UNIVERSIDADE CEUMA CAMPUS RENASCENÇA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO. Professor Leonardo Gonsioroski

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1 UNIVERSIDADE CEUMA CAMPUS RENASCENÇA CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

2 Objetivos da Aula Diferenciar automação da mecanização. Posicionar a automação industrial no contexto histórico. Classificar os tipos de automação. Provocar reflexões sobre o impacto da automação na sociedade.

3 O que é Automação? Automação (do latim Automatus, que significa mover-se por si), é um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções, sem a necessidade da interferência do homem.

4 Automação Em um contexto industrial, pode se definir automação como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos, eletroeletrônicos e computacionais na operação e controle da produção.

5 Automação Diversos exemplos de automação de sistemas de produção podem ser observados: Nas linhas de produção industrial Nas máquinas de montagem mecanizadas Nos sistemas de controle de produção industrial realimentados Nos robôs de uso industrial.

6 Objetivos da Automação. Para quê automatizar um processo? A automação de um processo produtivo visa a o+mização, obtendo produtos com um custo unitário reduzido em um tempo menor e com uma maior uniformidade. Aumentar e controlar a qualidade do produto Incrementar a produtividade e eficiência Aumentar a confiabilidade do processo Diminuir/eliminar a variabilidade do produto; Disponibilizar dos dados referentes ao processo para análise Aumento da segurança em relação às pessoas e ao ambiente. Redução de custos de produção.

7 Conceitos Básicos - Níveis de Automação NÍVEL 3 Planejamento Estratégico Controle sobre vendas e custos NÍVEL 1 - Representa a parte lógica, ligada diretamente a animação e controle das máquinas ou planta de processo. NÍVEL Exemplos 0 Representa : CLP`s e sua o Chão-de-fábrica, programação, Controle Interfacesindividual NÍVEIL 3 - É a interface entre o(s) processo(s) quer disser, Homem- (PLCs, e SDCDs, os Sistemas relés) os Máquina, Corporativos. equipamentos Sistemas instalados eletrônicos diretamente específicos nas máquinas de NÍVEL controle ou 2 planta Exemplos de de processo. funcionalidades N3 : Gestão de estoque Exemplos Gestão de produção : Motores, Sensores, Acionadores, Painéis de Comando, Sinalizações. Traçabilidade Controle estatístico do processo NÍVEL 2 - É o nível de supervisão, ou gestão, de um processo. Normalmente não participa diretamente na animação NÍVEL e controle, 1 embora algumas vezes isto aconteça. Sua função principal é trabalhar na gestão dos dados enviados ou gerados pelo processo. Fisicamente, este nível é constituído por Microcomputadores ou Computadores de maior porte. Exemplos de funcionalidades N2 : Gestão de receitas ( parâmetros do processo) e envio destas ao N1 Geração de relatórios de produção, através de dados NÍVEL recebidos 0 do N1 Geração de gráficos históricos ou de tendências de variáveis do processo. Gestão de eventos, mensagens de defeitos ou alarmes do processo.

8 Diferença entre Automação x Mecanização Automação é diferente de mecanização. A mecanização consiste simplesmente no uso de máquinas para realizar um trabalho, substituindo o esforço físico do homem. Já a automação possibilita fazer um trabalho por meio de máquinas controladas automaticamente, capazes de se autorregularem.

9 Desenvolvimento da Automação Desde os tempos mais remotos, o homem vem tentando fazer com que utensílios e ferramentas substituam-no no trabalho, sendo o seu maior sonho criar um autômato que realize todas as suas funções operárias. Primeiras iniciativas do homem para mecanizar atividades manuais ocorreram na pré-história. Invenções como a roda, o moinho movido por vento ou força animal e as rodas d água demonstram a criatividade do homem para poupar esforço.

10 Desenvolvimento da Automação A automação só ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produção agrário e artesanal transformou-se em industrial, a partir da segunda metade do século XVIII, inicialmente na Inglaterra. Por volta de 1788, James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em máquinas que foi considerado um dos primeiros sistemas de controle com realimentação. Esse regulador consistia de um eixo vertical com dois braços próximos ao topo, tendo em cada extremidade uma bola pesada. Com isso, a máquina funcionava de modo a se regular sozinha, automaticamente, por meio de um equilíbrio de forças.

11 Mecanismo automático de regulagem do fluxo de vapor de Watt

12 Mecanismo automático de regulagem do fluxo de vapor de Watt

13 Desenvolvimento da Automação No século XX, a tecnologia da automação passou a contar com computadores, servomecanismos e controladores programáveis Os computadores são os alicerces de toda a tecnologia da automação contemporânea. Encontramos exemplos de sua aplicação praticamente em todas as áreas do conhecimento e da atividade humana

14 Áreas da Automação A automação pode ser dividida em alguns ramos principais: Automação Industrial - Controle e otimização de um determinado processo industrial, como a extração de minérios, produção de madeira, produção de celulose, refino de petróleo, etc. Automação Comercial - Otimização de processos comerciais, geralmente utilizando-se mais software do que hardware, tais como: sistemas controle de estoques, contas a pagar e receber, folha de pagamentos, identificação de mercadorias por códigos de barras ou por rádio freqüência (RFID), etc. Automação Residencial Melhoria no conforto e na segurança de residências, tais como: Controle de acesso por biometria, porteiro e portões eletrônicos, circuitos Fechados de Televisão (CFTV), controle de luminosidade de ambientes, controle de umidade, temperatura e ar condicionado, etc.

15 Áreas da Automação A automação pode ser dividida em alguns ramos principais: Automação Industrial - Controle e otimização de um determinado processo industrial, como a extração de minérios, produção de madeira, produção de celulose, refino de petróleo, etc. Automação Comercial - Otimização de processos comerciais, geralmente utilizando-se mais software do que hardware, tais como: sistemas controle de estoques, contas a pagar e receber, folha de pagamentos, identificação de mercadorias por códigos de barras ou por rádio freqüência (RFID), etc. Automação Residencial Melhoria no conforto e na segurança de residências, tais como: Controle de acesso por biometria, porteiro e portões eletrônicos, circuitos Fechados de Televisão (CFTV), controle de luminosidade de ambientes, controle de umidade, temperatura e ar condicionado, etc.

16 Automação Industrial Automação industrial é o uso de qualquer dispositivo mecânico ou eletroeletrônico para controlar máquinas e processos. A parte mais visível da automação, atualmente, está ligada à robótica, mas também é utilizada nas indústrias química, petroquímicas e farmacêuticas, com o uso de transmissores de pressão, vazão, temperatura e outras variáveis necessárias para um SDCD (Sistema Digital de Controle Distribuído) ou CLP (Controlador Lógico Programável) e Sistemas Supervisórios (Computador de Processo). A Automação Industrial visa, principalmente, a produtividade, qualidade e segurança em um processo.

17 Tipos de Automação Evolução tecnológica tem vindo a permitir a implementação de novos sistemas de automação que acompanham as novas concepções das linhas de produção. Podemos distinguir genericamente os seguintes tipos de automação: Automação fixa; Automação programável; Automação flexível.

18 Automação Fixa A automação fixa é baseada na fabricação de um produto determinado. É muito utilizada quando se deseja um elevado volume de produção, e o equipamento utilizado é desenvolvido especificamente para produzir altas quantidades de um único produto ou uma única peça de forma rápida e eficiente. Exemplo: Linha de fabricação de Automóveis. Na automação fixa os equipamentos são, em geral, muito caros, em função de sua alta produtividade. Porém, devido à alta taxa de produção, o custo fixo é dividido em uma grande quantidade de unidades fabricadas. Assim, os custos unitários resultantes são relativamente baixos se comparados com outros métodos de produção.

19 Automação Programável É baseada em equipamentos capazes de produzir uma variedade de produtos com características diferentes, segundo um programa de instruções previamente carregado neste equipamento. Neste caso, o equipamento tem a capacidade de se ajustar a alterac oẽs da sequência de produc aõ quando se pretende alterar o produto final. Para cada novo produto tera que ser realizado um novo programa. Os aspectos tiṕicos da automac aõ programa vel saõ: Elevado investimento em equipamento gene rico, Taxas de produc aõ inferiores a automac a o fixa, Flexibilidade para alterac oẽs na configurac aõ da produc aõ, Bastante apropriada para produc aõ por lotes.

20 Automação Flexível A automação flexível combina características da automação fixa e da automação programável, constituindo-se em um intermediário, ou seja, vários tipos de produtos podem se fabricados ao mesmo tempo, dentro do mesmo sistema de fabricação. O conceito geral de automac aõ flexi vel inclui integrac aõ por computador, tecnologia da informac aõ e processo de manufatura automatizado, que saõ todos implementados de modo a obter flexibilidade estrateǵica e de manufatura. Integrac aõ por computador refere-se basicamente a Manufatura Integrada por Computador(CIM) 1 e inclui equipamentos de computac aõ e programas projetados especificamente para melhorar o processo de mudanc a nas máquinas. 1 (CIM Computer Integrated Manufacturing)