Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho coutinho

Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind.Sistemas Integrados de Manufatura

Sistemas Integrados deSistemas Integrados deManufaturaManufatura

Prof. Marcelo Coutinho

www.ifsul.edu.br/~coutinho


Introdução

• Sistema de produção: coleção de pessoas, equipamentos e procedimentos organizada de tal forma a realizar as operações de manufatura de uma companhia.

– Sistemas de suporte à manufatura: procedimentos para gerenciar a produção e resolver problemas (técnicos, logística, etc), projeto do produto manter padrão de qualidade do produto (cliente).

Colarinho branco

Colarinho azul


– Facilities: constitui os equipamentos organizados de maneira lógica e os trabalhadores que os operam numa fábrica.

Produto Tipo de Manufatura


• Produção baixa

– Geralmente produtos complexos e especializados como navios, aviões e máquinas especiais (fixed-position layout).

– Partes individuais do produto podem ser produzidas separadamente (process layout).


• Produção média

– Hard product variety: caso em que os produtos não apresentam semelhanças. Tradicionalmente usa-se batch production com process layout (changeover time para o próximo produto).

– Soft product variety: peças similares podem compartilhar mesmo equipamento (changeover pode não ocorrer). Para diferentes peças/produtos usa-se cellular layout onde cada célula é especializada numa função.


• Produção alta (em massa)

– Quantity production: tipicamente usa process layout e se dedica na produção em massa de uma peça ou parte de equipamento.

– Flow line production: múltiplas estações de trabalho em sequência (product layout).


Tipos de produção e seus layouts


• Sistemas de suporte à manufatura– Pessoas e procedimentos que gerenciam as operações de produção (projeto,

planejamento, controle). O ciclo das informações está representado pela figura e consiste nas funções: (1) business functions, (2) product design, (3) manufacturing planning e (4) manufacturing control.


• Automação em sistemas de produção– Automação: A tecnologia norteada nos princípios da mecânica, eletrônica e de

sistema baseado em computador para operar e controlar a produção.

– Elementos automatizados numa fábrica: (1) automação dos equipamentos (manufacturing systems), (2) informatização do sistema de suporte (manufacturing support systems).


• Automação dos equipamentos

– O termo automação se refere ao fato de que as operações se dão de modo automático, quase não existe ação humana. Ex.:

• sistemas de montagem automatizada• sistemas de inspeção de qualidade automatizada• sistemas de manufatura robotizada• etc

– Existem três tipos: (1) automação fixa, (2) automação programável e (3) automação flexível.



– Automação fixa• A sequência de operação é fixada pela configuração do equipamento;• Geralmente envolve aplicações mais simples;• Alto custo inicial;• Taxa de produção alta (produção em massa);• Não flexível para adaptar outro produto.

– Automação programável• A sequência de operação é configurável (programa);• Alto investimento para propósitos mais gerais;• Flexibilidade para tratar de variações e mudanças no produto;• Indicado para batch production (produção média);• Ex.: NC, Robótica, PLC.



– Automação flexível• Capaz de produzir continuamente uma variedade maior de peças ou

produtos (semelhanças entre si);• Changeover time é mínimo;• Investimento muito alto;• Taxa de produção média.


• Informatização dos sistemas de suporte

– Tem por objetivo reduzir esforços no projeto de produtos, planejamento e controle da manufatura e ainda, das negociações da empresa.

– Ex.: CAD (computer-aided design), CAM (computer-aided manufacturing), ou ainda, CAD/CAM.


• Razões para automatizar

– Aumentar a produtividade do trabalho: maior saída por hora de trabalho;

– Reduzir custo de trabalho: máquinas substituindo trabalho humano para reduzir custo do produto unitário;

– Reduzir ou eliminar tarefas rotineiras;

– Melhorar a segurança do trabalhador;– Melhorar qualidade do produto: reduzindo a taxa de defeitos;

– Reduzir o tempo de entrega do produto;

– Realizar processos os quais manualmente não seriam possíveis: por exemplo, circuitos integrados ou processos que exigem precisão e cálculos complexos.


Operações de manufatura

– Manufaturar: é a aplicação de processos físicos e químicos que altera a geometria, as propriedades e/ou aparência de um dado material para criar peças ou produtos.


• Indústrias de manufatura e produtos– Indústrias de manufatura:

Produzem bens e/ou serviços, sendo que existem três categorias indicadas na tabela.

Indústria de processo: processos químicos,farmacêutica, petróleo, alimento, bebidas eenergia elétrica.

Indústria de produtos discretos: automóveis,aviões, computadores, máquinas e indústrias depeças para montar os produtos citados.


• Indústrias de manufatura e produtos– As operações de produção podem ser divididas em: (1) produção contínua e (2)

produção em lote.


• Indústrias de manufatura e produtos– Produtos manufaturados: nos interessam os produtos discretos da indústria

secundária, reunidos abaixo.


• Indústria de manufatura e produtos

– Produtos manufaturados: os produtos da tabela anterior são divididos em: (1) bens de consumo e (2) bens de capital.

– Bens de consumo: comprados diretamente pelos seus consumidores, ex., TVs, brinquedos, carros, etc.

– Bens de capital: comprados por outras companhias para produzir bens e serviços, ex., aviões comerciais, computadores mainframe, máquinas, etc.


• Operações de manufatura– Para uma indústria de produtos discretos tem-se as seguintes

atividades: (1) processing and assembly operations, (2) material handling, (3) inspection and test e (4) coordination and control.


• Relação produto/produção– Nesse estudo os seguintes parâmetros são importantes: (1) production quantity,

(2) product variety, (3) complexity of assembled products e (4) complexity of individual parts.

• Production quantity and product variety– Seja Q = quantidade da produção (número de unidades/ano de uma dada peça

ou produto) e P = número de variedade de produtos. Cada estilo de peça/produto será identificado com subscrito j. Assim, Qj = quantidade anual do estilo j e Qf = quantidade total de todas as peças.

P1: número produtos distintos

– P

P2: número modelos distintos

1

P

jjf QQ

Linha de produção


• Relação produto/produção

– Exemplo: Uma companhia é especializada em produtos de fotografia. Produz somente câmeras e projetores. Na sua linha de câmeras oferece 15 modelos diferentes e na linha de projetores oferece 5. Qual a variedade de produtos?

205152PP2P

s)(projetore 5P2 , (câmeras) 152P e 21P2

1jj

1P

1jj

21



– Complexidade do produto• Tentar-se-á quantificar quão complexo é a produção de um produto e/ou

peça.

• O número de componentes é indicativo da complexidade do produto montado.



– Complexidade do produto

• O número de operações no processamento é indicativo da complexidade de um componente.



– Complexidade do produto• Seja nP = número de peças por produto e nO = número de operações no

processamento por peça.

• Três plantas são identificadas nesse estudo:



– Complexidade do produto• Relações entre P, Q, nP e nO para indicar o nível de atividade numa planta

de manufatura:– Desprezar diferença entre P1 e P2 ;– Assumindo que o produto é montado por partes produzidas na planta

(não existe compra) ;– Então:

P

1jPjjPf nQn

nPf : número total de peças manufaturadas na fábrica (pç/ano)

Qj : quantidade anual de um produto j (produtos/ano)

nPj : número de peças no produto j (pç/produto)



– Complexidade do produto

Pjn

kOjk

P

jPjjOf nnQn

11Nível de atividade numa fábrica

nOf : número total de ciclos de operações realizadas (ops/ano)

nOjk : número de operações de processamento para cada peça k , somado sobre o número de peças no produto j (nPj)



– Complexidade do produto• Exemplo: Suponha que uma companhia projetou uma nova linha de produto

e está planejando construir uma nova planta para manufaturar esta linha de produto. A nova linha consiste de 100 tipos de produtos diferentes e para cada tipo de produto a companhia quer produzir 10000 unidades anualmente. Os produtos possuem em média 1000 componentes cada e o número médio de operações de processamento para cada componente é 10. Tudo é produzido pela fábrica. Cada passo do processamento leva em média 1min. Determine:

A) Quantos produtos anualmente são produzidos

B) Quantas peças anualmente são produzidas

C) Quantas operações anualmente

D) Quantos trabalhadores serão necessários para a planta (250 dias/ano)




DEFINIÇÃO DE FAMÍLIAS E CÉLULAS

Concepção e operacionalidade

• Vimos que existem diversos algoritmos desenvolvidos para se estabelecer as células de máquinas e famílias de peças. Essa metodologia garante eficiência,no entanto, a qualidade está ligada à otimização da definição das rotas;

• Na aplicação de um algoritmo sobre as informações de rotas das peças, algunsparâmetros de projetos podem ser restrições na criação de famílias e células:

• o tamanho da célula;• o limite de carga para cada máquina;• a interdependência entre as máquinas.


O tamanho da célula

• É medido pelo número de processos ou de máquinas alocadas na mesma ;

• É um parâmetro que deve ser controlado por razões como:• limitação do espaço físico ;

Documents

Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho coutinho