MUDANÇAS NO ARTIGO TÉCNICO• O último campo “Biografias” deverá ser substituído

pelo campo “ANEXOS”. Deverão ser anexados oscurrículos em Plataforma LATTES de todos osmembros do grupo. Cadastrar emhttp://lattes.cnpq.br. Ver exemplohttp://lattes.cnpq.br/4111067128052246.

• Uma versão preliminar do Artigo Técnico deveráser apresentada no dia 07 ou 09/05/2012. Seráavaliado apenas o andamento das atividades.

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CONTEÚDO PROGRAMÁTICOIª Unidade – Instrumentação em processos industriais1. Visão geral de instrumentação industrial2. Transmissores3. Transdutores4. Atmosferas explosivas5. Válvulas de controle

1. Função2. Componentes3. Tipos4. Aplicações

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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

IIª Unidade – Automação aplicada a manufatura

1. Visão geral de processos de manufatura2. Automação e mão de obra3. Automação e controle de processos4. Sistemas de automação

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CONTEÚDO PROGRAMÁTICOIIIª Unidade – Sistemas Digitais1. CLP

1. Aplicações2. Arquitetura3. Programação

2. SDCD e Redes de comunicação1. Configuração2. Telas3. Controle

3. Introdução a Robótica

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BIBLIOGRAFIA

LITERATURA PRINCIPAL

1. BEGA, Egídio Alberto. Instrumentação Industrial.Ed. Interciência. Rio de Janeiro, 2003, IBP.

2. GROOVER, Mikell P. Automação Industrial eSistemas de Manufatura. Ed. Pearson. 3ª ed.

3. MORAES, Cícero Couto et al. Engenharia deAutomação Industrial. Ed. LTC, 2ª ed.

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BIBLIOGRAFIA

LITERATURA COMPLEMENTAR

1. ROSÁRIO, João Maurício. Princípios deMecatrônica. Ed. Prentice Hall.

2. PIRES. Automação Industrial. Ed. ETEP. 4ª ed.

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AUTOMAÇÃO APLICADA À MANUFATURA - Groover

1. Visão geral de processos de manufatura –cap. 1

2. Automação e mão de obra – cap. 2, 15, 16, 17, 19

3. Automação aplicada no controle de processos – cap. 7, 12, 20, 21, 22

4. Sistemas de automação – cap. 4, 5

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AUTOMAÇÃO APLICADA À MANUFATURA

1. Visão geral de processos de manufatura

1.1 Sistemas de produção - cap. 1.11.2 Automação em sistemas de produção - cap. 1.21.3 Trabalho manual nos sistemas de produção -

cap. 1.31.4 Princípios e estratégias da automação - cap. 1.4

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AUTOMAÇÃO APLICADA À MANUFATURA

Visão geral de processos de manufatura

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Patrícia Lins de Paula

Sistemas de Produção

• Sistemas de Manufatura ou Produção –manus (mão) + factus (fazer).

• Método artesanal, não especializado, sem supervisão da produção completa, sem planejamento muito detalhado das tarefas.

Manufatura

Passou a designar todo processo intensivo em mão-de-obra para geração de produtos. Aplica-se ao conjunto deprocessos físicos ou químicos utilizados, com aplicação de

energia e informação, para agregar valor a produtos.

Por simplificação, o termo manufatura também seestenderá, a depender do contexto, a “empresa de

manufatura”.

Objetivos dos Processos de Manufatura

• Motivar uma discussão sobre as empresas e acompetitividade de sua manufatura

• Apresentar conceitos de Integração e Processos deNegócio envolvendo a manufatura

• Mostrar tendências tecnológicas e como elas podemafetar o processo produtivo no qual você está envolvido

• Repensar seu processo com uso de novas tecnologias

• Ajudar a estruturar seu sistema produtivo para sercompetitivo

Sistemas de Produção em indústrias de manufatura

• Formado de:

– Instalações (fábrica, equipamentos e forma de instalação);

– Sistema de apoio à produção (procedimentos, logística, funções de negócios).

Questionamento

“O maior ganho qualitativo de sistemasintegrados de gestão está na integração”

Benchmarking Partner

O que é integração?????

... e sistema?????

O Sistema de Manufatura

“Humanware”

SistemaMateriaisEnergia

Infra-estrutura

ProdutoMétodos do

sistema

InformaçãoPessoas

Hardware Software

O Sistema de Manufatura

“Mente-de-obra”

SistemaMateriaisEnergia

Infra-estrutura

ProdutoMétodos do

sistema

InformaçãoPessoas

Fundação Manutenção

O Sistema de Manufatura

SistemaMateriaisEnergia

Infra-estrutura

ProdutoMétodos do

sistema

InformaçãoPessoas

Produtividade =vendacusto

O Sistema de Manufatura

SistemaMateriaisEnergia

Infra-estrutura

ProdutoMétodos do

sistema

InformaçãoPessoas

Produtividade =qualidade

custo

Integração

• A tomada de decisão com referênciaa um comum

• Todos tendo a visão do todo

• Fluxo contínuo de atividades queagregam valor a empresa

• A informação necessária, na horacerta e no lugar certo

Características de Empreendimentos de Manufatura

• Globalização;

• Terceirização internacional e local:– Fornecedores especializados em certas

tecnologias;– Impostos mais baixos para empresas menores;– Limitação da capacidade de produção disponível.

Características de Empreendimentos de Manufatura

• Fabricação terceirizada (técnicas produtivas eficientes);

• Tendência para o setor de serviços;• Expectativas de qualidade;• Necessidade de eficiência operacional.

Tecnologias de Manufatura

• Automação;• Tecnologias de manuseio de materiais;• Sistemas de produção:

– Linhas de produção;– Células de manufatura;– Sistemas automatizados de montagem;

• Produção enxuta;

Tecnologias de Manufatura

• Manufatura flexível;• Programas de qualidade:

– Controle Estatístico de Processos;– Seis Sigma;

• Manufatura integrada por computador (CIM):– CAD (Computer Aided Design);– Manufatura Auxiliada por Computador (CAM –

Computer-Aided Manufacturing)

Sistemas computadorizados de apoio à produção

• CIM – Manufatura Integrada por Computador• CAD – Projeto Auxiliado por Computador

• Funções de negócio;• Projeto do produto;• Planejamento de produção;• Controle da produção.

CIMComputer Integrated Manufacturing

Humanware

Software

SistemaHardware

Integração

Σ (Fundação + manutenção + criação)

Estrutura Piramidal do CIM

Administraçãocorporativa

Desenvolvimento deproduto e processo

Gerenciamento daprodução

ERP

CAD

CAP CAL(MRPII)

CAE UM EXEMPLO...

FMSSistemas Flexíveis de

Manufatura

CAQ(administração)

Controle daprodução CAQ

•MRPFMS JITMES

CAM CAPP

Chão defábrica CEP CNC DAS PLC DCS DNC FMC etc.

Visão equivocada da Informática e Integração

CIM

Visão equivocada da Informática e Integração

CIM

• As pessoas não se conhecem mais• O nível de entendimento e da cultura da empresa caisignificativamente

• As pessoas se isolam em suas áreas e em seus problemas

A evolução da Integração daManufatura

CIM: Computer Integrated Manufacturing

C I M C I MAtividades Informação

Estratégias

Visão Holística

Business Process

Recursos Organização

Integração intra e inter-empresasGanhos deprodutividade Empresas Virtuais

• Mercados dinâmicos

Supply Chain Management• Pensando e agindo junto

Logística Integrada• Envolvimento de externos

Empresa Integrada• Tecnologia de Informação

Empresa Departamentalizada• Taylor e Ford Tempo

Sistemas de Produção

• Sistemas de trabalho manual (ferramentas manuais, produtos muito customizados):– Polimento de peças mecânicas;– Inspetor de qualidade de equipamentos;– Movimentação de cargas em depósitos.

• Sistemas trabalhador-máquina:– Trabalhador num torno mecânico;– Montador e robô efetuando solda.

Sistemas de Produção

• Sistemas automatizados:– Semi-automatizado:

• Moldagem por injeção – as injetoras funcionam em ciclos automáticos, mas é necessário que as peças fabricadas sejam coletadas por um trabalhador.

– Totalmente automatizado:• Complexos processos químicos, refinarias de petróleo,

usinas nucleares. Os trabalhadores não participam diretamente, apenas para ajustes e configurações de equipamentos e ações específicas de correção de falhas.

Sistemas de Produção

• Sistemas automatizados:– Automação rígida;– Automação programável;– Automação flexível.

Sistemas de Produção

• Sistemas automatizados:– Automação rígida:

• Sequência de operações definida pela configuração do equipamento.

• Alto investimento inicial com tecnologia embarcada;• Altas taxas de produção;• Inflexibilidade para variação de produção.

Sistemas de Produção

• Sistemas automatizados:– Automação programável:

• Equipamento projetado para modificar sua sequência de operações, mantendo a flexibilidade na produção.

• Alto investimento em equipamentos programáveis;• Baixas taxas de produção;• Flexibilidade na produção;• Alta adaptabilidade para produção em lote.

Sistemas de Produção

• Sistemas automatizados:– Automação flexível:

• Produz uma grande variedade de produtos quase sem perda de tempo e de forma customizada.

• Alto investimento em equipamentos de engenharia customizada;

• Produção contínua de uma variado conjunto de produtos;

• Taxas médias de produção; alta flexibilidade.

Dez estratégias para automação e melhoria dos processos

• Princípio USA

– Understand the existent process;

– Simplify the process;

– Automate the process.

Dez estratégias para automação e melhoria dos processos

• Especialização das operações;

• Operações combinadas;

• Operações simultâneas;

• Integração das operações;

Dez estratégias para automação e melhoria dos processos

• Aumento da flexibilidade;

• Melhoria da armanezagem e manuseio dos materiais;

• Inspeção online;

Dez estratégias para automação e melhoria dos processos

• Otimização e controle do processo;

• Controle das operações de fábrica;

• Manufatura integrada por computador.

A Dinâmica Organizacional

Valores

Princípios

Crenças

Satisfação

Barreiras

Negócios

Organização

Pessoa

Resultados

Modelos Mentais

Coletivos

IndividualPadrões de

Comportamento

Sist. Informações

Processos

Sist. R. Humanos

Est. Objetivos

Est. OrganizacionalElementosEstruturais

Estratégia CompetitivaPerspectiva estática, de posicionamento

Conjunto articulado definido por umposicionamento competitivo que inclui:“visão geral do negócio”

“metas de desempenho”

“ações das diversas áreas orientadas para avisão e sustentadas pelas metas dedesempenho”

Estratégia Competitivaperspectiva hierárquica e funcional

• Três níveis da estratégia na empresa:– corporativo

⇒ estratégia corporativa(posicionamento da empresa como um todo, inclusive dasunidades de negócio, em perspectiva de longo prazo)

– unidades de negócio⇒ estratégia competitiva(posicionamento das unidades no mercado, emperspectiva de médio prazo)

– funcional⇒ estratégias funcionais(políticas de ação e desenvolvimento das áreas funcionais)

Posição Competitiva e Estratégia de Produção

“Todo sistema tecnológico tem sua atuaçãolimitada pelas tecnologias de equipamentos,processos, materiais e de sistemas gerenciais

e de informações que utiliza”. (Skinner)

⇓

Compromisso entre estratégias decusto e diferenciação (flexibilidade)

Manufatura: Incerteza e Complexidade

Incertezado

mercado

MODA

COMMODITIES(mercadorias)

BENS DECAPITAL(geradores eólicos)

BENSDURÁVEIS

(eletrodomésticos)

Complexidade do produto

Manufaturas de CommoditiesCenário:

• Muitos clientes

• Produtos padrão• Pouca matéria prima

• Alto volume de ordens simples

• Poucos fornecedores principais• Distribuição de alto volume

• Centros de distribuição

• Muitos produtos derivativos

• Variedade de embalagensrelativamente significante

Manufaturas de Produtos DuráveisCenário:

• Fluxo de projeto modular

• Categoria de médio a grande em clientes

• Alto volume de ordens de clientes

• Categorias de produtos com opções limitadas

• Manufatura de sub-montagem personalizada

• Alto volume de ordens de trabalho de sub-montagem

• Volume médio em ordens de trabalho demontagem

• Programa de vendas e cancelamentos

Manufaturas de Bens de CapitalCenário:

• Poucos clientes• Projeto efetivo e avançado

• Produtos complexos e um tanto personalizados

• Somente uma montagem final

• Muitas submontagens de componentes e/ou matérias-primas

• Muitas ordens de trabalho com volume baixo ou médio

• Muitas atividades de investigação• Ordens tipicamente discretas

• Muitos fornecedores

Manufaturas de ModaCenário:

• Poucos clientes

• Alto conteúdo de desenho industrial

• Rápida resposta a trocas/mudanças

• Base variável de distribuidores

• Produção simples, partes a reparar

Os oito sistemas da manufatura:1 Estaleiro2 Oficina3 Batelada

Linha de Produção4. Guiada por equipamentos5. Guiada por operadores

6 Contínua7 Celular (FMC, FMS)8 Kanban

Os oito sistemas da manufatura:1 Estaleiro

M, S M, S M, S M, S M, S M, S

P1 P2 P3 P4 P5 P6

Materiais (M) e serviços (S) chegam aos Produtos (Pi) estacionáriosem fabricação.

Exemplo: fabricação de aviões.

Os oito sistemas da manufatura:2 Oficina

P

T1 T2 F1 F2 R1 R2 M1 M2

T3 Tn F3 Fn R3 Rn M3 Mn

Produto (P) em fabricação movimenta-se entre os departamentos deacordo com plano de processo.

Exemplo: fabricação de painéis elétricos.

Os oito sistemas da manufatura:3 Batelada

Mi, Mi , Mi , Mi , Mi

Pi , Pi ,E1 E2 E3 E4 En Pi , Pi

Material em transformação (M) é processado agrupado em lotes nasrespectivas etapas de produção (E) visando cumprir seu processo defabricação. O produto final também é liberado em lotes.Exemplo: siderúrgica.

Os oito sistemas da manufatura:Linha

(4 guiada por equipamentos, 5 guiada pelos operadores)

Pi

T1 R1 J1 L1 F1 M1

Pj

T2 R2 L2 F2 M2

Pk

Tn Rn Jn Ln Mn

Produtos (P) passam sucessivamente pelos diversos equipamentosou postos de trabalho visando cumprir etapas sucessivas do seuprocesso de fabricação. Exemplo: montadora de automóveis.

Os oito sistemas da manufatura:6 Contínuo

Mi,j,k

E1 E2 E3 E4 En P

Materiais (M) passam pelas diversas etapas (Ei) do processo de formacontínua visando cumprir as etapas necessárias ao processo de geraçãodo Produto (P). Exemplo: refinaria.

Os oito sistemas da manufatura:7 Células de fabricação

(FMS)

Pi

T1 F1 T2 F2 T3 F3 Tn Fn

R1 M1 R2 M2 R3 M3 Rn Mn

Família de Produtos completa todos os seus principais processos emuma única célula Ci. Os fluxos internos variam de item para item (Pi)dentro de uma mesma família.Exemplo: fabricação de celulares.

FMSSistemas Flexíveis de Manufatura

Os oito sistemas da manufatura:8 Kanban – do japonês “registro” ou “placa visível”

Estágio A

C1

Contenedor padrãovazioContenedor padrãocheio

Kt

Kt Kt

Kt - Kanban detransporte

Caixa de cartõeskanban

Estágio B

C2

Kt

Kt Kt

Fluxo de contenedores-padrãoFluxo de kanbans detransporte

Postos de trabalho (C) se relacionam via kanban, "puxando" aprodução a partir da retirada de contenedores do estoque.Exemplo acima representa sistema de kanban único.Exemplo: sistema de produção da Toyota.

Características dos sistemas de manufaturaEstaleiro Oficina Celular Linha Contínuo

Velocidade de Lenta e Lenta Moderada Rápida Muito rápidaprocesso variadaConteúdo de Alto Alto Médio Baixo Muito baixotrabalho (individual)Nível de habilida- Alto Alto Moderado Baixo Baixodes no trabalho

Tamanho dos lotes Muitopequeno

Pequeno Variado Alto Muito alto

Custo unitário das Muito Grande Moderado Baixo Muito baixounidades grandeVariações no Muito alta Alta Baixa Baixa Muito baixaroteiro de produçãoOpções do produto Baixa Baixa Alta Muito alta Muito

baixaDesenho de Muito Mode-Grande Pequeno Pequenocomponentes grande rado

Sistemas de produção e suas tecnologias de automação(chão de fábrica)

Sistema de Produção Nível usual deautomação

Hardware típico dochão de fábrica

Software típico daautomação daprodução

Estaleiro Muito baixo --- CAL

Oficina Muito baixo a baixo CNC CAPP, CAM, MRP

Batelada Baixo a médio PLC, CNC CAM, MRP, CAQ,CAPP

Linha guiada pelooperador

Linha guiada peloequipamento

Médio a alto

Alto

Robô, PC, CNC, PLC

Robô, PLC, PC

CAP (supervisão),CAQ, CAE

(simulação)CAP (supervisão),SCADA, CAQ, CAL,CAE (simulação)

Contínuo Alto a muito alto PLC, DCS SCADA, CAQ, CAE(otimização)

JIT Baixo a médio PC CAP (supervisão),CAQ, CAL

FMS Alto a muito alto PC, CNC, PLC, robô, CAM, CAQ, CAL,AS/RS, AGV, CEP CAE (simulação)