UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETRÔNICA

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE MECÂNICA CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL

DAVID DOS SANTOS FARIAS RICARDO ANGHINONI GRACIOLI

ESTUDO PARA IMPLEMENTAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS DE BARRO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

CURITIBA 2015

DAVID DOS SANTOS FARIAS

RICARDO ANGHIONI GRACIOLI

ESTUDO PARA IMPLEMENTAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS DE BARRO

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação, apresentado ao Curso Superior de Tecnologia em Mecatrônica Industrial, dos Departamentos Acadêmicos de Eletrônica e Mecânica, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR, como requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo. Orientador: Prof. Tiago Rodrigues Weller

CURITIBA 2015

TERMO DE APROVAÇÃO

DAVID DOS SANTOS FARIAS

RICARDO ANGHIONI GRACIOLI

ESTUDO PARA IMPLEMENTAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE TELHAS DE BARRO

Este trabalho de conclusão de curso foi apresentado no dia 09 de dezembro de 2015, como requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo em Mecatrônica Industrial, outorgado pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Os alunos Ricardo A. Gracioli e David S. Farias foi arguido pela Banca Examinadora composta pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o trabalho aprovado.

______________________________ Prof. Dr. Milton Luiz Polli Coordenador de Curso

Departamento Acadêmico de Mecânica

______________________________ Prof. Esp. Sérgio Moribe

Responsável pela Atividade de Trabalho de Conclusão de Curso Departamento Acadêmico de Eletrônica

BANCA EXAMINADORA

_____________________________ __________________________ Prof. Ubiradir Mendes Pinto Prof.Esp. Edmar Hinkel UTFPR UTFPR ___________________________

Prof.M.Eng. Tiago Rodrigues Weller Orientador - UTFPR

A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso

Dedicamos este trabalho a todos que de uma forma ou outra nos ajudaram a desenvolver este trabalho.

AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente a Deus por todas as coisas que faz em nossas vidas. Agradecemos a UTFPR por ter-nos direcionado para um caminho de sucesso em nossa vida profissional, ao nosso orientador por ter nos ajudado nesta etapa para formação, aos nossos familiares pelo apoio e companheirismo.

RESUMO

FARIAS, David S. e GRACIOLI, Ricardo A. Estudo para implementação de otimização de processo de fabricação de telhas de barro. 2015. 37f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Superior de Tecnologia em Mecatrônica Industrial), Departamentos Acadêmicos de Eletrônica e Mecânica, Universidade TecnológicaFederal do Paraná. Curitiba, 2015.

O trabalho em questão visou analisar a linha de produção de uma empresa do ramo de telhas tendo foco na redução do custo da mão de obra nesta linha através de automatização do proceso. Realisou-se uma análise geral do proceso produtivo, além de uma análise mais profunda do proceso de prensagem de telhas, no qual foi realizado um estudo de equipamentos já utilizados para este e sugerida a sua automação e previsão de resultados após implementação da Prensa multipla automática de telhas PM-1300, com carregador automático de telhas.

Palavras-chave: Fabricação. Telhas. Automação. Redução de Custo. Desperdício

ABSTRACT

GRACIOLI, Ricardo A. e FARIAS, David S. Study for implementation of clay

tile manufactury process otimization. 2015. 37f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso Superior de Tecnologia em Mecatrônica Industrial), Departamentos Acadêmicos de Eletrônica e Mecânica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2015.

This study has analized the fabrication process of an clay tile manufacurer, focusing on labor cost reduction of the process through automation. An analysis of the production process, and deeper analysis of the confomation and movimentation process of the product, then a study of the common equipments used for automatic conformation and movimentation of the tiles, suggesting the implementation of the equipment, including a prevision of the results after the implementation of the automatic multiple press PM-1300 with automatic load of clay tile.

Keywords:Manufacturing. Roof tiles. Automation. Cost reduction. Waste

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 –Classificação da cerâmica através da matéria prima e temperatura de queima. ..................................................................................................................... 14 Figura 2 - Foto do estoque da matéria prima comprada. .......................................... 16 Figura 3 - Foto do transporte para o início do processo de desidratação. ................ 17 Figura 4 - Estoque para o início do processo de desidratação.................................. 17 Figura 5 - Foto do 1º refinamento do processo de desidratação. .............................. 18 Figura 6 - Foto do 1º transporte do refinamento do processo de desidratação. ........ 18 Figura 7 - Foto do 2º refinamento do processo de desidratação. .............................. 19 Figura 8 - Foto do 2º transporte do refinamento do processo de desidratação. ........ 20 Figura 9 - Foto do estoque da matéria prima do processo de desidratação. ............ 20 Figura10 - Foto do processo de extrusão das telhas. ............................................... 21 Figura11 - Foto do processo de corte das telhas. ..................................................... 21 Figura 12 - Foto do processo de prensagem das telhas. .......................................... 22 Figura 13 - Exemplos de dados coletados de uma amostra de argila vermelha ....... 23 Figura 14 - Fotos do processo de carregamento de telhas em vagonetas. ............... 23 Figura 15 - Exemplos de dados coletados de uma amostra de argila vermelha 2 .... 24 Figura 16 - Prensa ..................................................................................................... 25 Figura 17 - Carregamento Manual ............................................................................ 26 Figura 18 - Layout da Fabrica ................................................................................... 27 Figura 19 - Secador Contínuo ................................................................................... 28 Figura 20 - Fluxograma de Fabricação de Telhas e Tijolos ...................................... 30 Figura 21 -Mapa de Fluxo ......................................................................................... 32 Figura 22 - Matriz de Comparação de equipamentos. Fonte: Autoria própria ........... 33

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 9 1.1 PROBLEMA ........................................................................................................ 9 1.2 JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 10 1.3 OBJETIVOS ...................................................................................................... 10 1.3.1 Objetivo geral ............................................................................................... 10 1.3.2 Objetivos específicos .................................................................................... 10 1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ......................................................... 11 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................ 12 2.1 DEFINIÇÃO DE AUTOMAÇÃO ........................................................................ 12 2.2 OBJETIVOS DA AUTOMAÇÃO ........................................................................ 13 2.3 DEFINIÇÃO DE PRODUTO CERÂMICO ......................................................... 13 3 DESENVOLVIMENTO DO TEMA .................................................................... 14 3.1 PRODUÇÃO DE TELHAS ................................................................................ 15 3.1.1 Preparação da matéria prima ....................................................................... 15 3.1.2 Conformação das peças ............................................................................... 20 3.1.3 Secagem ...................................................................................................... 22 3.1.4 Queima ......................................................................................................... 23 3.2 DESCRIÇÃO DO CENÁRIO DE ESTUDO ....................................................... 24 3.3 AVALIAÇÃO PARA MELHORIA ....................................................................... 28 3.4 ESTUDO DO PROCESSO DE PRENSAGEM DE TELHAS ............................. 33 4 ANÁLISE DOS RESULTADOS PROPOSTOS ................................................ 34 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS.............................................................................. 36 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 37

9

1 INTRODUÇÃO

A modernização da produção é importante para determinar um aumento da

produtividade. Relacionado a isso diretamente está a diminuição das perdas e

prejuízos durante todo o processo.

No cenário empresarial atual, como consequência da concorrência de

mercado cada vez mais presente na sociedade, torna-se perceptível a crescente

busca pelo aumento da produtividade e constante lucratividade das empresas como

reflexo de um conceito taylorista envolvidos nas operações (CONTADOR, 1994).

Com os atuais programas de incentivo do governo, como Habitação Rural,

Minha Casa Minha Vida, muitas casas estão sendo construídas e com isso a

demanda de produtos como telhas e tijolos de barro está crescendo

consideravelmente, e com isso os produtores desse nicho de mercado estão

conseguindo melhorar os seus processos para atender essa procura com velocidade

e um custo mais baixo, e assim conseguindo se manter firme no mercado hoje

bastante competitivo na região sul e sudeste.

Nesta idéia tem-se como tema de pesquisa, o estudo da melhoria de

processo de uma empresa de médio porte, visando à diminuição de custo do

produto final, a telha de barro, tanto para manter no mercado quanto para conseguir

expandir para outros estados.

1.1 PROBLEMA

Observa-se que a empresas de pequeno porte deste ramo, tem como maior

custo agregado no valor das telhas, a mão de obra, com isso foi feito um estudo para

tentar diminuir o este valor. Aqui se coloca o valor da mão de obra não apenas

como empregado, mas o gasto que este tem quando há um grande desperdício de

matéria-prima, visto que a empresa não tem uma automatização no ponto de maior

desperdício.

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1.2 JUSTIFICATIVA

As pequenas empresas que fabricam telhas, precisam de uma produção

alta para conseguir suprir os pedidos e o valor do produto final baixo para conseguir

se manter no mercado.

Desta maneira, precisava ser verificado onde que estava o gargalo da

empresa, em relação ao custo, para conseguir fazer um estudo de melhoria para

reduzir o custo do produto final.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo geral

Estudar uma redução de custo do produto final, através de uma melhoria na

produção visando diminuir o valor de mão de obra e o desperdício de material

através de automação do processo de prensagem de telhas.

1.3.2 Objetivos específicos

1. Estudar o processo de fabricação de telhas;

2. Levantar os tempos de produção de cada etapa do processo

3. Estudar e identificar os tipos de automação existentes para os processos;

4. Avaliar a possibilidade de implementação da automação na empresa em

questão;

5. Avaliar os ganhos possíveis com a automação do empilhamento de telhas

nos vagonetes.

11

1.4 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Durante a primeira visita com o gerente da fábrica para uma reunião inicial

de apresentação da proposta, foi feito um estudo de como é a fabricação das telhas

de barro, analizando não só as etapas do processo mas também os avanços

tecnológicos das máquinas que já existiam hoje em dia.

Foram feitas visitas na à fábrica em questão, para recolher as informações

necessárias dos processos, tal como estudo cronológico dos processos, e

detalhamento dos procedimentos existentes atualmente em cada um dos processos.

Em uma próxima etapa foi feita a análise dos dados coletados, e

determinação dos processos nos quais a automação é possível e benéfica.

Após a definição de que processo será automatizado, então foi feito estudo

sobre que tipos de automação existentes que atendam o processo e a escolha que

melhor se aplica na empresa em questão.

Uma vez tendo em vista a automação a ser implantada, foi feito uma

estimativa de melhoria no processo caso fosse aplicado o estudo em comparação

com o processo que se encontrava em andamento, assim também foi mostrado uma

estimativa do tempo de retorno que o investimento feito teria.

12

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 DEFINIÇÃO DE AUTOMAÇÃO

Segundo Dorf et al.(2001) automação (do latim Automatus, que significa

mover-se por si) é um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos

verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções,

sem a necessidade da interferência do homem.

Existem vários níveis de automação segundo Santos. (2014):

Nível 1 – Aquisição de Dados e Controle Manual: Baseados em instrumentos

no campo, como por exemplo, instrumentos para medir a vazão de um ducto, sendo

este controlado por uma válvula manual.

Nível 2 – Controle Individual: Sem controle manual, este faz um controle

automático via CLP, por exemplo, se fosse ser usado o exemplo do nível 1

poderíamos dizer que a válvula que atua não seria manual, mas sim uma válvula

controlada pneumaticamente.

Nível 3 – Controle de Célula, Supervisão e Otimização do Processo: Pode-

se dizer, que neste nível 3 a supervisão do processo é a parte principal. A

otimização pode ser feita através de uma comparação de valores dados

anteriormente ou de um valor que gostaria de ser obtido, através da supervisão

poderá ter acesso a esses valores, a base de dados para comparação e para

atuação na planta, tendo assim um controle de todo o processo.

Nível 4 – Controle Fabril Total, Produção e Programação: Podendo ser

encontrado como Gerenciamento da Planta, o 4º nível é responsável pelo

planejamento da produção, programando o que a produção terá que desempenhar

em um espaço de tempo.

Nível 5 – Planejamento Estratégico e Gerenciamento Corporativo: O quinto

nível seria a administração da empresa, irá ser visto neste nível a gestão de vendas,

financeira, mercado, etc. afetando de forma direta o andamento da empresa.

Nota-se que que estes níveis organizam os diferentes setores de uma

empresa para melhor estabelecer o ritmo de trabalho que todos terão que

desempenhar dependendo do mercado.

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A empresa em questão, tem instalado em sua fábrica apenas equipamentos

de nível 1 e 2 em automação, todos com suas limitações, e não em todas as áreas.

Segundo um dos sócios da empresa, a fábrica é uma das mais

automatizadas do Brasil na área de fabricação de telhas de cerâmica vermelha,

apesar de alguns destes equipamentos estarem com estrutura montada, porém não

em funcionamento ainda.

A completa automatização de um sistema deve-se levar em conta 4

elementos: sensores, controladores, atuadores e processos.

2.2 OBJETIVOS DA AUTOMAÇÃO

Segundo Fernandes (2006), se justifica a automação segundo os critérios da

qualidade, da produtividade, da flexibilidade e da viabilidade técnica, com isto é

interessante ser aplicado uma automação quando se quer melhorar a qualidade,

aumentar a produtividade, a flexibilidade da produção ou a viabilidade técnica.

Utilizando-se destes critérios é possível maximizar a produção, e minimizar

os gastos em energia ou/e desperdício de material e ter mais segurança para o

operador ou/e das informações geradas pelo sistema.

Para este estudo foi utilizado o critério de qualidade e produtivididade, para

conseguir minimizar o desperdício de material, e assim reduzir o custo do produto

final.

2.3 DEFINIÇÃO DE PRODUTO CERÂMICO

Para classificar um produto cerâmico deve-se levar em consideração o

emprego de seus produtos, natureza dos constituintes, características de textura da

massa base além de outras características, Motta et al. (2001). Conforme podemos

observar na Figura 1. A telha se enquadra nas cerâmicas vermelhas na qual é feita a

extrusão e prensagem da argila, e ainda podemos observar a temperatura para a

torra da mesma, que vai de 900 a 1000ºC.

14

Figura 1 –Classificação da cerâmica através da matéria prima e temperatura de queima. Fonte: Motta et al. (2001).

3 DESENVOLVIMENTO DO TEMA

15

3.1 PRODUÇÃO DE TELHAS

O processo produtivo das telhas, pode ser separado nas seguintes etapas:

3.1.1 Preparação da matéria prima

A telha tem em sua propriedade tecnológica uma absorção de água máxima

de 20% e uma tensão de ruptura à flexão mínima de 100kgf, essas medidas são

dadas pelas normas da ABNT NBR15310, de 2005, em conta disso, precisa-se

escolher a melhor matéria-prima para estar na norma e assim ter uma qualidade boa

do produto fabricado.

A absorção de água está diretamente ligada a durabilidade e resistência do

material quando exposto no ambiente (CHIN-HUANG WENG et al., 2003).

O objetivo da preparação da argila é de obter, uma mistura homogênea, com

características constantes e umidade adequada para o processo de conformação

aplicado. (GOODSON. 1962)

Existe vários tipos de argilas, como exemplos a natural, refratárias, culim,

Ball-Clay, vermelha, etc., cada tipo de argila serve para determinadas utilizações,

contendo propriedades mecânicas diferêntes entre elas. A argila que está sendo

usada neste trabalho é a argila refratária.

A argila vermelha tem a propriedade de ser mais plástica e resistir a

temperaturas altas, ideal para a fabricação de telhas, visto que necessita que seja

mais maleável para a conformação e de uma temperatura alta para secagem.

(SANTOS. 2009)

O controle dos processos de preparação da matéria prima afeta diretamente

o resultado final do produto e a qualidade do mesmo, portanto quanto maior a

qualidade requerida para a telha, maior deve ser o controle nesta parte do processo,

evitando trincas e até mesmo podendo reduzir o tempo de secagem após

conformação.

A preparação desta matéria prima é feita através de 5 etapas que são:

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1ª – Estoque da matéria prima comprada, como mostrada na Figura 2, o

produto quando chega precisa ser armazenado em lugar coberto para não ter um

ressecamento da argila, pois se assim acontecer a retirada desse material seria

muito difícil e o material iria empedrar dificultando assim o processo de desidratação.

Figura 2 - Foto do estoque da matéria prima comprada. Fonte: Autoria Própria

2ª – Transporte da matéria prima para o início do processo de desidratação,

visto na Figura 3, é feita por um trator, nesta parte da etapa para a preparação da

matéria prima não é usada uma medida precisa, a matéria prima final precisa

sempre ter em estoque, já que o processo é feito por várias etapas, precisa sempre

do material de trabalho para que consigam ter a próxima etapa;

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Figura 3 - Foto do transporte para o início do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

3ª – Estoque para o início do processo de desidratação, mostrado na Figura

4, esse é o início do processo de desidratação, é posto a argila comprada neste funil

onde é usado tanto para estoque quanto para o início de processo de desidratação;

Figura 4 - Estoque para o início do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

4ª – Primeiro refinamento, mostrado na Figura 5, esse é o início do processo

de refinamento, depois do estoque para a desidratação, na saída do funil cai em pás

que esmaga a argila que está mais empedrada diminuindo o tamanho das pedras de

argila para facilitar os processos seguintes;

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Figura 5 - Foto do 1º refinamento do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

5ª – Transporte do primeiro refinamento, mostrado na Figura 6, depois de

quebrar as pedras maiores é preciso carregar para o segundo refinamento, e para

isso é usado uma esteira transportadora, sendo ela precisando estar inclinada para

reduzir um processo de carregamento para o segundo refinamento;

Figura 6 - Foto do 1º transporte do refinamento do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

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6ª – Segundo refinamento, mostrado na Figura 7. Depois do 1º transporte da

matéria com o refinamento das partículas maiores, é jogado em outra máquina para

refinamento, e esta mais complexa que a primeira, tem moedores internos que

quebram os pedregulhos de argila do primeiro refinamento em partículas muito

menores fazendo com que seja finalizado o processo de refinamento;

Figura 7 - Foto do 2º refinamento do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

7ª – Transporte do segundo refinamento, mostrado na Figura 8. Depois do

2º refinamento, o transporte da matéria com o refinamento das partículas menores, é

jogado no estoque final da matéria prima, na primeira foto da Figura 10 mostra as

duas esteiras inclinadas desse processo, a primeira esteira sai do máquina do 2ª

parte do refinamento, no final desta, mostra a segunda esteira e esta serve também

serve para fazer o segundo filtro, retirando os pedregulhos maiores que sobraram,

assim vai apenas as partículas mais finos para a 3ª esteira que está mostrado na 2ª

foto da Figura 8;

20

Figura 8 - Foto do 2º transporte do refinamento do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

8ª – Estoque da matéria prima refinada, mostrado na Figura 9. Este

montante é a matéria prima que será usada para fazer as telhas;

Figura 9 - Foto do estoque da matéria prima do processo de desidratação. Fonte: Autoria Própria

3.1.2 Conformação das peças

Nesta etapa a argila toma sua forma, através de extrusão corte e

prensagem.

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Figura10 - Foto do processo de extrusão das telhas. Fonte: Autoria Própria

Como mostrado na Figura 10, a extrusão é feita através de duas regiões

vazias de forma oblongada com tamanhos pré-definidos que na passagem da argila

umedecida por estas regiões conformam a argila nos padrões de fitas de argila que

no processo seguinte é trabalhada.

Figura11 - Foto do processo de corte das telhas. Fonte: Autoria Própria

Na Figura 11, temos o processo seguinte da extrusora, que denomina-se

Corte. Neste processo as laminas de corte estão posicionadas de forma angular

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quedá exatamente as dimensões exatas para a conformação das telhas, no meio

das laminas de corte têm fitas de lona para empurrar os pedaços cortados para a

etapa seguinte.

Figura 12 - Foto do processo de prensagem das telhas. Fonte: Autoria Própria

Na Figura 12, é o processo de prensagem da telha, nesta etapa a máquina

tem o molde da telha em através do esmagamento das fitas cortas é eliminado o

excesso e conforma a telha em seu formato final.

3.1.3 Secagem

A secagem é a remoção do liquido do material por meio de transporte

através dos poros e evaporação para o meio ambiente, o processo pode ser feito

apenas deixando o material ao ar livre até que ocorra o equilíbrio de umidade do

material com a umidade do ar, ou em alguns casos é ventilado o ar proveniente do

forno já em temperaturas mais altas, e com concentração de umidade menor do que

o ar ambiente acelerando o processo. O material deve ficar no secador até ocorrer o

equilíbrio de umidade do material com a umidade do ar, ou até alcançar a umidade

desejada para o próximo processo.

23

As propriedades e índices que são importantes para o próximo processo

está sendo mostrado na Caixa 1.

O processo de secagem é de suma importância na fabricação de produtos

cerâmicos. Enquanto economicamente é requerido a secagem mais rápida possível,

uma secagem demasiadamente rápida causa retração diferencial, formando trincas

(NORTON, 1952).

Figura 13 - Exemplos de dados coletados de uma amostra de argila vermelha Fonte: MINEROPAR (2007).

Na empresa em questão existe operadores que fazem as separações das

telhas em espaços previamente definidos e colocados nas vagonetas. As vagonetas

são os carros de transporte para esta etapa do processo que é a secagem, eles são

bem altos por isso foi criado 3 degraus para conseguir posicionar as telhas em todo

o espaço fixado nos vagonetes como mostrado nas Figuras 13.

Figura 14 - Fotos do processo de carregamento de telhas em vagonetas. Fonte: Autoria Própria

3.1.4 Queima

De todos os estágios no processo de produção de peças cerâmicas, a

queima é mais importante (NORTON, 1952). Nesta etapa que ocorre as

transformações químicas e físicas necessárias para adquirir as propriedades

necessárias do material.

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Na Caixa 2 verá a propriedade após queima da argila, nesta tabela mostra

os desvios mais importantes para uma boa conFiguração de telha (MINEROPAR,

2007).

Figura 15 - Exemplos de dados coletados de uma amostra de argila vermelha 2 Fonte: MINEROPAR (2007).

3.2 DESCRIÇÃO DO CENÁRIO DE ESTUDO

A empresa em questão trabalha com três prensas para a conformação das

telhas com capacidade de 20 telhas/minuto/prensa (Figura 14) e em cada uma

destas com 4 operadores para carregamento de vagonetas (Figura 15), com

exceção da 3ª que trabalha apenas como reserva, ou em caso de atraso de

produção dando uma capacidade de 2.400 peças/hora com a utilização de 8

operadores, podendo ser estendido para 3.600 peças/hora caso necessário e com

auxílio de mais 4 operadores, totalizando 12 operadores.

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Figura 16 - Prensa Fonte: Autoria própria.

26

Figura 17 - Carregamento Manual Fonte: Autoria própria.

Os processos seguintes da conformação são a secagem a torra e a

embalagem do produto. Observando o layout da fabrica (Figura 16), verifica-se que

grande parte da área é destinada apenas a estes dois processos, a direita tem-se o

secador (1), e a esquerda o forno para torra (2). Os processos de secagem e

conformação são os mais demorados, e que determinam o tempo de produção do

produto final.

27

2

1

Figura 18 - Layout da Fabrica Fonte: Autoria própria

Tendo ênfase no aumento da competitividade da empresa perante o

mercado, este estudo possibilitará uma redução nos custos de produção, reduzindo

a de mão de obra, e os desperdícios, tanto de matéria prima, quanto da energia

utilizada para o retrabalho.

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3.3 AVALIAÇÃO PARA MELHORIA

Durante as visitas foram feitas análises de todo o processo produtivo. Dentre

todos os processos, foi constado que o gargalo de produção é o forno em épocas de

seca (com um total de 1.000.000 de peças/mês), e o secador em épocas de chuva

que precisa de uma maior tempo para fazer a secagem correta do barro (produzindo

nesta condição um total de 700.000 peças/mês), porém ambos os processos já são

automatizados, contando com um forno e secador contínuos, mostrado na Figura17,

ambos com controle de temperatura e ventilação automáticos, alimentação de

combustível do forno, reutilização do calor nele produzido no secador e

movimentação do material na fábrica é feita toda em vagonetas automáticas.

Figura 19 - Secador Contínuo Fonte: GILBERTONI, 2001)

Como mostrado na Figura 18, a etapa de queima, onde se utilizaria o forno,

está situada na terceira etapa antes do final, e secagem na quarta etapa antes do

29

final. Sendo este o gargalo da produção em quesito de tempo de produção, foi visto

que não seria necessário fazer uma mudança significativa para melhorar o processo.

Com isso, estudando a fábrica e a forma como se comporta as variáveis

para uma obtenção de telhas com um bom grau de qualidade e com preço

competitivo no mercado, e nisso fizemos uma segunda varredura agora olhando

esses pontos que acarretariam em um custo para a fábrica.

Nisso foi verificado que existia muitos operadores trabalhando em setores

com uma alta perda de material, sendo estes materiais tendo que descartar para a

próxima etapa por não ter seguido o padrão exigido pela empresa em questão.

A mão de obra na produção está sendo distribuída da seguinte maneira:

1. Carregamento de argila dura e mole para os processos de: britagem,

moagem, dosagem e alimentação, desintegração, mistura, laminação,

extrusão, corte e prensagem. (1 funcionário);

2. Montagem de vagonetas para secagem. (8 funcionários);

3. Desmontagem de vagonetas para secagem e montagem de vagões

para o forno de torra (6 funcionários);

4. Desmontagem dos vagões de torra com montagem em pallets para

carregamento em caminhões (6 funcionários).

Dentre todas essas áreas, na montagem de vagonetas para secagem, o

barro que já se encontra moldado na forma de telha, está extremamente úmido, e

difícil de ser manuseado, o que faz com que no momento de carregamento das

vagonetas o mesmo se deforme e despedace, causando desperdício.

30

Figura 20 - Fluxograma de Fabricação de Telhas e Tijolos Fonte: ABC, 2002

31

Para melhor entendimento sobre o processo de melhoria sugerido para a

empresa em questão foi feito um estudo do mapa de fluxo da empresa e foi

mostrado a partir desse estudo a ideia de melhoria que simplificaria o processo de

fabricação das telhas.

Na primeira etapa, foi posto as etapas como está no processo da empresa,

ao todo 9 etapas de processo, 8 etapas de estoque, composto de 24 funcionários.

Os clientes no mês de estudo fizeram pedidos que somando daria em torno de

500.000 telhas por mês, e em torno dessa soma foi feito os estudos a seguir.

Gerenciando as mercadorias de compra foi visto que nas segundas, quartas

e sextas sempre há carregamento de argila sendo assim foi acrescentado mais uma

área de estoque totalizando 9 estoques de material. Nas terças e quintas da semana

há entrega de carvão para abastecer o forno no processo de queima, sendo assim,

são essas as mercadorias que são compradas pela empresa para manter a

construção de telhas.

Vendo a necessidade de entrega no prazo certo para seus clientes, a

empresa estudou um ritmo de trabalho que faz com que sejam entregues as telhas

diariamente, para que sejam concluídas as entregas no final do tempo de

vencimento de conclusão da entrega.

Para fazer toda a parte de administração dos processos da empresa de

telhas, é necessário que exista um Controle da Produção, como mostra na Figura18,

e é neste controle que gerencia todos os pedidos semanais e mensais de compra de

matéria prima, gerencia também todos os pedidos de vendas semanais e com

previsão de 1, 2 ou 3 meses, mas principalmente ele faz todo o controle da fábrica,

gerenciando todas as 9 etapas do processo verificando os estoques, as máquinas, a

produção e os equipamentos necessários para que a empresa não pare sua

produção, pois se assim acontecer irá ter um acúmulo de produção ou estoque,

deixando a empresa em prejuízo.

32

Figura 21 -Mapa de Fluxo Fonte: Autoria Própria

33

3.4 ESTUDO DO PROCESSO DE PRENSAGEM DE TELHAS

O processo atual conta com três prensas com capacidade de 20

telhas/minuto/prensa (Figura 14) e em cada uma destas com 4 operadores para

carregamento de vagonetas (Figura 15 e 16), com exceção da 3ª que trabalha

apenas como reserva, tendo assim uma produção de 2.400 peças/hora com a

utilização de 8 operadores, podendo ser estendida para 3.600 peças/hora caso

necessário e com auxílio de mais 4 operadores, totalizando 12 operadores.

Considerando que hoje o gargalo da linha de produção é o secador, com capacidade

de 700.000 telhas/mês. Seriam necessários uma produção de 3.000 telhas/hora sem

trabalhar durante horário de pico (das 18h às 21h) para economia de energia, e

diminuição de quantidade de funcionários trabalhando nos períodos da noite.

3.5 ESTUDO DE AUTOMAÇÃO DO PROCESSO

Durante estudo de equipamentos utilizados, foi observada a utilização de

prensas múltiplas com carregamento automático de vagonetas, dentre os

equipamentos encontrados, foram análisados os seguintes equipamentos mais

profundamente: SS CAV® da empresa Souza Automação®, Prensa Múltipla® PM-

1300 com Carregador Automático de Vagonetas® da empresa Máquinas MAN® e

Carregador automático para Vagonetas da empresa Açolong.

Figura 22 - Matriz de Comparação de equipamentos. Fonte: Autoria própria

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Sendo assím foi optado pelo equipamento da empresa Máquinas MAN®

que atendeu a necessídade de produção, utilizando menor espaço fisico da fábrica,

e com menor custo de adaptação, observando que o sistema de movimentação de

vagonetas instalado atualmente na fábrica, era compativel com o sistema de

carregamento da Máquinas MAN® a mesma atende o volume necessário de

produção, tendo capacidade garantida de 2.400 peças/hora e pode atingir até 3.000

peças/hora.

4 ANÁLISE DOS RESULTADOS PROPOSTOS

A implementação deste equipamento além de ser o suficiente para suprir a

alimentação do secador e do forno, elimina a necessidade dos operadores para

carregamento de telhas, além de continuarem sem ser utilizadas durante os horários

de pico.

Considerando que o custo de um funcionário trabalhando em horário

comercial, somando encargos sociais básicos, provisões, e benefícios, custa para a

empresa R$ 3.187,65 mensais. Com a redução destes 8 funcionários teremos uma

economia de R$25.501,20 mensais, além de prováveis reduções de desperdício que

poderão ser analisadas após implementação.

Com essa redução de custo de mão de obra, acredita-se que o retorno do

investimento feito no equipamento ocorra em um período de 24 meses (2 anos).

Sendo ainda possível um retorno mais rápido se considerarmos a redução do

desperdício, diminuindo assim a necessidade de utilização de maquinário reserva

e/ou trabalho em horários fora do programado, para suprir as necessidades do

secador.

Tendo ênfase no aumento de competitividade da empresa perante o

mercado onde está instalada, esta troca de equipamentos possibilita um corte de

custos de produção, que implica no controle do excesso de mão de obra, e dos

desperdícios, tanto de matéria prima, quando não é reutilizada, e mais especifico

neste caso, no desperdício da energia utilizada para a conformação da telha que foi

deformada.

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A automação desta área da linha de produção reduz o tempo de montagem

das vagonetas, o desperdício de material por descuido de operador, padroniza o

espaçamento das telhas. Reduzindo gastos com matéria prima e energia, além da

mão de obra.

Com o espaçamento padronizado se tem uma secagem mais uniforme,

rápida e melhor utilização do espaço interno do secador, aumentando assim a

capacidade do mesmo, que é o gargalo do processo.

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5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Escolhido a máquina aqui descrita, foi feito uma estimativa de possíveis

reduções de custo, concluindo assim uma previsão de retorno do investimento de 24

meses (2 anos), sendo possível um retorno mais rápido se considerando a redução

dos grandes desperdícios provenientes do manuseio humano do barro recém

conformado, para quantificação deste benefício, é necessário um estudo posterios a

implementação do equipamento.

Atingindo assim os objetivos propostos anteriormente neste estudo os quais

foram:

Objetivo 1 - Realisar estudo do processo produtivo de telhas: O qual foi feito

detalhamento dos processos de preparação, conformação, secagem e queima das

telhas;

Objetivo 2- Realisar levantamento dos tempos de produção de cada etapa

do processo: Foi feito levantamento dos tempos e apresentado um mapa de fluxo do

processo como um todo, onde se observa os tempos, estoques e quantidades de

operadores em cada etapa;

Objetivo 3- Realisar estudo para identificação dos tipos de automação

existentes no mercado para os processos: O qual após estudo foram identificados

os processos de carregamento automático de telhas em vagonetas;

Objetivo 4- Avaliar a possíbilidade de implementação da automação na

empresa em questão: Foi feito avaliação do espaço físico existente, e necessário

para implementação de cada equipamento, além da possíbilidade de utilização do

novo equipamento com a estrutura existente, reduzindo a necessídade de

adaptações;

Objetivo 5- Realisar avaliação dos ganhos possíveis com a automação do

processo: Onde foi feito a análise e descrito os custos, e previsão de retorno do

investimento, considerando as reduções de mão de óbra excedente, além possível

redução do desperdício, para este ultímo sendo necessário um novo estudo pós

implementação.

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REFERÊNCIAS

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