DANIELLE MARTINS DUARTE COSTA (UNIFEI ) Gabriela Belinato (UNIFEI )

Transcrição

1 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 ABORDAGEM HÍBRIDA MULTIVARIADA PARA OTIMIZAÇÃO DO CUSTO, QUALIDADE E PRODUTIVIDADE DE UM PROCESSO DE TORNEAMENTO USANDO FERRAMENTAS DE CORTE WIPER E CONVENCIONAL DANIELLE MARTINS DUARTE COSTA (UNIFEI ) dmdcduare@gmalcom Gabrela Belnao (UNIFEI ) gabrelabelnao@gmalcom Ese esudo fez um comparavo da relação cuso/benefíco obdos durane o orneameno duro do aço ABNT-H3 ulzando duas ferramenas dferenes: CC-650, com geomera wper e, CC-650, com geomera convenconal As caraceríscas do prrocesso analsadas foram: Cuso Toal do Processo, Rugosdade da Superfíce e Taxa de remoção de maeral Um conjuno de 9 expermenos foram modelados para 03 parâmeros de enrada: Velocdade de Core, avanço e Profunddade de Core As resposas foram omzadas pelo méodo de Inerseção Normal à Fronera e méodo do Erro Quadráco Médo Mulvarado (NBI-EQMM) Os resulados aponaram que, apesar da ferramena CC-650 wper er um cuso de aqusção maor, os valores ómos enconrados para as caraceríscas de cuso, qualdade e produvdade foram consderados mas aproprados e com valores mas próxmos dos valores defndos como deas se comparados com os resulados apresenados pela ferramena CC-650 Pode-se afrmar que a ulzação de méodos de omzação mul-objevo são uma alernava vável para análse de planejameno e melhora da qualdade e, redução de cusos do processo no âmbo ndusral Palavras-chave: Cuso x benefíco Inerseção normal à fronera Erro quadráco médo mulvarado Torneameno duro Ferramenas de core

2 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Inrodução O seor produvo, em especal o seor de usnagem, possu necessdade conínua e crescene de aprmorar a qualdade de seus processos e produos, sem perder de vsa a compabldade dos níves de excelênca, produvdade e desempenho econômco Perane ese cenáro, a ndúsra do aço vem se desenvolvendo em grande escala, ano no seor de produção, quano no desenvolvmeno de novos maeras Como exemplo, ca-se a novação na geomera de ferramenas de core, as chamadas ferramena alsadora (ou wper) (SALES, 2004) Quando comparado com as ferramenas convenconas, esas ferramenas, apesar de apresenarem um cuso de aqusção maor, permem consegur um acabameno de ala qualdade ou gual para avanços de duas a quaro vezes acma, além de ala produvdade (CAMPOS e al, 20; SALES, 2004) Para Campos e al (20) e Sales (2004), oda essa evolução verfcada no seor de usnagem, alado ao surgmeno de máqunas e ferramenas de maor rgdez e precsão em sdo fundamenal na subsução do radconal processo de refcação pelo processo de orneameno de aços endurecdos Comparado ao processo de refcação, o processo de orneameno duro apresena város benefícos, prncpalmene no que se refere à capacdade de produzr com valores mínmos de rugosdade, ala flexbldade de produção e capacdade de usnar geomeras complexas em uma únca eapa de preparação (CAMPOS e al 20; SALES, 2004) No aspeco econômco, a usnagem consderando o orneameno duro apresena menor empo de processameno consumdo em cada operação e, consequenemene, maor produvdade por eapa, redução nos cusos de produção e redução no consumo de energa (CAMPOS e al 20, SALES, 2004) No enano, esses benefícos só podem ser alcançados com valores adequados para os parâmeros do processo como, velocdade de core, axa de avanço e profunddade de core, assm como a escolha adequada da ferramena de rabalho, ano no que se refere à geomera quano o maeral a ser ulzado Denro dese aspeco, a preocupação em auar smulaneamene sobre a qualdade, produvdade e o cuso de cada processo vêm obrgando as organzações à ulzarem écncas não rvas de planejameno e melhora da qualdade, ao nvés da análse fea uncamene pela experênca de seus operadores ou pelas especfcações do fabrcane Denre esas 2

3 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 écncas, o emprego de écncas de omzação mulobjeva em sdo usado por muos auores Enre os méodos de omzação que conemplam resposas múlplas, o méodo de Inerseção Normal à Fronera (NBI, do nglês Normal Boundary Inersecon) fornece um conjuno de soluções váves conhecdas como "ómo de pareo", a parr da omzação das caraceríscas do processo Enreano, segundo Olvera (203), se as resposas analsadas são mulcorrelaconadas e apresenam objevos conflanes enre s, o méodo pode levar a resulados ómos nadequados Para raar dessa peculardade, o presene rabalho apresena a aplcação da écnca do Erro Quadráco Médo Mulvarado (EQMM), proposo por Pava e al (2009) acoplado ao méodo de omzação NBI, nomeado de méodo NBI-EQMM O méodo EQMM ulza um processo de ponderação que negra Meodologa de Superfíce de Resposa (RSM, do nglês Response Surface Mehodology) com Análse de Componenes Prncpas (PCA, do nglês Prncpal Componens Analyss) Ao fazê-lo, EQMM obém funções objevas ponderadas, não correlaconadas dos Componenes Prncpas que poderão ser omzadas por um dos város méodos de omzação Dane do exposo, ese rabalho em como objevo fazer um comparavo da relação cuso x benefíco do processo de orneameno duro do aço ABNT-H3 ulzando a ferramena de core CC-650, com geomera wper e ferramena CC-650, com geomera convenconal, endo como caraceríscas do processo analsadas, o Cuso Toal do Processo (k p ), a Rugosdade Méda da Superfíce (R a ) e o Taxa de remoção de maeral (MRR) Em seguda, o méodo NBI-EQMM será empregado a fm de deermnar o conjuno de soluções ómas do processo, para cada ferramena ulzada Preende-se anda demonsrar que a ulzação de méodos quanavos, como a abordagem NBI-EQMM, pode e deve ser ulzada na análse de planejameno e melhora da qualdade e produvdade e, redução de cusos do processo no âmbo ndusral 2 Méodo de omzação mulobjecvo baseado no méodo NBI-EQMM Enconrar uma solução que aenda, ao mesmo empo, as necessdades do clene e lucro não é uma arefa fácl A quesão básca é, como esmar a melhor relação enre, cuso, qualdade e 3

4 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 produvdade e que varáves melhor represenam essas caraceríscas no processo de orneameno e como calculá-las O méodo da Inerseção Normal à Fronera (NBI) (DAS e DENNIS, 996) perme a consrução de froneras conínuas e unformemene dsrbuídas a parr de um conjuno de soluções váves, conhecdas como "ómo de pareo" O prmero passo a ser execuado no méodo NBI é a defnção da marz Payoff (Φ), que represena os valores ómos ndvduas f ( x * ), ou Pono de Uopa e, não-ómos ndvduas * f x ), ou Pono de Nadr das múlplas funções objevo f (x) mnmzados (ou ( * maxmzados) A marz Payoff pode ser escra al qual a Equação () () Cada lnha da Φ é composa por valores mínmos e máxmos de f (x) que podem ser usados para normalzar as funções objevo, prncpalmene quando as mesmas são represenadas por escalas ou undades dferenes Usando os Ponos de Nadr e de Uopa, a normalzação (escalonameno) das funções objevo pode ser obda como: f x f x N f f f U U,,,m (2) Esa normalzação leva consequenemene à normalzação da marz Payoff A formulação do méodo NBI, para o caso bobjevo, pode ser escra como: M nf ( x) S :f ( x) f g j 2 ( x) 0 0 w ( x) 2w 0 (3) Onde, f ( ) e f ( ) represenam duas funções objevas escalonadas x 2 x 4

5 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 O problema represenado pela Equação (3) pode ser resolvdo eravamene para dferenes valores de pesos (w), o que cra, por consegune, uma Fronera de Pareo gualmene espaçada Uma escolha comum é fazer wn w Como já menconado, se as resposas analsadas apresenam correlação, o méodo NBI pode levar a resulados ómos nadequados (OLIVEIRA, 203) Para raar dessa peculardade, o presene rabalho apresena a aplcação da écnca do Erro Quadráco Médo Mulvarado (EQMM), proposo por Pava e al (2009) acoplado ao méodo de omzação NBI, nomeado de NBI-EQMM Baseado no Erro Quadráco Médo (EQM), Pava e al (2009) propuseram uma adapação capaz de consderar adequadamene a esruura de correlação exsene enre as resposas de neresse, a parr da combnação enre RSM e PCA Aravés desa combnação, gera-se uma superfíce de resposa ajusada para os scores dos componenes prncpas, com a qual se compõe, enão, o EQMM, conforme Equação (4) EQMM PC PC 2 PC,,2,, p, onde (4) PC PC b 0 p j T T f x x 2 f x j e Z Y j y j 2, j,2,, p x (5) (6) Em que, é o número de funções EQMM consruídas relaconadas ao número de PC sgnfcavos e/ou necessáros Na Equação (5), PC é um polnômo de segunda ordem posconado em relação às varáves de enrada O arge escro em ermos de PC dado pela Equação (6), onde, orgnal ( Y j ) orgnal (ou ndvdualmene e, a méda ( Y j ( PC ) (Z) represena a varável normal padronzado de cada resposa - para cada PC - consderando, o pono de Uopa f * ( * x ), al como ) Max ˆ y y x Mn ˆ y y x x e o valor do desvo-padrão x ( Y j ) de cada j-h resposas para resposas que deverão ser mnmzadas para resposas que deverão ser maxmzadas), bem como ( Y j ) respecvos à essas jh resposas, al como: é 5

6 Z Y j Y Y orgnal j j Y j Yj ( Y j ) Por fm, PC XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 ej e, represena os auoveores assocados à cada resposa são os auovalores assocados à cada PC Depos de maemacamene programadas, a(s) funções EQMM podem ser omzadas pelo méodo NBI Assm, omando EQMM como f (x), EQMM I (x) como o pono de Uopa U f e EQMM Max (x) como o pono de Nadr N f e, adoando a normalzação descra na Equação (2), a formulação bdmensonal para a omzação das funções EQMM pode ser escro como: Mn s : g 2 f g x x x x T EQMM EQMM EQMM EQMM x max x x x x max EQMM x I x I x I x I EQMM (7) EQMM EQMM EQMM EQMM 2 2 max x x T Adoando a resrção do espaço amosral x x x QMME I 2 EQME x I x 2 2w 0 g e o créro de mnmzação, os ponos ómos podem ser gerados usando o algormo GRG (do nglês, generalzed reduced graden) Em resumo, a Fgura descrevem a execução do méodo NBI-EQMM e pode ser aplcado, com as devdas adapações, a qualquer processo ndusral 3 Méodo de pesqusa 3 Procedmeno expermenal O levanameno de dados das ferramenas CC-650 wper e CC-650 convenconal foram obdos por meo de um Arranjo Composo Cenral (CCD, do nglês Cenral Compose Desgn), crado para rês parâmeros e dos níves, ses ponos axas e cnco cener pons resulando em 9 expermenos para cada ferramena analsada, obdos durane o processo de orneameno duro do aço ABNT H3 Uma dsânca axal de, 682 fo consderada Cuso de produção (k p ), Rugosdade Méda Arméca (R a ) e Taxa de remoção de maeral (MRR) foram as resposas (varáves de saída) seleconados para represenar as caraceríscas de Cuso, Qualdade e Produvdade, respecvamene Os parâmeros (varáves de enrada) 6

7 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 adoados para esse procedmeno foram Velocdade de core (V c ), axa de avanço (f z ) e profunddade de core (a p ) A base expermenal é de Campos (203) A Tabela apresena os níves dos parâmeros de core ulzados no arranjo expermenal, enquano a Tabelas 2 apresena a marz do arranjo expermenal enconrado para a ferramena CC-650 wper e CC- 650 convenconal Todos os expermenos foram realzados em um orno MHP Kngsbury, com poênca de 8kW e roação enre 4 e 4500rpm Não foram ulzados fludos de core A Fgura 2 apresena o dagrama de processo para o ssema nvesgado Fgura - Passos para execução do méodo de omzação NBI-EQMM 7

8 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Passo 4: A função EQMM é desenvolvda com base: na superfíce de resposa dos PCs sgnfcavos, no arge em ermos de PCs e nos auovalores respecvos O número de funções desenvolvdas depende do número de PCs defndos na Eapa 2 O algorímo OLS é aplcado à(s) função EQMM para defnr os modelos da Superfíce de Resposa Passo 5: Desenvolver a Marx Payoff com base nos Ponos de Uopa (f U )e Nadr (f N ) da(s) função EQMM Passo 6: Com os valores da Marz Payoff, a normalzação (escalonzação) da(s) função EQMM pode ser defnda Passo : Exse correlação enre as resposas orgnas? Sm Passo 2: Os scores dos Componenes Prncpas (CP) são exraídos e armazenados junamene com seus auovalores e auoveores CPs com esruura de varâncacovarânca acma de 80% são consderados sgnfcavos Passo 7: O Méodo NBI-EQMM é aplcado para o conjuno de resposas pré-processadas, e o algorímo GRG, para mnmzação é aplcado Passo 8: A fronera de Pareo é consruída usando ncremenos de peso de 5% Passo 3: O pono de Uopa de cada varável orgnal é deermnado usando mnmzação ndvdual para R a, K p e maxmzação ndvdual para MRR Passo 9: A omzação global fo realzadas usando como créro de avalação a Menor Soma de Quadrados Assm, os valores ómos para as resposas R a, K p e MRR, com os respecvos parâmeros de core na condção óma foram enconrados Fone: os auores Tabela - Parâmeros de core e seus respecvos níves Parâmeros de Core Níves (Não-codfcados e codfcados) -, ,682 avanço de core (f z, mm/rev) 0,06 0,0 0,5 0,225 0,25 Velocdade de core (V c, m/mn) 57, ,6 profunddade de core (a e, mm) 0,09 0,5 0,225 0,33 0,39 Fone: Campos (203) Fgura 2 - Processo de orneameno do aço endurecdo ulzando CC-650 e CC-650 wper 8

9 Varáves de Enrada (Parâmero de core) Varáves de Saída XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 V c Indcador de Cuso K p por loe K f Indcador de Qualdade Ra a p Indcador de Produvdade MRR Fone: os auores 32 Indcadores de qualdade, produvdade e cuso do processo de usnagem A rugosdade de superfíce da peça é o prncpal ndcador de qualdade dos processo de usnagem e foram meddas usando um rugosímero de agulha Hommeleser-T000 Oura varável de qualdade é a vda da ferramena (T), medda em número de peças usnadas (FERRARESI, 979) Segundo Campos (20), a varável axa de remoção de maeral (MRR) é o prncpal ndcador de produvdade em usnabldade É calculado pela razão enre a Velocdade de core, axa de avanço e profunddade de core Para calcular o cuso oal do processo, é necessáro analsar os empos e cclos de usnagem despenddos para usnagem de uma peça (ou loe Z de peças) Segundo Ferrares (979), eses empos podem ser dvddos em: empo de core (c/mn), empo secundáro (s/mn) - que corresponde à colocação, nspeção e rerada da ferramena, empo de aproxmação e afasameno da ferramena (a/mn), empo de preparo da máquna para usnagem de loe de peças (p/mn), empo de subsução de ferramena (/mn) e, por fm, empo oal de usnagem (/mn), calculado conforme Equação (8), para um loe Z: Z T p c c s a Z (8) 9

10 Tabela 2 - Marz do arranjo expermenal (CC-650 wper) N Exp Ferramena CC-650 Wper Ferramena CC-650 C Parâmeros de core Resposa Orgnal Resposa CP Resposa EQMM Resposa Orgnal R Vc f ap K p R a MRR PC PC 2 EQMM EQMM 2 K p R a MRR P 00 0, 0,5 9,88 0,23,5-2,35 0,02 2,50 6,83 9,88 0,23, , 0,5 5,9 0,4 3,38-0,90 0,29 5,3 5,54 5,9 0,4 3, ,22 0,5 5,63,62 3,38 0,44 -,50 2,38 6,76 5,63,62 3, ,22 0,5 3,76,72 7,59,64-0,87 2,84 2,06 3,76,72 7, , 0,33 0, 0,32 3,3-2,04 0,6 0,6 6,3 0, 0,32 3, , 0,33 6,23 0,24 7,43-0,54,5 4,6 2,39 6,23 0,24 7, ,22 0,33 5,79,74 7,43,4 -,04 2,29 3,23 5,79,74 7, ,22 0,33 3,75,67 6,7 2,97 0,67 6,69 3,97 3,75,67 6, ,39 0,6 0,24 0,74 0,72 2,24 -,94-0,64 0,04 0,54 0,74 0,72 2, ,6 0,6 0,24 4,20 0,65 0,44 0,85,4 2,2 2,42 4,20 0,65 0, ,5 0,05 0,24,46 0,26 2,24-2,60 0,00 4,7 6,90,46 0,26 2, ,5 0,26 0,24 3,90,63 0,44,95-0,29 3,40 8,44 3,90,63 0, ,5 0,6 0,09 4,97 0,96 2,34-0,24-0,65 3,42 0,66 4,97 0,96 2, ,5 0,6 0,39 5,8 0,92 0,33 0,87 0,67 2,2 3,95 5,8 0,92 0, ,5 0,6 0,24 5,24 0,82 6,34 0,5 0,8 2,7 6,04 5,24 0,82 6, ,5 0,6 0,24 5,22 0,83 6,34 0,6 0,6 2,69 6,0 5,22 0,83 6, ,5 0,6 0,24 5,22 0,8 6,34 0,4 0,9 2,72 5,96 5,22 0,8 6, ,5 0,6 0,24 5,2 0,82 6,34 0,5 0,8 2,70 6,03 5,2 0,82 6, ,5 0,6 0,24 5,25 0,83 6,34 0,6 0,6 2,70 6, 5,25 0,83 6,34 0 Méda 6,9 0,90 6,34 0,00 0,00 5,04 7,37 6,9 0,90 6,34 0 Desvo-Padrão 2,43 0,53 3,8,49 0,70 3,85 3,75 2,43 0,53 3,8 Pono de Uopa ) 3,38 0,05 3, ,929,009 3,38 0,05 3,30 - ( Y j Varável Normal Padronzada Z -,6 -,62, ,6 -,62,82 - Y Y Fone: os auores

11 A parr dos valores de empos e cclos de usnagem, o cuso oal de produção ( K p ) do processo de moagem fnal a seco do Aço ABNT 045 fo calculado para um loe Z de 000 peças, endo como referênca o conceo de cuso oal de produção dado por Ferrares (979), mas acrescenando o cuso com supervsão anual processo ( K ) uq e o cuso com energa gasa no ( K e ) Para ese rabalho, julgou-se necessáro realzar algumas modfcações nas fórmulas do cuso com o maqunáro e cuso com mãode-obra ( K ) um, cuso com ferramenas ( Kuf ) ( K ) ( K ) ue que compõe o cálculo do p O objevo é smplfcar esas formulações e orná-las mas apropradas às condções de hoje Assm, após esas modfcações, o cálculo do cuso de produção do processo loe Z de 000 peças fo calculado conforme Equação (9) ( K p ) para um K p K um K uf K uo K uq K ue (9) Com: Vm Vmr K um K mc m M E K K o (0) Onde: Vm V é o valor ncal da máquna, mr máquna em horas/ano rabalhada, K mc é o valor resdual, M é a vda prevsa para a é o cuso de manuenção da máquna (consderando o valor saláro/encargos/hora rabalhada por um operador do cenro de usnagem e gasos com peças, lubrfcação e ouros maeras), cuso do m2 juros Em K é o espaço em m2 ocupado pela máquna, K o V é o cuso de oporundade, dado pela mulplcação de m é o pela axa de K f V N s fp K N Z p s K o ()

12 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Onde: Z core c, al como é o número de peças usnadas por vda T da ferramena, em relação ao empo de Z T c V N, s é o cuso de aqusção do pora-ferramena, fp do pora-ferramena, em quandade de aresas de core, N s é a vda úl o número de aresas de core da K p ferramena, é o cuso de aqusção de cada ferramena e K o é o cuso de oporundade, V dado pela mulplcação de s pela axa de juros K S us ho (2) S ho é o valor saláro/encargos/hora rabalhada por um operador do cenro de usnagem e o empo oal de usnagem para Z gual a 000 peças é K S uq hq (3) S hq é o valor saláro/encargos/hora rabalhada por um supervsor de qualdade do cenro de usnagem K P K ue e (4) Onde: P é a poênca de core para cada condção de expermeno, al como Vc f ap kc P, n em que k c é o coefcene de força específca de core e depende do po de maeral (nese caso, aço cromo-molbdêno) e da axa de avanço (f), podendo varar enre 2850 a 4500MPa n é a efcênca da máquna (nese caso fo adoado um valor de 85%) de energa K e é o valor da arfa Para o cálculo dos valores acma, noa-se: (a) a quoa de deprecação, assm como o valor resdual foram deermnados conforme os anexos da Insrução Normava SRF nº 62/998, alerada pela Insrução Normava SRF nº 30/999; (b) para o valor saláro/encargos/hora rabalhada por um operador e supervsor de qualdade foram consderados o saláro base 2

13 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 médo na regão de Belo Horzone, Mnas Geras, dsponível em <hp://wwwcahocombr/profssoes/operador-de-orno/>, em 23/03/205, acrescenado o adconal de nsalubrdade, encargos (FGTS, INSS), féras, 3 saláro e provsões; (c) fo consderado 220h/mês rabalhados em período durno, (d) para o cálculo da vda úl da máquna, fo consderado 240h/mês, (e) o valor do m2 fo esabelecdo conforme nformações em <hp://seresesascasbgegovbr/seresaspx?vcodgo=preco45>, em 23/03/205; (f) a axa de juros consderada fo a Selc, na daa de 23 de mao de 205, (g) odos os valores foram converdos em dólar, na daa de 23/03/205 ($ 3,453), (h) fo consderado o valor da arfa de energa da Companha Energéca de Mnas Geras (CEMIG, 205) e, () os valores de aqusção do maqunáro e das ferramenas de core, assm como os dados dos empos e cclos de usnagem para um loe Z de 000 peças esão descros no Quadro Quadro - Dados do processo de orneameno do aço endurecdo Descrção Símbolo Undade Valor Tempo secundáro s mn 05 Tempo de aproxmação e rerada da ferramena a mn 0 Tempo preparo da máquna para usnagem (seup) de um loe p mn 60 Tempo de subsução da ferramena mn Preço de aqusção do maqunáro (orno MHP Kngsbury) Preço de aqusção da ferramena CC650 convenconal Preço de aqusção da ferramena CC650 wper Preço de aqusção do pora-ferramena V m U$ 250,000 K U$ 6328 p K p U$ 7266 V s U$ 4832 Vda meda das aresas N h aresas 000 Número de aresas de core N aresas 4 Fone: Campos (203) Em seguda, as resposas enconradas a parr dos expermenos realzados com cada uma das ferramenas foram omzadas aravés do méodo NBI-EQMM (conforme os passos - 9) e os resulados comparados Todos as análses foram realzadas usando o Sofware Mnab 60 e o Excel 3

14 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de Resulados e dscussões 4 Resulados da omzação pelo méodo NBI-EQMM Dane dos dados apresenados na Tabela 2, o algormo OLS (do nglês, Ordnary Leas Squares) fo aplcado às resposas orgnas e odos os modelos apresenaram R 2 (ajusado) acma de 90%, ndcando boa adequação Embora alguns ermos não enham sdo sgnfcavos, eles foram mandos no modelo, já que sua exclusão não mplcou em aumeno de ajuse Assm, os modelos quadrácos compleos para K p, R a e MRR, de ambas as ferramenas, foram consderados e os resulados apresenados nas Tabelas 3 e 4, respecvamene As mesmas consderações podem ser feas para odos os modelos desenvolvdos para PC, PC 2, EQMM e EQMM 2, das ferramenas CC-650 wper e CC-650 convenconal Os resulados dos seus modelos compleos ambém se enconram nas Tabelas 3 e 4, e serão dscudos adane Conforme ndcado no Passo, a correlação enre as resposas orgnas fo realzada Para a ferramena CC-650 wper, fo observada uma moderada correlação de K p em relação às resposas R a e MRR, com coefcene negavo e sgnfcavo (-0,443, P-value = 0,057 e - 0,679, P-value = 0,00) e uma correlação moderada, com coefcene posvo e sgnfcavo fo observado enre R a e MRR (0,408, P-value = 0,083) A mesma relação enre as resposas calculadas para a ferramena CC-650 convenconal fo observada: uma correlação moderada, com coefcene sgnfcavo fo enconrada enre K p em relação às resposas R a e MRR (- 0,69, P-value = 0,005 e -0,679, P-value = 0,00) e uma correlação moderada, com coefcene posvo e sgnfcavo fo observado enre R a e MRR (0,57, P-value = 0,023) Como dscudo nas seções anerores, uma vez que as resposas se apresenam mulcorrelaconadas, a aplcação do méodo EQMM é jusfcado Assm, a PCA fo aplcada sobre as resposas orgnas enconradas para as ferramenas CC-650 wper e CC-650 convenconal, para enconrar os Componenes Prncpas não correlaconados necessáros para represenar as resposas orgnas (Passo 2) Usando a marz de correlação, os PC-score foram exraídos e armazenados (Tabela 2 e Tabela 3), junamene com os respecvos auovalores e auoveores (Tabela 5) 4

15 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Tabela 3 - Coefcene dos modelos quadrácos para as resposas (CC-650 wper) K p R a MMR PC PC 2 EQMM EQMM 2 Consane 5,337 0,332 6,340-0,292,09 5,444 3,22 Vc -,695 0,087 2,438 0,942 0,243-2,683 -,348 f -,938 0,252 2,438,256-0,59-3,938,089 ap 0,075-0,038 2,377 0,30 0,34-0,628 -,922 Vc*Vc 0,696 0,87 0,000 0,4-0,578 0,59 2,87 f*f 0,783 0,40 0,000 0,09-0,464,60 2,5 ap*ap -0,65 0,52-0,00 0,274-0,377-0,962,760 Vc*f 0,485 0,005 0,935 0,036 0,025,836-0,048 Vc*ap -0,002-0,038 0,95 0,089 0,95 0,308-0,948 f*ap -0,030-0,070 0,95 0,046 0,284 0,640 -,633 R 2 (ajusado) % 94,8 9,53 99,24% 97,59 89,68 9,8 90,5 Fone: os auores Tabela 4 - Coefcene dos modelos quadrácos para as resposas (CC-650 convenconal) K p R a MMR PC PC 2 EQMM EQMM 2 Consane 5,245 0,87 6,340 0,43 0,82 2,76 6,006 Vc -,668 0,000 2,438 0,782 0,483 -,608-2,39 f -,897 0,576 2,438,44-0,354-2,67 2,030 ap 0,076-0,005 2,377 0,334 0,384-0,095 -,959 Vc*Vc 0,696-0,020 0,000-0,94-0,009,55 0,397 f*f 0,77 0,072 0,000-0,6-0,49 2,096 0,87 ap*ap -0,5 0,070-0,00 0, -0,096-0,06 0,687 Vc*f 0,493-0,008 0,935 0,0 0,34 2,33 -,6 Vc*ap -0,00-0,052 0,95 0,085 0,225 0,586-0,877 f*ap -0,05 0,08 0,95 0,69 0,24 0,850-0,97 R 2 (ajusado) % 95,0 86,60 99,24 98,28 8,8 92,6 78, Fone: os auores 5

16 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Tabela 5 - Análse de componenes prncpas (CC-650 wper e CC-650 convencoanl) PCA CC-650 wper PCA CC-650 convenconal PC PC 2 PC 3 PC PC 2 PC 3 Egenvalue (e) 2,0309 0,6500 0,39 2,226 0,488 0,298 Proporon 0,677 0,27 0,06 0,738 0,63 0,00 Cumulave 0,677 0,894,000 0,738 0,900,000 Egenvecors ( ) PC PC 2 PC 3 PC PC 2 PC 3 K p -0,66-0,30 0,724-0,604-0,35-0,786 R a 0,504-0,6 0,060 0,553-0, 78-0,29 MRR 0,605 0,402 0,670 0,574 0,60-0,546 Fone: os auores Para ambas as ferramenas, as formulações NBI-EQMM fo mplanada ulzando PC e PC 2, uma vez que, o faor de explcação acumulada da varânca-covarânca para a ferramena CC- 650 wper fo de 89,40% e para a ferramena CC-650 convenconal fo de 90% O algormo OLS fo aplcado e os resulados dos modelos quadrácos compleos apresenados na Tabela 3 e 4 Segundo o procedmeno proposo, o pono de Uopa ) de K p e R a foram deermnados aravés da mnmzação ndvdual resra, al como em ( y Mn ˆ y y x x Já o pono de Uopa da resposa MRR fo deermnado pela maxmzação ndvdual resra, al como x Max ˆ Os valores esão demonsrados nas úlmas lnhas da Tabela 2 (Passo 3) y y x Eses valores represenam os melhores valores de K p, R a e MRR que poderam ser enconrados pela omzação durane o processo de usnagem do Aço ABNT-045, usando as ferramenas wper e convenconal Eles ambém rão compor as equações dos EQMM Assm, com base no conjuno de Equações (4-6) as funções EQMM e EQMM 2 puderam ser desenvolvdas (Passo 4) Os resulados das observações enconradas para as ferramenas CC- 650 wper e CC-650 convenconal esão na Tabela 2 6

17 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Após eses procedmenos, duas funções objevas ponderadas, não correlaconadas dos CP podem ser omzadas pela abordagem NBI-EQMM O algormo OLS fo aplcado para esmar os coefcenes das funções EQMM e EQMM2 Os modelos quadrácos compleos esão apresenados na Tabela 3 (ferramena CC-650 wper) e Tabela 4 (ferramena CC-650 convenconal) Com os modelos RSM de EQMM e EQMM 2 defndos, a omzação pelo méodo NBI pode ser promovda (Passos 5 a 8) Com base na Equação () a Marz Payoff do processo esudado, usando as ferramenas CC-650 wper e CC-650 convenconal, foram deermnadas levando em consderação os ponos de Uopa Max EQMM x e Nadr EQMM x I Pela Equação (2), a normalzação da Marz Payoff fo realzada Em seguda, consderando o créro de mnmzação e aplcando o algormo GRG dsponível para a rona do Solver para o ssema de Equações (3) resulou no conjuno de resulados ómos de Pareo, conforme demonsrado na Tabela 6 Incremenos de aproxmadamene 5% foram adoados A resrção não lnear x T x, 682 fo consderada A parr dos 2 ponos ómos enconrados para os parâmeros do processo de usnagem fnal a seco, usando a ferramena CC-650 wper e CC-650 convenconal (Tabela 6), a Fronera de Pareo fo consruída (Fgura 3a, para o processo usando a ferramena CC-650 wper, e Fgura 3b, para o processo usando a ferramena CC-650 convenconal) Fgura 3 - Fronera de Pareo obda pelo méodo NBI-EQMM: Ferramena CC-650 wper (a) e Ferramena CC- 650 convenconal (b) 7

18 EQMM2 - CC650 Wper EQMM2 - CC650 XXXVI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCÃO Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 3,8 4,0 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 Kp = $ 3,743 Ra = 0,79(m) MRR = 3,995 (mm 3/ mn) 2,0 0,0 8,0 6,0 Kp = $ 4,25 Ra = 0,75(m) MRR = 2,88 (mm 3/ mn) 2,6 4,0 2,4 2,0 2,2 0,5,0,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 EQM - CC650 Wper 0,0 0,0 0,5,0,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 EQMM - CC650 (a) (b) Fone: os auores 8

19 () Tabela 6 - Resulados da omzação pelo méodo NBI-EQMM (CC-650 wper e CC-650 convenconal) Ponos ómos - ferramena CC-650 wper Ponos ómos - ferramena CC-650 conven Resposas Parâmeros de core Resposas decodfcadas Resposas Parâmeros de Core EQMM EQMM2 Vc f ap Kp Ra MMR EQMM EQMM2 Vc fz ap 0 3,9 2,37 83,7 0,6 0,30 4,84 0,4 8,84 3,80 2,40 233,72 0, 0, ,60 2,38 85,39 0,6 0,30 4,70 0,43 9,26 3,49 2,2 238,49 0,2 0,32 0 3,33 2,40 86,92 0,7 0,3 4,59 0,46 9,66 3,03,20 236,3 0,5 0, ,08 2,43 88,3 0,7 0,3 4,49 0,48 0,04 2,83,49 225,22 0,5 0, ,86 2,47 89,57 0,7 0,32 4,40 0,5 0,40 2,67,9 26,32 0,6 0, ,66 2,5 90,7 0,7 0,32 4,32 0,53 0,74 2,52 2,39 209,45 0,6 0, ,47 2,56 9,73 0,7 0,33 4,25 0,55,07 2,38 2,94 204,99 0,6 0, ,29 2,62 92,67 0,8 0,33 4,9 0,57,37 2,26 3,54 202,85 0,7 0, ,2 2,68 93,49 0,8 0,34 4,3 0,60,66 2,4 4,7 202,2 0,7 0,27 045,97 2,74 94,23 0,8 0,34 4,08 0,62,94 2,02 4,82 202,04 0,7 0,24 05,82 2,8 94,92 0,8 0,34 4,04 0,64 2,9,9 5,49 202,28 0,7 0,23 055,67 2,88 95,52 0,8 0,35 3,99 0,65 2,44,80 6,6 202,66 0,8 0,2 06,54 2,95 96,07 0,8 0,35 3,96 0,67 2,67,69 6,84 203,5 0,8 0,9 065,40 3,02 96,58 0,8 0,36 3,92 0,69 2,88,59 7,52 203,67 0,8 0,8 07,27 3,09 97,05 0,8 0,36 3,89 0,7 3,09,48 8,2 204,2 0,8 0,6 075,5 3,7 97,47 0,8 0,36 3,85 0,73 3,29,38 8,9 204,76 0,8 0,5 08,03 3,24 97,85 0,8 0,37 3,82 0,74 3,48,27 9,60 205,3 0,8 0, ,9 3,32 98,2 0,8 0,37 3,80 0,76 3,66,7 0,30 205,86 0,8 0,2 09 0,79 3,40 98,54 0,8 0,37 3,77 0,77 3,83,07,00 206,43 0,9 0, 095 0,68 3,48 98,85 0,9 0,38 3,74 0,79 4,00 0,98,75 97,08 0,9 0, 0,78 3,64 207,37 0,7 0,38 3,97 0,77 3,4 0,93 2,7 82,80 0,20 0,0 Fone: os auores

20 Fnalmene, a omzação global sobre o conjuno das 2 soluções ómas de Pareo enconradas para a omzação usando a ferramena CC-650 wper e CC-650 convenconal fo realzada endo como créro de avalação o méodo da Menor Soma de Quadrados A Tabela 7 apresena eses resulados, assm como os valores da dferença enre os ponos ómos enconrados e os valores de Uopa Tabela 7 - Resulados da omzação pelo méodo NBI-EQMM (CC0-650 wper e CC-650 convenconal) Valores K p R a MRR V c f a p Targe values ( Y ) (CC-650 wper) 3,369 0,207 5, ,0-0,22 0,5-0,33 Targe values ( ) (CC-650) 3,376 0,050 3,298 Y Ómo (CC-650 wper) - NBI-EQMM 3,743 0,79 3,995 98,5 0,85 0,376 Amplude (%), ,46,62 5,85 4,08 Ómo (CC-650) - NBI-EQMM 4,24 0,75 2,88 236,3 0,5 0,35 Amplue (%) 25, ,8 4,95 30,02 5,35 Fone: os auores De acordo com os resulados apresenados na Tabela 7, os valores para maxmzar MRR, mnmzando smulaneamene Ra e Kp são: V c = 98,85m/mn, f = 0,9mm/rev, a p = 0,38mm Embora a profunddade de core enha apresenado um nível superor, as soluções ómas-pareo enconradas pela omzação da ferramena CC-650 wper apresenaram-se denro dos lmes de especfcação e relavamene pero de seus alvos Além dsso, observouse que a amplude de odas as resposas em relação ao pono de Uopa fo pequena, o que sugere um bom desempenho dessa ferramena para o processo examnado Da mesma forma, para maxmzar MRR, mnmzando smulaneamene a Ra e o Kp, V c = 225,22m/mn, f = 0,5mm/rev, a p = 0,35mm foram os valores que angram as condções ómas de qualdade ulzando a ferramena convenconal, CC-650 Noa-se que Velocdade de core e profunddade de core apresenaram níves lgeramene superores o que levou à valores de rugosdade dsanes do seu alvo Oura observação mporane é que a varação dos valores enconrados fo ala, ou seja, exsem valores muo próxmos de seus alvos e valores dsanes De forma geral, observa-se que a omzação ulzando a ferramena CC-650 prorzou a maxmzação da produvdade e mnmzação do cuso, desconsderando a caracerísca qualdade

21 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Como consderações fnas, pode-se observar que os valores enconrados pela ferramena CC- 650 wper apresenaram-se mas próxmas dos seus alvos que os enconrados pela ferramena CC-650 convenconal Isso sgnfca que a omzação do processo usando ferramenas wper conseguu mnmzar o cuso e rugosdade e ao mesmo empo, maxmzar a MRR de forma mas efcene que a omzação com a ferramena CC-650 convenconal Além dsso, a amplude dos valores ómos enconrados para a varável wper são menores se comparados com a ferramena convenconal, com "equlíbro" enre os objevos de cuso, qualdade e produvdade Por ouro lado, perceba que os ponos ómos de K p e MRR enconrados pela ferramena convenconal esão próxmos de seus alvos, mas o mesmo não aconece com a resposa Ra Ou seja, se a ferramena convenconal for usada no processo, a empresa rá ober ala produvdade, com cusos mínmos, mas a qualdade da superfíce da peça será compromeda Isso não aconece com os valores omzados apresenados pela ferramena CC-650 wper, de forma que, mesmo com preço de mercado superor, o desempenho apresenado por esa ferramena em ermos de cuso, qualdade e produvdade serão maores, sasfazendo, porano, a relação cuso x benefíco Conclusões Os resulados aponaram que, apesar da ferramena CC-650 wper er um cuso de aqusção maor, os valores ómos enconrados para as caraceríscas de cuso, qualdade e produvdade foram consderados mas aproprados e com valores mas próxmos dos valores defndos como deas se comparados com os resulados apresenados pela ferramena CC- 650 Desa forma, a ulzação de méodos de omzação mulobjeva, como a abordagem NBI- EQMM, podem e devem ser ulzadas na análse de planejameno e melhora da qualdade e, redução de cusos do processo no âmbo ndusral Referêncas CAMPOS, P H S; FERREIRA, J R; PAIVA, A P; BALESTRASSI, P P; DAVIN, J P Modelng and opmzaon echnques n machnng of hardened seels: a bref revew Rev Adv Maer Sc, v 34, p 4-47, 203 CEMIG - Companha Energéca de Mnas Geras Valores de arfas de energa 2

22 Conrbuções da Engenhara de Produção para Melhores Prácas de Gesão e Modernzação do Brasl João_Pessoa/PB, Brasl, de 03 a 06 de ouubro de 206 Dsponível em < hp://wwwcemgcombr/pbr/aendmeno/pagnas/valores_de_arfa_e_servcosaspx> Acesso em 23 de março de 205 DAS, I; DENNIS, J Normal Boundary Inersecon: An alernae mehod for generang Pareo opmal pons n mulcrera opmzaon problems Langley Ressearch Cener, VA , Hampon, Vrgna, 996 FERRARESI, D Fundamenos da usnagem dos meas São Paulo: Edgard Blucher, 979 MONTGOMERY, D C Desgn and Analyss of Expermens John Wley & Sons, 997 OLIVEIRA, C H de Méodo da Inerseção Normal à Fronera para a omzação mulobjeva de superfíce de resposa duas correlaconadas Iajubá: UNIFEI, p Dsseração (Mesrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenhara de Produção,Unversdade Federal de Iajubá, Iajubá, Mnas Geras, 203 PAIVA, A P; PAIVA, E J; FERREIRA, J R; BALESTRASSI, PP; COSTA, S C A mulvarae mean square error opmzaon of AISI 5200 hardened seel urnng In J Adv Manuf Technol, v 43 p , 2009 SALES, G T de Torneameno do aço ASTM 300M endurecdo com ferramenas de cerâmca e PCBN com geomera "Wper" Iajubá: UNIFEI, p Dsseração (Mesrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenhara Mecânca, Unversdade Federal de Iajuba, Iajubá, Mnas Geras, 2004 CAMPOS, P H S Omzação robusa mulvarada do processo de orneameno do aço endurecdo ABNT 5200 com ferramena cerâmca alsador Iajubá Dsseração (Mesrado) Programa de Pós-Graduação em Engenhara de Produção da Unversdade Federal de Iajuba, Iajubá, Mnas Geras, Brasl (UNIFEI) 95 p 20 Agradecmenos FAPEMIG, CNPq, CAPES, IFSULDEMINAS 22