3. Automação

4. Tipos de Automação

1. SISTEMAS DE

PRODUÇÃO

3

Definição 4

Produção = Manufatura

Manus (mão) + factus (fazer).

Produção de bens e/ou serviços

Sistema de Produção

Conjunto de pessoas, equipamentos e procedimentos

organizados para realizar as operações de produção em

uma empresa.

Elementos 5

Produção agrega valor ao material por meio da

mudança de sua forma e/ou propriedades ou da

combinação do material com outros.

Insumos e recursos

(entradas)

Capital

Trabalho

Materiais

Conhecimento

Tecnologia

Transformação

Processar

Converter

Montar

Inspecionar

Transportar

Resultado (saída)

Bens (produtos)

Serviços

Tipos de Processos de Manufatura 6

Processos de Conversão (Manufatura)

Modificação do formato / estado da matéria-prima (raw material)

Modificação na composição química, física

Modificação da forma dos recursos

Bens de consumo: produtos adquiridos diretamente pelos consumidores.

Bens de capital: produtos adquiridos por outras empresas para a produção de bens de consumo ou serviços.

Processos de Transferência (Serviços)

Transferência de tecnologia ou serviços

Elementos: máquinas x mão de obra e conhecimento

Exemplos de Sistemas de Produção 7

Entradas Transformação Saídas

Indústria de Produção de Bens Manufaturados

Matéria-prima Usinagem Carros

Componentes Conformação Eletrodomésticos

Equipamentos Inspeção Aviões

Instalações Armazenamento Satélites

Mão de obra Distribuição

Indústria de Serviços

Instalações Marketing e vendas Banco

Equipamentos Projeto Consultoria

Mão de obra

Níveis de um sistema de produção 8

2 níveis:

Instalações: tocam o produto.

Sistemas de apoio: planejamento e controle da produção.

Instalações Sistemas de Apoio

Fábrica - indústria Negócio (administração)

Operadores Projeto

Máquinas Planejamento

Ferramentas Estoque

Qualidade

Sistemas de Produção Automatizados

9

Processos de manufatura realizados com pouca ou nenhuma interferência humana (nível de instalação).

Planejamento, gerenciamento e supervisão da produção através de ferramentas computacionais (nível sistemas de apoio).

Máquina automatizada ≠ sistema de produção automatizado.

Sistemas de apoio

Instalações

Aplicações informatizadas

Funções automatizadas

Exemplos 10

Exemplos de funções automatizadas no nível de

instalações:

Máquinas-ferramenta automatizadas

Linhas de transferência

Montagem automatizada

Produção com robôs industriais

Armazenamento automático de materiais

Inspeção automática de peças

Sistema de Produção Automatizado

11

Processo de produção e operações de montagem

Tecnologias de automação e

controle

Tecnologias de manuseio de

materiais

Sistemas de manufatura

Sistema de controle de

qualidade

Sistemas de apoio à

produção Apoio à produção

Instalação

2. TIPOS DE PRODUÇÃO

Setores da Produção 13

Primário (extração) Secundário (transformação) Terciário (serviços)

Agricultura Aeroespacial Bancário

Florestal Automotivo Comunicações

Pesca Metais Educação

Pecuária Materiais de construção Entretenimento

Mineração Químicos Serviços financeiros

Petróleo Eletroeletrônica Governo

Equipamentos Saúde

Alimentação Turismo

Papel e celulose Imobiliário

Geração de energia Comércio a varejo

Têxtil Transportes

Madeira

Classificação Sistemas Produção 14

Classificação Tradicional (setor secundário):

Processo fluxo contínuo

Produção discreta

Produção em massa

Produção em lotes ou por encomenda

Produção individualizada ou sem repetição

Quantidades

Baixa: 1 a 100 unidades.

Média: 100 a 10 mil unidades.

Alta: 10 mil a milhões de unidades.

Produção em Fluxo Contínuo 15

Produção ininterrupta.

Processo é executado sobre uma cadeia contínua

de materiais.

Não há pausas para a troca do produto.

Produção em grande quantidades.

Exemplos:

Indústria petroquímica,

alimentícia e farmacêutica.

Produção em Massa 16

Itens individuais produzidos em grande quantidade.

Nenhuma variação entre produtos: padronização.

Sequenciamento fixo da linha de produção.

Maior rendimento: linhas otimizadas para poucos tipos de produtos.

Automatização mais fácil: tarefas são repetitivas devido à padronização.

Rentabilidade: grande volume de produção.

Produção em Lotes 17

Lote: batch

Materiais são processados em quantidades finitas.

Produção não é contínua: interrupção entre lotes diferentes.

Mais de 50% das empresas de manufatura.

Personalização de produtos: produção por encomenda.

Quantidade pequena ou média de produtos.

Organização da produção em função dos operadores e / ou equipamentos.

Automação:

Reprogramação de acordo com cada lote.

Mais cara devido à variabilidade nas características dos produtos.

Produção Individual 18

Cada projeto é um produto único.

Operações com pouca ou nenhuma repetição.

Produtos com alto custo.

Exemplos:

Produção de navios, aviões

Construção de grandes

estruturas de engenharia

Tipos de Operação 19

Operações de processamento

Conformação, remoção de material, tratamento térmico

Operações de montagem

Soldagem, colagem, parafusagem

Armazenagem e manuseio de materiais

Correias transportadoras, robôs, AGV’s

Sistemas automatizados de armazenamento

Inspeção e teste

Coordenação e controle

Controle de estoque, planejamento da produção

3. AUTOMAÇÃO

20

Automação 21

Tecnologia por meio da qual um processo ou

procedimento é alcançado sem a assistência

humana.

Elementos Básicos de Sistemas Automatizados

22

Energia

Processo Sistemas de

controle

Programa de

instruções

Elementos Básicos de Sistemas Automatizados

23

Energia

Fonte de energia para funcionamento do sistema de produção.

Processo

Conjunto de transformações físicas e/ou químicas e as operações para conversão da matéria-prima em produto final.

Programa de instrução

Sequência das operações para cada ciclo de trabalho (1 peça).

Sistema de controle

Executa o programa de instrução.

Tecnologias de Automação e Controle

em um Sistema de Produção Automatizado

24

Processo de produção e operações de montagem

Tecnologias de automação e

controle

Tecnologias de manuseio de

materiais

Sistemas de manufatura

Sistema de controle de

qualidade

Sistemas de apoio à

produção

Apoio à produção

Instalação

Funções em Sistemas Automatizados

25

Controle

Programa de instrução

Controle do processo

Monitoramento e segurança

Alarmes

Modificação ou parada completa do sistema

Manutenção e diagnósticos

Testes, relatórios

Avisos informativos

Detecção e recuperação de falhas

Ajustes durante ou ao final de cada ciclo de trabalho

Paradas para correção ou troca de ferramenta

Estratégias para Automação 26

1. Especialização das operações: equipamentos especiais.

2. Combinação de operações: redução do n° de máquinas.

3. Operações simultâneas: mais de uma operação realizada sobre uma peça.

4. Aumento da flexibilidade: mesmo equipamento empregado para produzir peças diferentes.

5. Armazenamento e manuseio: diminuir tempo com tais operações.

6. Inspeção durante a fabricação

7. CIM: manufatura integrada por computador

4. TIPOS DE AUTOMAÇÃO

27

Classificação 28

Classificação dos sistemas de produção

automatizados

Automação rígida

Automação programável

Automação flexível

Automação Rígida 29

Sequência fixa de operações.

Operações unitárias com pouca complexidade.

Características:

Alto investimento.

Altas taxas de produção

Impossibilidade de modificar a sequência de

operações.

Automação Programável 30

Sequência de operações modificável.

Diferentes configurações de produto.

Sequência de operações controlada por um programa.

Novo produto novo programa.

Características

Investimento elevado.

Taxas de produção: baixa e média.

Flexibilidade para fabricação de produtos diferentes

Adaptação elevada para produção em lotes.

Automação Flexível 31

Extensão da automação programável.

Pouca variabilidade nos produtos menor variação das configurações das máquinas e modificações dos programas.

Menor tempo de setup das máquinas.

Características

Alto investimento.

Taxas média de produção.

Produção contínua de produtos variados.

Tipos de Automação 32

Tipos de

automação

Características Vantagens Desvantagens

Fixa • Grande volume de

produção

• Produtos padronizados e

sem variabilidade

• Longos ciclos de vida do

produto

• Eficiência máxima

• Preço unitário baixo

• Investimento inicial elevado

• Falta de flexibilidade

Programável • Produção em lotes

pequenos com

variabilidade média

•Produtos com diferentes

opções (famílias de

produtos)

• Flexibilidade para

modificações no produto

• Custo unitário baixo

para grandes lotes

• Tempo de setup longo para

novos produtos

• Custo unitário elevado se

comparado a automação fixa

Flexível • Baixa taxa de produção

• Produtos diferentes

• Demanda variável

• Flexibilidade para

variações de projeto

• Produtos

personalizados

• Tempo de setup longo para

novos produtos

• Investimento inicial elevado

• Custo unitário elevado

Automação rígida

Tipos de Automação 33

Va

ried

ad

e d

e p

rod

uto

Volume de produção (unidades)

1 100 10.000 1.000.000

Automação programável

Automação flexível

Exemplos 34

Automação fixa: 1.000.000 de lâmpadas do

mesmo tipo produzidas pela GE.

Programável / flexível: mais de 100 tipos de

motos produzidas em 1,5 ano.

Bibliografia 35

GROOVER, M. P. Automação industrial e sistemas

de manufatura. 3ª ed. São Paulo: Pearson, 2011.