Sistemas Integrados de Manufatura Prof. Marcelo Coutinho www.ifsul.edu.br/~coutinho

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

Produto Tipo de Manufatura Facilities: constitui os equipamentos organizados de maneira lógica e os trabalhadores que os operam numa fábrica. Produto Tipo 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).

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.

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).

Tipos de produção e seus layouts

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Indústrias de manufatura e produtos As operações de produção podem ser divididas em: (1) produção contínua e (2) produção em lote.

Indústrias de manufatura e produtos Produtos manufaturados: nos interessam os produtos discretos da indústria secundária, reunidos abaixo.

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.

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.

P1: número produtos distintos 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, Qj = quantidade anual do estilo j e Qf = quantidade total de todas as peças. P1: número produtos distintos P P2: número modelos distintos Linha de produção

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?

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.

Relação produto/produção Complexidade do produto O número de operações no processamento é indicativo da complexidade de um componente.

Relação produto/produção Complexidade do produto Seja nP = número de peças por produto e nO = número de operações no processamento por peça. Três plantas são identificadas nesse estudo:

Relação produto/produção Complexidade do produto Relações entre P, Q, nP e nO para indicar o nível de atividade numa planta de manufatura: Desprezar diferença entre P1 e P2 ; Assumindo que o produto é montado por partes produzidas na planta (não existe compra) ; Então: nPf : número total de peças manufaturadas na fábrica (pç/ano) Qj : quantidade anual de um produto j (produtos/ano) nPj : número de peças no produto j (pç/produto)

Relação produto/produção Complexidade do produto Nível de atividade numa fábrica nOf : número total de ciclos de operações realizadas (ops/ano) nOjk : número de operações de processamento para cada peça k , somado sobre o número de peças no produto j (nPj)

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 10000 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)

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.

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 ;