O conceito de CIM e a integração de processos. Evolução da Manufatura

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1 O conceito de CIM e a integração de processos Prof. Breno Barros Telles do Carmo Evolução da Manufatura Integração.A evolução da manufatura segundo reportado em Russell e Taylor III (1995) se deu em quatro etapas: 1. Artesanato; 2. Mecanização; 3. Automação; 4. Integração. O trabalho de CIM é ligar pessoas, máquinas, bancos de dados e decisões. 1

2 Introdução... Pressões Competitivas no ambiente da produção industrial Descoberta de tecnologias e métodos modernos de manufatura Entre essas inovações no mundo da manufatura, duas estratégias dominantes têm emergido: o sistema de manufatura just-intime (JIT) e a abordagem da manufatura integrada por computador(cim). Introdução MODERNOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO Pilares dos modernos sistemas de produção NOVAS TECNOLOGIAS AUTOMAÇÃO SISTEMAS DE INFORMAÇÃO O ápice é atingido quando se obtém integração de todos os recursos e informações do sistema operacional. Permite a integração dos sistemas de produção por se utilizar da informação, da computação e da automação, constituindo-se em um poderoso auxílio tanto em nível operacional como no tático e estratégico para as organizações 2

3 Conceito de CIM Duimeringetai. (l993) apresentam o CIM como um sistema que utiliza mecanismos de informação computacional, com o objetivo de integrar ilhas de automação e ilhas de informação, bem como tecnologias de produção flexível e avançada, através do sistema organizacional de manufatura. SUPORTE INTEGRAÇÃO DAS ILHAS DE AUTOMAÇÃO E INFORMAÇÃO CIM Evolução do Conceito No inicícioda utilização da sigla CIM, a ênfase estava na letra "C" de Computador, ou de uma forma mais ampla, Tecnologia de Informação.Considerava-se CIM como sendo "a utilização do processamento de dados eletrônicos e o fluxo de informações auxiliado por computador em todos os setores da empresa A ênfase agora mudou e a letra hoje então mais importante da sigla CIM é o "I" de Integração, que representa os processos de negócios nas suas diversas visões (estratégias, atividades, informação, recursos e organização) dentro de uma visão holística do negócio 3

4 Definição de Integrar Integração significa unificar componentes heterogêneos de uma forma sinérgica. Em uma empresa trata de facilitar o acesso a informação, o controle e fluxo de material, conectando todas as funções e entidades funcionais heterogêneas; Visando obter uma operação mais eficaz e eficiente dos processos de negócio de uma empresas, compreendendo as pessoas, máquinas e informação, de acordo com os objetivos da empresa; Sinergiaé o efeito ativo e retroativo do trabalho ou esforço coordenado de vários subsistemas na realização de uma tarefa complexa ou função. CIM Conceitos Iniciais Assim, as atividades como projeto de produto, programação da produção, etc..., todas baseadas em computador, pelo propósito da CIM, devem ser integradas com as tecnologias de processamento de materiais... Essa integração mais ampla é conhecida como Manufatura Integrada por Computador(CIM); Uma definição dos sistemas CIM pressupõe a articulação de três elementos básicos desses sistemas: os serviços de informação computacional, os mecanismos de integração das atividades operacionais e, por último, as tecnologias avançadas de produção. 4

5 Definição de CIM Monitoramento e controle baseado em computador de todos os aspectos do processo de manufatura, em um banco de dados comum e comunicado pormeiodealgumaformaderededecomputadores PROJETO CONTROLE MANUSEIO GERENCIAMENTO PROJETO AUXILIADO POR COMPUTADOR MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR VEÍCULOS GUIADOS AUTOMATIZADAMENTE (AGVs) ROBÓTICA CARREGAMENTO, PROGRAMAÇÃO E MONITORAMENTO INTEGRADOS CAD/CAM INTEGRADOS FMS Sistemas baseados em computadores para outras funções, fornecedores e consumidores INTEGRADOS CIE Computer integrated Enterprise Assim,... A Manufatura Integrada por Computador ou CIM (Computer Integrated Manufacturing) é a tecnologia que, utilizando-se da informação, da computação e da automação, permite a integração de todas as atividades de produção. A operação de um moderno sistema de manufatura depende da interação de subsistemas como, aquisição de material, controle de inventário, planejamento e controle da produção, manutenção, gerenciamento da fábrica e finanças(nadoli, et al., 1993). Esta integração pode-se dar de três formas: organizacional, informática ou ambas. A manufatura integrada por computador deve ser entendida enquanto uma integração organizacional suportada e alavancada pela informática. A organizacional pode ser caracterizada pela reunião de uma ou mais atividades antes separadas. A informática pode ser caracterizada pela troca de informações via computador entre atividades antes isoladas. A integração de ambas se dá quando atividades isoladas são reunidas e suportadas por meios informatizados. 5

6 Automação versus CIM Pode-se observar que automação concentra-se nas atividades físicas da manufatura; Já os sistemas de produção automatizados, são projetados para realizar o processo, a construção, a manipulação e a inspeção do material com pouca ou nenhuma participação humana; A CIM trata de automatizar as atividades de informação juntamente com o processo de manufatura Assim, a CIM faz a integração total do empreendimento industrial pelo uso de sistemas integrados e comunicações de dados, associados a novas filosofias administrativas que melhoram a organização e eficiência do pessoal, além de ser bem flexível se comparada a outras tecnologias. Automação versus CIM Uma das principais fontes de dificuldades na implementação total de CIM reside no fato de que as soluções apresentadas se baseiam apenas na conectividade e não na integração; ILHAS DE AUTOMAÇÃO Em um ambiente verdadeiramente integrado, uma ação programada pelo sistema de planejamento imediatamente é refletida em um terminal no chão de fábrica, enquanto que uma ação no chão de fábrica também pode determinar outras ações no nível de planejamento. Quando se fala em CIM, está se falando em três grandes grupos: hardware, software e pessoas. 6

7 CIM - Computer-Integrated Manufacturing ou Manufatura integrada por computador Método de integração de sistemas industriais. Objetivos: Simplificação: das tecnologias e técnicas de fabricação. Automação: do máximo de processos industriais. Integração e coordenação: de todos os aspectos. MRP, JIT, CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering), GT (Group Technology) e o FMS (Flexible Manufacturing System). Implementação: Planejamento Definição do modelo CIM Execução. Sequência do CIM 1. Planejamento da produção (projeto do produto, do processo e estimação de quantidades a produzir) 2. Programação (definição precisa de produtos a produzir no período, cálculo de necessidades de material, estabelecimento de prazos e capacidades e seqüenciamento) 3. Acionamento da produção (através de máquinas comandadas por computador, como as CN - controle numérico- e robôs) 4. Controle, através de módulos de captação de dados de quantidade e qualidade da produção, havendo, ainda, a possibilidade de trabalhar-se com funções auxiliares como o controle da manutenção. 7

8 Assim... A CIM representa uma forma específica de funcionamento de um sistema de produção que passa pela integração organizacional suportada e alavancada pela informática ; É a reunião de várias atividades do sistema produtivo através da tecnologia da informação via computador; proporciona maior eficácia aos sistemas produtivos, pois tem como principal característica o maior uso possível da tecnologia da informação, integrando a automação a sistemas de apoio à decisão gerencial. CIM e a troca de informações Esse tipo de sistema, por integrar as informações operacionais, possibilita que as mesmas possam ser compartilhadas de forma rápida, confiável, em tempo real e com grande flexibilidade 8

9 Módulos de um CIM Planejamento e Controle da Produção(PCP) Computer Aided Engeneering ou Engenharia Auxiliada por Computador(CAE) Computer Aided Design ou Projeto Auxiliado por Computador(CAD) Computer Aided Process Planning ou Planejamento do Processo Auxiliado por Computador(CAPP) Computer Aided Manufacturing ou Produção Auxiliada por Computador(CAM) Computer Aided Quality ou Garantia da Qualidade eosistemadeapoioàmanutenção(caq). CAE Engenharia Auxiliada por Computador Baseia-se na construção e teste de protótipos em nível de software, onde se simula a resistência dos materiais, por exemplo, através da variação de temperatura e força, reduzindo, dessa forma, os custos e tempo de projeto, ao mesmotempoemqueseaprimoraaqualidadedoproduto; Esta ferramenta auxilia a determinação das especificações tecnológicas do produto, tais como dimensões, resistência dos materiais e análise de tensões; Isso acarreta um sensível ganho de tempo no desenvolvimento dos produtos, levando à vantagem competitiva decorrente do lançamento de produtos mais rapidamente. 9

10 CAD -Projeto Auxiliado por Computador Atividades de projeto que envolvam o uso do computador para criar, modificar ou documentar um projeto de engenharia; OCADnãodeveservistocomoinstrumentorestritoao projeto ou desenho, sendo antes uma forma de integração entre projetistas e respectivas equipes e os demais setores da empresa; Tem como base os editores gráficos, constituídos de conjuntos de rotinas que, de forma interativa permitem a criação e manipulação de imagens compostas com o auxílio do computador. CAPP -Planejamento do Processo Auxiliado por Computador Estabelecer o roteiro ou o processo de fabricação de um produto; O CAPP é a determinação sistemática dos métodos através dos quais um produto deve ser fabricado; Trata-se de determinar e selecionar máquinas, ferramentas, instruções de trabalho e demais condições necessárias à transformação das entradas em produtos finais 10

11 Procedimentos de um Sistema CAPP 1. Estabelecimento dos dados necessários para a descrição do processo (prazos totais, pessoas e setores envolvidos); 2. Listagem dos processos que a empresa é capaz de realizar; 3. Determinação de sequências e operações que o produto vai seguir; 4. Distribuição dos trabalhos pelas máquinas, visando a um aproveitamento equilibrado dos recursos; 5. Seleção de opções de processamento econômicas; 6. Determinação de nível de operador, modo de preparação do recurso e a forma como vai ser utilizado; 7. Cálculo dos tempos de fabricação, especificando as fórmulas e tabelas; 8. Cálculo das sobras de material; 9. Ilustração das operações de preparação e dos estágios e formas de execução de cada etapa; 10. Programação da máquina para a execução do processo estabelecido. O planejamento do processo constitui-se, dessa maneira, em uma ligação entre o projeto do produto e a fabricaçãomediante a constituição de uma base de dados comum, o que facilita e agiliza o sistema ante as alterações de produto, possibilitando alimentar o orçamento e recuperar informações com rapidez. CAM Manufatura Auxiliada por Computador É a aplicação da informática e da tecnologia das comunicações ao sistema de produção, no sentido de eliminar a inconstância e perda de tempo inerentes à manipulação e decisão do ser humano. O CAMauxiliaaprodução, e isso podeser restrito ao controle, ser extensivo ao planejamento ou ainda restringir-se à monitoração dos recursos de produção; 11

12 Algumas formas de utilização do CAM Máquinas de Controle Numérico - são máquinas controladas por dados numéricos, o que possibilita a fabricação de peças complexas e em pequenos lotes; Robôs - são equipamentos que podem apoiar (manipular, transportar, aferir qualidade) ou intervir diretamente, assumindo o processo em funções geralmente insalubres ou perigosas, como soldagem, fundição e pintura; Gerenciamento de sistemas flexíveis de produção - são formas organizacionais baseadas na combinação de vários sistemas informatizados, orientados para a diversificação da produção, com a manutenção da produtividade. CAQ Sistema de Garantia da Qualidade Constitui-se de um acompanhamento desde a chegada dos insumos, passando pelo processo produtivo, estendendo-se até a saída do produto acabado; O CAQ é auxiliado pela informática através de instrumentos de análise, sensores e contadores automatizados, bem como no planejamento do controle. 12

13 Vantagens do CIM Diminuição dos estoques, como conseqüência de uma melhor comunicação com os clientes, com outras unidades produtoras e dentro da própria fábrica; Redução do chão de fábrica necessário, devido à diminuição dos estoques de matériasprimas, produtos em processo e produtos acabados; Definição de um controle permanente de qualidade; Aumento da capacidade de adaptação e ajustamento ao mercado, em função do menor tempo de preparação dos pedidos, do pequeno lote de produçãoe da relativa flexibilidade do sistema de manufatura; Redução do tempo de produção, devido a integração das diversas etapas do processo produtivo; Sinergia e aprendizado pelo contato com novas tecnologias. Assim... A produção integrada por computador é um conceito fundamentado na aplicação da automação, tecnologia da comunicação e informação associados aos recursos de produção. O CIM integra as atividades que antecedem a produção, a transformação propriamente dita e as etapas de controle; Então, o que é a CIM? É um modelo? É uma filosofia???? 13

14 Etapas da CIM Numa visão global e genérica, poderíamos dizer que a CIM inicia com o planejamento da produção (projeto do produto, do processo e estimação de quantidades a produzir), continua com a programação (definição precisa de produtos a produzir no período, cálculo de necessidades de material, estabelecimento de prazos e capacidades e seqüenciamento), aciona a produção (através de máquinas comandadas por computador, como as CN - controle numérico - e robôs) e termina no controle, através de módulos de captação de dados de quantidade e qualidade da produção, havendo, ainda, a possibilidade de trabalharse com funções auxiliares como o controle da manutenção. As atividades componentes do sistema 1. O sistema de produção inicia pela elaboração do projeto (especificação de materiais, dimensões, análises, etc.) mediante o auxílio de sistemas CAEe CAD; 2. Geração de lista de materiais e respectivos custos; 3. A partir do projeto do produto e de forma interativa com esse, passa-se à definição do processo (operações necessárias, seqüências possíveis, máquinas necessárias) através do CAPP, gerando os roteiros de produção; 4. O CAM, com as informações armazenadas no banco de dados pelo projeto do produto e do processo, gera os programas para as máquinas CNC/ robôs para serem utilizados no momento oportuno; 5. O PCP, com o produto já projetado, recebe os pedidos, fixa o preço com base no banco de dados e estima o prazo de entrega (mediante consulta ao módulo de capacidade); 6. Gera-se um plano de fabricação (tipos de produto, respectivas quantidades e prazos), considerando os estoques existentes; 7. Emissão de ordens de fabricação, montagem e compras e respectiva inserção no módulo de planejamento de capacidade; 8. Ajuste de capacidade e seqüenciamento para determinação da data de entrega do produto; 9. Envio da programação à produção para processamento, segundo o estabelecido anteriormente, com a utilização do CAM e suas diversas possibilidades; 10. Execução dos controles mediante coleta de dados da produção e realimentação das etapas anteriores. 14

15 CIM centrado nas pessoas Narasimham et al. (1995) afirmam que muitas firmas japonesas e européias estão abordando a Manufatura Integrada por Computador sob um novo ponto de vista, ao reconhecerem que mesmo que os computadores sejam mais flexíveis que outras máquinas, pessoas são ainda mais flexíveis que computadores; A tecnologia de Groupware foi criada exatamente com este enfoque; Groupware é uma coleção de tecnologias que permitem automatizar processos complexos inerentes ao trabalho cooperativo humano, sendo construído sobre cinco subsistemas principais: gerenciamento de documentação multimídia, correio eletrônico, conferências, scheduling e workflow. Groupware O groupware busca mudar a maneira com que as pessoas se comunicam, induzindo mudanças no processo produtivo da empresa; O centro de Groupware é sem dúvida workflow. Esta tecnologia é especialmente interessante em ambientes com grande fluxo de papéis, como as áreas de vendas, projetos e administração das empresas. Através de workflow, é possível eliminar boa parte do fluxo de papel nestas áreas. O objetivo de workflow é fazer as informações fluirem através de uma rede de computadores pelos diversos setores da empresa de forma transparente ao usuário. O usuário pode acessar as informações pelo nome, sem se importar se estão em uma base de dados relacional ou em formato CAD, por exemplo. A ferramenta de groupware se encarrega de apresentar a informação no devido formato. 15

16 Groupware Por exemplo, o setor de vendas pode mandar através especificações de uma compra de um cliente, incluindo o prazo contratado de entrega e quantidades. Em paralelo, o setor de projetos envia para o setor de produção as especificações técnicas do produto, desde dados. Os diferentes setores tem desta forma acesso a diferentes formatos de dados: planilhas, objetos gráficos, texto simples, tabelas relacionais, entre outros. 16