MANUFATURA
PARÂMETROS TECNOLÓGICOS E
GERENCIAIS
1 - Parâmetros Tecnológicos e Gerenciais
1.1 – Planejamento de Processo
1.2 - Regras de Precedência
1.3 - Medidas do trabalho – Tempos ; tempos padrões
1.4 – Determinação de necessidades – Carga de máquinas
1.5 - Controles gerenciais – eficiência , utilização ,produtividade .
Planejamento de Processos - Definição
Conjunto de atividades que determinam os estágios pelos quais o produto será
fabricado.
O processo de manufatura deverá prover o caminho lógico pelo qual, partindo-se das
especificações do desenho de produto, obtem-se a peça final, mantendo essas mesmas
especificações.
Roteiro de manufatura
• Caminho lógico geral das operações do
processo de fabricação: Define os seguintes parâmetros:
Encadeamento das operações.Seleção das máquinas-ferramenta por
operação.Determinação das condições de
montagem (set-ups)
Planejamento das operações
• Detalhamento da operação ,possibilitando o encadeamento desta operação com as demais operações do roteiro.
• Operações de processo - atividade que compõe a seqüência ordenada, onde se determina as especificações necessárias, tanto tecnológicas como operacionais.
Usinagem - torneamento, fresamento, retificação, etc.Conformação - forjamento, estampagem, etc.Tratamentos - cementação, têmpera, etcTratamentos superficiais - depósito de cromo, níquel, etc.Montagem - submontagem, montagem de subconjuntos, etc.
• São definidos para cada operação:
Cotas principais e secundárias da operação.
Seleção de ferramentas e dispositivos de fixação.
Seleção de dispositivos e calibradores para manter-se a qualidade da operação.
Condições de manufatura (usinagem, conformação, etc.)
Geração de programas CN, quando for necessário.
Planejamento das operações
Operações iniciais• Introduzem o sistema inicial de referência a ser
seguido nas operações seguintes do roteiro de fabricação.
• O sistema de referência do roteiro de manufatura deve ser o mesmo que foi adotado no projeto da peça correspondente.
• Ex :Num eixo, o sistema de referência adotado no seu projeto serão os assentos de rolamento, gerando a correspondente linha de centro;
• a operação inicial deverá manter esta referência
Planejamento das operações
Operações Intermediárias• Operações do roteiro de fabricação, cujas
dimensões, e especificações não são finais, constantes do desenho da peça.
• Na usinagem do eixo , as operações de torneamento irão determinar dimensões, desvios geométricos, rugosidade, etc., com variações maiores que as finais constantes no desenho da peça.
• As tolerâncias e especificações deverão ser compatíveis com a capacidade do processo sendo executado.
Planejamento das operações
Operações finais Operações do roteiro que determinam as
dimensões, tolerâncias e especificações constantes no desenho da peça.
• Determinam as especificações pelas quais se possa estabelecer relação bi-unívoca entre as especificações do desenho da peça e a respectiva especificação da peça física.
Planejamento das operações
OPERAÇÕES INTERMEDIÁRIAS
SOBREMETAL
PEÇA EM BRUTO
OPERAÇÕES INICIAIS
OPERAÇÕES FINAIS
PEÇA
DESENHO
DIMENSÕES
TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS
TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS TOLERÂNCIAS RUGOSIDADE SUPERFICIAL
ESPECIFICAÇÕES - T°T° SUPERFICIAL
DIMENSÕES
TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS
TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS
TOLERÂNCIAS RUGOSIDADE SUPERFICIAL
ESPECIFICAÇÕES - T°T° SUPERFICIAL
INTRODUÇÃO AO SISTEMA DE REFERENCIA DE MANUFATURA
DIMENSÕES INTERMEDIÁRIAS TOLERÂNCIAS COMPATÍVEIS A OPERACÃO
TRATAMENTO TÉRMICO E QUIMICOS
USINAGEM ALTA TAXA DE REMOÇÃO
USINAGEM BAIXA TAXA DE REMOÇÃO
Roteiro básico para fabricação de peças
Regras de Precedencia
• Regras para o estabelecimento do encadeamento e ordenação, para definir a lógica estruturada do roteiro.
• Definidas , a partir do conhecimento dos principais parâmetros que constituem a tecnologia de manufatura :
Tolerâncias especificadasDispersões do sistema máquina - ferramenta -
dispositivo - peçaCapacidade dos processos, obtidos através das técnicas de controle estatístico de processosSobremetal entre operações do roteiro.
Regras de Precedencia
• Regras de lógica estruturada, seguem e hierarquizam o conhecimento adquirido nos diversos processos de manufatura
• Leva-se em conta as teorias de usinagem, conformação, montagens, pintura, deposição de metais e tratamentos térmicos;
• Leva se ainda em conta as teorias de acúmulo de tolerância, capacidade de processos, etc.
• As regras de precedência aplicadas aos processos de manufatura são um caso particular das regras de precedência aplicadas as atividades dos processos de negócio.
• 1 .A última operação do roteiro deve gerar a peça, a qual deve ser equivalente ao respectivo desenho.
• 2. As especificações finais são obtidas de acordo com a capacidade dos processos
• 3. A evolução da precisão do roteiro vai dos processos menos precisos para os mais precisos
• 4. A colocação lógica e ordenada das operações do roteiro depende da limitação dos processos
Regras de Precedência
• 5. As tolerâncias e especificações devem manter compatibilidade com as dispersões do sistema máquina - ferramenta - dispositivo – peça
• 6. A condição necessária para que uma operação do roteiro seja efetivada - ela permita a execução das operações posteriores, encadeadas a ela
• 7. A condição suficiente para que uma determinada operação do roteiro seja efetivada - ela própria seja executada a partir das operações anteriores do roteiro de fabricação
Regras de precedência
• Exemplo : uma dimensão
MATERIAL ABNT: 1020
DUREZA SUPERFICIAL: 58 - 62 RC
0 0.05
0, 2
0,0250
Aplicação das regras de precedencia
• 1º Passo: Determinação da última operação, tal que a peça esteja de acordo com as especificações do desenho.
• Regra de Precedência 1
• As especificações são:
Dimensão: 50 mm Tolerância dimensional: 0,04mm
Tolerância geométrica: - circularidade = 0,05 Tolerância rugosidade: R A = 0,2 Dureza superficial: 58 - 62 RC:
Aplicação das regras de precedencia
• Regra de precedência 4
1) - Dureza superficial de 58-62 RC processos de usinagem com baixa taxa de remoção de material.
2) - Não será possível prever-se um processo de usinagem com alta taxa de remoção de material (torneamento, por exemplo) ; processo incompatível com a dureza superficial de 58RC a 62RC.
• Processos de fabricação com baixa taxa de remoção de material :
Retificação Brunimento
Lapidação
Aplicação das regras de precedencia
• Regra de Precedência 2 .
Através do conhecimento dos processos citados, sabe-se que o que mais se ajusta às especificações das tolerâncias dimensionais, geométricas e de rugosidade superficial é o processo de retificação.
Aplicação das regras de precedencia
• Regras de precedência 1 e 4 1 ) A especificação metalúrgica deve preceder à
especificação dimensional ; 2) as operações de tratamento térmico possíveis são:
- Têmpera– Cementação e têmpera– Nitretação e têmpera– Cianetação e têmpera
• Regra de procedência 2,: processo de cementação e têmpera, levando-se em
conta a especificação do material (ABNT 1020).
Aplicação das regras de precedencia
n - 1
n
CEMENTAÇÃO E TÊMPERA
RETIFICAÇÃO
+- 0,0250
0 0,05
0,02
MATERIAL ABNT 1020
RC 58 - 62
Especificações
Operações
Operações finais
Aplicação das regras de precedencia
• 2º passo: Determinação da primeira operação
1 ) A determinação da 1ª operação depende da extensão e abrangência do roteiro.
2 ) Normalmente, determina-se a peça no seu estado bruto (sem usinagem), da qual se iniciará o roteiro com a primeira operação.
3 ) No caso do exemplo, adotar-se-á como primeira operação, aquela que gera a peça em bruto.
Aplicação das regras de precedencia
• Regras de precedência 3 e 4 .
1 ) A peça na condição inicial deve permitir a obtenção das especificações iniciais.
2 ) A condição inicial deve-se compatível com os processos de fabricação que permitem a sua
obtenção.
Assim, os processos de fabricação possíveis são:
• Laminação processo escolhido• Trefilação• Forjamento
Aplicação das regras de precedencia
CEMENTAÇÃO ETÊMPERA
RETIFICAÇÃO
LAMINAÇÃO
n
n - 1
n - 2
Determinação da operação inicial
Operação inicial
Aplicação das regras de precedencia
• 3º Passo: Determinação das operações intermediárias
• Operações intermediárias, colocadas entre a primeira e última operação do roteiro
Regra de precedência 2 (capacidade dos processos), remover material (sobremetal) antes da operação de cementação e têmpera após a operação de tratamento térmico, não será possível
utilizar-se processo de alta taxa de remoção de material
Aplicação das regras de precedencia
• Regra de precedência 3 ( evolução da precisão )
1) O processo escolhido deve conseguir dispersões maiores que a operação final de retificação.
2 ) A operação será feita numa superfície cilíndrica externa.
Operação torneamento.
Aplicação das regras de precedencia
Regras de precedência 6 e 7 .
dimensões e tolerâncias escolhidas para a operação de torneamento devem ser
intermediárias à dimensões final e inicial.
Aplicação das regras de precedencia
Operação intermediária
n - 3
n - 2
n - 1
n
LAMINAÇÃO
TORNEAMENTO
CEMENTAÇÃO ETÊMPERA
RETIFICAÇÃOOP. FINAL
OP. FINAL
OP. INTERMED.
OP. INICIAL
Aplicação das regras de precedencia
Engrenagem – Desenho de Produto
Engrenagem – Peça em bruto- forjada
Máquinas disponíveis Produção mensal : 10.000 peças
Jateadora• Lavadora• Torno CNC• Brochadeira Vertical• Cortadora de Dentes• Fresadora• Torno Rebarbador• Rotary Shaver• Forno Contínuo• Retificadora Cilíndrica• Retificadora Plana• Durômetro• Shot - peening• Testadora de Ruídos
Roteiro de fabricação
Tempo Padrão
• Tempo standard (ou padrão) como medida do trabalho.
• Aplicado inicialmente em todas as operações e atividades feitas no chão de fábrica
• Apesar das atuais mudanças de organização, o seu conteúdo básico é aplicado , principalmente para a formação da base de dados, necessária para o dimensionamento de instalações e controles gerencias.
Tempo necessário para uma operação do roteiro
Tempo de ciclo
Tempo de montagem t s
Composição do tempo de montagem • Familiarização com o desenho da peça ou folhas
de processo• Preparação do local de trabalho, equipamento,
dispositivos e ferramentas;• Montagem da máquina;• Recebimento de peças e transporte até o local
de trabalho.• Desmontagem da máquina após o lote usinado e
devolução do ferramental até o depósito;• Limpeza da máquina, ordem o local de trabalho,
etc.
Tempo Padrão
Tempo padrão t p
fIhpp ttttt
r
Tempo padrão Tempo de processamento básico t pr
• Alteração de forma, dimensões ,acabamento superficial, estrutura do material da peça em bruto ou proveniente de operações anteriores
• Troca de posições das peças componentes, em operações de montagem.
• Tempo de máquina – quando efetivado através de máquinas-ferramenta, prensas, fornos,
etc., sem a participação direta do operador
• Tempo manual. quando efetivado pelo operador
• Tempo manual e de máquina quando efetivado simultaneamente com máquinas e operadores.
Tempo padrão Tempo de carga e descarga t h Tempo gasto durante o trabalho acessório à mudança de forma dimensões e outros . Inclue : 1) carga, montagem e fixação da peça em bruto 2 ) liberação e descarga da peça acabada 3) dar partida e parar máquinas e dispositivos de movimentação de
materiais 4) carregar e remover peças de fornos e banhos de recobrimento 5) medir e movimentar peças ao local de trabalho 6) avançar a ferramenta à peça e retirar a ferramenta da peça,
entre outros.
Tempo padrão
Tempo de ciclo t c
Soma do tempo de processamento básico e do tempo de carga e descarga
t c = t pr + t c
Tempo Padrão • Tempo de preparação do local de trabalho t I
Manutenção da máquina‑ferramenta (lubrificação, retirada de cavacos, etc.) e do local de trabalho.
Composição Tempos técnicos .
ajuste da máquina troca de ferramentas
remoção de cavacos
Tempos admnistrativos
lubrificação e limpeza do equipamento, remoção de cavacos da máquina‑ferramenta colocação do local de trabalho em ordem e outros.
Tempo Padrão
Tempo de fadiga t f • Inclui somente o tempo estipulado para certas condições
de trabalho; trabalho intensivo e esforço físico extenuante.
• Em condições normais, o tempo de fadiga inclui somente necessidades pessoais.
• Valores adotados - 2% a 5% do tempo de ciclo. .
Tempo Padrão Tempo de fadiga t f
• Inclui somente o tempo estipulado para certas condições de trabalho; trabalho intensivo e esforço físico extenuante.
• Em condições normais, o tempo de fadiga inclui somente necessidades pessoais.
• Valores adotados - 2% a 5% do tempo de ciclo. .
• No cálculo do tempo padrão por peça t p , o tempo de preparação do local de trabalho t I e o tempo de fadiga t f são usualmente assumidos como porcentagem de tempo de ciclo.
Tempo padrão em função do tempo de ciclo
Tempo padrão – medida • Métodos de Medida
A medida do tempo padrão é precedida de um estudo completo da operação do processo de fabricação, para a determinação do seu grau de estabilidade.
Separar a operação em:
• a) operações manuais consecutivas;• b) elementos funcionais das operações;• c) movimentos elementares das operações.
Medida do tempo padrão – etapas
1 ) Obter e Registrar Informação do Operador
• Perguntas a serem respondidas:o que se faz nesta operação;por que se faz esta operação;como se faz esta operação;qual será o melhor método;com o que se faz esta operação
Medida do tempo padrão- etapas
2 : Dividir a operação em elementos e fazer a descrição completa do método
Dividir a operação em tempos elementares, sejam manuais ou de máquina.
Quanto maior o elemento da operação,tanto
maior será o seu erro de medida.
Medidas do tempo padrão – etapas
3 :Observar e Registrar os Tempos dos Elementos
Importante - operador avisado que a coleta de tempos será iniciada.
As observações deverão ser feitas, de acordo com a divisão dos elementos previamente determinada.
Medidas do tempo padrão – etapas 4 : Avaliação do Ritmo
O tempo básico de uma operação é o tempo necessário para um operador normal, de habilidade média e que trabalhe num ritmo normal, por todo o turno sem fadiga indevida ou cansaço excessivo.
Devido a diferenças ( habilidade e esforço )individuais, existem variações de ritmo de trabalho de um homem para outro.
A avaliação correta do ritmo determina se a fixação
do tempo padrão irá ser super dimensionada (com prejuízo para a empresa) ou sub dimensionada (com prejuízo para o operador).
Medidas do tempo padrão – avaliação
Avaliação de ritmo
• Tempo padrão real = tempo padrão cronometrado x ritmo observado
• Avaliação de ritmo : intervalo de 0,8 a 1,2
Cálculo de capacidade instalada
• Determinação da necessidade de equipamentos • Determinação da capacidade instalada de uma
organização existente
• Cálculo de capacidade futura em programas de expansão
• Referência de cálculo – tempos padrões
Calculo de capacidade instalada
Cálculo da capacidade instalada
td‑ capacidade instalada
– quantidade de tempo ( horas ) disponíveis do equipamento
– função do número de turnos de trabalho e dos dias
trabalhados no mês
– Capacidade diária • 1 turno – 8 horas • 2 turnos – 16 horas • 3 turnos - 24 horas
Cálculo da capacidade instalada • • tIi - tempos improdutivos –
ocorrem durante a operação normal da máquina máquina parada , sem transformar tempo disponível
em tempo padrão
• Ocorre devido a fatores externos à máquina :– máquina quebrada;– falta de ferramental;– falta de matéria prima;– falta de operador;– falta de serviço;– preparação e montagem da máquina (set-up)– ajuste das ferramentas da máquina
Cálculo da Capacidade Instalada
• Zi – frequencia de montagem – número de vezes que é preparada a máquina para se fabricar a peça i.
• tsi ‑tempo de montagem tempo de montagem ( set –up ) da máquina para se
fabricar a peça i.
Capacidade instalada
Quantidade de máquinas para n peças do lote , de um
produto
Capacidade instalada
Capacidade instalada para os N produtos
Cálculo da capacidade instalada
Determinar as máquinas necessárias para a manufatura do conjunto abaixo :
quantidades mensais : 1000
1 – eixo 2 - engrenagem 3 – espaçador
Cálculo da capacidade instalada Engrenagem
Oper. Descrição T.Padrão Máquina
• 10 Tornear .070 Torno Mecânico
• 20 Tornear .085 Torno Mecânico
• 30 Fazer Rasgo .120 Plaina Limadora
• 40 Fazer Dentes .085 Cortadora Dentes
• 50 Trat. Térmico .010 Forno
• 60 Retificar Furo .055 Retificadora
Cálculo da capacidade instalada Eixo
• Oper. Descrição T.Padrão Máquina
• 10 Tornear .090 Torno Mecânico
• 20 Tornear .065 Torno Mecânico
• 30 Fresar Rasgo .009 Fresad. Univ.
• 40 Trat. Térmico .0011 Forno
• 50 Retificar assento de rolamento .040 Retificadora
• 60 Retificar Assento .040 Retificadora de Rolamento
Cálculo da capacidade instalada Espaçador
Oper. Descrição T.Padrão Máquina
• 10 Serrar .090 Serra
• 20 Tornear e Furar .037 Torno
• 30 Tornear .043 Torno
• 40 Trat. Térmico .009 Forno
• 50 Retificar .033 Retificadora
Cálculo da capacidade instalada t d –capacidade instalada
dois turnos de trabalho de 8 horas, com 45 minutos para almoço e jantar.
t d = ( 16 - 1,5 ) x 26 dias/ mês
t d = 377 horas/mês
t t – tempo trabalhado
perdas no sistema de manufatura - 25% do valor de t d :
t t = 377 x 0,75
• t t = 283 horas
Capacidade instalada – Calculo de necessidades
Torno Mecânico
• g = ( .090 + .065 + .070 + .085 + .037 + .043 ) x 1000
283
g 1,23 tornos
2 tornos
Capacidade instalada Cálculo de necessidades
2. Fresadora
• g = .009 x 1000 = 0 , 03 283
1 fresadora
3. Serra
• g = .090 x 1000 = 0,32 1 serra 283
Capacidade instalada Cálculo de necessidades
4. Plaina
• g = .120 x 1000 = 0,42 1 plaina283
5. Forno
• g = ( .011 + .010 + .009 ) x 1000 = 0.11 283
1 forno
Capacidade instalada – cálculo de necessidades
6. Retífica Externa
• G = ( .040 + .040 + .055 + .033 ) x 1000 = 0,77
283
1 retífica
Controles gerenciais
tempo padrão
parâmetro de medida para os controles do chão-de -fábrica :
a) definição dos controles gerenciais de manufatura;
b) definição de arranjo físico (lay‑out) , juntamente com o roteiro de fabricação;
c) definição dos tempos totais de fabricação (lead time).
Controles gerenciais
tpi - tempo padrão de um produto i
g - numero de peças do produto i
Controles gerenciais
Tempo padrão de uma peça com p operações
Tempo padrão de um produto , com g peças
Tempo padrão para N produtos N
Controles gerenciais
Produto Quantidade
1 a1
2 a2
3 a3. .
N aN
Controles gerenciais
N
Tempo padrão total para o programa de produção
T
Controles gerenciais
Tempo disponível
Tempo trabalhado
Parque de máquinas – r máquinas
Controles gerenciais
Tempos improdutivos
Tempo total trabalhado
Controle gerenciais
Eficiência operacional Define a precisão que foram definidos e fixados os tempos padrões das operações de manufatura .
A eficiência operacional será 1 se todo o tempo trabalhado na máquina foi convertido em tempo padrão.
Eficiência operacional
Controles gerenciais
Utilização de equipamentos
Definida como a relação do tempo realmente
trabalhado e o tempo disponível .Mede o aproveitamento e o uso de equipamentos
Controles gerenciais Utilização de equipamentos
Controles gerenciais
Índice de produtividade
Definido como produto da eficiência e pela utilização u. Será numéricamente igual a utilização se a eficiência for 1 .O índice de produtividade é o mais geral , levando em consideração todos os fatores
Controles gerenciais
Produtividade
Controles gerenciais
Possível controlar‑se completamente qualquer instalação fabril cujos produtos tenham seus roteiros de fabricação e tempos padrões bem definidos.
Os índices de eficiência, utilização e produtividade podem ser definidos a priori, como metas administrativas a serem atingidas ao longo de um período de tempo.
A eficiência tende a 100% se o tempo padrão foi bem dimensionado.
A utilização u deverá ser administrada de modo a ser maior possível. Quedas de volume e/ou problemas de gerenciamento são medidos por esse índice.
Controles gerenciais
Assumindo‑se que todas as paradas de máquinas são incluídas no tempo improdutivo tI :
• tempos de montagem de máquinas ts, assumem importância quando cresce a diversificação de produtos e peças . Devem ser tratados como porção tecnológica do tempo tI
• Outros tempos improdutivos espelham a qualidade de gestão de áreas admnistrativas . Devem ser tratados como porção administrativa do tempo tI
Controles gerenciais
A partir da determinação correta dos tempos padrões, a eficiência operacional medirá a capacidade e isenção organizacional na determinação do trabalho .
O índice de utilização representa a situação gerencial e de vendas da empresa.
Análise do índice de produtividade nem sempre é fácil . É mais conveniente analisá‑lo pelos seus índices componentes.