Sistemas de Manufatura e Estratégias de Produção

Transcrição

1 Sistemas de Manufatura e Estratégias de Produção Ref: Manufacturing Engineering and Technology Kalpakjian, Serope e outros, Prentice Hall, 2001, Fourth Edition páginas 1067 a 1105 Prof. Lopes

2 Sistema de Produção Conjunto de pessoas, equipamentos e procedimentos organizados para realizar as operações de MANUFATURA de uma empresa. Sistemas de Manufatura Empresas organizam as facilidades da maneira mais eficiente para cumprir determinada missão Certas maneiras de organizar foram reconhecidas como as mais apropriadas para determinados tipos de manufatura PARA PRODUTOS DISCRETOS A QUANTIDADE PRODUZIDA TEM IMPORTÂNCIA FUNDAMENTAL NAS FACILIDADES E NA MANEIRA COMO A MANUFATURA É ORGANIZADA

3 Sistemas de Manufatura Classificação pela Quantidade Produzida Baixa Produção: 1 a 100 unidades / ano Média Produção: 100 a unidades / ano Alta Produção: acima de unidades / ano Correlação inversa entre Variedade de Produto e Quantidade Produzida Variedade de Produto Posição Fixa Job Shop Processo Produção Lote Lay-Out Celular Produto Manufatura Celular Quantidade Linha Quantidade Produzida Produção em Massa

4 Linha de Produção ( Produção em Massa)

5 Automação nos Sistemas de Produção Razões para Justificar a Automação: 1. Aumentar a Produtividade da Mão de Obra 2. Reduzir o Custo da Mão de Obra 3. Minimizar os Efeitos da Falta de Mão de Obra 4. Reduzir ou Eliminar o Trabalho Rotineiro Manual ou Burocrático 5. Melhorar a Segurança da Trabalhador 6. Melhorar a Qualidade do Produto ( das principais) 7. Reduzir o Lead-Time de Manufatura 8. Realizar Tarefas que não podem ser Feitas Manualmente 9. Evitar o Alto Custo por não Automatizar

6 Automação nos Sistemas de Produção Sistemas Computadorizados de Suporte à Manufatura Relação entre CIM e Automação Projeto do Produto Funções Comerciais Matéria Prima Operações da Fábrica: -Fabricação -Manuseio dos Materiais -Inspeção,etc. Planejamento da Manufatura Produto Acabado CIM CAD CAM CAD/CAM CAE CAPP MRP ERP Controle da Manufatura

7 CAD/ CAE PROJETO E ENGENHARIA AUXILIADOS POR COMPUTADOR Auxílio do Computador Processo de Projeto

8 Da Concepção ao Protótipo em Poucos Dias -Catia, Euclid, AutoCAD, ProEngineer, Solidworks - MasterCAM, PowerMill - Moldflow, C-Flow, ANSYS, I-DEAS

9 Modelamento Wireframe Lista de: Equações das Curvas Coordenadas dos Pontos Conectividade dos Elementos Método Fácil Ambigüidade na Definição Sem Massa e sem Superfície

10 Modelador de Superfície

11 Modelador de Superfície Dados do Modelo Wireframe + Superfícies Conectividade, Adjacência Interpolação de Pontos, Rede de Curvas Translação ou Varredura de Curvas Ajuste à Superfícies Complexas Visual, Projeto Estético Geração de Código de Comando Numérico

12 Modelador de Sólidos

13 SÓLIDO Tem um volume fechado Sabe distinguir fora e dentro Tem massa e inércia Enorme quantidade de dados e matemática. Necessidade de interface amigável com usuário Primitivas +/- por meio de operações Booleanas Varredura, arredondamento, esticamento Híbrido (sólido+ Superfície, CSG + BREP, paramétrico + explicito)

14 Modelador de Sólido - PRIMITIVAS Bloco Cilindro Operações Soma / Subtração Movimentação Modificação Cunha Esfera = = Varredura de translação Varredura de rotação Cone Toróide Ferramenta

15 GEOMETRIA SÓLIDA CONSTRUTIVA ( CSG) Modeladores CSG permitem que o projetista combine um conjunto de primitivas por meio de operações Booleanas:

16 CAE ENGENHARIA AUXILIADA PELO COMPUTADOR Softwares de Cálculo e Análise de Engenharia incluem: Análise de Massas Verificação de Interferência Análise de Tolerâncias Análise de Elementos Finitos Análise Cinemática e Dinâmica Simulação de Eventos Discretos Tensão-Deformação Transferência de Calor Escoamento de Fluídos Campos Magnéticos

17 Análise Estática de Tensões em Pistão Escoamento de Fluídos (Plástico em Molde)

18 CAM- MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR CAPP- PLANEJAMENTO DO PROCESSO PROGRAMAÇÃO CNC BANCO DE DADOS DE USINAGEM PADRÕES DE TEMPO ESTIMATIVA DE CUSTO MRP- PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO E ESTOQUE BALANCEAMENTO DE LINHA

19 Planejamento do Processo Preparação de instruções detalhadas de trabalho para fabricar ou montar peça ou peças Definição da seqüência ( Roteiro) dos processos de manufatura e/ou operações de montagem Elaboração da Folha de Operações

20 Planejamento do Processo Manual Montagem 1 Prender a peça na placa ( torno) Tornear S3 para 100 mm de diâmetro Facear S1 Furar em cheio S2 Rebaixar furo S4, S5 Montagem 2 Prender na placa em S3 Tornear S6 para 50 mm de diâmetro Rebaixar saída de ferramenta Rosquear S6 Facear S7

21 Planejamento do Processo Auxiliado por Computador - CAPP Método Variante Defina o código de TG da peça Procure pelo código definido no arquivo de Famílias Arquivo de Famílias de Peças Estágio Preparatório Selecione o Sistema de Codificação e forme as Familias de Peças Utiliza Tecnologia de Grupo(TG) Recupere o Processo Padrão Modifique o Processo Padrão ou escreva um novo Arquivo de Processos Padrão Prepare processos padrão para cada Família Formate o Novo Processo ( Roteiro e Folha de Operações)

22 CAPP Método Generativo CRIA O PROCESSO BASEADO EM PROCEDIMENTOS LÓGICOS SIMILARES AO PLANEJADOR HUMANO SISTEMAS ESPECIALISTAS ( EXPERT SYSTEMS) INTELIGÊNCIA ARTIFICAL CONHECIMENTO TÉCNICO DO ESPECIALISTA DEVE SER CAPTURADO E CODIFICADO NUM SOFTWARE BASE DE CONHECIMENTO ( KNOWLEDGE BASE) DESCRIÇÃO DA PEÇA NUM SOFTWARE ADEQUADO APLICAÇÃO DA BASE DE CONHECIMENTO NA DESCRIÇÃO DA PEÇA E GERAÇÃO DO PROCESSO MÁQUINA DE INFERÊNCIA ( INFERENCE ENGINE)

23 MRP- Planejamento das Necessidades de Materiais Sistema computadorizado para gerenciar estoques e prazos de entrega de matériaprima e ferramentas O QUE FABRICAR? QUANTO FABRICAR? QUANDO FABRICAR? Evolução MRPII- Planejamento dos Recursos da Manufatura Evolução ERP- Planejamento dos Recursos da Empresa

24 OPERAÇÕES CONTROLE DA PRODUÇÃO PLANEJAMENTO DETALHADO PLANEJAMENTO GERAL PMR 2202 INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA Vendas e Marketing Planejamento Geral da Produção e Planejamento Global da Produção PLANO MESTRE DE PRODUÇÃO Vendas Firmes Projeção de Vendas (Forecast) Projeto do Produto MRP Registro dos Estoques MRP Planejamento da Capacidade Base de Dados de Engenharia e Manufatura Departamento de Compras Controle do Chão de Fábrica Base de Fornecedores FABRICA Base de Clientes

25 Características Principais -Instrução de Produção -MRP -Listas de Urgência -Grande Quantidade de Estoque em Processo (WIP) - Longos Prazos de Entrega

26 PRODUÇÃO EM LOTES A manufatura em lotes é a forma mais comum de produção e constitui mais de 50% das atividades de manufatura Existe a necessidade crescente de tornar a manufatura em lotes mais eficiente e produtiva Existe a necessidade de um nível maior de integração entre as funções de projeto e manufatura

27 TECNOLOGIA DE GRUPO É UMA FILOSOFIA DE MANUFATURA NA QUAL PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS PARA SE OBTER VANTAGENS DE SUAS SIMILARIDADES, NO PROJETO E NA PRODUÇÃO PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS EM FAMÍLIAS DE PEÇAS ONDE CADA FAMÍLIA DE PEÇAS POSSUI CARACTERÍSTICAS SIMILARES DE PROJETO E/OU MANUFATURA

28 TECNOLOGIA DE GRUPO O REARRANJO DOS EQUIPAMENTOS DE PRODUÇÃO EM CÉLULAS DE MÁQUINAS, ONDE CADA CÉLULA É ESPECIALIZADA NA PRODUÇÃO DE UMA FAMÍLIA DE PEÇAS É CHAMADO DE MANUFATURA CELULAR

29 BENEFÍCIOS DA TECNOLOGIA DE GRUPO PADRONIZAÇÃO DE FERRAMENTAL, DISPOSITIVOS E SETUPS REDUÇÃO DA MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS SIMPLIFICAÇÃO DO PLANEJAMENTO DE PROCESSO SIMPLIFICAÇÃO DA PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO TEMPO DE SETUP É REDUZIDO LEAD TIME É REDUZIDO ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO SATISFAÇÃO DO OPERADOR AUMENTA AUMENTO DA QUALIDADE

30 FAMÍLIAS DE PEÇAS COLEÇÕES DE PEÇAS SIMILARES SEJA PELO FORMATO GEOMÉTRICO E DIMENSÕES OU PELAS ETAPAS DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO REQUERIDAS EM SUAS FABRICAÇÕES AS PEÇAS DE UMA FAMÍLIA SÃO DIFERENTES, MAS SUAS SIMILARIDADES SÃO PRÓXIMAS O SUFICIENTE PARA QUE ELAS POSSAM SER INCLUÍDAS NA MESMA FAMÍLIA

31 FAMÍLIA DE PEÇAS NO PROJETO GEOMÉTRICO pçs/ano tolerância: +- 0,25 material: Aço 1020 acabamento: níquel 100 pçs/ano tolerância: +- 0,025 material: Aço Inox SEM SIMILARIDADE NA MANUFATURA

32 FAMÍLIA DE PEÇAS NA MANUFATURA SEM SIMILARIDADE NO PROJETO

33 LAYOUT POR PROCESSO Recebimento e Despacho L- TORNO M- FRESADORA D- FURADEIRA G-RETIFICADORA A- MONTAGEM

34 LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO RECEBIMENTO DESPACHO L- TORNO M- FRESADORA G- RETIFICADORA D- FURADEIRA A- MONTAGEM

35 LAYOUT POR PROCESSO COMO? Agrupando as peças em famílias LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO 3 MÉTODOS PARA DEFINIR FAMÍLIAS: INSPEÇÃO VISUAL DE PEÇAS CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS ANÁLISE DO FLUXO DE PRODUÇÃO

36 CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS AS SIMILARIDADES ENTRE AS PEÇAS SÃO IDENTIFICADAS E ESTAS SIMILARIDADES SÃO RELACIONADAS NUM SISTEMA DE CODIFICAÇÃO SISTEMAS DE CODIFICAÇÃO BASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO BASEADOS EM ATRIBUTOS DE MANUFATURA BASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO E MANUFATURA

37 CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS OS SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO SÃO NORMALMENTE PROJETADOS PARA INCLUIR TANTO OS ATRIBUTOS DE PROJETO QUANTO OS ATRIBUTOS DE MANUFATURA RAZÕES PARA USAR CODIFICAÇÃO: PROCURA DE PROJETOS JÁ EXISTENTES PLANEJAMENTO AUTOMÁTICO DO PROCESSO PROJETO DE CÉLULAS DE MÁQUINAS

38 ESTRUTURAS DOS CÓDIGOS (INTERPRETAÇÃO) ESTRUTURA HIERÁRQUICA ( MONOCÓDIGO) INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO DEPENDE DO VALOR DO SÍMBOLO ANTECESSOR ESTRUTURA ENCADEADA ( POLICÓDIGO) A INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO NA SEQÜÊNCIA É SEMPRE A MESMA, NÃO DEPENDE DO VALOR DO ANTECESSOR ESTRUTURA HÍBRIDA MISTURA DAS ESTRUTURAS ANTERIORES

39 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO OPITZ NÃO-PROPRIETÁRIO BRISCH SYSTEM BRISCH-BIRN, INC. CODE MANUFACTURING DATA SYSTEMS, INC. CUTPLAN METCUT ASSOCIATES DCLASS BRINGHAM UNIVERSITY MULTICLASS OIR- ORG. FOR INDUSTRIAL RESEARCH PART ANALOG SYSTEM LOVELACE, L. &CO., INC. VUOSO NÃO-PROPRIETÁRIO

40 SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ Sistema de 9 dígitos 1º dígito Classe 2º dígito Formato Externo 3º dígito Formato Externo 4º dígito Usinagem Plana 5º dígito Furos Adicionais, Dentes, Formas Código Complementar

41 SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ Sistema de 9 dígitos 5 primeiros

42 Exercício: Classificar Peça no Sistema Opitz ( Somente Código de Forma 5 dígitos) M18 Φ25 Φ 6 Φ

43 Solução Exercício Classificação Sistema Opitz: Código dígito = 1 Peça Rotacional, relação comprimento sobre diâmetro L/D = 38/25 está entre 0,5< L/D< 3 2º dígito = 5 Superfície externa em degrau dos dois lados com rosca 3º dígito = 1 Superfície interna ( furo) lisa e sem elementos de forma 4º dígito = 0 Sem usinagem de superfícies planas 5 dígito = 0 Sem furos auxiliares

44 MANUFATURA CELULAR Aplicação de Tecnologia de Grupo na qual máquinas diferentes ou processos são agrupados em células, cada uma dedicada a uma família de peças ou produtos ou um grupo limitado de famílias Objetivos: REDUZIR O LEAD TIME DE MANUFATURA REDUZIR O ESTOQUE EM PROCESSO SIMPLIFICAR O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO REDUZIR O TEMPO DE SETUP

45 MANUFATURA CELULAR PROJETO DE CÉLULA DE MÁQUINAS LAYOUTS Layout em U Manuseio manual

46 MANUFATURA CELULAR PROJETO DE CÉLULA DE MÁQUINAS LAYOUTS LINHA CIRCULAR RETANGULAR

47 CÉLULA DE MÁQUINA ÚNICA CÉLULA FLEXÍVEL DE MANUFATURA

48 SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA (FMS) SÃO AS CÉLULAS DE MANUFATURA DE TECNOLOGIA DE GRUPO DE MAIS ALTO NÍVEL DE AUTOMAÇÃO Aplicada em situações similares àquelas identificadas para Tecnologia de Grupo (TG) e Manufatura Celular: A fábrica produz em lotes ou utiliza células de TG e quer automatizar É possível agrupar uma parte das peças manufaturadas em famílias ( mesmo produto ou similares) para o FMS A quantidade de peças ou produtos manufaturados está no volume médio e variedade média conforme já visto

49 BENEFÍCIOS ESPERADOS DO FMS MAIOR UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS QUANTIDADE DE MÁQUINAS MENOR REDUÇÃO DO ESPAÇO DE FÁBRICA NECESSÁRIO MAIOR VELOCIDADE DE RESPOSTA À MUDANÇAS MENOR NECESSIDADE DE ESTOQUES MENOR LEAD TIME DE MANUFATURA ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO REDUÇÃO DA MÃO DE OBRA DIRETA E MAIOR PRODUTIVIDADE OPORTUNIDADE PARA PRODUÇÃO SEM OPERADOR

50 FMS - SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA? Definição É UMA CÉLULA DE MANUFATURA DE TECNOLOGIA DE GRUPO ALTAMENTE AUTOMATIZADA, FORMADA POR UM GRUPO DE ESTAÇÕES DE PROCESSAMENTO (NORMALMENTE MÁQUINAS DE COMANDO NUMÉRICO), INTERCONECTADAS POR UM SISTEMA AUTOMÁTICO DE MANUSEIO E ARMAZENAGEM E CONTROLADA POR UM SISTEMA DE COMPUTAÇÃO DISTRIBUIDO

51 SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS) USINAGEM

52 SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS) ESTAMPAGEM

53 SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time Objetivo principal: REDUZIR ESTOQUES Receber suprimento somente a tempo de ser utilizado Produzir peça somente a tempo de ser montada Produzir e entregar produto acabado somente a tempo de ser vendido Contrário ao Sistema tradicional de Empurrar a Produção ( PUSH) representado pelo MRP JIT Puxar a Produção ( PULL) Uma das Maneiras de implementar o Sistema de Controle da produção do JIT pode ser com KANBAN ( cartão )

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55 Características Principais -Instrução de Produção Visual -Cartões -Luzes -Pequeno Estoque em Processo WIP) -Prazos de Entrega mais Curtos Um sistema de manufatura onde o processo posterior retira material fabricado no processo anterior

56 SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time Pode ser administrado com 2(dois) Tipos de Kanban ( cartão) para controle da produção: 1) Kanban de Produção ( P-Kanban): autoriza a produção de uma quantidade fixa (caixa ) de peças idênticas numa estação de trabalho 2) Kanban de Transporte ( T- Kanban): autoriza a transferência de uma caixa de peças daquela estação de trabalho para a estação de trabalho onde elas serão utilizadas

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