SELEÇÃO DE PROCESSOS

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Maria Dinis Pinhal
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1 SELEÇÃO DE PROCESSOS 1. Introdução Existem diferentes combinações de processos que permitem a fabricação de um mesmo produto (ou produtos similares). Procura-se alcançar a combinação que traga o maior ganho econômico (lucro). A atividade de seleção e encadeamento de processos para obtenção de um produto é chamada planejamento de processos. O planejamento de processos depende muito da experiência do projetista para buscar uma boa solução. É necessário avaliar: - quantidade a ser produzida - custos de máquinas - custos de ferramentas - dispositivos de fixação - energia consumida - custo de materiais - compatibilidade de materiais com os processos de fabricação - dimensões das partes - tolerâncias dimensionais requeridas - rugosidade superficial requerida - tempos de processamento - tratamentos térmicos e de superfície - perdas de fabricação (peças rejeitadas) - facilidade de manutenção - possibilidade de reciclagem de materiais - outros Muitas vezes essas informações são incompletas ou duvidosas, o que dificulta ainda mais a garantia de uma boa escolha de processamento. Dessa forma, é muito importante que os casos de sucesso e de fracasso sejam sistematicamente registrados para servirem de base para futuras decisões. Existem programas de computador que auxiliam o planejamento (CAPP Computer Aided Process Planning). Porém a obtenção de boas soluções de forma totalmente automática fica restrita a casos mais simples. Mesmo para pequenos lotes é importante que se faça um bom planejamento. Mas deve-se tomar cuidado para não investir tempo a mais no planejamento (otimização sempre é limitada). Planejamento de processos deve ser realizado tendo em vista o planejamento de produção (engenharia concorrente) - equipamentos necessários são disponíveis? - ficarão em sobrecarga ou ociosos? - estão convenientemente distribuídos fisicamente? 2007B Seleção 1

2 Perguntas: 1. Quais parâmetros devem ser avaliados para se fazer a seleção entre processos de fabricação? 2. Qual é a relação entre tempo de planejamento e tempo de fabricação? 2. Capacidade dos processos de fabricação Avaliação do desempenho de cada processo frente a alguns quisitos: - possíveis dimensões da parte a ser processada - tolerâncias dimensionais - acabamentos superficiais - materiais passiveis de serem processados Geralmente informações são disponíveis na forma de gráficos ou tabelas. 2007B Seleção 2

fresagem injeção de termoplásticos É altamente importante que os gráficos específicos se refiram exatamente ao maquinário disponível na fábrica (e não de maquinários parecidos ). 3.

3 Problema: grande quantidade de variáveis impede concentração de informações em poucos gráficos. Geralmente encontram-se gráficos mais genéricos que trazem dados comparativos entre processos diversos e gráficos mais específicos de processos em particular. fresagem injeção de termoplásticos É altamente importante que os gráficos específicos se refiram exatamente ao maquinário disponível na fábrica (e não de maquinários parecidos ). 3. Design for Manufacturing (DFM) e Design for Assembly (DFA) A fim de otimizar o processo produtivo, é interessante que esse seja delineado desde o estágio de desenvolvimento do produto, o que é chamado de Design For Manufacturing ou DFM (outra técnica de engenharia concorrente). Dessa forma, o projeto do produto é realizado tendo em mente: materiais e processos de fabricação planejamento de processos montagem testes garantia de qualidade do produto Os projetistas devem possuir conhecimentos mínimos sobre os processos de fabricação e manter comunicação constante com o setor de engenharia. 2007B Seleção 3

Procura-se: - criar mecanismos que facilitem a montagem - eliminar etapas de montagem com a fabricação de peças mais complexas - utilização de uniões permanentes como soldagem e colagem para economia

4 Percebe-se que uma das etapas críticas na fabricação de produtos é a montagem devido sua dificuldade de automação. Assim, o projeto do produto é realizado com extrema preocupação com essa etapa, o que dá origem ao Design For Assembly ou DFA. Procura-se: - criar mecanismos que facilitem a montagem - eliminar etapas de montagem com a fabricação de peças mais complexas - utilização de uniões permanentes como soldagem e colagem para economia de tempo - utilização de uniões mecânicas em pontos estratégicos para permitir desmontagem para manutenção (reparos ou substituição de peças) Exemplos de facilitação de montagem: Exemplos de eliminação de montagem (esquerda: substituição de corpo em aço inox, mancais em nylon e parafusos em latão por corpo único de nylon, direita: substituição de engrenagem usinada e montada por parafusos por engrenagem sinterizada). Perguntas: 1. A partir do gráfico, compare as características de tolerância dimensional e rugosidade superficial obtidas em processamentos de polímeros e usinagem de metais. 2. Quais são os conceitos envolvidos no DFM e no DFA? Cite alguns exemplos. 2007B Seleção 4

5 4. Custos São várias as origens de custos de fabricação: - máquinas - equipamentos - instalações - materiais - mão de obra - tempos de processamento - manutenção - etc Esses custos podem ser classificados, de maneira geral, em custos fixos (máquinas, equipamentos,...) e custos variávies (materiais, mão de obra,...). Existem alguns modelos para o cálculo do custo por peça fabricada que fundem as várias origens de custos. Apesar de suas particularidades, todos os modelos indicam que o custo por unidade é fortemente ligado à quantidade de unidades produzidas. Quanto maior a quantidade de unidades, menor é o custo por unidade. Isso ocorre devido a distribuição do custo fixo nas várias unidades produzidas. Mas além disso, a queda do custo por aumento da quantidade varia de processo a processo. Geralmente a queda é maior em processos em que os custos fixos são maiores. Nota-se ainda que com um aumento muito grande da produção o custo por peça tende assintoticamente a um valor determinado (custo variável). 2007B Seleção 5

6 Da mesma forma que a capacidade dos processos, existem diversos gráficos que indicam custos em funções de variáveis dependentes. Alguns gráficos são genéricos, outros mais específicos para o processo ou para alguma variável específica como tolerâncias dimensionais ou rugosidade superficial. Deve-se tomar cuidado na utilização do gráfico para que não sejam feitas comparações falsas (principalmente comparações entre processos relativos a materiais diferentes). Exemplos de custo relativos entre processos (última coluna da direita) em função dos processos de fabricação empregados e da quantidade de peças fabricadas por ano: 2007B Seleção 6

7 Perguntas: 1. Explique o comportamento das curvas de custo por produto em função da quantidade fabricada. 2. A partir de aproximadamente qual produtividade (peças/ano) é mais vantajosa a utilização de operações automáticas de usinagem frente às operações com controle manual? Vocabulário (tradução de alguns termos em inglês): blow: sopro (moldagem por) brass: latão casting: fundição cold rolling: laminação a frio deep drawing: estampagem profunda die: matriz drilling: furação forging: forjamento grinding: retificação hot rolling: laminação a quente low carbon steel: aço de baixo teor de carbono (mais macio) machining: usinagem milling: fresamento powder metallurgy: metalurgia do pó ou sinterização roughness: rugosidade sand casting: fundição em areia screws: parafusos sheet metal work: estampagem spindle: eixo rotativo stainless steel: aço inoxidável steel: aço thermosetting polymeres: polímeros termofixos thickness: espessura turning: torneamento REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS - Kalpakjian, S., Manufacturing Engineering & Tecnology, 5th ed, Addison Wesley, Swift, K. G., Process Selection, John Wiley & Sons, Halevi, G., Weill, R., Principles of process planning, Chapman & Hall, B Seleção 7

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