Apresentação final do tcc

TCC

CENTRO UNIVERSITARIO DA FEICENTRO UNIVERSITARIO DA FEI

CURSO DE ENGENHARIA DE CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃOPRODUÇÃO

TCC - Trabalho de Conclusão CursoTCC - Trabalho de Conclusão Curso Marcelo Pessoa Barros 12.104.098-4Marcelo Pessoa Barros 12.104.098-4

Patrícia Paula Silva 12.203.159-4Patrícia Paula Silva 12.203.159-4

James F C Machado 12.203.121-4James F C Machado 12.203.121-4

APLICAÇÃO DO MÉTODO DE APLICAÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA OPERACIONAL NA PESQUISA OPERACIONAL NA

ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS.ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS.

Segundo semestre de 2010Segundo semestre de 2010

Orientador : ProfOrientador : Prof⁰. ⁰. DrDr⁰⁰. João Chang Júnior. João Chang Júnior

São Bernardo do Campo, 15 de dezembro de São Bernardo do Campo, 15 de dezembro de 20102010

TCC

Área da ABEPRO Área da ABEPRO Pesquisa OperacionalPesquisa Operacional

TEMATEMA

APLICAÇÃO DO MÉTODO DE APLICAÇÃO DO MÉTODO DE PESQUISA OPERACIONAL NA PESQUISA OPERACIONAL NA

ELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICASELABORAÇÃO DE LIGAS METÁLICAS

TCC

JustificativaJustificativa

A utilização de Pesquisa Operacional na solução de A utilização de Pesquisa Operacional na solução de problemas que envolvam atividades organizacionais com problemas que envolvam atividades organizacionais com

uma grande gama de aplicações em diversas áreas e uma grande gama de aplicações em diversas áreas e diversos segmentos empresarias.diversos segmentos empresarias.

Utilizando para isso, também outras ciências com base Utilizando para isso, também outras ciências com base em modelo matemático.em modelo matemático.

TCC

Objetivo do TrabalhoObjetivo do Trabalho

A aplicação de um dos diversos métodos de pesquisa A aplicação de um dos diversos métodos de pesquisa operacional utilizando algoritmos na formulação de uma operacional utilizando algoritmos na formulação de uma carga, de um determinado aço, tendo como benefício a carga, de um determinado aço, tendo como benefício a

redução dos custos de produção numa indústria de redução dos custos de produção numa indústria de fundição.fundição.

TCC

Objetivo do TrabalhoObjetivo do Trabalho

Objetivos específicos:Objetivos específicos:

Levantamento de todos os custos de matérias-primas Levantamento de todos os custos de matérias-primas disponíveis;disponíveis;

Levantamento da composição química da liga;eLevantamento da composição química da liga;e

Cálculo para determinar a quantidade de matérias-Cálculo para determinar a quantidade de matérias-primas para obtenção da liga com um custo mínimo.primas para obtenção da liga com um custo mínimo.

TCC

Pesquisa OperacionalPesquisa Operacional

Início das atividades de Pesquisa Operacional Início das atividades de Pesquisa Operacional

na Segunda Guerra Mundial;na Segunda Guerra Mundial;

Aplicação na ajuda de tomada de decisões em Aplicação na ajuda de tomada de decisões em problemas de controle de sistemas. problemas de controle de sistemas.

TCC


Dentre os diversos métodos da pesquisa Dentre os diversos métodos da pesquisa operacional destacam – se:operacional destacam – se:

Programação Linear - PL;Programação Linear - PL;

Teoria do Método Simplex;Teoria do Método Simplex;

Teoria da Dualidade e Análise de Sensibilidade;Teoria da Dualidade e Análise de Sensibilidade;

Método Simplex Dual.Método Simplex Dual.

TCC


Dentre os diversos softwares da pesquisa Dentre os diversos softwares da pesquisa operacional destacam – se:operacional destacam – se:

Microsoft Excel;Microsoft Excel;

Lindo;Lindo;

CPLEX.CPLEX.

TCC

Programação LinearProgramação Linear

Um dos métodos mais simples e utilizados.Um dos métodos mais simples e utilizados.Seu modelamento consiste na metodologia:Seu modelamento consiste na metodologia:

a) Divisão do problema maior em problemas menores (se a) Divisão do problema maior em problemas menores (se aplicável);aplicável);b) Identificar as variáveis, de forma clara e definida;b) Identificar as variáveis, de forma clara e definida;c) Identificar o objetivo, com a construção da função c) Identificar o objetivo, com a construção da função objetivo;objetivo;d) Identificação dos fatores restritivos;d) Identificação dos fatores restritivos;e) Relacionamento entre as variáveis;e) Relacionamento entre as variáveis;f) Descarte dos aspectos e das redundâncias que não f) Descarte dos aspectos e das redundâncias que não comprometam a otimização da soluçãocomprometam a otimização da solução..

TCC

Estudo de CasoEstudo de Caso

Empresa : VECOM Brasil Indústria e Comércio Ltda.Empresa : VECOM Brasil Indústria e Comércio Ltda.

Empresa esta que atua no ramo de fundição, na Empresa esta que atua no ramo de fundição, na fabricação de componentes mecânicos industriais.fabricação de componentes mecânicos industriais.

Consta em sua carteira de clientes grandes empresas Consta em sua carteira de clientes grandes empresas nacionais e multinacionais como Alston, Voith, ABB, nacionais e multinacionais como Alston, Voith, ABB, Siemens, Andrits, TGM, Weir do Brasil, Weir Slurry, Siemens, Andrits, TGM, Weir do Brasil, Weir Slurry,

Tyco Valves & Controls etc.Tyco Valves & Controls etc.

TCC


Figura 1 - Alguns exemplos de peças produzidas na Vecom Figura 1 - Alguns exemplos de peças produzidas na Vecom Brasil Ltda.Brasil Ltda.Fonte: Vecom Brasil Ltda.Fonte: Vecom Brasil Ltda.

TCC


Proce

sso d

e

Proce

sso d

e

Produçã

o

Produçã

o

Figura 2 - Fluxograma dos departamentosFigura 2 - Fluxograma dos departamentosFonte: Vecom Brasil Ltda.Fonte: Vecom Brasil Ltda.

TCC

Estudo de CasoEstudo de CasoLiga EstudadaLiga Estudada

ASTM A217/A217M – WC6

Elementos C Mn P S Si Cr Mo Ni

Mínimo 0,05% 0,50% 0,00% 0,00% 0,00% 1,00% 0,45% 0,00%

Máximo 0,20% 0,80% 0,04% 0,045% 0,60% 1,50% 0,65% 0,50%

Fonte: Norma ASTM A217/A217M – 08 – WC6, 2008, Fonte: Norma ASTM A217/A217M – 08 – WC6, 2008, pag.2pag.2

Tabela 1 - Composição de liga metálica ASTM A217/A217M – Tabela 1 - Composição de liga metálica ASTM A217/A217M – WC6 WC6

Exemplo 1

Material Peso (kg) Custo (R$) Custo total (R$)

Sucata 1006 910,0 0,83 755,30

FeMn(AC) 5,3 3,49 18,50

FeMo 8,2 45,13 370,07

FeSi (75%) 7,0 3,71 25,97

Grafite 0,5 1,49 0,75

Sucata 430 69 1,70 117,30

Total (R$) 1287,88

TCC

Estudo de CasoEstudo de CasoLiga sem POLiga sem PO

Exemplo 1 – Dados da liga feita manualmente, por Exemplo 1 – Dados da liga feita manualmente, por experiência do operador 1 experiência do operador 1

Exemplo 1 Elementos (kg)

MaterialPeso

(kg)C Mn P S Si Cr Mo Ni

Sucata 1006 910,0 0,646 2,96 0,136 0,118 0,145 0,145 0,000 0,073

FeMn(AC) 5,3 0,360 4,02 0,013 0,001 0,318 0,000 0,000 0,000

FeMo 8,2 0,001 0,000 0,003 0,001 0,060 0,000 4,946 0,000

FeSi (75%) 7,0 0,005 0,001 0,020 0,001 5,23 0,000 0,000 0,000

Grafite 0,5 0,460 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Sucata 430 69 0,028 0,223 0,027 0,004 0,255 11,14 0,014 0,145

Total (kg) 1000 1,500 7,204 0,199 0,125 6,008 11,285 4,96 0,218

% 100 0,150 0,72 0,020 0,013 0,600 1,128 0,496 0,022

Tabela 2 - Composição do Tabela 2 - Composição do exemplo 1exemplo 1

Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)Brasil Ltda.)


Tabela 3 - Custo do exemplo 1Tabela 3 - Custo do exemplo 1

TCC

Estudo de CasoEstudo de CasoLiga sem POLiga sem PO

Exemplo 2 – Dados da liga feita manualmente, por Exemplo 2 – Dados da liga feita manualmente, por experiência do operador 2 experiência do operador 2

Exemplo 2 Elementos (kg)

MaterialPeso

(kg)C Mn P S Si Cr Mo Ni

Sucata 1006 971,95 0,690 3,168 0,146 0,126 0,155 0,155 0,000 0,078

Mn(eletrol.) 4,50 0,000 4,477 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Mo (metal.) 6,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 5,98 0,000

Si (metálico) 5,50 0,000 0,000 0,000 0,000 5,45 0,000 0,000 0,000

Grafite 0,55 0,506 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

Cr (metálico) 11,00 0,001 0,000 0,000 0,001 0,009 10,89 0,000 0,008

Total (kg) 1000 1,197 7,65 0,146 0,127 5,614 11,045 5,98 0,086

% 100 0,120 0,765 0,015 0,013 0,561 1,104 0,598 0,086

Tabela 4 - Composição do Tabela 4 - Composição do exemplo 2exemplo 2



Tabela 5 - Custo do exemplo 2Tabela 5 - Custo do exemplo 2

Exemplo 2


Sucata 1006 971,95 0,83 806,72

Mn(eletrol.) 4,50 8,58 38,61

Mo (metal.) 6,00 84,39 506,34

Si (metálico) 5,50 4,98 27,39

Grafite 0,55 1,49 0,82

Cr (metálico) 11,00 34,92 384,12

Total (R$) 1764,00

TCC


Liga com PL - simulado no Excel e Liga com PL - simulado no Excel e LINDOLINDO

Excel Solver Elementos (kg)

Material Peso (kg) C Mn P S Si Cr Mo Ni

Sucata 1006 972,444 0,690 3,170 0,146 0,126 0,156 0,156 0,000 0,078

FeMn(MC) 2,287 0,015 1,830 0,004 0,000 0,046 0,000 0,000 0,000

FeMo 7,460 0,001 0,000 0,003 0,001 0,055 0,000 4,500 0,000

FeCr(AC) 16,968 1,293 0,000 0,005 0,003 0,662 9,366 0,000 0,000

FeCr(BC) 0,840 0,001 0,000 0,000 0,000 0,008 0,478 0,000 0,000

Total (kg) 1000 2,000 5,000 0,158 0,13 0,927 10,000 4,500 0,078

% 100 0,200 0,500 0,0158 0,013 0,093 1,000 0,450 0,008

Tabela 6 - Composição do Excel Tabela 6 - Composição do Excel SolverSolver


TCC


Liga com PL - simulado no Excel e Liga com PL - simulado no Excel e LINDOLINDO

Tabela 7 - Custo do Excel SolverTabela 7 - Custo do Excel Solver


Excel Solver


Sucata 1006 972,44 0,83 807,13

FeMn(MC) 2,287 5,09 11,64

FeMo 7,46 45,13 336,67

FeCr(AC) 16,968 3,08 52,26

FeCr(BC) 0,840 5,76 4,84

Total (R$) 1212,54

Figura 3 - Lindo SolverFigura 3 - Lindo SolverFonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)Brasil Ltda.)

TCC


Comparação de custosComparação de custos

Figura 4 - Lindo SolverFigura 4 - Lindo SolverFonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)

TCC

Estudo de CasoEstudo de CasoLiga com PL - relatório de Liga com PL - relatório de

sensibilidadesensibilidade

Figura 5 – Análise de Sensibilidade do ExcelFigura 5 – Análise de Sensibilidade do ExcelFonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)Ltda.)

Figura 6 – Análise de Sensibilidade do LindoFigura 6 – Análise de Sensibilidade do LindoFonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Fonte: Autores (adaptado a partir dos dados da empresa Vecom Brasil Ltda.)Ltda.)

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ConclusãoConclusão

Aplicação do métodos para as outras ligas produzidas na Aplicação do métodos para as outras ligas produzidas na empresa;empresa;

Otimização do custo mínimo para formação da liga, dentro dos Otimização do custo mínimo para formação da liga, dentro dos limites mostrados pela análise de sensibilidade;limites mostrados pela análise de sensibilidade;

Respeito aos limites mínimos e máximos determinados em Respeito aos limites mínimos e máximos determinados em normas e especificações;normas e especificações;

Melhoria no desempenho da utilização das matérias-primas e Melhoria no desempenho da utilização das matérias-primas e da produtividade da empresa.da produtividade da empresa.

TCC

ReferênciasReferênciasANDRADE, Eduardo L. ANDRADE, Eduardo L. Introdução à pesquisa operacional. Introdução à pesquisa operacional. São Paulo: LTC, 1990.São Paulo: LTC, 1990. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO. Disponível em: <ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO. Disponível em: <http://www.abepro.org.br/interna.asp?=399&m= 424&s=1&c=362. Acesso em 12 out. 2010.. Acesso em 12 out. 2010. ASTM A217/A217 - 08. ASTM A217/A217 - 08. Especificação padrão para fundições de aço, ligas inoxidáveis Especificação padrão para fundições de aço, ligas inoxidáveis martensíticos, por pressão, peças para serviços de alta temperatura: Grau WC6,martensíticos, por pressão, peças para serviços de alta temperatura: Grau WC6, 2008. 2008. HILLIER, Frederick S.; LIEBERMAN, Gerald J.. HILLIER, Frederick S.; LIEBERMAN, Gerald J.. Introdução a pesquisa operacional.Introdução a pesquisa operacional. 8ª edição. 8ª edição. Porto Alegre: AMGH, 2010.Porto Alegre: AMGH, 2010. LACHTERMACHER, Gerson. LACHTERMACHER, Gerson. Pesquisa operacional na tomada de decisão.Pesquisa operacional na tomada de decisão. 2ª edição. Rio de 2ª edição. Rio de Janeiro: Campus, 2002.Janeiro: Campus, 2002. LOESCH, Claudio; HEIN, Nelson. LOESCH, Claudio; HEIN, Nelson. Pesquisa operacional: fundamentos e modelos.Pesquisa operacional: fundamentos e modelos. Blumenau: Blumenau: Ed. da FURB, 1999.Ed. da FURB, 1999. PALOMINO, Reynaldo. Planejamento da produção em sistemas flexíveis do tipo job shop usando PALOMINO, Reynaldo. Planejamento da produção em sistemas flexíveis do tipo job shop usando redes de petri. redes de petri. ENGEPENGEP. p. 158, 2004. p. 158, 2004 SHIGLEY, Joseph; MISCHKE, Charles; BUDYNAS Richard. SHIGLEY, Joseph; MISCHKE, Charles; BUDYNAS Richard. Projeto de Engenharia Mecânica.Projeto de Engenharia Mecânica. 7ª 7ª edição. Porto Alegre: ARTMED, 2004.edição. Porto Alegre: ARTMED, 2004. SHIMIZU, Tamio. SHIMIZU, Tamio. Pesquisa operacional em engenharia, economia e administração: Pesquisa operacional em engenharia, economia e administração: modelos básicos e métodos computacionaismodelos básicos e métodos computacionais. Rio. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1984.de Janeiro: Guanabara Dois, 1984. SILVA, Élio. SILVA, Élio. Pesquisa operacional: programação linear e simulaçãoPesquisa operacional: programação linear e simulação. São Paulo: Atlas, 1995.. São Paulo: Atlas, 1995. VECOM BRASIL INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. Disponível em: <http://www. VECOM BRASIL INDÚSTRIA E COMÉRCIO LTDA. Disponível em: <http://www. vecombrasil.com.br>. >. Acesso em 31 out. 2010Acesso em 31 out. 2010

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REFERÊNCIAS

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