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Aula 1 de ASI
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Universidade Federal do ABC
Programa de Ps-Graduao em EnergiaPrograma de Ps Graduao em Energia
EN2713 - AUTOMAO DE SISTEMAS INDUSTRIAIS
Professor responsvel: Prof. Dr. Jesus Franklin Andrade Romero
1
C t l 1Captulo 1Introduo Introduo
Sees:1. Sistemas de produo 2 Automao em sistemas de produo2. Automao em sistemas de produo3. Trabalho manual nos sistemas de produo 4. Princpios e estratgias da automao 5. Organizao das apresentaes g p
2
As realidades daAs realidades damanufatura moderna
Globalizao pases outrora sub-industrializados (por exemplo, China, ndia,
(p p , , ,
Mxico) esto se tornando peas importantesno mundo da manufaturaTerceirizao internacional peas e
produtos inicialmente feitos nos pasesprodutos inicialmente feitos nos pasesindustrializados por empresas norte-americanas e europias passaram a serproduzidos em outros continentes (no exterior)ou em pases mais prximos (no Mxico eou em pases mais prximos (no Mxico eAmrica Central)Terceirizao local uso de fornecedores
dentro dos pases industrializados paradentro dos pases industrializados parafornecer peas e servios
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Mais realidades daMais realidades damanufatura moderna
Fabricao terceirizada empresasespecializadas na fabricao de produtoscompletos, e no somente peas, sob contratocom outras empresascom outras empresasTendncia ruma ao setor de servios nas
economias desenvolvidas:Expectativas de qualidade os clientes tantoExpectativas de qualidade os clientes, tanto
consumidores quanto clientes corporativos, exigemque os produtos adquiridos sejam de altaqualidadeN id d d fi i i i lNecessidade de eficincia operacional
produtores devem ser eficientes em suasoperaes de modo a superar a vantagem comrelao aos custos de mo de obra dos
i i i i
competidores internacionais4
Abordagens e tecnologias Abordagens e tecnologias modernas de manufatura
Automao equipamentos automatizados em vez de mode obraTecnologias de manuseio de materiais porque a manufaturanormalmente envolve uma sequncia de atividadesnormalmente envolve uma sequncia de atividadesSistemas de produo integrao e coordenao deintegrao e coordenao de mltiplas estaes de trabalhoautomatizadas ou manuais
Manufatura flexvel para competir nas categorias de baixovolume/alta diversidade de produtosProgramas de qualidade para alcanar os altos nveis dequalidade esperados pelos consumidores de hoje em diaqualidade esperados pelos consumidores de hoje em diaManufatura integrada por computador (computer-integratedmanufacturing CIM) para integrar o projeto, a produo e alogsticaProduo enxuta mais trabalho com menos recursosProduo enxuta mais trabalho com menos recursos
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Sistema de produo -pdefinio
Um conjunto de pessoas equipamentos eUm conjunto de pessoas, equipamentos eprocedimentos organizados para realizar asoperaes de produo de uma empresa.
Duas categorias:Instalaes a fbrica, os equipamentos
instalados e a forma como esto organizados(layout da planta)(layout da planta)Sistemas de apoio produo o conjunto de
procedimentos utilizados por uma empresa nogerenciamento da produo e na soluo de
bl i l i dg p problemas tcnicos e logsticos na encomendade materiais, na movimentao de trabalho pelafbrica e na garantia que os produtos atenderoaos requisitos de qualidadeaos requisitos de qualidade
6
O sistema de produo
7
Instalaes do sistemaInstalaes do sistemade produo
As instalaes incluem a fbrica, as mquinas eferramentas de produo, os equipamentospara tratamento de materiais os equipamentospara tratamento de materiais, os equipamentosde inspeo e os sistemas computadorizadosque controlam as operaes de produo Layout da planta a maneira como os
i t fi i t i dy p
equipamentos so fisicamente organizados nafbrica Sistemas de produo compostos por arranjoslgicos de equipamentos e trabalhadores nalgicos de equipamentos e trabalhadores nafbrica Linha de produo Uma nica mquina de produo e um nicoUma nica mquina de produo e um nicooperador responsvel
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Si t d d Sistemas de produo Trs categorias em termos da participao
humana nos processos executados pelos sistemas de produo:
1 Sistemas de trabalho manual um 1.Sistemas de trabalho manual um trabalhador executando uma ou mais tarefas
sem a ajuda de ferramentas motorizadas, mas s vezes utilizando ferramentas manuais
2.Sistemas trabalhador-mquina um trabalhador operando equipamento
motorizado 3 Sistemas automatizados um processo 3.Sistemas automatizados um processo
executado por uma mquina sem a participao direta de um trabalhador
humano
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Sistema de trabalho Sistema de trabalho manual
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Sistema trabalhador-mquinamquina
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Sistema automatizado
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Sistemas de apoio produo
Envolve um ciclo de atividades de processamento de informaes que consiste de quatro funes:1.Funes de negcios vendas e marketing, registro do pedido contabilidade de custos e registro do pedido, contabilidade de custos e
cobrana ao cliente 2.Projeto do produto pesquisa e desenvolvimento,
engenharia de projetos e oficina de prottipos 3 Planejamento da manufatura planejamento do 3.Planejamento da manufatura planejamento do
processo, planejamento da produo, planejamento das necessidades de materiais
(material requirements planning MRP), planejamento da capacidadeplanejamento da capacidade
4.Controle da produo controle do cho da fbrica, controle do estoque, controle da
qualidade
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O ciclo de processamento da i f i t d i informao em sistemas de apoio
produo
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Automao em sistemasAutomao em sistemasde produo
Duas categorias no sistema de produo: 1. Automao dos sistemas de produo da
fbrica 2. Controle computadorizado dos sistemas de
apoio produo As duas categorias se sobrepem, j que os As duas categorias se sobrepem, j que os
sistemas de apoio produo so conectados aos sistemas de produo da
fbrica Manufatura integrada por computador(computer-integrated manufacturing CIM)
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Manufatura integradaManufatura integradapor computador
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Sistemas de produo Sistemas de produo automatizados
Exemplos: Mquinas-ferramenta automatizadas
Li h d t f i Linhas de transferncia Sistemas de montagem automatizados
Robs industriais que executam operaes de q p processamento ou montagem
Sistemas para tratamento e armazenamento automticos de materiais que integram
d d operaes de produoSistemas de inspeo automtica para controle
de qualidade
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Sistemas de produo Sistemas de produo automatizados
Trs tipos bsicos: 1. Automao rgida
2 Automao programvel 2. Automao programvel 3. Automao flexvel
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A t id Automao rgida U i t d d l i Um sistema de produo no qual a sequncia
das operaes deprocessamento (ou montagem) definida pela
configurao doconfigurao doequipamento
Algumas caractersticas: 1 Adequada para altas quantidades de 1.Adequada para altas quantidades de
produo 2.Alto investimento inicial em equipamentos com
engenharia personalizada3.Altas taxas de produo
4.Relativamente inflexvel na acomodao de uma variedade de produtos
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Automao programvel Um sistema de produo projetado com a Um sistema de produo projetado com a capacidade de modificar a sequncia de
operaes de modo a acomodar diferentes configuraes de produtos
Algumas caractersticas: Alto investimento em equipamentos de
propsito geral B i t d d d Baixas taxas de produo se comparada a
automao rgida Flexibilidade para lidar com variaes e alteraes na configurao do produto alteraes na configurao do produto
Mais adequado para a produo em lote A configurao fsica da mquina deve ser alterada e o sistema reprogramado entre p g
trabalhos (lotes)20
A t fl l Automao flexvel Uma extenso da automao programvel na
qual o sistema capaz de trocar de um trabalho para o prximo sem perda de tempo entre eles
Al t ti Algumas caractersticas: Alto investimento em um sistema com
engenharia personalizadaProduo contnua de um conjunto variado de
produtos Taxas mdias de produo
Flexibilidade para lidar com variaes no projeto do produto
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Variedade de produtos e quantidade p qde produo para trs tipos de
automaoautomao
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Sistemas computadorizadosSistemas computadorizadosde apoio produo p p
Objetivos da automao dos sistemas de apoio produo
R d i l d f l Reduzir o volume de esforo manual e burocrtico nas etapas de projeto do produto, planejamento e controle da produo e nas
funes de negcio da empresau es de egc o da e p esaIntegrar o projeto auxiliado por computador
(computer-aided design CAD) e a manufatura auxiliada por computador (computer-aided
manufacturing CAM) em CAD/CAM manufacturing CAM) em CAD/CAM A manufatura integrada por computador
(computer-integrated manufacturing CIM) inclui CAD/CAM e as funes de negcio da / g
empresa 23
R t Razes para a automao 1 Aumentar a produtividade no trabalho1. Aumentar a produtividade no trabalho
2. Reduzir os custos do trabalho 3. Minimizar os efeitos da falta de
trabalhadores trabalhadores 4. Reduzir ou eliminar as rotinas manuais e das
tarefas administrativas 5. Aumentar a segurana do trabalhador 5 g
6. Melhorar a qualidade do produto 7. Reduzir o tempo de produo
8. Realizar processos que no podem ser 8. Realizar processos que no podem ser executados manualmente
9. Evitar o alto custo da no automao
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Trabalho manual nosTrabalho manual nossistemas de produo Existe lugar para o trabalho manual nos
sistemas de produo modernos? Resposta: SIMDois aspectos:
1. Trabalho manual em operaes de fbrica p 2. Trabalho nos sistemas de apoio produo
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Trabalho manual nasTrabalho manual nasoperaes das fbricas
A tendncia de longo prazo o uso cada vez maior de sistemas automatizados para substituir o trabalho manual
Quando o trabalho manual justificado? Em alguns pases o valor da hora de trabalho muito baixo, de
maneira que a automao no pode ser justificada A tarefa tecnologicamente muito difcil de ser automatizada a e a ec o og ca e e u o d c de se au o a ada
O ciclo de vida do produto curtoO produto customizado exige a flexibilidade humana
Para lidar com os altos e baixos da demanda Para reduzir o risco de falhas no produto p
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Trabalho nos sistemasTrabalho nos sistemasde apoio produo
Engenheiros e tcnicos de projeto que trazem criatividade tarefa de realizar um projeto p jEngenheiros e tcnicos de produo que
projetam os equipamentos e ferramentas de produo e planejam os mtodos e percursos
de produode produoEngenheiros e tcnicos de Manuteno de
equipamentosEngenheiros e tcnicos de Programao e Engenheiros e tcnicos de Programao e
operao de computadores Profissionais das reas de Gerenciamento da
fbrica
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Princpios e estratgiasPrincpios e estratgiasde automao
1 O princpio USA 1. O princpio USA 2. Dez estratgias para automao e
melhoria dos processos 3 Estratgia de migrao para a 3. Estratgia de migrao para a
automao
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Princpio USA 1. Compreender o processo existente
Anlise de entrada/sada Anlise da cadeia de valor Anlise da cadeia de valor
Tcnicas grficas e modelos matemticos
2 Simplificar o processo 2. Simplificar o processo Reduzir passos e movimentaes desnecessrias
3 Automatizar o processo 3. Automatizar o processo Dez estratgias para automao e sistemas de
produo Estratgia de migrao para a automao Estratgia de migrao para a automao
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Dez estratgias para automao e melhoria dos
processos processos 1. Especializao das operaes
2 Operaes combinadas 2. Operaes combinadas 3. Operaes simultneas
4. Integrao das operaes 5 Aumento da flexibilidade 5. Aumento da flexibilidade
6. Melhoria na armazenagem e manuseio de materiais 7. Inspeo on-line
8. Otimizao e controle do processo p9. Controle das operaes de fbrica
10. Manufatura integrada por computador
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Estratgia de migraopara a automao para
integrao de novos produtos g p
1. Fase 1 Produo manualClulas nicas tripuladas trabalhando independentemente Clulas nicas tripuladas trabalhando independentemente
Vantagens: ferramentas que podem ser feitas rapidamente e a um baixo custo
2 Fase 2 Produo automatizada2. Fase 2 Produo automatizadaClulas nicas automatizadas operando independentemente Na medida que a demanda cresce e a automao pode ser
justificada
3. Fase 3 Produo automatizada integrada Sistema automatizado multiestao com operaes em srie e
transferncia automatizada das unidades de trabalho entre estaes estaes
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Estratgia de migraog gpara a automao
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Organizao da Disciplina
1. Viso geral da produo 2. Automao e tecnologias de controle
3. Tecnologia de identificao e tratamento de materiais
4. Sistemas de produo5. Controle de qualidade em sistemas de
produo p 6. Sistemas de apoio produo
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O i d Organizao das ApresentaesApresentaes
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VdeosVdeos PARTE I - TOYOTA Lean Manufacturing
http://www.youtube.com/watch?v=c6KVeDbgRgU PARTE II - TOYOTA - Lean Manufacturing
htt // t b / t h? 6 dVR9d PM http://www.youtube.com/watch?v=6vmdVR9dzPM&feature=relmfu
Vdeo sobre as origens do Sistema Toyota de Vdeo sobre as origens do Sistema Toyota de Produo. O filme mostra a histria da Toyota desde os tempos da fabricao de teares at p os dias atuais. Autonomao, Just in Time, Poka Yoke, Desperdcios, e Kanban so
l d b d d l dalguns dos temas abordados pelo vdeo.35
Vdeos
Porsche 911 Ultimate Factories by
Vdeos
Porsche 911 Ultimate Factories by Factory: precision machine
Technology automation and skill human O Porsche 911 um carro de luxo de 2 portas um cup Technology, automation and skill human labor
http://www youtube com/watch?v=jL8m
O Porsche 911 um carro de luxo de 2 portas, um cupesportivo manufaturado pela Porsche. Tem um designdiferenciado, motor traseiro e com suspenso traseiraindependente, O motor era refrigerado a ar at aintroduo do tipo 996 em 1998 Desde seu lanamento http://www.youtube.com/watch?v=jL8m
uMYEVOQ&list=PL3DF644A591C756F3 Sugestes: parte1 (o carro) 2 (histria) 3
introduo do tipo 996, em 1998. Desde seu lanamentono outono de 1963, ele sofreu uma evoluo contnua. Oconceito bsico mudou ao longo da sua evoluo. Aolongo de sua vida, o 911 tem sido modificado porequipes privadas e pela prpria fbrica para corridas,Sugestes: parte1 (o carro), 2 (histria), 3
(o motor e seu transporte, 1:00-9:00), 4 (a linha, 1:00-5:00: leather), 5 (os ajustes)
equipes privadas e pela prpria fbrica para corridas,ralis e outras formas de competio. Ele est entre oscarros mais bem sucedidos da histria.
) ( j )
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QuestionrioQuestionrioQuais as caractersticas mencionadas no incio Quais as caractersticas mencionadas no incio do captulo com as empresas de fabricao moderna devem lidar? Mencione quatro. O que um sistema de produo?Os sistemas de produo podem ser divididos
d t i i M i em duas categorias ou nveis. Mencione e defina dois nveis.Quais so os sistemas de manufatura e como Quais so os sistemas de manufatura, e como eles se diferenciam dos sistemas de produo?
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QuestionrioQuestionrioSistemas de produo so divididos em trs categorias de acordo com a participao dos categorias, de acordo com a participao dos operadores. Mencione as trs categorias.Quais so as quatro funes includas no Quais so as quatro funes includas no mbito de sistemas de apoio produo?Trs tipos bsicos de automao so definidos no texto. O que a automao fixa e quais so algumas de suas caractersticas?O t l i O que automao programvel e quais so algumas de suas caractersticas?
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