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 Edition
páginas 1067 a 1105
Prof. Lopes
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
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 missão
Certas maneiras de organizar foram reconhecidas como as mais apropriadas para determinados tipos de manufatura
PARA PRODUTOS DISCRETOS A QUANTIDADE PRODUZIDA TEM IMPORTÂNCIA FUNDAMENTAL
NAS FACILIDADES E NA MANEIRA COMO A MANUFATURA É ORGANIZADA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Sistemas de ManufaturaClassificação pela Quantidade Produzida
Baixa Produção: 1 a 100 unidades / ano
Média Produção: 100 a 10.000 unidades / ano
Alta Produção: acima de 10.000 unidades / ano
Correlação inversa entre Variedade de Produto e Quantidade Produzida
Quantidade Produzida
Variedade
de
Produto
Posição Fixa
Processo
Celular
ProdutoProdução Lote
Manufatura Celular
Quantidade Linha
Produção em Massa
1 100 10.000 1.000.000
Job Shop
Lay-Out
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Linha de Produção ( Produção em Massa)
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Automação nos Sistemas de Produção
Razões 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
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Automação nos Sistemas de Produção
Sistemas 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
CIMCAD
CAM
CAD/CAM
CAE
CAPP
MRP
ERP
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CAD/ CAE
PROJETO E
ENGENHARIA
AUXILIADOS
POR
COMPUTADOR
Processo de
Projeto
Auxílio do
Computador
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- MasterCAM, PowerMill
- Moldflow, C-Flow,
ANSYS, I-DEAS
Da Concepção ao Protótipo em Poucos Dias
-Catia, Euclid,
AutoCAD,
ProEngineer,
Solidworks
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Modelamento Wireframe
Lista de:
Equações das Curvas
Coordenadas dos Pontos
Conectividade dos Elementos
Método Fácil
Ambigüidade na Definição
Sem Massa e sem Superfície
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Modelador de Superfície
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Modelador de Superfície
Dados do Modelo Wireframe +
Superfícies
Conectividade, Adjacência
Interpolação de Pontos, Rede de Curvas
Translação ou Varredura de Curvas
Ajuste à Superfícies Complexas
Visual, Projeto Estético
Geração de Código de Comando Numérico
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Modelador de Sólidos
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SÓLIDO
Tem um volume fechado
Sabe distinguir “fora” e “dentro”
Tem massa e inércia
Enorme quantidade de dados e matemática.
Necessidade de interface amigável com usuário
Primitivas
+/- por meio de operações Booleanas
Varredura, arredondamento, esticamento
Híbrido (sólido+ Superfície, CSG + BREP,
paramétrico + explicito)
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Modelador de Sólido - PRIMITIVAS
Operações
Soma / Subtração
Movimentação
Modificação
Bloco Cilindro
Cunha Esfera
Cone Toróide
Varredura de translação Varredura de rotação
= =
Ferramenta
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• Modeladores
CSG permitem
que o projetista
combine um
conjunto de
primitivas por
meio de
operações
Booleanas:
GEOMETRIA SÓLIDA CONSTRUTIVA ( CSG)
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CAE – ENGENHARIA AUXILIADA PELO COMPUTADOR
Softwares de Cálculo e Análise de Engenharia
incluem:
Análise de Massas
Verificação de Interferência
Análise de Tolerâncias
Análise de Elementos Finitos
Análise Cinemática e Dinâmica
Simulação de Eventos Discretos
Tensão-Deformação
Transferência de Calor
Escoamento de Fluídos
Campos Magnéticos
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Escoamento de Fluídos
(Plástico em Molde)
Análise Estática de
Tensões em Pistão
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CAM- MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR
CAPP- PLANEJAMENTO DO PROCESSO
PROGRAMAÇÃO CNC
BANCO DE DADOS DE USINAGEM
PADRÕES DE TEMPO
ESTIMATIVA DE CUSTO
MRP- PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO E
ESTOQUE
BALANCEAMENTO DE LINHA
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Planejamento do Processo
Preparação de instruções detalhadas de
trabalho para fabricar ou montar peça ou
peças
Definição da seqüência ( Roteiro) dos
processos de manufatura e/ou operações de
montagem
Elaboração da Folha de Operações
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Planejamento do Processo
Manual Montagem 1
Prender a peça na placa ( torno)
Tornear S3 para 100 mm de diâmetro
Facear S1
Furar em cheio S2
Rebaixar furo S4, S5
Montagem 2
Prender na placa em S3
Tornear S6 para 50 mm de diâmetro
Rebaixar saída de ferramenta
Rosquear S6
Facear S7
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Planejamento do
Processo
Auxiliado por
Computador -
CAPP
Método Variante
Utiliza
Tecnologia de
Grupo(TG)
Defina o código
de TG da peça
Procure pelo código
definido no arquivo
de Famílias
Recupere o
Processo Padrão
Modifique o
Processo Padrão ou
escreva um novo
Formate o Novo
Processo ( Roteiro e
Folha de Operações)
Arquivo de
Famílias de Peças
Arquivo de
Processos Padrão
Selecione o Sistema
de Codificação e
forme as Familias de
Peças
Prepare processos
padrão para cada
Família
Estágio Preparatório
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CRIA O PROCESSO BASEADO EM PROCEDIMENTOS
LÓGICOS SIMILARES AO PLANEJADOR HUMANO
SISTEMAS ESPECIALISTAS ( EXPERT SYSTEMS) –
INTELIGÊNCIA ARTIFICAL
CONHECIMENTO TÉCNICO DO ESPECIALISTA DEVE
SER CAPTURADO E CODIFICADO NUM SOFTWARE –
BASE DE CONHECIMENTO ( KNOWLEDGE BASE)
DESCRIÇÃO DA PEÇA NUM SOFTWARE ADEQUADO
APLICAÇÃO DA BASE DE CONHECIMENTO NA
DESCRIÇÃO DA PEÇA E GERAÇÃO DO PROCESSO –
MÁQUINA DE INFERÊNCIA ( INFERENCE ENGINE)
CAPP – Método Generativo
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MRP- Planejamento das Necessidades de
Materiais
Sistema computadorizado para gerenciar
estoques e prazos de entrega de matéria-
prima e ferramentas
O QUE FABRICAR? QUANTO FABRICAR? QUANDO FABRICAR?
Evolução MRPII- Planejamento dos
Recursos da Manufatura
Evolução ERP- Planejamento dos
Recursos da Empresa
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Planejamento
Geral da
Produção e
MRPO
PE
RA
ÇÕ
ES
Vendas e
Marketing
Planejamento Global
da Produção
Projeto do
Produto
Vendas
Firmes Projeção de
Vendas
(Forecast)PLANO
MESTRE DE
PRODUÇÃO
MRP
Planejamento
da
Capacidade
Base de Dados
de Engenharia e
Manufatura
Registro dos
Estoques
Departamento
de Compras
Controle do Chão
de Fábrica
Base de
Fornecedores FABRICA Base de
Clientes
PL
AN
EJA
ME
NT
O G
ER
AL
PL
AN
EJA
ME
NT
O
DE
TA
LH
AD
OC
ON
TR
OL
E D
A
PR
OD
UÇ
ÃO
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Características Principais-Instrução de Produção
-MRP
-Listas de Urgência
-Grande Quantidade de Estoque em Processo (WIP)
- Longos Prazos de Entrega
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PRODUÇÃO EM LOTES
A manufatura em lotes é a forma mais comum
de produção e constitui mais de 50% das
atividades de manufatura
Existe a necessidade crescente de tornar a
manufatura em lotes mais eficiente e
produtiva
Existe a necessidade de um nível maior de
integração entre as funções de projeto e
manufatura
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TECNOLOGIA DE GRUPO
É UMA FILOSOFIA DE MANUFATURA NA QUAL PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS PARA
SE
OBTER VANTAGENS DE SUAS SIMILARIDADES,
NO PROJETO E NA PRODUÇÃO
PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS EM
FAMÍLIAS DE PEÇAS
ONDE CADA FAMÍLIA DE PEÇAS POSSUI
CARACTERÍSTICAS SIMILARES
DE PROJETO E/OU MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
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
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BENEFÍCIOS DA TECNOLOGIA DE GRUPO
PADRONIZAÇÃO DE FERRAMENTAL, DISPOSITIVOS E
SETUPS
REDUÇÃO DA MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS
SIMPLIFICAÇÃO DO PLANEJAMENTO DE PROCESSO
SIMPLIFICAÇÃO DA PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO
TEMPO DE SETUP É REDUZIDO
LEAD TIME É REDUZIDO
ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO
SATISFAÇÃO DO OPERADOR AUMENTA
AUMENTO DA QUALIDADE
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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
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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
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FAMÍLIA DE PEÇAS NA MANUFATURA
SEM SIMILARIDADE NO PROJETO
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LAYOUT POR PROCESSO
L- TORNO M- FRESADORA D- FURADEIRA G-RETIFICADORA A- MONTAGEM
Recebimento
e Despacho
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LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO
L- TORNO M- FRESADORA G- RETIFICADORA D- FURADEIRA A- MONTAGEM
RECEBIMENTO
DESPACHO
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LAYOUT POR PROCESSO
LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO
3 MÉTODOS PARA DEFINIR FAMÍLIAS:
INSPEÇÃO VISUAL DE PEÇAS
CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS
ANÁLISE DO FLUXO DE PRODUÇÃO
Agrupando
as peças em
famíliasCOMO?
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CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS
AS SIMILARIDADES ENTRE AS PEÇAS SÃO
IDENTIFICADAS E ESTAS SIMILARIDADES SÃO
RELACIONADAS NUM SISTEMA DE CODIFICAÇÃO
SISTEMAS DE CODIFICAÇÃO
BASEADOS EM ATRIBUTOS DE
PROJETO
BASEADOS EM ATRIBUTOS DE
MANUFATURA
BASEADOS EM ATRIBUTOS DE
PROJETO E MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
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:
PROCURA DE PROJETOS JÁ EXISTENTES
PLANEJAMENTO AUTOMÁTICO DO PROCESSO
PROJETO DE CÉLULAS DE MÁQUINAS
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ESTRUTURAS DOS CÓDIGOS (INTERPRETAÇÃO)
ESTRUTURA HIERÁRQUICA ( MONOCÓDIGO)
INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO DEPENDE DO
VALOR DO SÍMBOLO ANTECESSOR
ESTRUTURA ENCADEADA ( POLICÓDIGO)
A INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO NA
SEQÜÊNCIA É SEMPRE A MESMA, NÃO DEPENDE DO
VALOR DO ANTECESSOR
ESTRUTURA HÍBRIDA
MISTURA DAS ESTRUTURAS ANTERIORES
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SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO
OPITZ NÃO-PROPRIETÁRIO
BRISCH SYSTEM BRISCH-BIRN, INC.
CODE MANUFACTURING DATA SYSTEMS, INC.
CUTPLAN METCUT ASSOCIATES
DCLASS BRINGHAM UNIVERSITY
MULTICLASS OIR- ORG. FOR INDUSTRIAL RESEARCH
PART ANALOG SYSTEM LOVELACE, L. &CO., INC.
VUOSO NÃO-PROPRIETÁRIO
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ
Sistema de 9 dígitos
1º dígito
Classe
2º dígito
Formato
Externo
3º dígito
Formato
Externo
4º dígito
Usinagem
Plana
5º dígito
Furos
Adicionais,
Dentes,
Formas
Código
Complementar
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SISTEMA DE
CLASSIFICAÇÃO
OPITZ
Sistema de 9 dígitos
5 primeiros
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Exercício: Classificar Peça no Sistema Opitz
( Somente Código de Forma – 5 dígitos)
Φ25
13
2338
Φ 6 Φ 20
M18
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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
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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:
REDUZIR O LEAD TIME DE MANUFATURA
REDUZIR O ESTOQUE EM PROCESSO
SIMPLIFICAR O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO
REDUZIR O TEMPO DE SETUP
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MANUFATURA CELULAR
PROJETO DE CÉLULA DE MÁQUINAS
LAYOUTS
Layout em U – Manuseio manual
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MANUFATURA CELULAR
PROJETO DE CÉLULA
DE MÁQUINAS
LAYOUTS LINHA
CIRCULAR
RETANGULAR
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CÉLULA DE MÁQUINA ÚNICA
CÉLULA FLEXÍVEL
DE MANUFATURA
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SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA (FMS)
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: A fábrica produz em lotes ou utiliza células de TG e quer
automatizar
É possível agrupar uma parte das peças manufaturadas em
famílias ( mesmo produto ou similares) para o FMS
A quantidade de peças ou produtos manufaturados está no
volume médio e variedade média conforme já visto
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BENEFÍCIOS ESPERADOS DO FMS
MAIOR UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS
QUANTIDADE DE MÁQUINAS MENOR
REDUÇÃO DO ESPAÇO DE FÁBRICA NECESSÁRIO
MAIOR VELOCIDADE DE RESPOSTA À MUDANÇAS
MENOR NECESSIDADE DE ESTOQUES
MENOR LEAD TIME DE MANUFATURA
ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO
REDUÇÃO DA MÃO DE OBRA DIRETA E MAIOR
PRODUTIVIDADE
OPORTUNIDADE PARA PRODUÇÃO SEM OPERADOR
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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
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SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)
USINAGEM
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SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)
ESTAMPAGEM
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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) representado pelo MRP
JIT “Puxar a Produção” ( PULL)
Uma das Maneiras de implementar o Sistema de
Controle da produção do JIT pode ser com KANBAN (
cartão )
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PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Um sistema de manufatura
onde o processo posterior
retira material fabricado no
processo anterior
Características Principais-Instrução de Produção Visual
-Cartões
-Luzes
-Pequeno Estoque em Processo WIP)
-Prazos de Entrega mais Curtos
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SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time
Pode ser administrado com 2(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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