Sistema de Manufatura

PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA

Sistemas de Manufatura e Estratégias de Produção

Ref: “Manufacturing Engineering and Technology”Kalpakjian, Serope e outros,

Prentice Hall, 2001, Fourth Editionpáginas 1067 a 1105

Prof. Lopes


Sistema de ProduçãoConjunto de pessoas, equipamentos e procedimentos

organizados para realizar as operações de MANUFATURA de uma empresa.

Sistemas de ManufaturaEmpresas organizam as facilidades da maneira mais

eficiente para cumprir determinada missãoCertas maneiras de organizar foram reconhecidas como as

mais apropriadas para determinados tipos de manufaturaPARA PRODUTOS DISCRETOS A QUANTIDADE PRODUZIDA TEM IMPORTÂNCIA FUNDAMENTAL

NAS FACILIDADES E NA MANEIRA COMO A MANUFATURA É ORGANIZADA


Sistemas de ManufaturaClassificação pela Quantidade Produzida

Baixa Produção: 1 a 100 unidades / anoMédia Produção: 100 a 10.000 unidades / anoAlta Produção: acima de 10.000 unidades / ano

Correlação inversa entre Variedade de Produto e Quantidade Produzida

Quantidade Produzida

Variedade

de

Produto

Posição FixaProcesso

Celular

ProdutoProdução Lote

Manufatura CelularQuantidade Linha

Produção em Massa

1 100 10.000 1.000.000

Job Shop

Lay-Out


Automação nos Sistemas de ProduçãoRazões para Justificar a Automação:1. Aumentar a Produtividade da Mão de Obra

2. Reduzir o Custo da Mão de Obra

3. Minimizar os Efeitos da Falta de Mão de Obra

4. Reduzir ou Eliminar o Trabalho Rotineiro Manual ou Burocrático

5. Melhorar a Segurança da Trabalhador

6. Melhorar a Qualidade do Produto ( das principais)

7. Reduzir o Lead-Time de Manufatura

8. Realizar Tarefas que não podem ser Feitas Manualmente

9. Evitar o Alto Custo por não Automatizar


Automação nos Sistemas de ProduçãoSistemas Computadorizados de Suporte à Manufatura

Planejamento

da

Manufatura

Produto

Acabado

Controle da Manufatura

Matéria Prima

Funções Comerciais

Projeto do Produto

Operações da Fábrica:

-Fabricação

-Manuseio dos Materiais

-Inspeção,etc.

Relação entre CIM e Automação

CIM

CAD

CAM

CAD/CAM

CAE

CAPP

MRP

ERP


CAD/ CAE

PROJETO E ENGENHARIA AUXILIADOS

POR COMPUTADOR

Processo de Projeto

Auxílio do Computador


- MasterCAM, PowerMill- Moldflow, C-Flow,

ANSYS, I-DEAS

Da Concepção ao Protótipo em Poucos Dias

-Catia, Euclid, AutoCAD, ProEngineer, Solidworks


Modelamento Wireframe

Ø Lista de:

Equações das Curvas

Coordenadas dos Pontos

Ø Conectividade dos Elementos

Ø Método Fácil

Ø Ambigüidade na Definição

Ø Sem Massa e sem Superfície


Modelador de Superfície


Modelador de Superfície

ØDados do Modelo Wireframe +

ØSuperfícies

Conectividade, Adjacência

Interpolação de Pontos, Rede de Curvas

Translação ou Varredura de Curvas

ØAjuste à Superfícies Complexas

Visual, Projeto Estético

Geração de Código de Comando Numérico


Modelador de Sólidos


SÓLIDO

Ø Tem um volume fechado

Sabe distinguir “fora” e “dentro”

Ø Tem massa e inércia

Ø Enorme quantidade de dados e matemática.

Ø Necessidade de interface amigável com usuário

Primitivas

+/- por meio de operações Booleanas

Varredura, arredondamento, esticamento

Ø Híbrido (sólido+ Superfície, CSG + BREP, paramétrico + explicito)


Modelador de Sólido - PRIMITIVAS

Operações

Soma / Subtração

Movimentação

Modificação

Bloco Cilindro

Cunha Esfera

Cone Toróide

Varredura de translação Varredura de rotação

= =

Ferramenta


• Modeladores CSG permitem que o projetista combine um conjunto de primitivas por meio de operações Booleanas:

GEOMETRIA SÓLIDA CONSTRUTIVA ( CSG)


CAE – ENGENHARIA AUXILIADA PELO COMPUTADOR

Softwares de Cálculo e Análise de Engenharia incluem:

ØAnálise de Massas

ØVerificação de Interferência

ØAnálise de Tolerâncias

ØAnálise de Elementos Finitos

ØAnálise Cinemática e Dinâmica

ØSimulação de Eventos Discretos

Tensão-Deformação

Transferência de Calor

Escoamento de Fluídos

Campos Magnéticos


Escoamento de Fluídos

(Plástico em Molde)

Análise Estática de Tensões em Pistão


CAM- MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR

ØCAPP- PLANEJAMENTO DO PROCESSO

ØPROGRAMAÇÃO CNC

ØBANCO DE DADOS DE USINAGEM

ØPADRÕES DE TEMPO

ØESTIMATIVA DE CUSTO

ØMRP- PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO E ESTOQUE

ØBALANCEAMENTO DE LINHA


Planejamento do Processo

ØPreparação de instruções detalhadas de trabalho para fabricar ou montar peça ou peças

ØDefinição da seqüência ( Roteiro) dos processos de manufatura e/ou operações de montagem

ØElaboração da Folha de Operações


Planejamento do Processo Manual Montagem 1

Prender a peça na placa ( torno)

Tornear S3 para 100 mm de diâmetroFacear S1Furar em cheio S2Rebaixar furo S4, S5

Montagem 2Prender na placa em S3

Tornear S6 para 50 mm de diâmetroRebaixar saída de ferramentaRosquear S6Facear S7


Planejamento do Processo Auxiliado por Computador -CAPP

Método Variante

Utiliza Tecnologia de Grupo


ØCRIA O PROCESSO BASEADO EM PROCEDIMENTOS LÓGICOS SIMILARES AO PLANEJADOR HUMANO

ØSISTEMAS ESPECIALISTAS ( EXPERT SYSTEMS) –INTELIGÊNCIA ARTIFICAL

ØCONHECIMENTO TÉCNICO DO ESPECIALISTA DEVE SER CAPTURADO E CODIFICADO NUM SOFTWARE –BASE DE CONHECIMENTO ( KNOWLEDGE BASE)

ØDESCRIÇÃO DA PEÇA NUM SOFTWARE ADEQUADO

ØAPLICAÇÃO DA BASE DE CONHECIMENTO NA DESCRIÇÃO DA PEÇA E GERAÇÃO DO PROCESSO –MÁQUINA DE INFERÊNCIA ( INFERENCE ENGINE)

CAPP – Método Generativo


MRP- Planejamento das Necessidades de Materiais

Sistema computadorizado para gerenciar estoques e prazos de entrega de matéria-

prima e ferramentasO QUE FABRICAR? QUANTO FABRICAR? QUANDO FABRICAR?

Evolução MRPII- Planejamento dos Recursos da Manufatura

Evolução ERP- Planejamento dos Recursos da Empresa


Planejamento

Geral da

Produção e

MRP

MRP


PRODUÇÃO EM LOTES

ØA manufatura em lotes é a forma mais comum de produção e constitui mais de 50% das

atividades de manufatura

ØExiste a necessidade crescente de tornar a manufatura em lotes mais eficiente e

produtiva

ØExiste a necessidade de um nível maior de integração entre as funções de projeto e

manufatura


TECNOLOGIA DE GRUPOÉ UM FILOSOFIA DE MANUFATURA NA QUAL

PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS PARA SE

OBTER VANTAGENS DE SUAS SIMILARIDADES,

NO PROJETO E NA PRODUÇÃOPEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS EM

FAMÍLIAS DE PEÇASONDE CADA FAMÍLIA DE PEÇAS POSSUI

CARACTERÍSTICAS SIMILARES

DE PROJETO E/OU MANUFATURA


TECNOLOGIA DE GRUPO

O REARRANJO DOS EQUIPAMENTOS DE PRODUÇÃO EM

CÉLULAS DE MÁQUINAS,

ONDE CADA CÉLULA É ESPECIALIZADA NA PRODUÇÃO DE UMA FAMÍLIA DE PEÇAS É

CHAMADO DE

MANUFATURA CELULAR


BENEFÍCIOS DA TECNOLOGIA DE GRUPO

Ø PADRONIZAÇÃO DE FERRAMENTAL, DISPOSITIVOS E SETUPS

Ø REDUÇÃO DA MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS

Ø SIMPLIFICAÇÃO DO PLANEJAMENTO DE PROCESSO

Ø SIMPLIFICAÇÃO DA PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO

Ø TEMPO DE SETUP É REDUZIDO

Ø LEAD TIME É REDUZIDO

Ø ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO

Ø SATISFAÇÃO DO OPERADOR AUMENTA

Ø AUMENTO DA QUALIDADE


FAMÍLIAS DE PEÇAS

COLEÇÕES DE PEÇAS SIMILARES

SEJA PELO FORMATO GEOMÉTRICO E DIMENSÕES

OU PELAS ETAPAS DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

REQUERIDAS EM SUAS FABRICAÇÕES

AS PEÇAS DE UMA FAMÍLIA SÃO DIFERENTES,

MAS SUAS SIMILARIDADES

SÃO PRÓXIMAS O SUFICIENTE PARA QUE ELAS POSSAM SER

INCLUÍDAS

NA MESMA FAMÍLIA


FAMÍLIA DE PEÇAS NO PROJETO GEOMÉTRICO

1.000.000 pçs/ano

tolerância: +- 0,25

material: Aço 1020

acabamento: níquel

100 pçs/ano

tolerância: +- 0,025

material: Aço Inox

SEM SIMILARIDADE NA MANUFATURA


FAMÍLIA DE PEÇAS NA MANUFATURA

SEM SIMILARIDADE NO PROJETO


LAYOUT POR PROCESSO

L- TORNO M- FRESADORA D- FURADEIRA G-RETIFICADORA A- MONTAGEM

Recebimento e Despacho


LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO

L- TORNO M- FRESADORA G- RETIFICADORA D- FURADEIRA A- MONTAGEM

RECEBIMENTO

DESPACHO


LAYOUT POR PROCESSO

LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO

3 MÉTODOS PARA DEFINIR FAMÍLIAS:

Ø INSPEÇÃO VISUAL DE PEÇAS

Ø CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS

Ø ANÁLISE DO FLUXO DE PRODUÇÃO

Agrupando as peças em

famílias

COMO?


CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS

AS SIMILARIDADES ENTRE AS PEÇAS SÃO IDENTIFICADAS E ESTAS SIMILARIDADES SÃO

RELACIONADAS NUM SISTEMA DE CODIFICAÇÃO

SISTEMAS DE CODIFICAÇÃO

ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO

ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE MANUFATURA

ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO E MANUFATURA


CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS

OS SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO SÃO NORMALMENTE PROJETADOS

PARA INCLUIR TANTO OS ATRIBUTOS DE PROJETO QUANTO OS ATRIBUTOS DE

MANUFATURA

RAZÕES PARA USAR CODIFICAÇÃO:

ØPROCURA DE PROJETOS JÁ EXISTENTES

ØPLANEJAMENTO AUTOMÁTICO DO PROCESSO

ØPROJETO DE CÉLULAS DE MÁQUINAS


ESTRUTURAS DOS CÓDIGOS ( INTERPRETAÇÃO)

ØESTRUTURA HIERÁRQUICA ( MONOCÓDIGO)

INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO DEPENDE DO VALOR DO SÍMBOLO ANTECESSOR

ØESTRUTURA ENCADEADA ( POLICÓDIGO)

A INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO NA SEQÜÊNCIA É SEMPRE A MESMA, NÃO DEPENDE DO VALOR DO ANTECESSOR

ØESTRUTURA HÍBRIDA

MISTURA DAS ESTRUTURAS ANTERIORES


SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO

Ø OPITZ NÃO-PROPRIETÁRIO

Ø BRISCH SYSTEM BRISCH-BIRN, INC.

Ø CODE MANUFACTURING DATA SYSTEMS, INC.

Ø CUTPLAN METCUT ASSOCIATES

Ø DCLASS BRINGHAM UNIVERSITY

Ø MULTICLASS OIR- ORG. FOR INDUSTRIAL RESEARCH

Ø PART ANALOG SYSTEM LOVELACE, L. &CO., INC.

Ø VUOSO NÃO-PROPRIETÁRIO


SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ

Sistema de 9 dígitos

1º dígito

Classe2º dígito Formato Principal

3º dígito UsinagemRotacional

4º dígito UsinagemPlana

5º dígito Furos Adicionais, Dentes, Formas

Código Complementar


SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ

Sistema de 9 dígitos

5 primeiros


Exercício: Classificar Peça no Sistema Opitz ( Somente Código de Forma – 5 dígitos)

Ö25

1323

38

Ö 6 Ö 20

M18


1° dígito = 1Peça Rotacional, relação comprimento sobre diâmetro L/D = 38/25 está entre 0,5< L/D< 3

2º dígito = 5Superfície externa em degrau dos dois lados com rosca

3º dígito = 1Superfície interna ( furo) lisa e sem elementos de forma

4º dígito = 0Sem usinagem de superfícies planas

5° dígito = 0Sem furos auxiliares

Solução Exercício Classificação Sistema Opitz: Código 15100


MANUFATURA CELULAR

Aplicação de Tecnologia de Grupo na qual

máquinas diferentes ou processos são agrupados

em células, cada uma dedicada a uma família de

peças ou produtos ou um grupo limitado de famílias

Objetivos:

ØREDUZIR O LEAD TIME DE MANUFATURAØREDUZIR O ESTOQUE EM PROCESSOØSIMPLIFICAR O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃOØREDUZIR O TEMPO DE SETUP


MANUFATURA CELULAR

PROJETO DE CÉLULA DE MÁQUINAS

LAYOUTS

Layout em U – Manuseio manual


MANUFATURA CELULAR

PROJETO DE CÉLULA

DE MÁQUINAS

LAYOUTS LINHA

CIRCULAR

RETANGULAR


SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA

SÃO AS CÉLULAS DE MANUFATURA DE TECNOLOGIA DE GRUPO DE MAIS ALTO NÍVEL DE AUTOMAÇÃO

Aplicada em situações similares àquelas identificadas para Tecnologia de Grupo (TG) e

Manufatura Celular:Ø A fábrica produz em lotes ou utiliza células de TG e quer

automatizar

Ø É possível agrupar uma parte das peças manufaturadas em famílias ( mesmo produto ou similares) para o FMS

Ø A quantidade de peças ou produtos manufaturados está no volume médio e variedade média conforme já visto


BENEFÍCIOS ESPERADOS DO FMSØ MAIOR UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS

Ø QUANTIDADE DE MÁQUINAS MENOR

Ø REDUÇÃO DO ESPAÇO DE FÁBRICA NECESSÁRIO

Ø MAIOR VELOCIDADE DE RESPOSTA À MUDANÇAS

Ø MENOR NECESSIDADE DE ESTOQUES

Ø MENOR LEAD TIME DE MANUFATURA

Ø ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO

Ø REDUÇÃO DA MÃO DE OBRA DIRETA E MAIOR PRODUTIVIDADE

Ø OPORTUNIDADE PARA PRODUÇÃO SEM OPERADOR


FMS - SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA ?

Definição

É UMA CÉLULA DE MANUFATURA DE TECNOLOGIA DE GRUPO ALTAMENTE

AUTOMATIZADA, FORMADA POR UM GRUPO DE ESTAÇÕES DE PROCESSAMENTO

(NORMALMENTE MÁQUINAS DE COMANDO NUMÉRICO), INTERCONECTADAS POR UM SISTEMA AUTOMÁTICO DE MANUSEIO E

ARMAZENAGEM E CONTROLADA POR UM SISTEMA DE COMPUTAÇÃO DISTRIBUIDO


CÉLULA DE MÁQUINA ÚNICA

CÉLULA FLEXÍVEL DE MANUFATURA


SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)

USINAGEM


SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)ESTAMPAGEM


SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time

Objetivo principal: REDUZIR ESTOQUES

Receber suprimento somente a tempo de ser utilizado

Produzir peça somente a tempo de ser montada

Produzir e entregar produto acabado somente a tempo de ser vendido

Contrário ao Sistema tradicional de “Empurrar a Produção” ( PUSH) representados pelo MRP

JIT “Puxa a Produção” ( PULL)

Uma das Maneiras de implementar o Sistema de Controle da produção do JIT pode ser com KANBAN ( cartão )


SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time

Dois Tipos de Kanban ( cartão) para controle da produção:

1) Kanban de Produção ( P-Kanban):

autoriza a produção de uma quantidade fixa (caixa ) de peças idênticas numa estação de trabalho

2) Kanban de Transporte ( T- Kanban):

autoriza a transferência de uma caixa de peças daquela estação de trabalho para a estação de trabalho onde elas serão utilizadas

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