Manufatura Integrada por Computador Prof. Dr. Cesar da Costa 1.a Aula – Introdução a Manufatura

Introdução a Manufatura   A manufatura, ou produção, pode ser definida como a aplicação de processos físicos e químicos na alteração da geometria, de propriedades e/ou da aparência de determinado material inicial com vistas a produzir peças ou produtos. Ela também inclui a junção de diferentes peças para a criação de produtos montados. Os processos envolvidos na produção englobam uma combinação de máquinas, ferramentas, força e trabalho manual. E quase sempre acontecem como uma sequência de operações.

Introdução a Manufatura Cada operação sucessiva faz com que o material fique mais próximo do estado final desejado.   Máquina Ferramenta Força Trabalho Parte ou produto acabado Material inicial Processo de Manufatura Fragmentos ou descartes

História da Manufatura   https://www.youtube.com/watch?v=DmvL6vy_6Qg

Setores de Produção   Um setor é formado por empresas e organizações que produzem e/ou fornecem bens e/ou serviços. Os setores podem ser classificados como: Primário: são aqueles que cultivam e exploram recursos naturais, como agricultura e mineração; Secundário: convertem os resultados da exploração do setor primário em produtos. A produção é a principal atividade nessa categoria, mas os setores secundários também incluem a construção e a geração de energias; Terciário: constituem o setor de serviços da economia.

Setores de Produção Primário Secundário Terciário (Serviços)   Primário Secundário Terciário (Serviços) Agricultura Aeroespacial Bancário Mineração Automotivo Comunicações Petróleo Metais básicos Turismo Pesca Alimentos Educação Pecuária Farmacêutica Saúde Florestal Eletroeletrônica Comércio

Setores de Produção   Deve-se diferenciar os setores de processos contínuos daqueles que produzem peças discretas e produtos. Os setores de processos contínuos incluem indústrias química, farmacêutica, petrolífera, de metais básicos, alimentícia, de bebidas e de geração de energia elétrica. Os setores de produtos discretos incluem indústrias de automóveis, aeronaves, eletrodomésticos, computadores, máquinas e componentes a partir dos quais esses produtos são montados.

Setores de Produção Nas indústrias de processo e nas de produtos discretos, as operações de produção podem ser divididas em produção contínua e produção em lote ou batelada.   A produção contínua ocorre quando o equipamento de produção é utilizado exclusivamente para um determinado produto cuja produção não para. Nas indústrias de processo, a produção contínua significa que o processo é executado sobre uma cadeia contínua de materiais, sem interrupções no fluxo de produção. O material processado pode estar em forma de líquido, gás, pó ou em outro estado.

Setores de Produção Produção Contínua nas industrias de processo e de Produção Discreta;   Produção contínua nas indústrias de processo. Produção continua nas industrias de produção discreta.

Setores de Produção Produção em Lote ou bateladas nas industrias de processo e de Produção Discreta;   (c) Produção em lote nas indústrias de processo. (d) Produção em lote nas industrias de produção discreta.

Setores de Produção   Nas indústrias de processo, a produção contínua significa que o processo é executado sobre uma cadeia contínua de materiais, sem interrupções no fluxo de produção. O material processado pode estar em forma de líquido, gás, pó ou em outro estado.

Setores de Produção A produção em lote ou batelada ocorre quando os materiais são processados em quantidades ou montantes finitos, chamados lotes ou bateladas tanto na indústria de processos contínuos como na de produção discreta.   Os itens de um lote ou bateladas são todos fabricados em série, sob as mesmas condições, em um determinado período, e suas características (físicas, químicas, dimensionais etc.) são idênticas. O processo de batelada envolve a produção ou o processamento de produtos em bateladas finitas, ao invés de ser um processo contínuo de produção.

Setores de Produção As bateladas ou lotes podem ser medidas em litros, galões, quilogramas, etc e são utilizados em produtos farmacêuticos, alimentos e bebidas e especialidades químicas. Produção de bateladas/lotes é uma ferramenta flexível, permitindo a produção de múltiplos produtos em uma mesma linha de produção.  

Processo Contínuo  

Fabricação de Vidro  

Fabricação de Papel  

Produção Discreta     A produção discreta envolve a montagem de partes de componentes para construir produtos, que podem ser medidos em unidades, como automóveis, eletrodomésticos e sistemas de computação.

Processo Discreto   Peças de máquinas

Processo Discreto   Exemplo de processo discreto – Célula de Manufatura

Processo Contínuo versus Produção Discreta       O processo contínuo utiliza em sua Automação equipamentos denominados SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído). SDCD é um equipamento da área de automação industrial que tem como função primordial o controle de processos de forma a permitir uma otimização da produtividade industrial, estruturada na diminuição de custos de produção, melhoria na qualidade dos produtos, precisão das operações, segurança operacional, entre outros

Processo Contínuo versus Produção Discreta       Sistema SDCD com Remotas Inteligentes

Processo Contínuo versus Produção Discreta       Sistema SDCD com sistemas supervisórios

Processo Contínuo versus Produção Discreta       A manufatura discreta utiliza Controladores Lógicos Programáveis (CLPs) para operar e controlar motores, inversores, robôs, sistemas de inspeção, e partes similares que trabalham juntas para completar o processo de fabricação. Utilizam Redes Industriais, que interligam CLPs, computadores, Robôs, máquinas CNCs,etc. Entre os principais tipos de rede industrial tem-se: Profibus, Microsoft (Ethernet, TCP/IP), que fazem a troca de dados entre equipamentos e o sistema administrativo

Processo Contínuo versus Produção Discreta      

Processo de Fabricação de Cerveja Recebimento e Armazenagem do Malte; Moagem do Malte; Tanques de Mosturação; Filtração; Fervura (mosto +lúpulo); Resfriamento; Fermentação; Maturação; Segunda Filtração; Acabamento; 16. Engarrafamento.  

Sistema de Manufatura   Coleção de equipamentos e recursos humanos integrados, cuja função é realizar uma ou mais operações de processamento e/ou montagem na matéria prima, na peça ou em um conjunto inicial de peças.

Componentes de um Sistema de Manufatura 1) Processos de Manufatura e Operações de Montagem.   Máquinas de produção: normalmente conhecidas como máquinas ferramentas como tornos, fresadoras, furadeiras, etc., operadas por um trabalhador humano; Sistema de manuseio de material: Carregar; Posicionar; Descarregar; Transportar; Armazenar;

Componentes de um Sistema de Manufatura 2) Tecnologias de Automação e de Controle.  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura PIMS (Plant Information Management System)  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura PIMS (Plant Information Management System)  

Sistema de Manufatura  

Sistema de Manufatura TI – Sistemas de Suporte/Apoio a Manufatura   Chão-de-Fábrica

Componentes de um Sistema de Manufatura 3) Sistemas de Suporte/Apoio a Manufatura.  

Componentes de um Sistema de Manufatura 3) Sistemas de Suporte/Apoio a Manufatura.  

Sistema de Manufatura 3) Sistemas de Suporte/Apoio a Manufatura.  

Componentes de um Sistema de Manufatura 3) Sistemas de Suporte/Apoio a Manufatura.  

Indústria 3.0   Modelo ISA 95 - Industria 3.0 (anos 80- 90)

Indústria 4.0  

Indústria 4.0  

Indústria 4.0  

Indústria 4.0  

Visão da Industria 4.0 na Manufatura  

Indústria 4.0  

Indústria 4.0   Cloud (Nuvem)

Indústria 4.0 INTERNET DAS COISAS (IOT)  

Indústria 4.0 Cyber-Physical Systems (CPS) x CLP – Controlador Lógico Programável  

Indústria 4.0 Analytics: Por meio da aplicação de conceitos e modelos matemáticos de planejamento preditivo integrados ao chão de fábrica.  

Indústria 4.0 Big Data: capacidade de processamento de grandes volumes de dados, calculando em tempo-real as programações de máquinas e ajustes nos processos produtivos de forma integrada na cadeia produtiva.  

Indústria 4.0 Fábrica Inteligente (Smart Factory)   Estes sistemas cumprem suas tarefas tendo como base a informação procedente do mundo físico e do virtual. Em uma fábrica inteligente os CPS comunicam-se por meio da Internet das coisas e auxiliam pessoas e máquinas na execução de suas tarefas.

Indústria 4.0