Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia de

Produção

Matéria – SEP 201 – Projeto de Fábrica

Prof. Oswaldo Luiz Agostinho

Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Enga de Produção

SEP 201 – Projeto de Fábrica

Ementa

1 - Conceituação de Manufatura

1.1 – Definição de Manufatura 1.2 - Modelos dos sistemas de manufatura1.3 - Manufatura como sistema 1.4 - Tipos de Manufatura : individual , lotes , massa 1.5 - Métodos de Manufatura – Fluxo Contínuo ; fluxo descontínuo 1.6 - Características dos regimes de manufatura

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SEP 201 – Projeto de FábricaEmenta

2 - Parâmetros Tecnológicos e Gerenciais

2.1 – Planejamento de Processo

2.2 - Regras de Precedência

2.3 - Medidas do trabalho – Tempos ; tempos padrões

2.4 – Determinação de necessidades – Carga de máquinas

2.5 - Controles gerenciais – eficiência , utilização , produtividade .

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SEP 201 – Projeto de Fábrica

Ementa

3 - Produção em médios e baixos volumes

3.1- Noções sobre Tecnologia de Grupo

3.2 –Definição de Família de peças

3.3 – Critérios de determinação de famílias – Codificação e Análise de Fluxo

3.4 - Células de Manufatura – Critérios de dimensionamento de células de manufatura

3.5 – Flexibilidade dos Sistemas de Manufatura .

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SEP 201 – Projeto de Fábrica

Ementa

4- Dimensionamento de instalação fabril

4.1 – Fluxo de Produção

4.2 - Densidade de fluxo

4.3 – Cálculo de necessidades – Principais parãmetros

4.4 – Programas de Produção

4.5 - Tipos principais de Arranjo Físico

4.6 – Projeto de fábrica – meios produtivos e sistemas de apoio-- áreas necessárias - produtivas e de apoio- áreas totais - fluxo interno e externo - investimento em equipamentos , áreas

• Bibliografia : Agostinho , O.L. – Sistemas de Manufatura – vol. 1 – Apostila

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

1- Produto - caixa de transmissão para pick-ups

2 - Produção mensal – 9000

3 - Modelo único

Dimensionar :a) Máquinas necessárias

b) Áreas necessárias : Conjunto de peças , fábrica e total

c) Investimentos : por conjunto de peças , para a fábrica e total ( incluindo áreas e instalações externas )

Desenho de Conjunto

Caixa de Engrenagens – 5 velocidades

Projeto de dimensionamento de uma fábrica para manufatura de caixa de engrenagens para veículos

automotores

Dados

• Desenho de conjunto da caixa de engrenagem-transmissão )

• Roteiros e tempos padrão da operações das peças • Máquinas ferramenta utilizadas em cada operação • Area por máquina – para dimensionamento do lay out

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Dados : a) tempos padrões por peça .

b) áreas por máquina

c) custo das máquinas e equipamentos

d) Regime de trabalho :

2 turnos 5dias por semana – 44 horas semanais 20 dias úteis por mês 45 minutos de parada para almoço em cada

turno

d) Tipo de arranjo físico – Grupo de peças

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenaens para veículos automotores .

Dados

1 ) Área por máquina e/ ou equipamento

2 ) Custo de máquinas e/ ou equipamentos

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Áreas ( m2 ) Custo ( R$ x 1000)

Máquina Máquina + área de trabalho Torno CNC 13 24 600Furadeira Simples 2 7 100Furadeira Múltipla 3 14 140Mandriladora 18 31 150Cortadora de dentes ( tipo caracol ) 10 24 700Acabadora de dentes ( tipo shaving ) 8 20 500Retifica externa 10 20 400Retifica interna 7 20 280Fresadora Universal 3 11 500Forno contínuo 120 264 3000Linha de montagem 367 498 600Prensa de desempenar 2 16 40Torno revolver 4 16 160Decapadora Wheelabrator 40 140 240Brochadeira vertical 6 18 560Torno automático 5 17 440Cortadora de dentes ( Lorenz ) 8 20 600Serra circular 7 10 200Furadeira Radial 5 7 140Retífica Centerless 8 11 400Máquina de lavar 2 3 60Forno tipo “ batch “ 60 90 800Chanfradora de dentes 9 15 240

Contrução Industrial ( m2 ) 1200Terreno ( m2 ) 20

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Dados

Valores de produtividade :

Tornos revolver 70 %Tornos CNC 65 %Cortadoras de dentes 70 % Brochadeiras 75 %Mandriladoras 75 %Máquinas simples 80 % Retíficas 70 %Fresadoras 67%Chanfradoras 92 % Acabadora de dentes ( shaver ) 85 % Centros de usinagem 78 %Soldadora – Eletron Beam welder 82 % Fornos 95 %

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Dados

a) Relação de peças

b) Roteiro e operações por peça

c) Tempos padrões por peça / operação

d) Máquinas operatrizes por peça / operação

Peças componentes

Engrenagens

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Peças componentes

Eixos

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Composição e organização do Projeto

• Grupo 1 – 4 componentes Relatório de fechamento ( investimentos , valores totais geral – planta e áreas auxiliares + lay out

• Grupo 2 – 4 componentes Formato final da fábrica + áreas industriais de apoio

• Grupo 3 – 5 componentes Linha de montagem – lay out – principais componentes

• Grupo 4 – 5 componentes Engrenagens – lay out – fluxo interno • • Grupo 5 – 5 componentes Eixos – lay out – fluxo interno• • Grupo 6 - 5 componentes Peças de engate – lay out e fluxo interno

• Grupo 7 - 5 componentes Carcaças – lay out e fluxo interno

Os grupos 2 / 3 / 4 / 5 / 6 / 7 deverão calcular , para suas respectivas áreas e grupo de peças

1) máquinas necessárias ; 2) fluxo e respectivas densidades de fluxos

3 ) áreas necessárias 4 ) investimentos necessários

Composição e organização do Projeto - 7 grupos de trabalho :

Grupo 1

1)– Componentes:

2) Atividades / Responsabilidades : relatório de fechamento - investimentos , valores totais + layout geral – planta e áreas auxiliares

Grupo 2 1) Componentes :2) Atividades / Responsabilidades - Formato final da fábrica + áreas industriais de

apoio

Grupo 3 1) Componentes -2) Atividades / Responsabilidades - Linha de montagem – lay out – principais

componentes

Grupo 4

1) Componentes -2) Atividades / Responsabilidades - Engrenangens – lay out – fluxo interno Grupo 5

1) Componentes -2) Atividades / Responsabilidades - Eixos – lay out – fluxo interno Grupo 6

1) Componentes –2) Atividades e Responsabilidades Peças de engate – lay out e fluxo interno

Grupo 7

1) Componentes – 2) Atividades / Responsabilidades – Carcaças – lay out e fluxo interno

Peças componentes

Peças de engate

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Peças componentes

Carcaças

Projeto - Dimensionamento de uma fábrica para fabricação de caixa de engrenagens para veículos automotores .

Por que planejar o Layout?

• Atender as necessidades da organizaçao

• Prever/definir o espaço útil necessário e demais áreas do chão de fábrica

• Definir o tipo de layout, o fluxo, o sistema de transporte/movimentação, entradas e saídas, corredores, emergência, etc

• Tipo de construção, de piso, iluminação e demais facilidades

• Tipos de equipamentos: máquinas, sistemas de carga/descarga, movimentação e armazenagem

• Tipos de sistemas de supervisão e controle

• Sistemas de segurança e tratamento de dejetos

• Determinação dos Custos envolvidos no projeto do layout e cronograma

Por que planejar o Layout?

Fatores a Serem Considerados

• Expansão futura• Adaptabilidade ou versatilidade• Flexibilidade do layout• Fluxo de Material• Utilização de espaço• Condições de trabalho e satisfação de empregados• Integração de suporte/facilidades

Expansão futura• Vinculado com potencial de longo prazo de uso do

espaço

• Habilidade de incluir áreas adjacentes (acima, abaixo, ao lado)

• Liberdade de fixar características nos edifícios (ex: divisórias)

• Regular a quantidade de espaço entre módulos/unidades

Adaptabilidade ou Versatilidade

• Facilidade de acomodar os layouts como planejado em função de mudanças e variedades, tais como:– itens, produtos, quantidades, – frequências de entrega,

– sequência de operações,

– métodos de manuseio e estocagem,

– espaço adicional para estoques,

– lotes piloto, testes, experimentos de engenharia

Layout - Flexibilidade

• Facilidade de rearranjo físico para acomodar mudanças em:– mobilidade de máquinas e/ou equipamentos;

– padronização em equipamentos, conteiners, locais de trabalho;

– independência ou autosuficiência de facilidades; – liberdade para fixar características (ex:paredes)

Fluxo de Material

• Grande intensidade de fluxo com mínima distância

• Proximidade das áreas, onde o fluxo é envolvido (material, pessoas, etc)

• Acesso ao recebimento, despacho e áreas chaves

• Uso de de sistema de manuseio simples entre e através das áreas

Utilização de Espaço

• Definição de espaço útil adequado• Utilização baseada em custos• Áreas adequadas para corredores• Compartilhar áreas de atividades similares• Prever áreas adequadas para manutenção e

colocação de detritos, cavacos, etc• Evitar áreas “mortas” sem função

Integração de Suporte/Facilidades

• Planejamento, procedimentos e controles voltados para um trabalho efetivo no layout

• Integrar com áreas suporte via medidas de desempenho, custo, ordens, prazos, etc

• Áreas de serviços próximas das necessidades das demais áreas no layout

• Disponibilidade das facilidades necessárias ao desempenho do layout

Considerações - Tipos de Layout

• Há diversos tipos de layout: linha, U, L, paralelo, em cascata, circular, quadrado, pentágono, por setores, etc.

• A definição do tipo de layout está vinculado a fatores: tecnológicos, gerenciais e humanos

• O melhor layout é aquele que responde melhor aos fatores citados

Considerações - Tipos de Layout

• Cada tipo de layout citado tem suas vantagens e sua aplicabilidade

• Exemplo 1:– alto volume, baixa diversificação,– repetibilidade, – grande número de operações simples– ==> linhas de transferência (layout em linha)

• Exemplo 2: – baixissimo volume/unitário, – sob encomenda – ==> layout por setores/funcional

Considerações - Tipos de Layout

• Exemplo 3 : – lote pequeno/médio, repetitivo,– demanda estável,

- máquina e carga/descarga automática, - transporte manual, - balanceamento da mão de obra (menor número de operadores do que máquinas)

• ==> célula em U• Exemplo 4:

– idem anterior + transporte automatizado

Lay-out - Dimensionamento

• Internamente as áreas específicas :– Máquinas ordenadas de acordo com o fluxo de maior densidade

• Densidade de fluxo :– volume de horas padrão que são liberadas por uma máquina

do roteiro após a execução das peças correspondentes

• Dimensionamento das áreas de estoque intermediário : – normalmente dimensiona-se estoque para dois dias de

produção

Densidade de fluxo

Volume de horas padrão

Máquina 1Máquina 3

Máquina 2Máquina 4

O fluxo principal deve ser orientado na direção das maiores densidades de fluxo

• Determina o caminho principal das peças no arranjo físico correspondente .

• Representa a calha principal do “rio” pela qual transita o volume de horas padrão executado , de acordo com o roteiro de fabricação das peças .

• Determina , por regras de precedência , a localização das diversas áreas de manufatura e estoque

• Áreas ordenadas de acordo com a densidade de fluxo

Lay-out – DimensionamentoFluxo Principal

Dimensionamento - Fluxo Principal Material em bruto

Peças sem Tratamento

térmico

Usinagem antes do tratamento

térmico

Tratamento térmico

Linha de montagem

Expedição e estoque de produtos prontos Usinagem após

tratamento térmico

Fluxo principal

Fluxo principal e indireto- Localização de áreas diretas e indiretas

Almoxarifado de peças em bruto

Peças sem Tratamento

térmico

Tratamento térmico

Linha de montagem

Expedição e estoque de produtos prontos

Usinagem após

Tratamento térmico

Depósito ferramentas

Afiação de

ferramentas

Metrologia Escritórios técnicos

Recebimento de peças

compradas

Almoxarifado de ferramentas e

peças de manutenção

Manutenção

Ferramentaria

Usinagem antes do tratamento térmico

Fluxo direto

Fluxo indireto

Dimensionamento das áreas de máquina e de trabalho

Area máquina 1

Area máquina 4

Area máquina 2

Área máquina 3

Área de circulação interna- corredores

Conjunto ou

Célula 1

Conjunto ou

Célula 4

Conjunto ou

Célula 3

Conjunto ou

Célula 2

Dimensionamento das áreas principais

Corredores principais

Corredores principais

Áreas de circulação entre departamentos

Fluxo direto Fluxo indireto

Arranjo Físico

Distribuição de áreas diretase indiretas

Areas diretas

Areas indiretas

montagem

Areas estoque