PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA 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
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Sistemas de Manufatura e Estratégias de Produção
Ref: “Manufacturing Engineering and Technology”Kalpakjian, Serope e outros,
Prentice Hall, 2001, Fourth Editionpáginas 1067 a 1105
Prof. Lopes
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Sistema de ProduçãoConjunto de pessoas, equipamentos e procedimentos
organizados para realizar as operações de MANUFATURA de uma empresa.
Sistemas de ManufaturaEmpresas organizam as facilidades da maneira mais
eficiente para cumprir determinada missãoCertas maneiras de organizar foram reconhecidas como as
mais apropriadas para determinados tipos de manufaturaPARA PRODUTOS DISCRETOS A QUANTIDADE PRODUZIDA TEM IMPORTÂNCIA FUNDAMENTAL
NAS FACILIDADES E NA MANEIRA COMO A MANUFATURA É ORGANIZADA
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Sistemas de ManufaturaClassificação pela Quantidade Produzida
Baixa Produção: 1 a 100 unidades / anoMédia Produção: 100 a 10.000 unidades / anoAlta Produção: acima de 10.000 unidades / ano
Correlação inversa entre Variedade de Produto e Quantidade Produzida
Quantidade Produzida
Variedade
de
Produto
Posição FixaProcesso
Celular
ProdutoProdução Lote
Manufatura CelularQuantidade Linha
Produção em Massa
1 100 10.000 1.000.000
Job Shop
Lay-Out
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Automação nos Sistemas de ProduçãoRazões 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
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Automação nos Sistemas de ProduçãoSistemas Computadorizados de Suporte à Manufatura
Planejamento
da
Manufatura
Produto
Acabado
Controle da Manufatura
Matéria Prima
Funções Comerciais
Projeto do Produto
Operações da Fábrica:
-Fabricação
-Manuseio dos Materiais
-Inspeção,etc.
Relação entre CIM e Automação
CIM
CAD
CAM
CAD/CAM
CAE
CAPP
MRP
ERP
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CAD/ CAE
PROJETO E ENGENHARIA AUXILIADOS
POR COMPUTADOR
Processo de Projeto
Auxílio do Computador
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- MasterCAM, PowerMill- Moldflow, C-Flow,
ANSYS, I-DEAS
Da Concepção ao Protótipo em Poucos Dias
-Catia, Euclid, AutoCAD, ProEngineer, Solidworks
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Modelamento Wireframe
Ø Lista de:
Equações das Curvas
Coordenadas dos Pontos
Ø Conectividade dos Elementos
Ø Método Fácil
Ø Ambigüidade na Definição
Ø Sem Massa e sem Superfície
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Modelador de Superfície
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Modelador de Superfície
ØDados do Modelo Wireframe +
ØSuperfícies
Conectividade, Adjacência
Interpolação de Pontos, Rede de Curvas
Translação ou Varredura de Curvas
ØAjuste à Superfícies Complexas
Visual, Projeto Estético
Geração de Código de Comando Numérico
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Modelador de Sólidos
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SÓLIDO
Ø Tem um volume fechado
Sabe distinguir “fora” e “dentro”
Ø Tem massa e inércia
Ø Enorme quantidade de dados e matemática.
Ø Necessidade de interface amigável com usuário
Primitivas
+/- por meio de operações Booleanas
Varredura, arredondamento, esticamento
Ø Híbrido (sólido+ Superfície, CSG + BREP, paramétrico + explicito)
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Modelador de Sólido - PRIMITIVAS
Operações
Soma / Subtração
Movimentação
Modificação
Bloco Cilindro
Cunha Esfera
Cone Toróide
Varredura de translação Varredura de rotação
= =
Ferramenta
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• Modeladores CSG permitem que o projetista combine um conjunto de primitivas por meio de operações Booleanas:
GEOMETRIA SÓLIDA CONSTRUTIVA ( CSG)
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CAE – ENGENHARIA AUXILIADA PELO COMPUTADOR
Softwares de Cálculo e Análise de Engenharia incluem:
ØAnálise de Massas
ØVerificação de Interferência
ØAnálise de Tolerâncias
ØAnálise de Elementos Finitos
ØAnálise Cinemática e Dinâmica
ØSimulação de Eventos Discretos
Tensão-Deformação
Transferência de Calor
Escoamento de Fluídos
Campos Magnéticos
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Escoamento de Fluídos
(Plástico em Molde)
Análise Estática de Tensões em Pistão
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CAM- MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR
ØCAPP- PLANEJAMENTO DO PROCESSO
ØPROGRAMAÇÃO CNC
ØBANCO DE DADOS DE USINAGEM
ØPADRÕES DE TEMPO
ØESTIMATIVA DE CUSTO
ØMRP- PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO E ESTOQUE
ØBALANCEAMENTO DE LINHA
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Planejamento do Processo
ØPreparação de instruções detalhadas de trabalho para fabricar ou montar peça ou peças
ØDefinição da seqüência ( Roteiro) dos processos de manufatura e/ou operações de montagem
ØElaboração da Folha de Operações
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Planejamento do Processo Manual Montagem 1
Prender a peça na placa ( torno)
Tornear S3 para 100 mm de diâmetroFacear S1Furar em cheio S2Rebaixar furo S4, S5
Montagem 2Prender na placa em S3
Tornear S6 para 50 mm de diâmetroRebaixar saída de ferramentaRosquear S6Facear S7
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Planejamento do Processo Auxiliado por Computador -CAPP
Método Variante
Utiliza Tecnologia de Grupo
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ØCRIA O PROCESSO BASEADO EM PROCEDIMENTOS LÓGICOS SIMILARES AO PLANEJADOR HUMANO
ØSISTEMAS ESPECIALISTAS ( EXPERT SYSTEMS) –INTELIGÊNCIA ARTIFICAL
ØCONHECIMENTO TÉCNICO DO ESPECIALISTA DEVE SER CAPTURADO E CODIFICADO NUM SOFTWARE –BASE DE CONHECIMENTO ( KNOWLEDGE BASE)
ØDESCRIÇÃO DA PEÇA NUM SOFTWARE ADEQUADO
ØAPLICAÇÃO DA BASE DE CONHECIMENTO NA DESCRIÇÃO DA PEÇA E GERAÇÃO DO PROCESSO –MÁQUINA DE INFERÊNCIA ( INFERENCE ENGINE)
CAPP – Método Generativo
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MRP- Planejamento das Necessidades de Materiais
Sistema computadorizado para gerenciar estoques e prazos de entrega de matéria-
prima e ferramentasO QUE FABRICAR? QUANTO FABRICAR? QUANDO FABRICAR?
Evolução MRPII- Planejamento dos Recursos da Manufatura
Evolução ERP- Planejamento dos Recursos da Empresa
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Planejamento
Geral da
Produção e
MRP
MRP
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PRODUÇÃO EM LOTES
ØA manufatura em lotes é a forma mais comum de produção e constitui mais de 50% das
atividades de manufatura
ØExiste a necessidade crescente de tornar a manufatura em lotes mais eficiente e
produtiva
ØExiste a necessidade de um nível maior de integração entre as funções de projeto e
manufatura
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
TECNOLOGIA DE GRUPOÉ UM FILOSOFIA DE MANUFATURA NA QUAL
PEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS PARA SE
OBTER VANTAGENS DE SUAS SIMILARIDADES,
NO PROJETO E NA PRODUÇÃOPEÇAS SIMILARES SÃO AGRUPADAS EM
FAMÍLIAS DE PEÇASONDE CADA FAMÍLIA DE PEÇAS POSSUI
CARACTERÍSTICAS SIMILARES
DE PROJETO E/OU MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
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
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
BENEFÍCIOS DA TECNOLOGIA DE GRUPO
Ø PADRONIZAÇÃO DE FERRAMENTAL, DISPOSITIVOS E SETUPS
Ø REDUÇÃO DA MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS
Ø SIMPLIFICAÇÃO DO PLANEJAMENTO DE PROCESSO
Ø SIMPLIFICAÇÃO DA PROGRAMAÇÃO DA PRODUÇÃO
Ø TEMPO DE SETUP É REDUZIDO
Ø LEAD TIME É REDUZIDO
Ø ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO
Ø SATISFAÇÃO DO OPERADOR AUMENTA
Ø AUMENTO DA QUALIDADE
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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
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
FAMÍLIA DE PEÇAS NO PROJETO GEOMÉTRICO
1.000.000 pçs/ano
tolerância: +- 0,25
material: Aço 1020
acabamento: níquel
100 pçs/ano
tolerância: +- 0,025
material: Aço Inox
SEM SIMILARIDADE NA MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
FAMÍLIA DE PEÇAS NA MANUFATURA
SEM SIMILARIDADE NO PROJETO
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LAYOUT POR PROCESSO
L- TORNO M- FRESADORA D- FURADEIRA G-RETIFICADORA A- MONTAGEM
Recebimento e Despacho
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO
L- TORNO M- FRESADORA G- RETIFICADORA D- FURADEIRA A- MONTAGEM
RECEBIMENTO
DESPACHO
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
LAYOUT POR PROCESSO
LAYOUT DE TECNOLOGIA DE GRUPO
3 MÉTODOS PARA DEFINIR FAMÍLIAS:
Ø INSPEÇÃO VISUAL DE PEÇAS
Ø CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS
Ø ANÁLISE DO FLUXO DE PRODUÇÃO
Agrupando as peças em
famílias
COMO?
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO DE PEÇAS
AS SIMILARIDADES ENTRE AS PEÇAS SÃO IDENTIFICADAS E ESTAS SIMILARIDADES SÃO
RELACIONADAS NUM SISTEMA DE CODIFICAÇÃO
SISTEMAS DE CODIFICAÇÃO
ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO
ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE MANUFATURA
ØBASEADOS EM ATRIBUTOS DE PROJETO E MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
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:
ØPROCURA DE PROJETOS JÁ EXISTENTES
ØPLANEJAMENTO AUTOMÁTICO DO PROCESSO
ØPROJETO DE CÉLULAS DE MÁQUINAS
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
ESTRUTURAS DOS CÓDIGOS ( INTERPRETAÇÃO)
ØESTRUTURA HIERÁRQUICA ( MONOCÓDIGO)
INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO DEPENDE DO VALOR DO SÍMBOLO ANTECESSOR
ØESTRUTURA ENCADEADA ( POLICÓDIGO)
A INTERPRETAÇÃO DE CADA SÍMBOLO NA SEQÜÊNCIA É SEMPRE A MESMA, NÃO DEPENDE DO VALOR DO ANTECESSOR
ØESTRUTURA HÍBRIDA
MISTURA DAS ESTRUTURAS ANTERIORES
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO E CODIFICAÇÃO
Ø OPITZ NÃO-PROPRIETÁRIO
Ø BRISCH SYSTEM BRISCH-BIRN, INC.
Ø CODE MANUFACTURING DATA SYSTEMS, INC.
Ø CUTPLAN METCUT ASSOCIATES
Ø DCLASS BRINGHAM UNIVERSITY
Ø MULTICLASS OIR- ORG. FOR INDUSTRIAL RESEARCH
Ø PART ANALOG SYSTEM LOVELACE, L. &CO., INC.
Ø VUOSO NÃO-PROPRIETÁRIO
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ
Sistema de 9 dígitos
1º dígito
Classe2º dígito Formato Principal
3º dígito UsinagemRotacional
4º dígito UsinagemPlana
5º dígito Furos Adicionais, Dentes, Formas
Código Complementar
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO OPITZ
Sistema de 9 dígitos
5 primeiros
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
Exercício: Classificar Peça no Sistema Opitz ( Somente Código de Forma – 5 dígitos)
Ö25
1323
38
Ö 6 Ö 20
M18
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
1° dígito = 1Peça Rotacional, relação comprimento sobre diâmetro L/D = 38/25 está entre 0,5< L/D< 3
2º dígito = 5Superfície externa em degrau dos dois lados com rosca
3º dígito = 1Superfície interna ( furo) lisa e sem elementos de forma
4º dígito = 0Sem usinagem de superfícies planas
5° dígito = 0Sem furos auxiliares
Solução Exercício Classificação Sistema Opitz: Código 15100
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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:
ØREDUZIR O LEAD TIME DE MANUFATURAØREDUZIR O ESTOQUE EM PROCESSOØSIMPLIFICAR O PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃOØREDUZIR O TEMPO DE SETUP
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MANUFATURA CELULAR
PROJETO DE CÉLULA DE MÁQUINAS
LAYOUTS
Layout em U – Manuseio manual
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
MANUFATURA CELULAR
PROJETO DE CÉLULA
DE MÁQUINAS
LAYOUTS LINHA
CIRCULAR
RETANGULAR
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMAS FLEXÍVEIS DE MANUFATURA
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:Ø A fábrica produz em lotes ou utiliza células de TG e quer
automatizar
Ø É possível agrupar uma parte das peças manufaturadas em famílias ( mesmo produto ou similares) para o FMS
Ø A quantidade de peças ou produtos manufaturados está no volume médio e variedade média conforme já visto
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BENEFÍCIOS ESPERADOS DO FMSØ MAIOR UTILIZAÇÃO DAS MÁQUINAS
Ø QUANTIDADE DE MÁQUINAS MENOR
Ø REDUÇÃO DO ESPAÇO DE FÁBRICA NECESSÁRIO
Ø MAIOR VELOCIDADE DE RESPOSTA À MUDANÇAS
Ø MENOR NECESSIDADE DE ESTOQUES
Ø MENOR LEAD TIME DE MANUFATURA
Ø ESTOQUE EM PROCESSO É REDUZIDO
Ø REDUÇÃO DA MÃO DE OBRA DIRETA E MAIOR PRODUTIVIDADE
Ø OPORTUNIDADE PARA PRODUÇÃO SEM OPERADOR
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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
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
CÉLULA DE MÁQUINA ÚNICA
CÉLULA FLEXÍVEL DE MANUFATURA
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)
USINAGEM
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SISTEMA FLEXÍVEL DE MANUFATURA (FMS)ESTAMPAGEM
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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) representados pelo MRP
JIT “Puxa a Produção” ( PULL)
Uma das Maneiras de implementar o Sistema de Controle da produção do JIT pode ser com KANBAN ( cartão )
PMR 2202 – INTRODUÇÃO À MANUFATURA MECÂNICA
SISTEMA DE PRODUÇÃO JIT- Just-in Time
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