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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE MINAS
COLEGIADO DO CURSO DE ENGENHARIA DE
CONTROLE E AUTOMAÇÃO - CECAU
TIAGO LUCAS PEREIRA VIEIRA
CIM – MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR
MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE CONTROLE E
AUTOMAÇÃO
Ouro Preto, 2013
TIAGO LUCAS PEREIRA VIEIRA
CIM – MANUFATURA INTEGRADA POR
COMPUTADOR
Monografia apresentada ao Curso de
Engenharia de Controle e Automação
da Universidade Federal de Ouro Preto
como parte dos requisitos para a
obtenção do Grau de Engenheiro de
Controle e Automação.
Orientador: Profª Drª Karla Boaventura
Pimenta Palmieri
Ouro Preto
Escola de Minas – UFOP
Setembro/2013
Fonte de catalogação: [email protected]
V658c Vieira, Tiago Lucas Pereira.
CIM – manufatura integrada por computador. [manuscrito] / Tiago
Lucas Pereira Viera. – 2013.
44f. : il., color.
Orientador: Prof. Dr. Karla Boaventura Pimenta Palmieri.
. Monografia (Graduação) – Universidade Federal de Ouro
Preto. Escola de Minas. Colegiado do Curso de Engenharia de Controle
e Automação.
Área de concentração: Engenharia de Controle e Automação.
1.Automação industrial. 2. Banco de dados. 3. Produtos
industrializados. 4. Sistemas integrados. I. Universidade Federal de
Ouro Preto. II. Título.
CDU: 681.5
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais pela dedicação e confiança ao longo desses anos. Meus heróis!
A toda minha família que me apoiou nos momentos mais difíceis.
A Universidade Federal de Ouro Preto pelo ensino público de qualidade.
A professora Karla Boaventura Pimenta Palmieri e aos mestres da Escola de Minas de
Ouro Preto pelos ensinamentos.
A república Federal Vira Saia pela formação pessoal e irmandade conquistada.
“O sábio não é o homem que fornece as verdadeiras respostas, é o que formula as
verdadeiras perguntas.”
Claude Lévi-Strauss
RESUMO
A evolução da produção tem se apoiado em novas tecnologias, na automação e nos
sistemas de informação. Aliando-se essas ferramentas, elas podem ajudar no
desenvolvimento de novos produtos, no aumento da qualidade e produtividade, na
diminuição dos custos e nos prazos de entrega, resultando em um melhor desempenho
operacional das organizações. Esse é objetivo do CIM (Computer Integrated
Manufacturing), integrar, por meio de ferramentas computacionais, todos os setores
industriais. Devido à evolução dos sistemas de automação, tornou-se possível conectar
todas as linhas de produção por meio de controladores lógicos digitais, sistemas de
aquisição de dados e redes industriais. Neste trabalho são conceituados todos os sub-
sistemas que compõe a Manufatura Integrada por Computador, de forma que sejam
analisados todos os benefícios e empecilhos de implantação. Considerado como uma
filosofia de gerenciamento, a aplicação do CIM é gradual, buscando reduzir os custos
operacionais de uma planta e permitindo um melhor desempenho dos padrões
produtivos.
Palavras-chave: CAx, CIM, banco de dados, gerenciamento de ativos, sistemas
flexíveis de manufatura.
ABSTRACT
The evolution of production has been supported by new technologies, automation and
information systems. Combining these tools, they can help in the developing of new
products, increasing quality and productivity, reducing costs and deadline, resulting in a
better organization’s operational performance. This is the goal of CIM (Computer
Integrated Manufacturing), to integrate, through computational tools, all industrial
sectors. Due the evolution of automation systems, it became possible to connect all
production lines using digital logic controllers, data acquisition systems and industrial
networks. In this article all the sub-systems that define the Computer Integrated
Manufacturing are conceptualized, in order to analyze all the benefits and drawbacks of
its implementation. Considered as a management philosophy, the deployment of CIM is
gradual, seeking the reduction of the plant’s operational costs and allowing a better
productive performance.
Key Words: CAx, CIM, database, asset management, flexible manufacturing systems.
LISTA DE ABREVIATURAS
AGV Automated Guided Vehicle
CAD Computer-Aided Design
CAE Computer-Aided Engineering
CAL Computer-Aided Logistics
CAM Computer-Aided Manufacturing
CAPP Computer-Aided Process Planning
CAQ Computer Aided Quality
CASA Automation Systems Association
CAx Computer-Aided “anything”
CEP Controle Estatístico de Processo
CIM Computer Integrated Manufacturing
CLP Controlador Lógico Programável
CNC Computerized Numerical Control
DAS Data Acquisition System
DCS Distributed Control System
DNC Distributed Numerical Control
ERP Enterprise Resources Planning
FMC Flexible Manufacturing Cell
FMS Flexible Manufacturing System
ICAM Integrated Computer Aided Manufacturing
JIT Just-In-Time
MEF Método dos Elementos Finitos
MRP Material Requirement Planning
MRPII Manufacturing Resources Planning
PCP Planejamento e Controle de Produção
RH Recursos Humanos
SME Society of Manufacturing Engineers
TG Tecnologia de Grupo
WAN Wide area network
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1: Modelo do Sistema CIM ...................................................................................... 2
Figura 2. 1: Modelo Organizacional proposto por Eugene Merchant. ..................................... 9
Figura 2. 2: Modelo Organizacional ICAM .......................................................................... 10
Figura 2. 3: Modelo Organizacional CASA-SME. ................................................................ 11
Figura 2. 4: O Modelo em Y proposto pelo Prof. A. W. Scheer ............................................ 12
Figura 3. 1: Visualização da deformação do casco de um navio obtida por elementos
finitos no CAE ..................................................................................................................... 16
Figura 3. 2: Exemplo de analise de tensão em uma peça por sistema CAE. ........................... 17
Figura 3. 3: Modelo tridimensional realizado por ferramenta CAD. ...................................... 19
Figura 3. 4: Modelo tridimensional realizado por ferramenta CAD. ...................................... 19
Figura 3. 5: Melhorias acumuladas pela adoção da Tecnologia de Grupo. ............................ 23
Figura 3. 6: Modelos típicos de Sistema de Transporte. ........................................................ 26
Figura 3. 7: Hierarquia do CIM e suas tecnologias correntes. ............................................... 27
Figura 3.8: Representação típica da estrutura de redes de computador usadas na
indústria ............................................................................................................................... 33
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1
1.1. Objetivo ................................................................................................................. 2
1.2. Justificativa ............................................................................................................ 3
1.3. Metodologia ........................................................................................................... 3
1.4. Estrutura do trabalho .............................................................................................. 4
2. MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR....................................... 5
2.1. Histórico ................................................................................................................ 5
2.2. Evolução do CIM ................................................................................................... 6
2.2.1. Eugene Merchant – International Institute for Production Engineering (1975) ..... 8
2.2.2. The U.S. Air Force’s Integrated Computer Aided Manufacturing - ICAM
(1976) ......................................................................................................................... 9
2.2.3. CASA-SME ...................................................................................................... 10
2.2.4. Modelo Y de Scheer (1991) ............................................................................... 12
3. ELEMENTOS QUE COMPÕE O CIM ............................................................... 15
3.1. Ferramentas computacionais ................................................................................ 15
3.1.1. Engenharia Auxiliada por Computador - (Computer Aided Engineering) -
CAE ............................................................................................................................ 15
3.1.2. Projeto Auxiliado por Computador - (Computer Aided Design) - CAD ............. 17
3.1.3. Planejamento do Processo Auxiliado por Computador - (Computer Aided Process
Planning) - CAPP........................................................................................................ 19
3.1.4. Manufatura Auxiliada por Computador - (Computer Aided Manufacturing) -
CAM........................................................................................................................... 21
3.1.5. Qualidade Auxiliada por Computador - (Computer Aided Quality) - CAQ ........ 22
3.1.6. Tecnologia de Grupo - TG ................................................................................. 22
3.2. Transporte como elemento de integração .............................................................. 24
3.3. Gestão hierarquizada ............................................................................................ 27
3.4. Comunicação ....................................................................................................... 32
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 35
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 37
1
1 - INTRODUÇÃO
A necessidade de inovação se tornou essencial no mercado, hoje, cada vez mais
competitivo. A busca constante pelo aumento de produtividade e qualidade dos
produtos reduzindo seu custo de produção é um fator presente em todas as empresas.
Buscando elevar o nível de eficiência na produção, surgiu o conceito de Manufatura
Integrada por Computador – CIM (Computer Integrated Manufacturing).
Considerada como uma filosofia de gerenciamento o CIM tem como objetivo a
integração e otimização de todos os setores de produção através de sistemas de
informação, computação, controle de produção e automação.
Segundo Vieira (1996), o CIM pode ser definido como a integração de todas as
atividades envolvidas na manufatura, tais como compras, vendas, projetos,
planejamento, administração, finanças, marketing e produção. Essa integração ocorre
por meio de uma rede de comunicação e de um software de gerenciamento com o
objetivo de melhorar a eficiência organizacional, pessoal e produtiva. A Manufatura
Integrada por Computador é responsável pela administração da execução, supervisão e
controle das atividades nos diversos setores da empresa, possibilitando o
interfaceamento desses setores de maneira que eles possam estar perfeitamente
integrados.
Neste trabalho procura-se introduzir, ordenar e resumir os diversos conceitos associados
à manufatura atual, pela forma que é empregada do chão de fábrica até o nível
gerencial. Essa integração se torna possível através de diversas ferramentas
computacionais que são utilizadas em conjunto por meio de uma constante troca de
informação.
Uma peça fundamental para a implantação e sucesso do sistema CIM é o banco de
dados. Um recurso que possibilita uma tomada de decisões mais rápida. Uma vez que,
uma mudança no processo já seja conhecida, caso essa seja solicitada novamente, todas
as informações necessárias estão à disposição dos operadores para as devidas atitudes à
2
serem tomadas. Isso possibilita uma maior flexibilidade no processo produção, que é
outro benefício proporcionado pela implantação da Manufatura Integrada por
Computador.
A arquitetura CIM é complexa. Sua implantação nas empresas só é possível após todo
um planejamento de produção. É necessário todo um estudo prévio antes de adotar essas
ferramentas. Esse texto busca esclarecer as medidas tecnológicas do sistema.
A figura 1 representa esquematicamente o conceito da Manufatura Integrada por
Computador.
Figura 1.1: Modelo do sistema CIM, Fonte: VIEIRA, 1996.
1.1 – OBJETIVO
Estudar a arquitetura típica dos sistemas CIM e como sua aplicação em ambiente
industrial pode beneficiar uma linha de produção.
Explorar as ferramentas computacionais utilizadas em diferentes níveis organizacionais
de uma empresa e analisar suas prioridades de implantação.
Analisar os conceitos e aplicações de todos os elementos que copões a Manufatura
Integrada por Computador detalhando seus benefícios e dificuldades de implantação.
3
1.2 JUSTIFICATIVA
A competitividade do mercado exige uma evolução do setor produtivo. As exigências
crescentes dos clientes, o aumento do nível de desempenhos dos concorrentes e as
frequentes novidades impostas pela tecnologia criam a necessidade de atualização e
agilidade nos processos de produção.
A busca pelo aumento de produtividade com menores gastos em menor tempo são os
princípios para o sucesso da produção. O CIM faz uso das ferramentas necessárias para
que isso ocorra. Demonstrar que a automação não é só mais um sistema de operação
como também parte integrante do nível gestão industrial.
1.3– METODOLOGIA
Para o desenvolvimento do trabalho será pesquisadas as mais importantes e comumente
encontradas ferramentas computacionais e subsistemas que compõe o CIM nos
processos produtivos.
Foi utilizada a pesquisa bibliográfica como metodologia baseada em material composto
por livros, artigos, dissertações, revistas e pesquisas eletrônicas (disponibilizado pela
Internet).
4
1.4 – ESTRUTURA DO TRABALHO
No capítulo 1 é feita uma introdução sobre o assunto abordado durante o trabalho, assim
como o objetivo, a metodologia adotada e a justificativa para tal estudo.
No capítulo 2 tem-se um breve histórico da manufatura e sistemas de produção. A
evolução do CIM é tratada de forma cronológica, de acordo com os avanços
tecnológicos a filosofia da Manufatura Integrada por Computador se tornava mais
acessível.
No capítulo 3 faz-se uma abordagem aprofundada sobre o sistema CIM e os elementos
que o compõe. São definidas e detalhadas as ferramentas computacionais que fazem
parte dessa arquitetura. Serão abordados também os recursos que possibilitam a
integração de todo o sistema de produção.
No capítulo 4 são mostradas as considerações finais a respeito do trabalho e
posteriormente as referências bibliográficas.
5
2 – MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR
2.1 – HISTÓRICO
A transição da era da agricultura para a era industrial foi acompanhada de profundas
transformações no mundo comercial. No início do século XX o pensamento científico
expandiu por todos os processos produtivos. Tornou-se necessário criar um plano de
produção. A necessidade de se organizar foi o fator que revolucionou o mundo
industrial. Surgiram inúmeras estratégicas de produção, algumas foram seguidas e
outras melhoradas.
A ideia de produção em massa revolucionou o pensamento na forma de produção. De
acordo com Martins (1993), a era da produção em massa pode ser divida em três fases:
a primeira se dá com o surgimento da indústria têxtil britânica por meio da mecanização
dos teares; a segunda fase reflete o surgimento da administração científica difundida por
Taylor e sua aplicação por Henry Ford na criação das linhas de montagem. Por fim, a
consolidação por meio da criação das grandes corporações, com Alfred Sloan na
General Motors, criando divisões descentralizadas e gerenciadas por índices de controle
emitidos por meio de relatórios.
Esse novo modelo de produção, em largas escalas, trouxe outras necessidades e
descobertas para o mundo industrial. Veio a necessidade de investir em tecnologia,
mudar a linha de produção, antigamente manual, restrita, para uma produção
mecanizada, mais dinâmica e com maiores potenciais.
A produção em grandes escalas derivou em uma série de decisões organizacionais, tais
como maior especialização das linhas e das atividades de suporte, estoques e qualidade.
E que, na verdade, a introdução de tais aperfeiçoamentos não estaria necessariamente
ligada a plantas maiores.
A ampliação de uma linha produção requer um gasto inicial muito alto. A busca pela
redução de custos e implantação da qualidade durante a produção gerou a idéia de
fábricas automatizadas.
6
Tornou-se necessário utilizar toda tecnologia disponível para permanecer no mercado
competitivo. Criaram o CIM (Computer Integrated Manufacturing). O seu objetivo;
Padronizar a forma de produção, aumentar o fluxo de trocas de informação entre os
setores, aumentar a qualidade, controlar estoque, ou seja, integrar todos os níveis
operacionais da empresa e mantê-los conectados durante toda produção.
2.2 – EVOLUÇÃO DO CIM
O CIM pode ser descrito como sendo uma filosofia gerencial. Segundo Agostinho
(2007), é um agrupamento de todas as técnicas, os hardwares, os componentes, as
estruturas de dados, a programação, equipamentos, e se estende até o nível gerencial
com o objetivo de integrar toda uma linha de produção. A Manufatura Integrada por
computador, na maior parte das empresas, continua sendo mais um conceito do que uma
técnica comprovada. Hoje, ainda limitados pelo nível tecnológico, se torna quase
impossível manter uma integração completa de toda uma linha de produção. Existem
inúmeras variáveis que precisam de tempo para ser calculadas, tratadas e respondidas.
Cabe lembrar que para criar um sistema de produção integrado muitas teorias de
planejamento e controle de produção são levadas em considerações. O estudo de
produtividade e competitividade é muito mais complexo e essencial para inicio de
qualquer tipo de atividade industrial. As estratégias de manufatura têm que,
forçosamente levar estes aspectos em consideração.
No inicio da industrialização, nas décadas de 30 e 40, o nível de organização era
relativamente simples. As empresas estavam iniciando o processo de formação de
grandes corporações, após a sedimentação dos conceitos gerenciais de Taylor, Fayol,
Ford entre outros (PALMIERI, 2006).
A passagem da informação era feita na forma escrita, de departamento a departamento.
Os cargos (Jobs) foram amplamente difundidos, e os recursos de especialização
7
cresceram, de forma a suportar através de sistemas essencialmente burocráticos a
organização necessária.
Esta época foi caracterizada pela produção em massa, grandes organizações, uso de mão
de obra intensiva, operações repetidas e contínuas. Até o fim da década de 50 todas as
atividades do sistema de manufatura eram feitas essencialmente com algum dispositivo
ou aparelho de origem mecânica, máquinas operatrizes, esteiras rolantes, limitadores de
curso, pastas, pranchetas, réguas, esquadros, calculadoras mecânicas, tabelas, dentre
outros equipamentos desprovidos de tecnologia digital.
Durante os anos 60, 70 e 80, com o aparecimento dos computadores de grande porte,
caracterizou-se a época do processamento de dados, o foco, nesse caso, era automatizar
o fluxo de informações (dados) transformado ou arquivado manualmente.
Cada departamento da organização necessitava de um computador (ou terminais) para
suportar suas atividades; finanças com contabilidade, controladoria, chão de fábrica com
controle de inventários, programação da produção, engenharia com apoio
computacional para projeto e desenho. Essas funções deveriam ser transplantadas para
um conjunto hardware-software, sempre, porém com os softwares escritos
manualmente. Naturalmente, esta automação de atividades, espalhadas em
departamentos diferentes, de maneira aleatória, procurava a automação aleatória das
atividades e sub-atividades do Sistema de Manufatura.
De acordo com as tendências alguns pesquisadores já anteviam o que geralmente
designam como “Manufatura Integrada por Computador”. Porém, devido às limitações
tecnológicas da época foram inúmeros os problemas que surgiram antes de atingir o
CIM atual.
Foram automatizadas via computador operações tal como eram feitas manualmente; ou
seja, havia-se automatizado as contradições, confusões e inconsistências das atividades
existentes. Nas áreas de chão-de-fábrica, muitos aplicativos de Planejamento de
Controle de Produção (PCP) não tinham desempenho adequado devido à falta de
8
ligação com atividades e dados importantes. Dentre esses problemas deve-se lembrar da
falta de flexibilidade dos computadores (hardwares) e dos programas (softwares).
Diante dos problemas apontados, iniciou-se na década de 70 a apresentação de modelos
funcionais que pudessem representar as principais atividades de manufatura, com suas
respectivas integrações, utilizando-se a tecnologia da informação como recursos de
automação.
Várias definições sobre Manufatura Integrada por Computador foram apresentadas.
2.2.1 – EUGENE MERCHANT – INTERNATIONAL INSTITUTE FOR PRODUCTION
ENGINEERING (1975)
Durante a década de 70 e 80, foi o principal cientista no setor de Pesquisa de
Manufatura, Merchant começou a estudar a forma de trazer o poder dos computadores
para suportarem os problemas de fabricação. Analisando uma linha de produção ele
percebeu que os produtos gastavam muito mais tempo esperando ou sendo
transportados do que realmente passando por algum processo de usinagem. Ele
visualizou o Sistema de Manufatura Integrada por Computador muito antes que os
outros acreditassem que esse poder poderia ser prático (GROOVER, 2001).
Baseou-se na ideia de sistemas computacionais na automação de Sistema de Manufatura
completo. Um sistema que se inicia com o modelamento geométrico e projeto de
produto, e envolve todos os estágios da atividade industrial. A figura 2.1 ilustra a
divisão e as ligações entre as atividades proposta por Eugene Merchant. Esse modelo
possibilita uma avalição mais específica de cada processo. Pode-se apontar os erros
específicos em cada etapa e corrigi-los conforme a demanda, levando-se em
consideração os custos e as capacidades disponíveis.
9
Figura 2.1: Modelo Organizacional proposto por Eugene Merchant Fonte: PALMIERI, 2006.
2.2.2 –THE U.S. AIR FORCE’S INTEGRATED COMPUTER AIDED MANUFACTURING –
ICAM (1976)
O programa ICAM foi visionário em mostrar que uma nova abordagem seria necessária
para alcançar a integração em empresas de manufatura. Mudou o foco da produção de
uma série de operações sequenciais para processamentos paralelos. Nesta nova
concepção, observa-se a integração da arquitetura do chão-de-fábrica, por base de
dados, que deve centralizar todo o esforço de integração. Os dados deveriam ser comuns
e partilhados entre as diversas funções e atividades, como pode ser observado na figura
2.2 (PALMIERI, 2006).
10
Figura 2. 2: Modelo organizacional ICAM Fonte: PALMIERI, 2006.
2.2.3 – CASA-SME
O modelo proposto pela Automation Systems Association (CASA), da Society of
Manufacturing Engineers (SME); CASA-SME; evoluiu na visão de automação da
Engenharia e Chão-de-Fábrica, incluindo atividades de toda a organização. Esse modelo
inclui não somente as atividades citadas, mas também outras atividades como:
marketing, suprimentos, finanças, planejamento estratégico, gerenciamento de RH e
gerência geral (REHG, 1994).
A estrutura base é dividida em 5 setores:
Gerenciamento Geral do Negócio: Marketing, finanças, gerenciamento de RH,
planejamento estratégico;
Planejamento e Controle de Manufatura: Chão-de-fábrica, suprimento de
matérias, programação, planejamento de qualidade e facilidades;
Definição de Processos e Produtos: Projeto do produto, simulação e análise,
documentação;
Automação da Fábrica: Manuseio de matérias, montagem, inspeção e testes,
processamento de materiais;
11
Gerenciamento de Informações e Dados: Base de dados comuns, trânsito de
informações, ferramenta de informação.
Figura 2. 3: Modelo Organizacional CASA-SME, Fonte: PALMIERI, 2006.
Essa departamentalização, ilustrada pela figura 2.3, mudou o pensamento científico da
produção. Eram vários setores buscando trabalhar em conjunto com alto fluxo de
informação. A ideia da filosofia CIM estava implantada.
12
2.2.4 – MODELO Y DE SCHEER - 1991
O Modelo em Y proposto pelo Prof. A. W. Scheer, da Universidade de Saarbrucken, na
Alemanha, descreve o conceito moderno do CIM. Um conceito funcional, onde a
integração global da manufatura precisa ser entendida como um objetivo.
Figura 2. 4: O Modelo em Y proposto pelo Prof. A. W. Scheer, Fonte: SCHEER, 1993.
13
O modelo Y representa a integração de todos os sistemas de produção, de forma que, do
lado esquerdo estão as atividades de planejamento e controle de produção e do lado
direito as atividades técnicas do processo. Os dois segmentos superiores apresentam o
nível de planejamento e a parte inferior as atividades de implementação dos programas.
O topo é representado pela parte gerencial e de finanças, responsável pelas tomada de
decisões e recursos. O centro do modelo Y se resume na arquitetura CIM, composta por
um banco de dados integrando todos os sistemas produção através de um sistema único
de informação.
As atividades componentes do sistema obedecem a uma sequência e a uma articulação
interna que Pereira e Erdmann (1995) assim apresentam:
O sistema de produção inicia pela elaboração do projeto (especificação de
materiais, dimensões, análises, etc.) mediante o auxílio de sistemas CAE e CAD;
Geração de lista de materiais e respectivos custos;
A partir do projeto do produto e de forma interativa com esse, passa-se à
definição do processo (operações necessárias, sequências possíveis, máquinas
necessárias) através do CAPP, gerando os roteiros de produção;
O CAM, com as informações armazenadas no banco de dados pelo projeto do
produto e do processo, gera os programas para as máquinas CNC/Robôs para
serem utilizados no momento oportuno;
O PCP, com o produto já projetado, recebe os pedidos, fixa o preço com base no
banco de dados e estima o prazo de entrega (mediante consulta ao módulo de
capacidade);
Gera-se um plano de fabricação (tipos de produto, respectivas quantidades e
prazos), considerando os estoques existentes;
Emissão de ordens de fabricação, montagem e compras e respectiva inserção no
módulo de planejamento de capacidade;
Ajuste de capacidade e sequenciamento para determinação da data de entrega do
produto;
Envio da programação à produção para processamento, segundo o estabelecido
anteriormente, com a utilização do CAM e suas diversas possibilidades;
Execução dos controles mediante coleta de dados da produção e realimentação
das etapas anteriores.
14
Todas as atividades seguem uma linha lógica de ligações. Essa integração das atividades
será compreendida mais claramente no próximo capitulo, uma vez que será abordado
um conceito mais aprofundado dos subsistemas da Manufatura Integrada por
Computador.
15
3 – ELEMENTOS QUE COMPÕE O CIM
3.1 – FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS
3.1.1 – ENGENHARIA AUXILIADA POR COMPUTADOR - (COMPUTER AIDED
ENGINEERING) - CAE
Uma vez definido o produto que será produzido torna-se necessário um estudo mais
detalhado do material que está em questão.
Engenharia Auxiliada por Computador – CAE é baseada na construção e teste de
protótipos virtuais através de alguns softwares, onde é possível a simulação de
resistência dos materiais por meio da variação de temperatura e força, minimizando os
custos e o tempo de projeto, ao passo que se aprimora a qualidade do produto
(PEREIRA ; ERDMANN, 1998).
Esse estudo prévio é de suma importância para o projeto do produto que será produzido.
São depois dos testes de resistências e durabilidade que se pode definir os parâmetros
do produto final. O tamanho da peça, as propriedades específicas do material e sua
geometria são simuladas em situações reais de uso. Após os teste computacionais é
possível ver o comportamento da peça e definir se precisa ou não modificar alguma
variável ou propriedade do material.
De acordo com Costa (1995), o CAE auxilia na determinação de especificações
tecnológicas do produto, tais como sua resistividade, dimensões e análise de tensões,
proporcionando um considerável ganho de tempo no desenvolvimento dos produtos e
levando à vantagem competitiva decorrente do lançamento de produtos mais
rapidamente.
O CAE é um importante apoio ao CAD, uma ferramenta muito útil que será a próxima
ferramenta estudada nesse trabalho, pois evita sobrecargas com protótipos e testes, que
passam a ser simulados computacionalmente. Esses dois sistemas trabalham em
16
conjunto. É necessário que haja troca de informações constantes entre os profissionais
que desenvolvem e projetam o produto. Geralmente, a construção do modelo no CAE é
feita através do modelo construído no CAD. É por isso que vários softwares CAE
possuem agregados um CAD mais simplificado para evitar transferências de um
software para outro. Afora esse aspecto, o CAE não influencia diretamente no contexto
da manufatura.
Entre os tipos de CAE existe o mais comumente utilizado é CAE baseado nos Métodos
de Elementos Finitos (MEF) que permite simular diversos fenômenos físicos em
engenharia tais como deformação de estruturas mecânicas sujeitas a um determinado
carregamento, distribuição de temperaturas em um motor, campo acústico gerado no
interior de um ambiente, escoamento de ar ao redor das asas de um avião, etc. (SILVA,
2001).
As figuras 3.1 e 3.2 são exemplos de projetos utilizados pelas ferramentas CAE para
simular situações em que os materiais estariam submetidos às atividades cotidianas.
Podem ser simuladas também situações extremas para definir pontos máximos de
resistência, deformação do material, entre outras propriedades do produto em teste.
Figura 3.1: Visualização da deformação do casco de um navio obtida por elementos finitos no CAE
Fonte: SCIARRA, 2007.
17
Figura 3.2: Exemplo de analise te tensão em uma peça por sistema CAE. Fonte: MIONI, 2012.
3.1.2 – PROJETO AUXILIADO POR COMPUTADOR - (COMPUTER AIDED DESIGN) -
CAD
O CAD pode ser definido como qualquer atividade de projeto que envolva efetivamente
o uso de computadores para criar, modificar ou documentar um projeto.
Relacionado com a parte física do produto, o uso de softwares para a criação e
detalhamento está diretamente relacionado com a sua produção. É necessário que
projeto do produto tenha todas as informações necessárias, tais como: modelagem
geométrica e uma documentação a fim de desenvolver uma descrição matemática da
geometria do projeto e preparar rapidamente desenhos de alta precisão (MOREIRA,
1993).
É de extrema importância o conhecimento dessas funções para os processos posteriores
de produção. São essas variáveis que irão definir a forma do produto trabalhado. Uma
vez que o modelo 3D esteja concluído, o calculo estrutural do produto se torna
teoricamente fácil. É necessário ter o conhecimento de tensões, escoamento,
temperatura, volume e propriedades físicas da matéria para a produção de qualquer
componente da peça.
Outro aspecto relevante no sistema CAD é o banco de dados. Devido ao grande número
de variáveis relacionadas ao dimensionamento do produto, é providencial, que todos os
18
detalhes sejam armazenados em um banco de dados para que os outros departamentos
ou fornecedores possam acessa-los para seu próprio uso (BLACK, 1998).
Com o auxilio do computador, os sistemas CAD possibilitam criar e modificar desenhos
de produtos. Permitem adicionar formas tais como pontos, arcos, linhas, círculos e
textos, para representação do produto na tela do computador. Essas formas podem ser
copiadas, transferidas de lugar, giradas, aumentadas ou alongadas. Usualmente, o
sistema pode utilizar o zoom para ampliar e reduzir, revelando diferentes níveis de
detalhes no desenho. Esses projetos podem ser armazenados na memória do sistema e
utilizados posteriormente, dando a liberdade de construir uma biblioteca de desenhos
padronizados de peças e componentes (MOREIRA, 1993).
Segundo Lepikson (2008), o uso do CAD se justifica pelas seguintes razões principais:
Aumento da produtividade do projetista, conseguido pelo apoio oferecido, no
caso da aplicação em mecânica, à concepção do produto e seus componentes e
pela redução do tempo para sintetizar, analisar, detalhar e documentar o projeto;
Aumento da qualidade do projeto, dadas às ferramentas de análise disponíveis e
pela opção de analisar várias alternativas de forma prática e efetiva;
Melhoria da documentação de projeto, pela possibilidade de padronizar
procedimentos, macros de projeto e intercâmbio de informações;
Criação das bases de dados de projeto e manufatura, pela organização de
estruturas de arquivos, especificações e listas de materiais, dados de processo e
outros mais.
As figuras 3.3 e 3.4 são exemplos de projetos criados pelo CAD para determinar as
dimensões específicas de cada peça do projeto. Essas definições serão essenciais para
determinar as programações posteriores na produção.
19
Figura 3.3: Modelo tridimensional realizado por ferramenta CAD Fonte: SEIXAS FILHO, 2004a.
Figura 3. 4: Modelo tridimensional realizado por ferramenta CAD Fonte: REVISTA MECATRÔNICA ATUAL, 2001.
3.1.3 – PLANEJAMENTO DO PROCESSO AUXILIADO POR COMPUTADOR -
(COMPUTER AIDED PROCESS PLANNING) - CAPP
Os sistemas CAPP são ferramentas de grande importância no processo produtivo. Após
a criação do projeto do produto ele é o responsável por criar uma forma de executa-lo.
Esse tipo de sistema permite gerar planos de processos de manufatura e definir as
operações sequenciais de cada tarefa de produção. Permite definir os tempos envolvidos
em cada operação, determinar as máquinas ou células que são capazes de executar certo
conjunto de operações, sua sequencia e definir as ferramentas necessárias durante o
processo de manufatura do produto. O CAPP é o elo entre o CAD e o CAM, subsistema
que será abordado a seguir (FERREIRA, 1998).
O sistema CAPP pode ser baseado nos princípios da Tecnologia de Grupo (TG). A
identificação de similaridade das peças define qual linha de produção será seguida. A
definição da família do produto pode ser utilizada para identificar grupos de máquinas e,
20
finalmente, podem ser utilizadas para projetar as células de montagem e de fabricação
(BLACK, 1998).
Os procedimentos em um sistema CAPP, segundo (PEREIRA ; ERDMANN,1998), são:
Definição dos dados necessários para a descrição do processo (prazos totais,
funcionários e setores envolvidos);
Listagem dos processos que a empresa é capaz de realizar;
Determinar a sequências de operações que o produto irá seguir;
Distribuição dos trabalhos pelas máquinas, visando a um aproveitamento
equilibrado dos recursos;
Determinação de nível de operador, modo de preparação do recurso e a forma
como vão ser utilizados;
Cálculo dos tempos de fabricação, especificando as fórmulas e tabelas;
Cálculo das sobras de material;
Ilustração das operações de preparação e dos estágios e formas de execução de
cada etapa;
Programação da máquina para a execução do processo estabelecido.
21
3.1.4 – MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR - (COMPUTER AIDED
MANUFACTURING) - CAM
O sistema CAM auxilia a produção das atividades pré-estabelecidas pelo CAE, CAD e
CAPP. Geralmente baseado no controle de máquinas de controle numérico,
comandadas por computador. É a aplicação da informática e da tecnologia das
comunicações ao sistema de produção, no sentido de eliminar a perda de tempo inerente
à manipulação e decisões do ser humano.
Segundo Black (1998), o CAM consiste principalmente na preparação e remessa de
programas de controle numérico para serem transmitidas às máquinas-ferramentas
CNC, centro de usinagem, equipamentos de movimentação e manipulação de materiais
e outros equipamentos de suporte.
O CAM, segundo Sciarra (2007), atua na área de planejamento da manufatura em que o
computador participa indiretamente da produção: cálculos dos parâmetros ótimos de
rotação e velocidade de avanço da ferramenta, número de passes, as forças e momentos
a serem aplicados, simula e programa a trajetória da ferramenta durante a usinagem.
Algumas formas de utilização do CAM são listadas por (COSTA, 1995):
Máquinas de Controle Numérico - são máquinas controladas por dados
numéricos, o que possibilita a fabricação de peças complexas e em pequenos
lotes;
Robôs - são equipamentos que podem apoiar (manipular, transportar, aferir
qualidade) ou intervir diretamente, assumindo o processo em funções
geralmente insalubres ou perigosas, como soldagem, fundição e pintura;
Gerenciamento de sistemas flexíveis de produção - são formas organizacionais
baseadas na combinação de vários sistemas informatizados, orientados para a
diversificação da produção, com a manutenção da produtividade.
22
3.1.5 – QUALIDADE AUXILIADA POR COMPUTADOR - (COMPUTER AIDED QUALITY)
- CAQ
Representa o nível mais alto da estrutura hierárquica do CIM, uma vez que está presente
em todos os setores de produção mantendo sempre um padrão definido de qualidade.
O sistema de garantia da qualidade se baseia no acompanhamento desde a chegada da
matéria prima, passando pelo processo produtivo, e estendendo até a saída do produto
acabado. O CAQ é auxiliado pela informática através de instrumentos de análise,
sensores e contadores automatizados, bem como no planejamento do controle
(PEREIRA e ERDMANN, 1998).
3.1.6 –TECNOLOGIA DE GRUPO - TG
De acordo com Lepikson (2008), TG é uma filosofia, já antiga, que busca tirar
vantagens através das similaridades das peças, agrupando-as em famílias sendo por
reconhecimento por similaridades ou através da memória dos problemas passados com
suas soluções definidas.
Levando em consideração um sistema integrado, a memória dos problemas e suas
soluções é a forma ideal de aperfeiçoar um processo integrado e continuamente
atualizado, uma vez que a tomada de decisões seria feita unicamente com informações
já contidas no banco de dados.
O agrupamento em família, que se baseia no reconhecimento de similaridade, pode ser:
Pela forma geométrica;
Pelo processo de fabricação;
Pela combinação dos dois primeiros.
O agrupamento em família pode ser realizado utilizando a inspeção visual, ou,
utilizando a automatização e integração dos processos pela classificação e codificação,
via ferramentas CAD ou através da análise de fluxo de fábrica, via CAPP.
23
São inúmeros os benefícios obtidos após a implantação da TG em um sistema
produtivo, a figura 3.5 exemplifica isso.
:
Figura 3.5: Melhorias acumuladas pela adoção da Tecnologia de Grupo Fonte: LEPIKSON, 2008.
24
3.2 – Transporte como Elemento de Integração
A praticidade e valorização do tempo nos processos produtivos são sempre levadas em
consideração. Em um processo automatizado o transporte de peças se torna um fator de
suma importância para o desempenho de uma linha de produção. A cada dia são
desenvolvidos diferentes sistemas de transporte para otimização de processos, para que
fiquem mais dinâmicos e seguros.
Os sistemas de manuseio, transporte e estocagem de materiais nos Sistemas Flexíveis de
Manufatura é composto por elementos responsáveis pelos materiais quando estes não se
encontram nas estações de trabalho, seja quando estão em armazenamento temporário,
em armazéns automatizados ou sendo transportados (FERNANDES, 2004).
Deve-se considerar no projeto desses sistemas, potencialidades para entrega aleatória
das peças, capacidade de carga, velocidade, etc.. É possível que uma linha produção
opere com congestionamento no sistema devido às paradas das estações de trabalho por
quebra e/ou excesso de carga, ou outras irregularidades que possam aparecer. Essa série
de fatores exige que o sistema trabalhe de forma flexível.
As esteiras rolantes são o sistema de transporte mais popularmente usado no setor
industrial. A necessidade de ligação entre um setor e outro pode ser suprida com esteiras
facilmente. Porém existem tipos de produtos que não podem ser transportados por esse
sistema, precisam de um nível de segurança maior, ou mesmo por necessitar de um
espaço físico maior, inviabilizando o uso das esteiras.
De acordo com Ferreira (1998), o sistema de manuseio de matérias é composto por
depósitos, estoques de matérias e peças, esteiras, veículos de transporte, alimentadores
de peças e manipuladores. Entretanto, esse conceito pode ser estendido para outros
sistemas que atualmente se tornam mais comum no plano industrial, tais como: robôs e
os próprios armazéns automatizados.
Buscando autonomia e flexibilidade no setor de manuseio de materiais, vários tipos de
sistemas de transporte estão sendo utilizados, ou já foram propostos para futuras
instalações. Segundo Agostinho (2007), os principais tipos são:
25
Sistemas com Linhas Fixas: As peças são transportadas por carros individuais
guiados por correntes abaixo do solo. Os carros são direcionados por rasgos no
chão;
Sistemas de Veículos Guiados Automaticamente (AGV): São sistemas de carros
autopropelidos, equipados com sistemas próprios de potência. São guiados por
trilhos, tendo percursos definidos (com fixação abaixo do solo);
Sistemas de Transportador de Roletes: “pallets” equipados com dispositivos de
fixação de peças são conduzidos por transportadores de rolos autopropelidos;
Sistemas de Transportadores Elevados: As peças são fixadas em dispositivos
suspensos em suportes aéreos, seguindo percursos definidos e específicos;
Sistemas de Pontes/Pórticos: As pontes/pórticos rolantes servem como dispositivos
transportadores de peças, que fazem interface com estações de trabalho e de
estocagem;
Sistemas de Robôs: Os robôs programáveis movimentam as peças ente as
estações conforme uma programação pré-estabelecida pelo operador.
Dos sistemas acima, as linhas fixas e os transportadores de roletes são os sistemas mais
empregados atualmente.
A aplicação dos sistemas de robôs está crescendo, principalmente pela sua flexibilidade
no sistema de produção. A função do transporte de peças entre as estações de trabalho
pode ser programada de acordo com demanda e necessidades momentâneas. Os
movimentos das peças no sistema geralmente são automáticos, sendo que o seu controle
é feito por um computador central.
Na figura 3.6 são esquematizados os tipos de sistemas de manuseio e transporte de peças.
Pode-se observar que os sistemas de manuseio e transporte aleatórios são mais flexíveis
que os sistemas em circuito fechado ou sequenciais.
26
Figura 3.6: Modelos típicos de Sistemas de Transporte, Fonte: AGOSTINHO, 2007.
27
3.3 – GESTÃO HIERARQUIZADA
De acordo com Lepikson (2008), o conceito CIM abrange todas as funções de
engenharia representadas pelas siglas CAx, mas extrapola, abrangem também as
atividades administrativas da empresa. Idealmente, conceitua-se CIM como a
incorporação de todas as funções direta ou indiretamente relacionadas com a produção,
em um ambiente computacional integrado para auxiliar, otimizar e/ou automatizar as
operações.
Figura 3.7: Hierarquia do CIM e suas tecnologias correntes, Fonte: LEPIKSON, 2007.
A figura 3.7 representa a clássica representação da estrutura hierárquica do sistema
CIM. Vale a pena lembrar que o setor de chão de fabrica é o que efetivamente produz.
Essa informação é importante para que se tenham claras as prioridades para automação
quando se inicia um planejamento das estratégias de produção.
28
Os conceitos e aplicações dos elementos que compõe a hierarquia do sistema CIM é
descrito como: (LEPIKSON, 2007)
ERP – Enterprise Resources Planning (planejamento dos recursos da empresa) é
uma evolução dos sistemas MRP e MRPII, que vincula a estes, grande variedade
de outras áreas funcionais diretamente ligadas à manufatura, tais como
administração de materiais, vendas e análise do mercado, distribuição, finanças,
contabilidade, controladoria, cadeia de suprimentos, serviços e pessoal.
CAD: Computer-Aided Design (projeto auxiliado por computador): é uma
tecnologia que se implementa na área de projetos, baseada na aplicação de
computadores e softwares gráficos para ajudar ou melhorar o projeto de
produtos desde sua concepção até sua documentação. A tecnologia CAD suporta
todos os níveis ou estados no processo do projeto do produto. Estes programas
permitem transformações geométricas, projeções, rotações, aumentos de escala,
e níveis diferenciados de vistas em partes e em suas relações com as demais.
CAE: Computer-Aided Engineering (engenharia auxiliada por computador): é
voltado à análise e avaliação do projeto de engenharia utilizando técnicas
baseadas em computadores para calcular as operações do produto ou de suas
partes e parâmetros de manufatura demasiado complexos para os métodos
clássicos de solução. Inclui todos os pacotes computacionais utilizados na
análise e avaliação do projeto (no CAD, preferencialmente). CAE intervém no
processo de projeto na análise, síntese e níveis de avaliação, além de dispor de
recursos para assistir na otimização dos processos produtivos, através das
chamadas ferramentas de simulação.
MRPII: Manufacturing Resources Planning (planejamento dos recursos de
manufatura): essencialmente está projetado para integrar todas as funções
operacionais de uma organização de manufatura no que se refere à alocação de
recursos (materiais, equipamentos, pessoal, energia, capital), desde a engenharia
até a produção e considerando a capacidade disponível.
29
CAL: Computer-Aided Logistics (logística auxiliada por computador): refere- se
a todo o conjunto de processo envolvendo alocação de recursos, transportes de
materiais e organização da informação realizada para assegurar a execução
efetiva dos processos em manufatura.
CAQ: Computer-Aided Quality (qualidade auxiliada por computador): A
utilização de computadores nas ações de controle e administração da qualidade,
além de facilitar o uso de métodos estatísticos, oferece grande capacidade de
armazenamento de dados, fácil acesso e integração dos dados da qualidade para
efeito de rastreabilidade de produto e de processo.
FMS: Flexible Manufacturing System (sistema flexível de manufatura): conjunto
de 2 ou mais FMCs. Liga um só conjunto, de maneira integrada, estações de
trabalho (usinagem), sistema automatizado de manuseio de materiais e o
controle computacional.
MRP: Material Requirement Planning (planejamento dos requisitos de
materiais): começa com o calendário principal de produção (planejamento
mestre), proporcionando a quantidade de produtos ou partes necessárias por
período estabelecido para ajustar a produção demandada à lista de materiais e o
estoque às necessidades atuais e futuras da manufatura. Leva em consideração,
para calcular as necessidades de materiais finais, o tamanho dos lotes, os níveis
de estoque e os tempos previstos de entrega. A informação proporcionada pelo
MRP (ordens planejadas) orienta os setores de compras e de manufatura para
que se tomem as ações pertinentes.
JIT: Just-in-time (bem-a-tempo): é uma filosofia de manufatura baseada na
eliminação planejada de todo o desperdício e na melhoria contínua da
produtividade, abraçando a execução com êxito de todas as atividades de
manufatura, desde o projeto de engenharia, até a entrega do produto final na
produção (em alguns casos, até na distribuição). Os principais elementos da
filosofia JIT são: ter somente o estoque requerido quando seja necessário;
melhorar a qualidade a zero defeitos; reduzir os tempos de entrega, diminuir os
30
tempos de preparação de máquinas, os tempos de espera e os tamanhos de lote; e
conseguir tudo isto ao custo mínimo. Em um sentido amplo, se aplica a quase
todos os sistemas de manufatura.
CAM: Computer-Aided Manufacturing (manufatura auxiliada por computador):
usa computadores para programar, gerenciar e controlar os equipamentos de
produção. Em geral, parte da informação extraída diretamente dos dados de
projeto e de processo. A geometria da parte criada com o CAD na engenharia de
projeto e o plano de processo gerado no CAPP são utilizados pelo CAM para
criar programas - código que acionarão as máquinas CNC.
CAPP: Computer-Aided Process Planning (planejamento do processo auxiliado
por computador): método de planejamento de processos no qual um sistema de
computadores é usado para auxiliar o desenvolvimento dos planos do processo
de manufatura (definindo sequências de operação, equipamentos e ferramentas
requeridas, parâmetros de corte, tolerâncias das peças, e critérios de inspeção).
Pode ser utilizado na geração do plano do processo, inteligência artificial e na
classificação e codificação de sistemas de chaves (em geral, oriundos da
tecnologia de grupo).
CEP: Controle Estatístico de Processo: ferramenta de uso manual ou
automatizado que gera gráficos de controle a partir de informações estatísticas
que permitem monitorar ou controlar o processo por meio de critérios
estabelecidos que indicam quando o processo está fora de controle ou tendendo a
sair dele, de forma a se permitir uma atuação rápida de correção das possíveis
fontes de erro.
CNC: Computer Numerical Control (Controle Numérico Computadorizado):
pode-se definir como um dispositivo de automação de uma máquina que
controla seu funcionamento mediante uma série de instruções codificadas
(programas). Os elementos básicos de um CNC são: o programa, o computador,
o CLP dedicado que interpreta as informações do computador e a máquina.
31
DAS: Data Acquisition System: (sistema de aquisição de dados).
PLC: Programmable Logical Controller (controlador lógico programável):
computador dedicado que executa funções de controle de processos. O PLC
dispõe de várias entradas e saídas que, a partir da aquisição de sinais dos
sensores, executam algoritmos pré-programados e realimentam o sistema com
sinais de correção para execução pelos elementos finais de controle.
DCS: Distributed Control System (sistema de controle distribuído): engloba
também os SDCDs (sistemas digitais de controle distribuído).
DNC: Distributed Numerical Control (controle ou comando numérico
distribuído).
FMC: Flexible Manufacturing Cell (célula flexível de manufatura): É o modulo
do FMS onde há efetivamente manufatura de produtos, é a unidade básica da
produção. Ela é o elemento chave na implementação de métodos da manufatura
flexível. É formada a partir da integração de máquinas, sistemas de transporte,
sistema de medição, e um computador central, onde executa o supervisório ou
software de gerenciamento da célula.
32
3.4 – Comunicação
A arquitetura de um sistema CIM é baseada na integração de todos os setores
produtivos. Essa conectividade de sistemas exige um grande e constante fluxo de
informação. Os sistemas de controle até inicio dos anos 90 eram constituídos de ilhas de
automação. Cada sistema controlava suas variáveis e seu banco de dados que eram
tratados separadamente, o grande desejo de todos era unificar essas informações num
banco de dados único onde os engenheiros de processos ficariam independentes da
gerência da automação e da informática.
O conceito de redes industriais tem como objetivo eliminar essas ilhas de automação.
Tornou-se possível aumentar a velocidade de processamento das informações tornando
a tomada de decisões mais ágeis e, portanto, aumentar os níveis de produtividade e
eficiência do processo produtivo dentro das premissas da excelência operacional.
Para permitir o intercâmbio de informações entre equipamentos e computadores de
fabricantes distintos, tornou-se necessário definir uma arquitetura única, e para garantir
que nenhum fabricante levasse vantagem em relação aos outros a arquitetura teria que
ser aberta e pública. Foi com esse objetivo que a International Organization for
Standardization (ISO) definiu o modelo denominado Reference Model for Open Systems
(OSI), que propõe uma estrutura com sete níveis como referência para a arquitetura dos
protocolos de redes de computadores (LEPIKSON, 2008).
A ideia de integração do modelo CIM exige que todos os setores, do chão de fabrica até
os setores administrativos, estabeleçam comunicação. A gestão hierarquizada do
sistema visto no capitulo anterior estabelece essa comunicação devido à criação de
protocolos, que por sua vez pode ser compreendida pela figura 3.8.
33
Figura 3.8: Representação típica da estrutura de redes de computadores usadas na indústria Fonte: LEPIKSON, 2007.
Redes Sensorbus: as redes sensorbus conectam equipamentos simples e pequenos
diretamente à rede. Os equipamentos deste tipo de rede necessitam de comunicação
rápida em níveis discretos e são tipicamente sensores e atuadores de baixo custo. Estas
redes não almejam cobrir grandes distâncias, sua principal preocupação é manter os
custos de conexão tão baixos quanto possível. Exemplos típicos de rede sensorbus
incluem Seriplex, ASI e INTERBUS Loop (SMAR EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS
LTDA,1998).
Redes Devicebus: As redes devicebus preenchem o espaço entre redes sensorbus e
fildbus e podem cobrir distâncias de até 500m. Os equipamentos conectados a esta rede
possuem mais pontos discretos, alguns dados analógicos ou uma mistura de ambos.
Além disso, algumas destas redes permitem a transferência de blocos com menor
prioridade comparados aos dados da rede de sensorbus, mas consegue gerenciar mais
equipamentos e dados. Alguns exemplos de redes deste tipo são DeviceNet, Smart
Distributed System (SDS), Profibus PA, LONWorks. (SMAR EQUIPAMENTOS
INDUSTRIAISLTDA,1998).
34
Redes Fildbus: As redes fildbus interligam os equipamentos de I/O mais inteligentes e
podem cobrir distâncias maiores. Alguns equipamentos acoplados à rede podem possuir
inteligência para desempenhar funções especificas de controle tais como loops PID,
controle de fluxo de informações e processos. Os tempos de transferência podem ser
longos, mas a rede deve ser capaz de comunicar-se por vários tipos de dados (discreto,
analógico, parâmetros, programas e informações do usuário). Exemplo de redes fildbus
incluem IEC/ISA SP50, Fildbus Fundation, Porfibus DP e HART (SMAR
EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS LTDA,1998).
35
4 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
Na atualidade, as ferramentas que gerenciam as informações industriais estão inseridas
no plano estratégico e eficaz na indústria em geral. A conectividade entre as atividades
de uma linha de produção, hoje, é fundamental. O sistema CIM, por mais que seja
conceituado como uma filosofia gerencial tem a tendência de ser implantado em todos
os ramos industriais.
Os benefícios proporcionados pela Manufatura Integrada por Computador são
inquestionáveis. Entretanto, como toda medida empresarial, há de ser discutida.
Implantar um sistema integrado de informação tem um alto custo inicial. Por meio de
planejamentos de produção devem-se priorizar quais setores devem receber uma
preocupação diferenciada em relação à sua automatização, assim de forma gradual
alcançar a integração completa dos processos.
De acordo com o objetivo proposto por esse trabalho, conclui-se que a Manufatura
Integrada por Computador é um conceito que está em processo de difusão dentro das
empresas. Com a evolução da tecnologia, o mundo industrial está cada vez mais
conectado. A tendência é buscar, por meio de ferramentas computacionais uma linha de
produção integrada e flexível, sujeita à alterações constantes sem prejudicar a
continuidade do processo, mantendo um padrão de confiabilidade e alta qualidade.
Benefícios de Implantação
São inúmeros os benefícios proporcionados pela implantação do CIM, dentre os mais
relevantes vale a pena ser citados: o aumento de produtividade, a redução nos tempos
planejamento e execução de processos, a flexibilidade de toda linha, a facilidade de
diagnosticar erros na produção, a redução na elaboração de novos projetos e maior
controle da qualidade dos produtos fabricados.
Dificuldades de Implantação
Como todo processo de atualização industrial, a implantação do CIM requer um alto
investimento. O alto custo inicial faz a instalação ser gradual. Deve-se priorizar quais
setores industriais passarão primeiramente pelo processo de integração. A instalação de
36
um sistema de informação adequado é essencial, esse, será a base de toda conectividade
dos processos. O principal fator é a mão de obra qualificada. Os profissionais que
atuarão no processo de produção devem estar capacitados para operar com as
ferramentas computacionais à sua disposição.
37
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