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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


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


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


Linha de Produção ( Produção em Massa)


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


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


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

Lista de:

Equações das Curvas

Coordenadas dos Pontos

Conectividade dos Elementos

Método Fácil

Ambigüidade na Definição

Sem Massa e sem Superfície


Modelador de Superfície


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


Modelador de Sólidos


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)


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:

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


Escoamento de Fluídos

(Plástico em Molde)

Análise Estática de

Tensões em Pistão


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


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


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


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


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


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


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


Características Principais-Instrução de Produção

-MRP

-Listas de Urgência

-Grande Quantidade de Estoque em Processo (WIP)

- Longos Prazos de Entrega


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


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


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

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


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:

INSPEÇÃO VISUAL DE PEÇAS

CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS

ANÁLISE DO FLUXO DE PRODUÇÃO

Agrupando

as peças em

famíliasCOMO?



AS SIMILARIDADES ENTRE AS PEÇAS SÃO

IDENTIFICADAS E ESTAS SIMILARIDADES SÃO

RELACIONADAS NUM SISTEMA DE CODIFICAÇÃO

SISTEMAS DE CODIFICAÇÃO

BASEADOS EM ATRIBUTOS DE

PROJETO


MANUFATURA


PROJETO E MANUFATURA



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


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


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


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


SISTEMA DE

CLASSIFICAÇÃO

OPITZ

Sistema de 9 dígitos

5 primeiros


Exercício: Classificar Peça no Sistema Opitz

( Somente Código de Forma – 5 dígitos)

Φ25

13

2338

Φ 6 Φ 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:

REDUZIR O LEAD TIME DE MANUFATURA

REDUZIR O ESTOQUE EM PROCESSO

SIMPLIFICAR O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO

REDUZIR 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


CÉLULA DE MÁQUINA ÚNICA

CÉLULA FLEXÍVEL

DE MANUFATURA


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


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


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


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) 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 )


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


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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