PROPOSTA DE AUTOMATIZAÇÃO EM MONTAGEM DE COMPONENTE DE IMPLEMENTO DO RAMO AGRÍCOLA

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1 WILLIANS CORDOVA PROPOSTA DE AUTOMATIZAÇÃO EM MONTAGEM DE COMPONENTE DE IMPLEMENTO DO RAMO AGRÍCOLA LAGES - SC 2015

2 UNIVERSIDADE DO PLANALTO CATARINENSE UNIPLAC WILLIANS CORDOVA PROPOSTA DE AUTOMATIZAÇÃO EM MONTAGEM DE COMPONENTE DE IMPLEMENTO DO RAMO AGRÍCOLA Relatório de Estágio submetido à Universidade do Planalto Catarinense como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia de Produção. Orientador: Professor José Adelir Wolf LAGES - SC 2015

3 1 WILLIANS CORDOVA ESTÁGIO SUPERVISIONADO PROPOSTA DE AUTOMATIZAÇÃO EM MONTAGEM DE COMPONENTE DE IMPLEMENTO DO RAMO AGRÍCOLA Relatório apresentado como requisito indispensável para a aprovação do Estágio Supervisionado, de acordo com o regulamento de Estágio Supervisionado do Curso de Engenharia de Produção Banca Examinadora: Orientador: Professor, José Wolf Uniplac Co-orientador: Professor, Carlos Eduardo de Liz Uniplac Membro: Professor, Uniplac Lages, 31/05/2015

4 2 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - GTS do Brasil - Unidade Lages... 7 Figura 2 Plataforma Colhedora de Grãos... 8 Figura 3 Linha Recolhedora... 9 Figura 4 Engrenagem Montada Figura 5 Rolamento e Engrenagem Linha Recolhedora Figura 6 Mola do Esticador Figura 7 Pirâmide da automação Figura 8 Tempo por Peça Figura 9 Tack Time... 15

5 3 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Cronograma...19 Tabela 2 Tempo de Montagem Atual...21 Tabela 3 Tempo de Montagem Estimado...21 Tabela 4 Orçamento Projeto...21 Tabela 5 Orçamento Projeto...21

6 4 IDENTIFICAÇÃO Nome da Empresa: GTS do Brasil Ltda. Nome Fantasia: GTS do Brasil Endereço: Rua Alcides Baccin, nº 3000 Bairro: São Paulo Lages SC. CEP: CPJ: / Ramo de atividade: Montadora de Implementos Agrícolas. Orientador: José Adelir Wolf Período de Realização: 26/08/2015 a 11/11/2015. Duração: 77 dias. Carga Horária: 180 horas.

7 5 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO EMPRESA E HISTÓRIA OPORTUNIDADE DE MELHORIA OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivo Específico JUSTIFICATIVA Oportunidade do projeto Viabilidade do Projeto Importância do Projeto REVISÃO DA LITERATURA ERGONOMIA Riscos ergonômicos Prejuízos pela falta de ergonomia Soluções ergonômicas AUTOMAÇÕES DE PROCESSOS ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO Níveis hierárquicos de automação METODOLOGIA PLANO DE PESQUISA... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 3.2 CRONOGRAMA... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO. 4 DESENVOLVIMENTO VIABILIDADE DO PROJETO... ERRO! INDICADOR NÃO DEFINIDO.

8 6 4.2 ANALISE ERGONÔMICA PROJETO Esboço do projeto de automação e orçamento (figura 10), observando a eliminação do sistema manual pelo operador, o trabalho do operador se restringe em abastecer os componentes para montagem automática em cilindro duplo para garantir a montagem do rolamento na engrenagem CONCLUSÃO... 23

9 7 1 INTRODUÇÃO 1.1 EMPRESA E HISTÓRIA Empresa de máquinas e implementos agrícolas, lançada no mercado com uma inovação no sistema de plantio com espaçamento reduzido, pioneira no desenvolvimento de plataformas de milho em estrutura de alumínio na América do Sul, com unidade localizada na cidade de Lages. Hoje com vários produtos para agricultura, desde transporte de plataformas, manejo do solo com subsoladores, colheita de milho com as plataformas, colheita de Soja com as plataformas de cereais e pós colheita com as carretas de transporte de grão. Tem como missão oferecer soluções inovadoras de mecanização para o campo, com qualidade, alta performance e satisfação. Figura 1 Abaixo vista da fábrica (Figura 1): Fonte: (2015)

10 8 1.2 OPORTUNIDADE DE MELHORIA O trabalho tem como oportunidade a melhoria em um processo de montagem de componente do implemento de máquina para colheitadeira de grãos, a plataforma de colheita de milho (figura 2), esta peça tem grande importância no funcionamento da máquina pois garante que o sistema recolhedor abasteça a colheitadeira de grãos. Como mostra na (figura 3) o projeto da linha recolhedora e suas respectivas peças. Figura 2 Fonte: (2015)

11 9 Figura 3 Fonte: (2015) As peças que serão submetidas a montagem automatizada serão a engrenagem, o rolamento e a bucha interna do rolamento (figura 4), seguido de sistema de aperto automatizado para a mola do esticador (figura 5), sendo que estes dois sistemas aumentarão muito o tempo e padronização de montagem na linha de produção de plataformas.

12 10 Figura 4 Fonte: O autor (2015) Figura 5 Fonte: O autor (2015)

13 11 Como pode ser visto o posto de trabalho (figura 6) apresenta risco ergonômico por que os membros superiores trabalham continuamente elevados e a falta de produtividade por ser uma peça que apresenta grandes quantidades de lotes. Figura 6 Fonte: O autor (2015)

14 OBJETIVOS Devido a necessidade da empresa, foi identificada dentre as opções, esta proposta, que se mostrou a mais interessante em relação ao seu custo e viabilidade a curto prazo, espero com isso propor melhoria nesta área que será estudada e analisada o quanto ela pode trazer benefícios para a empresa e para os colaboradores envolvidos Objetivo Geral Otimização de processo de montagem do componente em implemento da empresa, seguir um dos objetivos da qualidade da empresa que é investir na automação dos processos de produção, diminuir possíveis riscos de ergonomia e oportunizar um melhor ambiente de trabalho Objetivo Específico Redução de custos em processo de montagem do componente por ganho de tempo e automação Reduzir número de funcionários nesta etapa de montagem. Padronização de montagem Redução de defeitos de montagem atribuídos por erro humano. Exclusão de risco ergonômicos a membros superiores em tarefa repetitiva. 1.4 JUSTIFICATIVA Na área de engenharia de produção propostas como a deste trabalho, tem que ser mais colocadas em prática nas empresas por trazer tecnologia e modernizar métodos e processos

15 13 antigos que fogem a realidade e produtividade de empresas modernas, sendo de imenso valor aos envolvidos com a melhoria feita nos processos Oportunidade do projeto Concretização de melhoria de posto de trabalho, atingindo objetivo da empresa de investir nos processos de montagem alvos e com deficiência de produtividade, qualidade e funcionalidade Viabilidade do Projeto O projeto tem custo de implantação relativamente baixo em relação aos benefícios trazidos, levando em conta o ganho ergonômico e a redução de custo em tempo de montagem Importância do Projeto Automação nas plantas industriais são o futuro para as empresas que primam por excelência e produtividade com custo baixo, segurança e até mesmo sobrevivência no mercado. Processos automatizados garantem um padrão de montagem se corretamente adequados e maior produtividade do que se comparado com processos que envolvem fator humano em grande parte da montagem.

16 14 2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 ERGONOMIA (Murrel 1949) descreve ergonomia como o conjunto de conhecimentos científicos relativos ao homem e necessário para os engenheiros conceberem ferramentas, máquinas e conjuntos de trabalhos que possam ser utilizados com máximo de conforto, segurança e eficiência Riscos ergonômicos São fatores psico-fisiológicos relacionados ao trabalho que o ser humano fica exposto durante o desenvolvimento de suas atividades. Os tipos variam em trabalho físico pesado, posturas incorretas, treinamento inadequado, trabalho noturno, monotonia, repetitividade, ritmo excessivo, pressão explícita ou implícita para manter este ritmo, metas estabelecidas sem a participação dos empregados e colaboradores, patamares de metas de produção crescentes sem a adequação das condições Prejuízos pela falta de ergonomia Absenteísmo e perda de produtividade Gastos com afastamento Indenização por danos físicos Contingente de trabalhador com restrição Deterioração nas relações humanas A pressão do fenômeno LER E DORT sobre a empresa

17 Soluções ergonômicas Eliminação do movimento e postura crítica Pequenas melhorias Projeto ergonômico Revezamento Melhoria de método Melhoria da organização do sistema de trabalho Preparação para o trabalho Seleção Mínima Pausas de recuperação Ingerir líquido 2.2 AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS Na etimologia da palavra Automation, buscava enfatizar a participação do computador no controle automático industrial, sua definição atual seria (Moraes e Castrucci, 2007) qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o trabalho humano, em favor da segurança das pessoas, da qualidade dos produtos, rapidez da produção ou da redução de custos, assim aperfeiçoando os complexos objetivos das industrias, dos serviços ou bem-estar. A automação tão presente nos processos industriais tem o objetivo básico facilitar os processos produtivos, permitindo produzir bens com menor custo, maior quantidade, menor tempo, maior qualidade. Dependendo do processo de automação, pode variar de simples projetos até grandes linhas complexas de automação onde do início até o final não se tem toque humano no processo, mas características são comuns aos dois modelos tal como, sensores, comparação e controle, atuadores podendo ser diferenciados mais com os mesmos princípios.

18 Níveis hierárquicos de automação Na base da pirâmide encontra-se as máquinas, dispositivos e componentes como sensores, bombas e válvulas e controladores, em seguida no nível dois a supervisão e controle, no nível três o controle do processo produtivo constituído por bancos de dados com informações dos índices de qualidade da produção, relatórios e estatísticas de processo. No nível quatro responsáveis pela programação e planejamento da produção seguido do nível cinco que é responsável pela administração dos recursos da empresa, como mostra abaixo (Figura 7). Figura 7 Fonte: (2015)

19 17 3 METODOLOGIA 3.1 PLANO DE PESQUISA Este projeto é uma proposta de automação baseada nos princípios da automação e da ergonomia como base para tal investimento provados por benefícios ergonômicos, de produtividade e de redução de custos como será mostrado no desenvolvimento do trabalho. Será analisado a atual situação e comparado posteriormente com a proposta de automação, listados os benefícios e malefícios, colocados lado a lado para análise de uma proposta viável ou não. Será levantado o tempo de produção de uma peça e calculado seu custo de montagem, depois será estimado o tempo de montagem com o processo automatizado e comparado. 3.2 CRONOGRAMA Tabela 1 Tarefas PROJETO DO RELATÓRIO DE ESTÁGIO Etapa 1: Descrição da Melhoria/Oportunidade Projeto de Estágio Etapa 2: Aplicação das atividades Etapa 3: Elaboração do Trabalho Entrega do Projeto de Estágio Etapa 4: Relatório Final de Estágio 2015 Fev. Mar. Abril. x x x x x x x X x X Fonte: O autor (2015)

20 18 4 DESENVOLVIMENTO 4.1 VIABILIDADE DO PROJETO Abaixo segue tabela mostrando os tempos antes da automação e depois da automação, foi acompanhado a montagem de 10 engrenagens em duas vezes, uma no período da manhã e outra no fim de tarde, feito uma média de 6,85 peças por segundo como mostra a tabela a seguir: Tabela 2 Tempo de montagem Atual Tempo Manhã. Tempo Tarde. Tempo Aplicado a 4000 peças (1 mês) Amostra 1 6 7,7 Média de Seg/Pç Amostra 2 6 7,7 6,85 Amostra 3 6 7,7 Quantidade de peças Amostra 4 6 7, Amostra 5 6 7,7 Média de Seg/Pç. x Quantidade de Peças Amostra 6 6 7, Segundos Amostra 7 6 7,7 7,611 Horas Amostra 8 6 7,7 Amostra 9 6 7,7 Amostra ,7 Total Média Seg. 68,5 Média Seg/Pç 6,85 Desvio Padrão 0, Fonte: O Autor (2015)

21 TEMPO SEG./ PEÇA 19 Tabela 3 E abaixo (Tabela 3) um tempo estimado com automatização em funcionamento: Tempo de montagem Estimado Tempo Seg. Tempo Seg. Tempo aplicado a 4000 peças (1 mês) Amostra Média de Seg./Pç Amostra Amostra Quantidade de peças Amostra Amostra Média de Seg/Pç. x Quantidade de Peças Amostra Segundos Amostra ,222 Horas Amostra Amostra Amostra Total Média Seg. 20 Média Seg/Pç 2 Desvio Padrão 0 Fonte: O Autor (2015) Figura 8 Abaixo o gráfico de tempo levado em segundos para a montagem de uma peça: Tempo por Peça 7,5 6,5 7 5,5 6 4,5 5 3,5 4 2,5 3 1,5 2 0,5 1 0 Antes Automação Depois Automação Fonte: O Autor (2015)

22 TEMPO SEG./ PEÇA 20 O cálculo Takt Time: Demanda de Peças por mês: 4000 Peças (Demanda média) Tempo Disponível (Produtivo): 220 Horas (Total) 66 Horas (improdutivo) = 154 Horas Tempo Tack Time = Demanda / Tempo Disponível Tempo Tack Time = 4000 Un /154 Hrs = 25,97 Peças/Hora ou 138,6 Seg/ Peça disponíveis. Resumindo os tempos temos: Figura 9 Tempo por Peça/TAKT TIME TAKT TIME 6,85 2 Antes Automação Depois Automação Sendo um tempo disponível de sobra, pode-se observar que a automação não afetará tanto em ganho de custo, sendo mais um ganho ergonômico com melhoria de posto de trabalho alterando sim o tempo de montagem mais não impactando com relevância em custos de mão de obra. 1 Tack Time: É definido como o ritmo de produção necessário para atender a demanda acesso em 09/06/2015 às 20:04.

23 21 A tabela a seguir (Tabela 1) mostra a média feita para trabalhadores deste setor de montagem, considerando custos de INSS, FGTS, férias, décimo terceiro salário, encargos e custos como equipamentos de segurança. Desta média chegou-se a um custo de 0,19 centavos por minuto. Tabela 1 SETOR: Horas trabalhadas: Vencimentos: Custo hora MONTAGEM 896,77 R$ 5.205,23 R$ 5,80 Fonte: O autor (2015) Observando o custo de montagem de 4000 engrenagens, temos com um custo médio do trabalhador de 0,19 centavos por minuto, no tempo atual de 6,85 segundos, vezes 4000 peças resultando em segundos de montagem, isto dá 86,76 Reais de custo, contra o tempo de 2 Segundos, vezes 4000 peças resultando em 8000 Segundos de montagem, resultando em 25,33 Reais, sendo assim uma diferença de 61,43 Reais. Isto em um ano representa uma economia de 737 Reais. INSS 49,80% R$ 2,89 FGTS 8,00% R$ 0,46 FÉRIAS 11,11% R$ 0,64 13º SALÁRIO 8,33% R$ 0,48 ENCARGOS FÉRIAS 57,80% R$ 0,37 ENCARGOS 13º SALÁRIO 57,80% R$ 0,28 EPI R$ 0,48 CUSTO TOTAL POR HORA R$ 11,42 CUSTO TOTAL POR MIN. R$ 0, ANALISE ERGONÔMICA Dentre as soluções descritas anteriormente serão aplicadas a eliminação do trabalho repetitivo e postura crítica, pequenas melhorias, projeto ergonômico e melhoria de método.

24 22 O membro superior não terá mais que ser elevado para a montagem do rolamento, pois será com abastecimento de peças para a montagem automática, não requerendo mais o esforço para montagem do rolamento. 4.3 PROJETO Esboço do projeto de automação e orçamento (figura 10), observando a eliminação do sistema manual pelo operador, o trabalho do operador se restringe em abastecer os componentes para montagem automática em cilindro duplo para garantir a montagem do rolamento na engrenagem. Figura 10 Fonte: O Autor (2015)

25 23 5. CONCLUSÃO Foi estudado uma alternativa para melhorar a situação crítica de uma etapa de montagem que forçava os membros superiores a trabalharem elevados e com repetitividade, também foi questionado qual a viabilidade do projeto e seu retorno, dentro deste questionamento foi verificado que o retorno em tempo de montagem seria grande, mas o retorno em valor vai ser significamente baixo porque contempla apenas um processo de montagem de vários outros que se agregam no produto final, comprovado pela análise de takt time. Com um investimento previsto de 45 mil reais, para automação de montagem, levando em conta painel elétrico, mesa rotativa pneumática, pistões de acionamento, dispositivos de segurança, Cilindros hidropneumáticos, estrutura e custo de projeto especial. Um dos objetivos principais que era planejar um melhor ambiente de trabalho foi proposto e seguindo a ideia da empresa de investir em automação de processos, com isso fica a proposta e o ganho de conhecimento com este trabalho e a importância de adequar postos de trabalho a serem ergonomicamente corretos.

26 24 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GROOVER, Mikell P. Automação industrial e sistemas de manufatura. 3.ed. São Paulo: Pearson Education, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Normas para apresentação de trabalhos. Curitiba: Universidade Federal do Paraná, p LAVILLE, ANTOINE. ERGONOMIA. SÃO PAULO: EDITORA PEDAGÓGICA E UNIVERSITÁRIA LTDA, P.

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