A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho www.ifsul.edu.br/~coutinho.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho www.ifsul.edu.br/~coutinho."— Transcrição da apresentação:

1 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho

2 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Introdução Sistema de produção: coleção de pessoas, equipamentos e procedimentos organizada de tal forma a realizar as operações de manufatura de uma companhia. –Sistemas de suporte à manufatura: procedimentos para gerenciar a produção e resolver problemas (técnicos, logística, etc), projeto do produto manter padrão de qualidade do produto (cliente). Colarinho branco Colarinho azul

3 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura –Facilities: constitui os equipamentos organizados de maneira lógica e os trabalhadores que os operam numa fábrica. Produto Tipo de Manufatura

4 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Produção baixa –Geralmente produtos complexos e especializados como navios, aviões e máquinas especiais (fixed-position layout). –Partes individuais do produto podem ser produzidas separadamente (process layout).

5 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Produção média –Hard product variety: caso em que os produtos não apresentam semelhanças. Tradicionalmente usa-se batch production com process layout (changeover time para o próximo produto). –Soft product variety: peças similares podem compartilhar mesmo equipamento (changeover pode não ocorrer). Para diferentes peças/produtos usa-se cellular layout onde cada célula é especializada numa função.

6 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Produção alta (em massa) –Quantity production: tipicamente usa process layout e se dedica na produção em massa de uma peça ou parte de equipamento. –Flow line production: múltiplas estações de trabalho em sequência (product layout).

7 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Tipos de produção e seus layouts

8 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Sistemas de suporte à manufatura –Pessoas e procedimentos que gerenciam as operações de produção (projeto, planejamento, controle). O ciclo das informações está representado pela figura e consiste nas funções: (1) business functions, (2) product design, (3) manufacturing planning e (4) manufacturing control.

9 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Automação em sistemas de produção –Automação: A tecnologia norteada nos princípios da mecânica, eletrônica e de sistema baseado em computador para operar e controlar a produção. –Elementos automatizados numa fábrica: (1) automação dos equipamentos (manufacturing systems), (2) informatização do sistema de suporte (manufacturing support systems).

10 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Automação dos equipamentos –O termo automação se refere ao fato de que as operações se dão de modo automático, quase não existe ação humana. Ex.: sistemas de montagem automatizada sistemas de inspeção de qualidade automatizada sistemas de manufatura robotizada etc –Existem três tipos: (1) automação fixa, (2) automação programável e (3) automação flexível.

11 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Automação dos equipamentos –Automação fixa A sequência de operação é fixada pela configuração do equipamento; Geralmente envolve aplicações mais simples; Alto custo inicial; Taxa de produção alta (produção em massa); Não flexível para adaptar outro produto. –Automação programável A sequência de operação é configurável (programa); Alto investimento para propósitos mais gerais; Flexibilidade para tratar de variações e mudanças no produto; Indicado para batch production (produção média); Ex.: NC, Robótica, PLC.

12 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Automação dos equipamentos –Automação flexível Capaz de produzir continuamente uma variedade maior de peças ou produtos (semelhanças entre si); Changeover time é mínimo; Investimento muito alto; Taxa de produção média.

13 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Informatização dos sistemas de suporte –Tem por objetivo reduzir esforços no projeto de produtos, planejamento e controle da manufatura e ainda, das negociações da empresa. –Ex.: CAD (computer-aided design), CAM (computer-aided manufacturing), ou ainda, CAD/CAM.

14 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Razões para automatizar –Aumentar a produtividade do trabalho: maior saída por hora de trabalho; –Reduzir custo de trabalho: máquinas substituindo trabalho humano para reduzir custo do produto unitário; –Reduzir ou eliminar tarefas rotineiras; –Melhorar a segurança do trabalhador; –Melhorar qualidade do produto: reduzindo a taxa de defeitos; –Reduzir o tempo de entrega do produto; –Realizar processos os quais manualmente não seriam possíveis: por exemplo, circuitos integrados ou processos que exigem precisão e cálculos complexos.

15 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Operações de manufatura –Manufaturar: é a aplicação de processos físicos e químicos que altera a geometria, as propriedades e/ou aparência de um dado material para criar peças ou produtos.

16 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Indústrias de manufatura e produtos –Indústrias de manufatura : Produzem bens e/ou serviços, sendo que existem três categorias indicadas na tabela. Indústria de processo: processos químicos, farmacêutica, petróleo, alimento, bebidas e energia elétrica. Indústria de produtos discretos: automóveis, aviões, computadores, máquinas e indústrias de peças para montar os produtos citados.

17 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Indústrias de manufatura e produtos –As operações de produção podem ser divididas em: (1) produção contínua e (2) produção em lote.

18 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Indústrias de manufatura e produtos –Produtos manufaturados: nos interessam os produtos discretos da indústria secundária, reunidos abaixo.

19 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Indústria de manufatura e produtos –Produtos manufaturados: os produtos da tabela anterior são divididos em: (1) bens de consumo e (2) bens de capital. –Bens de consumo: comprados diretamente pelos seus consumidores, ex., TVs, brinquedos, carros, etc. –Bens de capital: comprados por outras companhias para produzir bens e serviços, ex., aviões comerciais, computadores mainframe, máquinas, etc.

20 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Operações de manufatura –Para uma indústria de produtos discretos tem-se as seguintes atividades: (1) processing and assembly operations, (2) material handling, (3) inspection and test e (4) coordination and control.

21 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Nesse estudo os seguintes parâmetros são importantes: (1) production quantity, (2) product variety, (3) complexity of assembled products e (4) complexity of individual parts. Production quantity and product variety –Seja Q = quantidade da produção (número de unidades/ano de uma dada peça ou produto) e P = número de variedade de produtos. Cada estilo de peça/produto será identificado com subscrito j. Assim, Q j = quantidade anual do estilo j e Q f = quantidade total de todas as peças. P1: número produtos distintos –P P2: número modelos distintos Linha de produção

22 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Exemplo: Uma companhia é especializada em produtos de fotografia. Produz somente câmeras e projetores. Na sua linha de câmeras oferece 15 modelos diferentes e na linha de projetores oferece 5. Qual a variedade de produtos?

23 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Tentar-se-á quantificar quão complexo é a produção de um produto e/ou peça. O número de componentes é indicativo da complexidade do produto montado.

24 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto O número de operações no processamento é indicativo da complexidade de um componente fabricado.

25 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Seja n P = número de peças por produto e n O = número de operações no processamento por peça. Três plantas são identificadas nesse estudo:

26 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Relações entre P, Q, n P e n O para indicar o nível de atividade numa planta de manufatura: –Desprezar diferença entre P1 e P2 ; –Assumindo que o produto é montado por peças produzidas na planta (não existe compra) ; –Então: n Pf : número total de peças manufaturadas na fábrica (pç/ano) Q j : quantidade anual de um produto j (produtos/ano) n Pj : número de peças no produto j (pç/produto)

27 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Nível de atividade numa fábrica n Of : número total de ciclos de operações realizadas (ops/ano) n Ojk : número de operações de processamento para cada peça k, somado sobre o número de peças no produto j (n Pj )

28 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Exemplo: Suponha que uma companhia projetou uma nova linha de produto e está planejando construir uma nova planta para manufaturar esta linha de produto. A nova linha consiste de 100 tipos de produtos diferentes e para cada tipo de produto a companhia quer produzir unidades anualmente. Os produtos possuem em média 1000 componentes cada e o número médio de operações de processamento para cada componente é 10. Tudo é produzido pela fábrica. Cada passo do processamento leva em média 1min. Determine: A) Quantos produtos anualmente são produzidos? B) Quantas peças anualmente são produzidas? C) Quantas operações anualmente? D) Quantos trabalhadores serão necessários para a planta (250 dias/ano)?

29 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Relação produto/produção –Complexidade do produto Solução:

30 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Limitações e capacidades de uma planta –O exemplo visto é muito difícil de ocorrer na prática. Imagine o número de trabalhos indiretos, pessoal administrativo, gerência, etc? Imagine o tamanho da fábrica? –Uma fábrica precisa estar focada num serviço (focused factory: parts producer ou assemply plant). –Manufacturing capability: refere-se aos limites técnicos e físicos de uma planta (fábrica) de manufatura. –Alguns parâmetros: (1) technological processing capability, (2) physical size and weight of product e (3) production capacity

31 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Na produção por lote, o tempo para processar um lote com Q unidades consiste em: onde T su é o tempo de setup em min e T c é o tempo de operação por peça em min/pç. –Se o interesse é obter o tempo de produção médio por unidade, então –Finalmente, a taxa de produção (production rate) média será

32 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Capacidade de produção É a taxa máxima de saída de uma produção sob dada condição de operação (turnos por dia, dias de operação da planta no mês, etc) ; Existe a tendência de definir a capacidade da produção levando em conta o tempo total disponível na semana, ou seja, 168 hr/sem ; Então a capacidade de produção PC é dada por onde n é o número de máquinas, S é o número de turnos em turno/sem, H é o tempo de operação de cada máquina em hr/turno e R p é a taxa de produção de cada máquina em unidades de saída/hr.

33 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Utilização e disponibilidade Utilização U é a relação entre o que é produzido (saída) pela capacidade de produção PC, ou seja, Também pode ser definido como a relação entre o tempo em que uma planta (ou equipamento) opera e o tempo total disponível pela sua capacidade.

34 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Utilização e disponibilidade Exemplo: Uma máquina opera 80 hr/sem (dois turnos, 5 dias) na capacidade máxima. Sua taxa de produção é de 20 unidades/hr. Durante uma certa semana, a máquina produziu 1000 peças e esteve ociosa o resto do tempo. (a) Determine a capacidade de produção da máquina. (b) Qual foi a utilização da máquina durante aquela semana?

35 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Utilização e disponibilidade Availability é uma medidade da confiabilidade do equipamento e é dada por onde MTBF é o tempo médio entre falhas (mean time between failures) em hr e MTTR é o tempo médio para reparar (mean time to repais) em hr.

36 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Utilização e disponibilidade Exemplo: Uma planta possui 6 máquinas dedicadas na produção de uma mesma peça. As operações se dão por 10 turnos por semana. O número de horas por turno é 8. A taxa de produção média de cada máquina é de 17 unid/hr. Considere ainda que as máquinas possuam A=90% e U=80%. Calcule a saída esperada da planta em unid/sem.

37 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Tempo de entrega do produto (manufacturing lead time – MLT) –É o tempo que a empresa leva para entregar o produto ao cliente; –É o tempo total que o produto ou peça leva para ser processado e portanto, deseja-se que seja o menor possível. –Produção: (1) operação: a peça ou produto está na máquina de produção e (2) não operação: transporte, armazenamento temporário, inspeção e outras. onde MLT j = lead time para a peça ou produto j (min), T suji =tempo de setup para a operação i (min), Q j =número de peças do tipo j no lote (pç), T cji =tempo da operação i (min/pç), T noji =tempo de não operação associado à operação i (min) e i indica a sequência de operação (i=1,2,...,n oj ).

38 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Supondo todos tempos de setup, operação e não operação são iguais para todas as n oj máquinas, e ainda, os lotes são iguais para todos os produtos/peças e são processados pelo mesmo número de máquinas (n oj =n o ); então: –Exemplo: Uma dada peça é produzida em um lote com 100 unidades. O lote precisa ser roteado através de 5 operações para completar o processamento. O tempo de setup médio é 3 hr/operação e o tempo de operação médio é 6 min. O tempo de não operação é de 7 hr/operação. Determine quantos dias levará para completar o lote, assumindo que a planta funciona 8 hr/dia. A 8 hr/dia, essa quantidade equivale a 100/8=12,5 dias

39 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Modelos matemáticos –Work-in-process (WIP) –É a quantidade de peças ou produtos atualmente localizado na fábrica que está sendo processada ou que está entre operações de processamento; –WIP pode ser medido por onde WIP é dado em (pç), A=disponibilidade, U=utilização, PC=capacidade de produção em (pç/semana), MLT= manufacturing lead time (hr), S=número de turnos por semana (turnos/semana) e H=horas por turno (hr/turno).

40 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Veremos que as decisões nos processos de produção e automação são geralmente baseados nos custos ; –Custos variáveis e fixos Fixos: construção da fábrica, equipamentos, segurança e taxas. Expresso em quantidade anual ; Variáveis: geralmente é proporcional à quantidade de produção. Exemplos: trabalho direto, matéria prima e energia elétrica ; O custo, portanto, total é dado por

41 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura onde TC é o custo total anual em R$/ano, FC é o custo fixo anual em R$/ano, VC é o custo variável em R$/pç e Q é a quantidade anual produzida em pç/ano.

42 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Trabalho direto, material e overhead Trabalho direto: salário e benefícios pagos aos operadores de máquinas; Material: matéria-prima usada na manufatura do produto. Na indústria de montagem, matéria-prima inclui as peças produzidas por outras empresas; Overhead: são os outros gastos associados à manufatura e dividem-se em Factory overhead: custos para operar a fábrica como energia para as máquinas, depreciação de equipamentos, transporte de materiais, benefícios adicionais, seguros pessoais, aquecimento e ar- condicionado, segurança, taxas, etc; Corporate overhead: custos para manter em atividade a fábrica como P&D, vendas e marketing, departamentos financeiro e contabilidade, executivos, taxas, seguros pessoais, energia, benefícios adicionais, etc.

43 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Trabalho direto, material e overhead A figura abaixo mostra as porcentagens de custos:

44 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Trabalho direto, material e overhead A seguir, exemplos de como determinar alguns índices de custos e como estes são utilizados para estimar custo de manufatura e estabelecer preço de venda: Exemplo: Suponha que todos os custos foram compilados para uma dada firma de manufatura no último ano. O resumo está apresentado na tabela abaixo. A companhia opera duas plantas diferentes mais um centro administrativo. Determine (a) FOHR – factory overhead rate para cada planta (b) COHR – corporate overhead rate. Essas taxas (rates) serão utilizadas pela firma no ano seguinte.

45 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Trabalho direto, material e overhead

46 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Custos de manufatura –Trabalho direto, material e overhead Exemplo: Uma ordem de cliente de 50 peças está para ser processada pela planta 1 do exemplo anterior. Matéria-prima é suprida pelo cliente. O tempo total para o processamento será de 100 horas. Trabalho direto será de $10.00/hr. Determine o custo do trabalho. O custo total seria de $9500. Usando uma margem de 10%, para a empresa obter lucro, o preço cotado ao cliente seria de (1.10)*($9500)=$10450.

47 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Fabricação em Lotes –O problema: O tamanho adequado do lote é importante tendo em vista que deve atender a demanda entre intervalos de produção, buscando o menor custo de fabricação e manutenção do estoque. –De um lado, aspectos financeiros impõem redução de estoques para baixar custos de manutenção e de outro, a produção quer aumentar o tamanho dos lotes para diluir custos de preparação. Indústrias do ramo metal-mecânico.

48 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Determinação do tamanho do lote (Qe) Definir uma quantidade econômica Qe cujos custos de fabricação sejam mínimos. Os custos são divididos como: Custo de “set-up” mão-de-obra aplicada na preparação das máquinas; materiais envolvidos; indiretos: administrativos, etc. Custo unitário de produção matérias-primas; mão-de-obra aplicada na produção; tempos de máquinas. Custo de manutenção do estoque juros de capital imoblizado; risco de obsolescência do produto; deterioração; instalações.

49 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Determinação do tamanho do lote (Qe) Abordagem clássica: baseada em variações de estoque Equações: Qual o valor de Qe ?

50 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Determinação do tamanho do lote (Qe) Diferencia-se C T em relação à Q para achar o ponto mínimo:

51 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura

52 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura DEFINIÇÃO DE FAMÍLIAS E CÉLULAS Concepção e operacionalidade Vimos que existem diversos algoritmos desenvolvidos para se estabelecer as células de máquinas e famílias de peças. Essa metodologia garante eficiência, no entanto, a qualidade está ligada à otimização da definição das rotas; Na aplicação de um algoritmo sobre as informações de rotas das peças, alguns parâmetros de projetos podem ser restrições na criação de famílias e células: o tamanho da célula; o limite de carga para cada máquina; a interdependência entre as máquinas.

53 Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura O tamanho da célula É medido pelo número de processos ou de máquinas alocadas na mesma ; É um parâmetro que deve ser controlado por razões como: limitação do espaço físico ;


Carregar ppt "Curso Superior de Tecnologia em Automação Ind. Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho www.ifsul.edu.br/~coutinho."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google