S08. Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM) Flexible Manufacturing System (FMS)

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Tânia Gama Carreiro
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4 Roteiro Relembrando conceitos de Sistema e de Flexibilidade Conceito de Sistema Flexível de Manufatura (SFM) Partes constituintes de um SFM Critérios de flexibilidade Características Variedade x Volume Vantagens de SFMs Exemplos de SFMs CNC, Robô e AGVs Exemplos Referências

5 Sistema Sistema é um conjunto de elementos interrelacionados, que tem objetivo único ou múltiplos, adaptável ao meio ambiente (com base em Hitomy, 1975)

6 Flexibilidade É a habilidade do sistema de manufatura de responder a circunstâncias variáveis do ambiente ajustando-se em um amplo intervalo de possibilidades, em tempo e economicamente (LUCERO, 2006)

7 Flexibilidade Existem três dimensões da flexibilidade de processo: velocidade com que um processo é convertido; capacidade de reagir a modificações de volume de produção; e habilidade do processo de produzir mais de um produto simultaneamente. (DAVIS; AQUILANO; CHASE, 2001)

8 Prioridade competitiva Posição da Flexibilidade Serviço Flexibilidade Qualidade Rapidez de entrega Custos Linha do tempo: 1950s 1960s 1970s 1980s 1990s Paradigma da administração da produção: Minimização de custos Maximização de valor Fonte da vantagem competitiva: Tecnologia baseada na manufatura Tecnologia baseada na informação Figura 1 - Evolução dos objetivos de desempenho. Fonte: Baseado em Davis; Aquilano; Chase, (2001, p. 47).

9 Exemplo de Flexibilidade de mix Automóveis Versões Motor Cores externas Acabamento interno Opcionais Fox City Total Flex Plus Total Flex Sportline Total Flex CrossFox 1.6 Total Flex Golf - A Manual TotalFlex Flash 1.6 Manual Comfortline 2.0 Automático TotalFlex 2.0 Manual Manual Automático GTI 1.8 Tiptronic Manual Tabela 2 Mix de produção de automóveis Fonte: Volkswagen, 2006

10 Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM) Princípios gerais de projeto em operação Projeto de produtos e serviços Geração do conceito SFM Projeto de processos Projeto da rede Triagem Projeto preliminar Avaliação e melhoramento Prototipagem e projeto final Tecnologia de processos Arranjo físico e fluxo Projeto do trabalho

11 O que é tecnologia de processo? São as máquinas, equipamentos e dispositivos que ajudam a produção a transformar materiais, informações e consumidores de forma a agregar valor e atingir os objetivos estratégicos da produção

Tecnologias de manufatura Projeto Controle Manuseio Gerenciamento Projeto auxiliado por computador Manufatura auxiliada por computador Veículos guiados (AGVs) e Robótica Carregamento

12 Tecnologias de manufatura Projeto Controle Manuseio Gerenciamento Projeto auxiliado por computador Manufatura auxiliada por computador Veículos guiados (AGVs) e Robótica Carregamento Programação Monitoração CAD CAM MRP/ERP Integrados Integrados CAD/CAM FMS Integrados Sistemas baseados em computador para outras funções, fornecedores e consumidores CIM Integrados CIE

13 Tecnologias de manufatura Projeto Controle Manuseio Gerenciamento Projeto auxiliado por computador Manufatura auxiliada por computador Veículos guiados (AGVs) e Robótica Carregamento Programação Monitoração CAD CAM MRP/ERP Integrados Integrados CAD/CAM FMS Integrados Sistemas baseados em computador para outras funções, fornecedores e consumidores CIM Integrados CIE

14 Sistema flexível de manufatura O conceito de SFM foi originado na Grã-Bretanha em 1960 A primeira instalação de um sistema flexível de manufatura foi feita nos Estados Unidos em 1967 Estes sistemas criados inicialmente executaram manufaturas de famílias de peças usando máquinas-ferramentas de Controle Numérico

15 Sistemas flexíveis de manufatura (SFM) É uma configuração controlada por computador de estações de trabalho, apoiada por um sistema integrado de movimentação de materiais e estações de preparação de peças, dispositivos e ferramentas (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2002, p. 246) É uma combinação de equipamentos, sistemas de controle e de comunicação integrados na manufatura, para um desempenho de alta produtividade, com capacidade de respostas de modo rápido e econômico a mudanças no ambiente operacional (LORINI, 1993, p. 60) Um SFM consiste de grupos flexíveis (módulos, células flexíveis) que conectam diferentes áreas, tais como fabricação, usinagem e montagem (DAVIS; AQUILANO; CHASE, 2001, p. 82)

16 Sistemas flexíveis de manufatura (SFM) Partes componentes: Um sistema central de controle por computador controla e coordena as atividades do sistema e também as sequências do processo Estações de Trabalho máquinas automatizadas - CNC que desempenham as operações mecânicas Instalações de carga/descarga frequentemente robôs que movem peças Instalações de transporte/manuseio de materiais podem ser AGVs, esteiras ou trilhos transportadores, ou Robôs se as distâncias forem pequenas

17 Sistema flexível de manufatura O SFM apresenta uma flexibilidade chamada de flexibilidade de produto, que é a habilidade de introduzir mudanças nos projetos dos produtos (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2002)

18 Critérios de Flexibilidade Um sistema de manufatura automatizado para ser qualificado como flexível deve satisfazer os seguintes critérios: Teste de variedade de peças: Pode o sistema processar diferentes tipos de peças não trabalhando num sistema de produção em grupo? Teste de mudanças de programação: Pode o sistema aceitar mudanças na programação da produção e mudanças nas quantidades de produção nos diferentes tipos de peças? Teste de identificação e recuperação de erros: Pode o sistema recuperar eficientemente erros ou más funções de operação e colapsos dos equipamentos que formam a célula? Teste de peças novas: Pode o sistema aceitar novas peças projetadas dentro dos diferentes produtos com relativa facilidade?

19 Sistema Flexível de Manufatura Diferente da CFM, o SFM tem quatro ou mais estações de trabalho de processamento (máquinas CNC ou centros de torneamento) conectados mecanicamente por um sistema de manipulação de partes comum e eletronicamente por um sistema computadorizado distribuído

20 Sistema Flexível de Manufatura A reunião de várias células de manufatura dá origem ao chamado Sistema de Manufatura O sistema de controle computadorizado de um SFM é, geralmente, mais complexo e sofisticado

21 Sistema Flexível de Manufatura Sistema flexível de manufatura (SFM) Célula flexível de manufatura (CFM) Célula de uma máquina 1 2 ou 3 4 ou mais Número de máquinas

22 Variedade Características de Variedade x Volume Alta Máquinasferramentas de CN isoladas Centros automatizados de CN Centros flexíveis de manufatura Sistemas flexíveis de manufatura Linhas transfer flexíveis Baixa Sistemas dedicados Baixo Volume Alto

23 Vantagens do SFM Redução do lead time (tempo de atravessamento porta a porta da planta) entre 60 e 70% Economia de estoque e, fluxo de materiais mais uniforme ao longo da planta Utilização aumentada dos recursos (máquinas) entre 200 a 400%

24 Vantagens do SFM Redução dos tempos de preparação entre 50 e 90% Número de máquinas ou operações reduzidas Aumento da qualidade dos produtos entre 20 a 90% Economia de espaços (áreas) Ciclos de inovação da produção mais rápidos

25 Exemplos de SFM

26 FMS da Mazak

27 FMS da Mazak

28 Máquinas-ferramentas - CNC Aumento do grau de liberdade Habilidade de trocar suas próprias ferramentas magazines com diferentes ferramentas de corte estão armazenados dentro da máquina Junto a estes desenvolvimentos: aumentou muito a variedade de peças que as máquinas podem produzir permitem que as peças mais complexas possam ser usinadas permite a troca de mesas

29 Centros de Usinagem

30 O que é Robô É um manipulador automático, multifunção, programável que tem diversos graus de liberdade, capaz de manusear materiais, peças, ferramentas, ou dispositivos especializados através de movimentos programados variáveis, para desempenho de uma variedade de tarefas Classificação Robô de manipulação Robô de processo Robô de montagem Aplicação Soldagem Pintura Esmerilhamento e rebarbamento Embalagem Carregamento de máquinas Teste Montagens Lazer

https://www.youtube.com/watch?v=_3axczaebpw http://www.youtube.com/watch?v=_9x6mty8kyu&feature=related Robô de processamento / teste https://www.youtube.com/watch?v=t_eluyripzy https://www.

31 Robô de processamento / teste

32 Robô de manipulação

Robô de montagem https://www.youtube.com/watch?v=leggqsyblto https://www.

33 Robô de montagem

34 Robô lazer

Automated Guided Vehicle (AGV) Veículo guiado automaticamente (VGA) É um autômato de deslocamento em superfícies planas Guiado por cabos enterrados no chão da fábrica ou por sistemas de controle por

35 Automated Guided Vehicle (AGV) Veículo guiado automaticamente (VGA) É um autômato de deslocamento em superfícies planas Guiado por cabos enterrados no chão da fábrica ou por sistemas de controle por rádio frequência Para o percurso, recebe instruções do computador central AGV que tem seu próprio computador ou sistema de guia a bordo Empregado na movimentação de materiais em processo, no seu transporte e na armazenagem

36 AGVs

37 AGVs

38 Exemplos AGV embedded# Toyota

REFERÊNCIAS DAVIS, M. M.; AQUILANO, N. J.; CHASE, R. B. Fundamentos da administração da produção. 3. ed. Porto Alegre : Bookman, 2001. 598 p. HITOMI, K. Manufacturing systems engineering.

39 REFERÊNCIAS DAVIS, M. M.; AQUILANO, N. J.; CHASE, R. B. Fundamentos da administração da produção. 3. ed. Porto Alegre : Bookman, p. HITOMI, K. Manufacturing systems engineering. London : Taylor & Francis, p. LORINI, Flávio J. Tecnologia de grupo e organização da manufatura. Florianópolis : Ed, da UFSC, p. LUCERO, A. G. R. Um método para desenvolvimento de medidas de desempenho como apoio à sistemas de gestão da manufatura Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Santa Catarina). Florianópolis, Orientação de QUEIROZ, Abelardo Alves de. 315 p. SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da produção. 2. ed. São Paulo : Atlas, p.

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