1.Introdução: Sistemas Produtivos

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1 Sistemas Flexíveis Automatizados de Manufatura conceitos, tipos e aplicação. Prof. Assoc.

2 1.Introdução: Sistemas Produtivos Sofreram grandes alterações nas últimas décadas. As empresas tem que reagir rapidamente às necessidades de mercado, mantendo baixos os níveis de custos de produção, para poder competir em um mercado cada vez mais dinâmico de baixa diversificação de produto, com um mercado consumidor pouco exigente para grande variedade de produtos fabricados, com a predominância de produtos individualizados.

3 Sistemas de Manufatura Sofreram grandes alterações nas últimas décadas, devido a algumas tendências: O aumento no número e variedade de produtos continuará resultando numa queda do tamanho dos lotes de fabricação; A exatidão e precisão dimensionais dos produtos, com o objetivo de melhoria da qualidade, continuará a ser fator preponderante; A variedade de materiais levará sempre ao aumento dos processos de fabricação; O tempo entre projeto e fabricação do novo produto tenderá sempre a ser reduzido; Produtos globais irão abastecer mercados globais.

4 Novos Sistemas de Manufatura devem dar as seguintes respostas para as tendências citadas: Produtos melhores levam à reestruturação e melhoria dos sistemas de manufatura; Os sistemas de manufatura devem entregar produtos com melhor qualidade, custo unitário menor e dentro do prazo préestabelecido pelos clientes; O sistema deve ser projetado de maneira compreensível, flexível e confiável.

5 Planejamento Estratégico: Busca maximizar os resultados das operações e minimizar os riscos nas tomadas das decisões. Missão Corporativa Estratégia Corporativa Estratégia Competitiva Estratégia Funcional Estratégia Financeira Estratégia de Marketing Estratégia de Produção

6 Conceitos Estratégicos de Produção: Estratégia de Produção Just in Time (JIT) Total Quality Control (TQC) Filosofia voltada para a otimização da produção Filosofia voltada para a identificação, análise e solução de problemas relacionados com a qualidade dos produtos

7 Just in Time (JIT) + Total Quality Control (TQC) Redução de Custos internos dos clientes; Produção de pequenos lotes com qualidade; Flexibilidade; Redução dos estoques; Projetos em conjunto com o cliente. Metas: Defeito zero ; Estoque zero ; Movimentação zero ; Lead time zero ; Tempo de configuração zero ; Lotes unitários.

8 1.Introdução: Sistemas Produtivos Para alcançar níveis de produção competitivos, trabalhando com mudanças rápidas de mercado, as empresas têm buscado dois objetivos principais: Automação e Integração Através destes objetivos, a filosofia de produção de variedades de produtos pode ser implementada, buscando na flexibilidade de adaptação do sistema produtivo às mudanças de produto a solução para acompanhar as alterações de mercado e, consequentemente poder atingir níveis competitivos.

9 1.Introdução: Sistemas Produtivos A implementação de novas tecnologias na manufatura é uma estratégia multifuncional, já que tem como consequências: Aumento de produtividade; Redução de custos e variabilidade de produtos; Eliminação de riscos; Utilização de recursos humanos em tarefas que envolvem maior uso da capacidade intelectual e menor esforço físico.

10 1.Introdução: Sistemas de Manufatura A automação da manufatura pode ser dividida em três categorias básicas: - Automação do Chão de Fábrica ; - Automação da Engenharia; - Automação no Planejamento e Controle.

11 Automação da Manufatura Automação do Chão de Fábrica: Utilização de hardware/software adequados, na implementação de máquinas ferramentas numericamente controladas, robôs manipuladores e sistemas automatizados de manipulação de materiais, integrados via redes de comunicação de dados.

12 Automação da Manufatura Automação da Engenharia: Utilização de tecnologias que simplificam os trabalhos relativos ao Projeto, Análise e Planejamento. Estas tecnologias podem reduzir drasticamente o tempo consumido no desenvolvimento de protótipos e durante testes no período de desenvolvimento dos produtos.

13 Automação da Manufatura Automação do Planejamento e Controle: Utilização de ferramentas relacionadas ao planejamento de requisições de materiais, com recursos para planejamento, análise de inventários, aquisições, ordem de processo, níveis de custos e capacidade de planejamento em diversos níveis. No nível de Controle, utilizam-se Sistemas Computadorizados de Auxílio à Manufatura e ferramentas de Controle Estatístico de Processos.

14 Automação da Manufatura CIM (Computer Integrated Manufacturing) Início dos anos 1980 Refere-se ao uso da tecnologia de computadores e redes de comunicação de dados para integrar todas as funções relacionadas à manufatura de um produto, caracterizando-se como um sistema de informação e controle da manufatura.

15 Benefícios da implementação do conceito de Manufatura Integrada por Computador: Mudanças na Estrutura de Custos, relacionadas basicamente com a substituição de trabalho humano pelas máquinas e redução de custos variáveis; Aumento da Repetibilidade dos Processos, o qual tem impacto competitivo, devido à redução do trabalho de correção e melhoria de desempenho dos produtos; Redução de Inventários, através da redução de tempo de montagem, minimizando a necessidade de estoques;

16 Benefícios da implementação do conceito de Manufatura Integrada por Computador: Aumento da Flexibilidade, através de rápidas trocas de ferramentas e equipamentos, possibilitando mudanças de produtos rapidamente, em resposta às variações de demanda de mercado; Redução de Tempo de Trânsito entre as Estações de Processamento, através da redução de distâncias de movimentação de materiais e otimização das rotas a serem seguidas pelos mesmos.

17 Manufatura Integrada por Computador: Objetivos principais: Manufatura consistente de produtos de qualidade, os quais devem satisfazer às necessidades do mercado consumidor; Incrementar a produtividade da instalação física, através de ferramentas e informações adequadas nos níveis de operação e gerenciamento; Estratégia de produção de bens que seja responsiva à atuação da empresa no mercado.

18 Gestão de Vendas e Serviços Nível 4 Gestão de Relacionamento com Cliente (CRM) E-Commerce Sistema Integrado de Gestão ERP Gestão Inventário E-Procurement Leilão Reverso Gestão da Cadeia Suprimentos SCM Gestão Fornecedores Estratégicos Logística Despacho e Recebimento Nível 3 Gestão de Manutenção Acompanhamento da Produção Alocação de Recursos MES: Dados integrados da Produção, operando com sistemas de gestão das operações e recursos humanos Agendamento e Planejamento Gestão de Processos Gestão de Dados dos Produtos Engenharia de Produto e Processos Gestão da Qualidade Controle de Documentos Gestão de Mão-de-obra Análise de Performance CAD/CAM/CAE Controles Drivers, Motores Relés Nível 2 Coleta de Dados Controladores (CLP) Controle Numérico de Máquinas Sistemas Robotizados Níveis 0 e 1 Automação, Instrumentação e Equipamentos Fonte: MESA White Paper

19 CIM Níveis Hieráquicos Centro de Operações (Escritório Central) Gerenciamento de Operações Controle de Chão de Fábrica Planta Física

20 CIM Arquitetura Centro de Operações (Escritório Central) Marketing Rede Corporativa Clientes Sistemas de Automação Sistema Gerenciador de Operações Redes de Comunicação de Dados Industriais Controle de Chão de Fábrica Roteamento de Materiais Controle de Qualidade

21 Funções Organizacionais de Planejamento e Logística CIM Modelo em Y Funções Técnicas de Engenharia e Fabricação Planejamento e Controle da Produção Controle dos Pedidos Estimativas de Custo Plano Mestre de Produção Gerenciameno de Materiais Planejamento da Capacidade Liberação das Ordens Controle da Produção Coleta de Dados Operacionais Controle de quantidades, tempos e custos Bases de Dados Pré-Projeto Projeto Planejamento do Processo Programação CNC Controle das Máquinas Controle do Transporte Controle dos Estoques Controle da Montagem Controle da Manutenção CAE CAD CAE CAPP CAM Implementação Planejamento Controle de Mário Expedição Luiz Tronco Controle da Qualidade

22 Funções Organizacionais de Planejamento e Logística Planejamento e Controle da Produção Controle dos Pedidos Estimativas de Custo Plano Mestre de Produção Gerenciameno de Materiais Planejamento da Capacidade Liberação das Ordens CIM Modelo em Y CAE Engenharia Auxiliada por Computador Sistema computacional para desenvolver e avaliar as especificações Bases funcionais de de produtos, peças e processos Dados de fabricação CAD Projeto Auxiliado por Computador Controle da Produção Funções Técnicas de Engenharia e Fabricação Pré-Projeto Projeto Planejamento do Processo Programação CNC Controle das Máquinas Sistema computacional para elaboração de Coleta de Dados desenhos, lista de materiais e outros conjuntos de Operacionais instruções para as atividades de produção, tais Controle de como bases de quantidades, dados gráficas tempos de e peças, desenhos, simulação gráfica interativa, custos armazenamento e acesso a documentos, edição de documentos técnicos, etc. Controle do Transporte Controle dos Estoques Controle da Montagem Controle da Manutenção Controle de Mário Expedição Luiz Tronco Controle da Qualidade CAE CAD CAPP CAM Implementação Planejamento

23 Funções Organizacionais de Planejamento e Logística Planejamento e Controle da Produção Controle dos Pedidos Estimativas de Custo Plano Mestre de Produção Gerenciameno de Materiais Planejamento da Capacidade Liberação das Ordens CIM Modelo em Y CAPP Planejamento de Processo Auxiliado por Computador Sistema computacional empregado para a geração de fluxo produtivo Bases das de peças e componentes dentro do Dados sistema de produção (Roteiro de Produção) CAM Manufatura Auxiliada por Computador Controle da Produção Funções Técnicas de Engenharia e Fabricação Pré-Projeto Projeto Planejamento do Processo Programação CNC Controle das Máquinas Sistema computacional que agrega atividades de Coleta de Dados geração, transmissão e controle de execução de Operacionais programas aplicados às máquinas ferramentas e Controle de robôs, sistemas quantidades, de manipulação tempos e de materiais, inspeção e testes custos da produção. Controle do Transporte Controle dos Estoques Controle da Montagem Controle da Manutenção Controle de Mário Expedição Luiz Tronco Controle da Qualidade CAE CAD CAPP CAM Implementação Planejamento

24 Manufatura Integrada por Computador CIM): Onde implementar? Baixa Variedade Alta Máquina CNC Centros Automatizados CNC s Célula Flexível de Manufatura Sistema Flexível de Manufatura Sistemas de Manufatura Linha de Transferência Flexível Baixo Volume da Produção Alto

25 Máquina CNC Centros Automatizados CNC s Sistemas de Manufatura Célula Flexível de Manufatura Sistema Flexível de Manufatura Linha de Transferência Flexível Baixo Volume da Produção Alto

28 Sistemas de Manufatura Máquina CNC Centros Automatizados CNC s Célula Flexível de Manufatura Sistema Flexível de Manufatura Linha de Transferência Flexível Baixo Volume da Produção Alto

29 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Sistemas de alta produção e flexibilidade, existentes entre linhas de transferência e máquinas CNC; Combinam os benefícios da alta produção da linha de transferência flexível com a flexibilidade da máquina CNC;

30 O FMS é um um sistema integrado de manufatura que aplica automação a um sistema celular de produção. Um FMS integra muitos dos conceitos e tecnologias: Automação Flexível Tecnologia de grupo Máquinas CNC Transporte de materiais entre estações automatizados Controle de máquinas por computador

31 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Cada peça tem um número de operações pré-definidas, das quais uma ou mais são executadas em cada estação de máquinas ou de montagem; A ordem em que essas peças são manufaturadas é dada por uma lista (schedulling - escalonamento). A programação define, por um período de tempo, qual operação obrigatoriamente será executada, em qual peça e máquina.

32 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Aspectos de Flexibilidade relacionados aos componentes do FMS: Flexibilidade de Máquina: Facilidade com que a mesma pode variar de uma operação a outra; Flexibilidade de Materiais: Habilidade no transporte de peças e na localização das mesmas; Flexibilidade de Operação: Possibilidade de haver diversas formas de processar diversos materiais, com distintas sequências de operações (planos de processo).

33 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Flexibilidade Deve assegurar ao sistema a capacidade de responder rapidamente frente ao acontecimento de um fato indesejável e previsível, ou de formular uma estratégia ofensiva ou defensiva diante de uma mudança insesperada.

34 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Características do FMS: Capacidade de processar diferentes componentes, com pouca ou nenhuma intervenção humana para adaptação das máquinas, ou interrupção do processo de fabricação para reconfiguração do conjunto de equipamentos; Capacidade de processar simultaneamente peças diferentes; Capacidade de processar uma determinada variedade de peças, utilizando o mesmo equipamento e o mesmo sistema de controle;

35 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Características do FMS: Alto grau de flexibilidade na escolha de uma ou mais estações para cada operação e na conservação da continuidade da produção, mesmo quando uma estação de trabalho está fora de serviço, devido a falha ou manutenção; Alto grau de automação devido à utilização de máquinas e equipamentos com capacidade de operação autônoma e interfaces inteligentes para acesso de materiais e troca de informações; Fluxo intensivo de informações a serem tratadas pelo sistema de controle; Capacidade de adaptação à alterações no projeto dos produtos e processos.

36 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Objetivos: Aumento da Produtividade: Alta utilização das unidades de produção; Redução do tempo de montagem/preparação; Aumento da taxa de utilização dos equipamentos; Redução da mão de obra direta; Aumento da Flexibilidade: Variedade de produtos; Melhor resposta às mudanças das condições de mercado; Melhor resposta às mudanças de projeto;

37 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Objetivos: Redução de Estoque: De peças em processo; De ferramentas; De tamanho de lote; Redução do tempo entre as estações de trabalho; Motivação dos operários: Aumento do trabalho variado; Criação de novos incentivos de trabalho; Aumento da segurança dos operadores.

38 Sistemas Flexíveis de Manufatura FMS Componentes: Estações de Processamento interconectadas através de um Sistema de Manipulação de Materiais (Movimentação e Armazenamento) e controlados por um Sistema Computacional Integrado. São Flexíveis por serem capazes de processar uma variedade de diferentes peças, simultaneamente, nas várias unidades de trabalho.

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42 FMS - Componentes Estações de Processamento: Centros Automatizados CNC, que realizam operações de usinagem em famílias de peças; Estações de Montagem Automatizada; Estações de Inspeção;

43 FMS Videos (FMS_5) (FMS_Celula_Manufatura)

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56 Sistemas de Movimentação, Manipulação e Armazenamento Automatizado de Materiais Funcionalmente: Estações de Processamento Importância: até 2/3 dos custos totais da produção Armazenamento Manipulação Transporte

57 Sistemas de Movimentação, Manipulação e Armazenamento Automatizado de Materiais Conceitualmente: Controle Robôs Armazenamento FMS/FMC Manipulação Transporte Outros Sistemas de Transformação

58 Sistemas de Movimentação, Manipulação e Armazenamento Automatizado de Materiais Conceitualmente: Controle Robôs FMS/FMC Manipulação Armazenamento Transporte Outros Sistemas de Transformação

59 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Objetivo: Movimentar Matéria Prima, Peças em Processo, Peças Acabadas, Ferramentas e Suprimentos, de uma posição para outra, a fim de facilitar ou realizar operações do processo de produção Requisitos: - Segurança; - Eficiência; - Temporização; - Precisão.

60 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Definições: A manipulação de materiais é uma atividade que provê a quantia certa de material, nas condições corretas, no lugar certo, no tempo certo, na posição certa, na sequência certa, no custo certo, usando os métodos certos (Tompkins et al., 1996). Quando o material é manuseado, ele é movido para uma área de armazenamento temporário, de tal maneira que o sistema de gerenciamento possa responder rapidamente aos requisitos de produção, fazendo com que o material chegue em quantidade adequada, no tempo certo, sem gargalos e congestionamentos, no local correto.

61 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Definições: A manipulação de materiais está relacionada com o armazenamento e movimentação de materiais em/através de sistemas de produção, tais como fábricas, depósitos, centro de distribuição, etc. Bozer, 2001) A manipulação de materiais é a arte e a ciência associadas com a movimentação, armazenamento, controle e proteção de bens e materiais durante o processo de sua manufatura e distribuição (Material Handling Industry of America, 2002).

62 3. Sistemas de Manipulação Classificação geral 1ª Geração 2ª Geração 3ª Geração Manipulação Manual de Materiais Manipulação Mecânica de Materiais Manipulação Automatizada de Materiais ª Geração Manipulação Integrada de Materiais ª Geração Manipulação Inteligente de Materiais ª Geração Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Presente

63 1ª Geração Manipulação Manual de Materiais ª Geração Manipulação Mecânica de Materiais ª Geração Manipulação Automatizada de Materiais Era dos sistemas mecânicos de manipulação, nos quais dispositivos como empilhadeiras, transportadores e racks Manipulação Integrada de rotativos foram 4ª introduzidos. Geração Alguns destes dispositivos Materiais ainda estão presentes em sistemas modernos de manipulação de materiais 5ª Geração Manipulação Inteligente de Materiais ª Geração Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Presente

64 1ª Geração Manipulação Manual de Materiais ª Geração Manipulação Mecânica de Materiais ª Geração Manipulação Automatizada de Materiais ª Geração Manipulação Integrada de Materiais Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Automatizados 6ª Geração de Manipulação de Materiais foram Tipos preliminares de sistemas modernos de manipulação de materiais. Dispositivos Manipulação Inteligente 5ª Geração automáticos foram introduzidos, incluindo sistemas AS/RS, AGV s de Materiais (Automated Guided Vehicles) e Robôs Industriais. Diferentes tipos de Sistemas utilizados, sem uma coordenação sistemática Presente

65 Manipulação Manual de Materiais Consiste de Sistemas 1ª Geração Integrados de Manipulação de Materiais, onde a coordenação dos diferentes dispositivos de manipulação automática de materiais é realizada por um 2ª Geração Manipulação Mecânica Controlador Centralizado. Proporcionou de Materiais as condições de integração para os sistemas flexíveis de manufatura dos anos Flexibilidade e confiabilidade Manipulação Automatizada limitadas para 3ª Geração operações complexas. de Materiais ª Geração Manipulação Integrada de Materiais ª Geração Manipulação Inteligente de Materiais ª Geração Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Presente

66 1ª Geração Manipulação Manual de Materiais Envolveu o desenvolvimento de sistemas inteligentes de manipulação de materiais, os quais utilizam dispositivos Manipulação Mecânica de Materiais automatizados de 2ª manipulação Geração de materiais para realizar diversas tarefas complexas e dotados de inteligência suficiente para modificar plantas pré-estabelecidas 3ª Geração dinamicamente. Manipulação Automatizada de Materiais ª Geração Manipulação Integrada de Materiais ª Geração Manipulação Inteligente de Materiais ª Geração Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Presente

67 1ª Geração Manipulação Manual de Materiais Sistemas capazes de incorporar o fluxo paralelo de informação e material, prover flexibilidade para Manipulação Mecânica de Materiais escalabilidade, 2ª através Geraçãode recursos computacionais massivos, e de telecomunicações. Permitem que a informação dos sistemas de manipulação de materiais Manipulação Automatizada de Materiais sejam compartilhadas 3ª Geração em todos os setores da fábrica, e com parceiros estratégicos, para o planejamento avançado, tratamento em tempo real e maior escalabilidade. 4ª Geração Manipulação Integrada de Materiais ª Geração Manipulação Inteligente de Materiais ª Geração Manipulação de Materiais Inteligente com Integração de Informações Presente

68 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Um sistema de manipulação de materiais movimenta, armazena e controla o fluxo de materiais de tal maneira que seu custo seja minimizado. Isto implica em coordenação de diferentes operações levando em conta o fluxo paralelo de informações e materiais.

69 -Palletizador Automático; - Mecanismos de Separação e Escolha; - Robôs. -Transportadores; - Veículos Comandados; - AGV s; - Veículos de Transferência e Distribuição; - Robôs. Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais -Buffers de Alta Velocidade; - Carrosséis Horizontais e Verticais; - AS/RS Mini-Carga; - AS/RS Carga Unitária; -Sistema de Gerenciamento de Depósitos de Materiais; - Bancos de Dados

70 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Transporte de Materiais. É o cerne do Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais. Possibilita a automação da transferência de materiais de uma localidade para outra sobre relativamente pequenas distâncias dentro de um instalação.

71 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Transporte de Materiais. Realiza diversas operações incluindo operações de carga e descarga de materiais de e para diferentes sistemas de processamento, tais como máquinas CNC de células flexíveis de manufatura ou centros de distribuição.

72 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Transportadores; Veículos Comandados; Robôs.

73 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Transportadores Utilização: Aplicações onde o elemento a ser transportado possui rota fixa Tipos: Transportadores de Roletes; Transportadores por Correias; Transportadores por camada de ar;

74 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Transportadores de Roletes

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78 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Transportadores por Correias

79 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Transportadores por Camada de Ar

80 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Comandados Principais Componentes: Veículos Automotores; Veículos de Transferência; Veículos Guiados Automaticamente (AGV s).

81 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Automotores Veículos com motor elétrico de bordo, os quais trafegam em trilhos dispostos ao longo da rota a ser percorrida A alimentação elétrica é disposta ao longo do próprio trilho, assim como sensores de parada e de identificação de direção de deslocamento.

82 Componentes Básicos dos Sistemas de Manipulação de Materiais: Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Automotores

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84 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos de Transferência Utilizados em substituição aos transportadores; Podem ser configurados com um único veículo bidirecional ou com um ou mais veículos em um loop contínuo; Podem transportar pequenas cargas ou mesmo pallets.

85 Videos Transportadores Conveyor_1 Conveyor_2 Conveyor_3 Conveyor_4 Conveyor_5 Conveyor_6

86 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Veículos equipados com dispositivos de guiagem automática (sem condutor), eletromagnéticos ou ópticos. São capazes de seguir caminhos prédefinidos e podem ser programados com funções especiais de seleção de rotas, paradas precisas, funções de manipulação, entre outras.

87 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) São veículos sem operador, acionados por baterias, operados por um computador de bordo, o qual pode ser endereçado de forma independente, através de um sistema de comunicação de dados (rede wireless ou modem dedicado) Através de pontos de acesso da rede Wireless, dispostos em sua área de atuação, o AGV se auto-localiza e toma decisões sobre qual rota seguir.

88 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) Utilização Vantagens: Melhor utilização de recursos; Aumento no controle sobre o movimento dos materiais; Menor quantidade de produtos danificados; Flexibilidade de rotas; Adaptabilidade a ambientes diferentes; Facilidade de integração

89 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) Utilização Desvantagens: Custo elevado; Adequação do sistema de tração ao tipo de solo; Manutenção Elevada;

90 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Funções do AGV: Guiagem; Roteamento; Gerenciamento de Tráfego; Transferência de Carga; Gerenciamento.

91 AGV no Chão-de-Fábrica Terminais Wireless e Sensores Rede Wireless Host Veículo Modem Fixo Equipamento de Suporte

92 Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Guiagem: Óptica Pistas no solo; Fios Condutores embutidos no solo; Inercial Giroscópio + Sensores de solo ; Laser Triangulação de Marcos Reflexivos.

93 Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Propulsão - Baterias: Sensores de Nível de Carga no veículo; Estações de Recarga; Estratégia de Controle de Recarga.

94 Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Segurança:

95 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Tipos de AGV s: Veículos Rebocadores; Carros Pallets; Transportadores de Carga Unitária

96 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Veículos (AGV s) Rebocadores: São Carros auto-guiados acoplados a uma série de traillers. A maior aplicação deste tipo de veículo é em situações de fluxo pesado de materiais, onde o material deve ser movido a grandes distâncias e poucos pontos de destino

97 AGV s Veículos Rebocadores

98 3. Sistemas de Manipulação Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Carros (AGV s) Pallets: Utilizados para transporte de material em geral (peças em trânsito, sub-montagens, pallets, ferramentas, etc.).

99 AGV s Carros Pallets

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104 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Componentes: Veículos Autoguiados (AGV s) Transportadores (AGV s) de Carga Unitária: São veículos bidirecionais, nos quais o convés é uma plataforma de carga e descarga de materiais, a qual pode ser ativa (com mecanismo de manipulação) ou passiva; Podem conter mecanismos de transferência em seu convés, para manipular peças em trânsito, pallets, etc.

105 AGV s Transportadores de Carga Unitária

108 AGV s Soluções Híbridas

109 AGV s Soluções Híbridas

110 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) Controle de AGV s 3 Níveis na Arquitetura de Controle Sistema de Controle de AGV s Unidade de Controle de Campo Unidade de Controle de Bordo

111 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) - Controle de AGV s Sistema de Controle de AGV s Situado no Nível de Controle do FMS Monitora o Status dos Equipamentos (AGV s); Reporta utilização de cada veículo individualmente; Supervisiona Tráfego; Atribui destinos;

112 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) - Controle de AGV s Unidade de Controle de Campo Situado no Nível de Controle do Sistema de Manipulação Fornece Trajetórias; Seleciona Veículos; Evita colisões.

113 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Transporte de Materiais Veículos Auto-guiados (AGV s) - Controle de AGV s Unidade de Controle de Bordo Situado no Veículo Controle de Velocidade; Controle de Parada e Permanência; Roteamento entre pontos Determinados; Diagnóstico de Falhas e Status de Operação

114 Videos AGV

115 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Equipamentos Sistemas de Armazenamento Automatizado Conceitualmente: Uma combinação de equipamentos que manipulam, armazenam e entregam materiais com precisão e cumprindo requisitos de tempo de entrega, sob um grau definido de automação

116 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Equipamentos Sistemas de Armazenamento Automatizado Razões para utilização: Aumentar a capacidade de armazenamento; Aumentar a utilização do espaço físico; Melhorar aspectos de segurança; Reduzir Custos; Aumentar produtividade das operações de produção; Melhorar o controle de inventário; Melhorar a rotatividade de estoque.

117 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Armazenamento de Materiais Permite entrega rápida de itens de e para dispositivos de armazenamento. Implementa operações de carga, armazenamento e descarga. Componentes: Carrosséis Horizontais e Verticais; AS/RS mini-carga; AS/RS Carga Unitária; Buffers de Alta Velocidade

118 Sistema de Armazenamento de Materiais Componentes - Carrosséis Horizontais e Verticais: Bandejas de Armazenamento dispostas em mecanismos giratórios, com controle computadorizado; Normalmente utilizados em operações de Montagem Automatizada; Podem incluir dispositivos de abastecimento automatizado (recarga de itens); Complementam o sistema de armazenamento no Chão de Fábrica.

119 Carrosséis Horizontais Carrosséis Verticais

120 Sistema Híbrido

121 Sistema de Armazenamento de Materiais Componentes - AS/RS mini-carga (Automated Storage and Retrieval System): Armazenam caixas com itens; Funcionam como Buffers para o Sistema de Armazenamento do Chão de Fábrica;

122 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes : Sistema de Armazenamento de Materiais Componentes: AS/RS Carga Unitária;

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126 Estratégias de Armazenamento

127 Estratégias de Armazenamento Zonas de Armazenamento, com prioridade

128 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Armazenamento de Materiais Componentes: Buffers de Alta Velocidade

129 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Distribuição e Seleção Sistemas automatizados usados para a canalização e escolha de itens individuais. Componentes: Palletizador; Mecanismos de Separação e Escolha.

130 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Distribuição e Seleção Palletizador e Mecanismo de Seleção

131 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Distribuição e Seleção Mecanismo de Seleção

132 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Distribuição e Seleção Mecanismo de Seleção (Híbrido)

133 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Sistema de Distribuição e Seleção Componentes Robôs Utilizados junto a estações de palletização, montados sobre AGV s ou em pontos de coleta/entrega de materiais, nos postos localizados junto aos sistemas AS/RS, Carrosséis, Transportadores ou Buffers; Podem desempenhar diversas funções de manipulação.

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135 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Componentes Sistema de Controle Hardware de controle dos dispositivos integrados via Rede de Comunicação de Dados (Redes de Barramento/Rede Corporativa); Software de Controle dos Dispositivos atuando em conjunto com Bases de Dados Integradas e Coletores de Dados (RFID, Leitores Ópticos, etc.); Integração de Informações do Chão de Fábrica (relativas aos itens armazenados/em trânsito), com informações corporativas (Controle de Estoque, etc.); Integração!

136 Banco de Dados Banco de Dados Banco de Dados Rede de Comunicação de Dados (I/O Bus) Sistema de Controle do MHS Gateway Rede Corporativa Base de Dados Sistema de Controle do FMS Base de Dados Integrada

137 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Manipulação Controle de Materiais Sistema de Controle do FMS Identificação dos Materiais; Identificação da sequência de movimentação; Identificação das rotas.

138 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Requisitos para planejamento de sistemas de manipulação - Considerações do material e condições de movimentação Estado Sólido Líquido Gasoso Quantidade Volume Individual Forma Containers Pallets Tambores Tanques

139 Sistema Automatizado de Manipulação de Materiais Requisitos para planejamento de sistemas de manipulação -Condições de movimentação e Manipulação Quantidade de Material a ser Movimentado; Taxa de fluxo necessária; Sequenciamento dos movimentos; Rota pela qual os materiais serão movimentados Capacidade/necessidade de reprogramação

140 3. Sistemas de Manipulação Projeto do Sistema Capacidade do Sistema Equipamento a ser utilizado Arranjo Físico Localização das estações de carga/descarga; Rotas existentes entre as estações; Distâncias; Padrões de Fluxo; Área total da instalação; Áreas Limites; Distribuição dos equipamentos no arranjo físico Impacta Deve fornecer as seguintes informações para o projeto Possibilidade de combinações de entregas, locais de congestionamentos, etc. Tipo de Equipamento, Quantidade de Equipamentos e Arranjo Físico FInal

141 FMS - Componentes Sistema de Controle - Arquiteturas Centralizada; Hierárquica; Heterárquica; Hibrida.

142 Sistema de Controle - Arquiteturas Arquitetura Centralizada; Utiliza um computador central ou um dispositivo de controle central que gerencia todos os planos e informações de funções dos processos, além das atividades do sistema em um banco de dados global. Máquinas empregadas no chão de fábrica executam os comandos provenientes deste controle central. Vantagem: acesso às informações globais; Desvantagem: Tempo de resposta muito alto, baixa confiabilidade e software com alto custo de manutenção e rigidez quanto às alterações Não é apropriado para o conceito de FMS

143 Sistema de Controle - Arquiteturas Arquitetura Hierárquica Formado por um rígido relacionamento mestre/escravo entre dois níveis adjacentes de controladores: SFC (Shop Floor Controller) e WC (Workstation Controller); A troca de informações entre controladores do mesmo nível não é permitida. Um superior enxerga somente seu subordinado imediato e não o subordinado de seu subordinado. SFC Esta arquitetura não permite modificações para incorporar mudanças não previstas no sistema WC WC WC WC EC EC EC EC

144 Sistema de Controle - Arquiteturas Arquitetura Heterárquica Controle altamente distribuído, implementado através de um sistema cooperativo de processos independentes, agentes centralizados de controle ou controle explícito direto. Decisões de controle podem ser alcançadas através da aceitação mútua e da livre troca de informações entre os agentes participantes. Composto por um conjunto de controladores semi-independentes sem uma hierarquia mestre/escravo. A característica principal é a atividade com autonomia local completa e cooperação para tomada de decisões; Esta arquitetura tem como desvantagem a resolução de conflitos WC WC WC WC

145 Sistema de Controle - Arquiteturas Arquitetura Híbrida A característica do controle híbrido tem uma relação fraca mestre/escravo entre níveis. A comunicação pode ser feita, dentro do mesmo nível, em toda sua extensão; Uma entidade superior (SFC) é responsável pela inicialização de uma sequência de atividades, mas somente pelo início da tarefa e, considerando que subordinados podem cooperar para completá-la em sequência, eles a terminam. Para a conclusão de tarefas, cada entidade pode interagir com controladores do mesmo nível.

146 SFC WC1 WC2 WC3 WC4 WC5 EC1 EC1 EC1 EC1 EC1 EC1 EC1

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