Automao de Processos

Industriais*

Automao Rgida e

Automao Flexvel

*Moraes, C.C.; Catrucci, P.L. Engenharia de Automao Industrial. Ed. LTC, Rio de Janeiro RJ, 2001.Black, J.T. O Projeto da Fbrica Com Futuro. Ed. Bookman, Porto Alegre - RS, 1998.

Automao da Manufatura

2

SPMISistema

Produtivo de

Manufatura Integrada

10 passos para atingir a Integrao dos Sistemas de Manufatura(Black, 1991)

Definies

Automao

Tecnologia relativa aplicao de sistemas mecnicos, hidrulicos, eltricos, eletrnicos e computadorizados para a operao e controle de um sistema de produo.

Sistema apoiado nos uso de computadores para a substituio do trabalho humano, com solues rpidas e econmicas, para atingir objetivos dos sistemas produtivos.

3

Controle automtico da fabricao de um

produto atravs de sucessivos estgios

Tcnica que se vale de aparelhos e

procedimentos aptos a fazer a produo

sempre menos dependente do trabalho e

da avaliao do homem, de modo a poupar

deste a fadiga mental e intelectual

Tecnologia distinta da mecanizao,

estando centrada na substituio ou

auxlio ao esforo mental humano.

Definies

4

Arquitetura da Automao

Industrial*

Controladores programveis, comandos, mquinas, motores,

inversores

Controle do processo produtivo

Logstica, programao/planejamento,

controle de suprimentos

Gerenciamento dos recursos da empresa,

vendas, finanas, custos

Superviso e interface homem-

mquina

Nvel 1

Nvel 2

Nvel 3

Nvel 4

Nvel 5

*Moraes, C.C.; Catrucci, P.L. in: Engenharia de Automao Industrial. Ed. LTC, Rio de Janeiro RJ, 2001. pg. 17

Pirmide da Automao

5

Elementos da Automao

Industrial

Mquinas e sistemas de usinagem

Mquinas e sistemas de montagem

Robs e manipuladores industriais

Sistemas de estocagem

Sistemas de inspeo

Sistemas de controle de informaes

Sistemas de controle de processos e de produo

Sistemas de apoio tomada de decises

Etc.6

Razes Para a Automao

Industrial

Repetibilidade e qualidade na produo

Realizao de tarefas impossveis ou agressivas ao homem

Rapidez de resposta ao atendimento da produo

Reduo dos custos de produo

Reduo da rea de fabricao

Restabelecimento mais rpido do sistema produtivo

Possibilidade de introduo de sistemas interligados

7

A Automao melhora o desempenho

do processo produtivo?

A Automao Gera desemprego?

A Automao necessita de altos

investimentos?

A Automao deve ser o primeiro

passo rumo modernizao

industrial?

Questes Freqentes no

Processo de Automao

8

Outras Questes Importantes

Qual o tipo de sistema automtico

mais adequado para ser utilizado?

Qual a melhor estratgia de

automao que pode ser adotada?

Qual a relao entre o nvel de

automao de um sistema produtivo

e seu desempenho?

9

Estratgias de Automao

Especializao de Operaes

Operaes combinadas/simultneas

Integrao de Operaes

Reduo dos tempos de montagem

Melhoria de movimentao de materiais

Controle e otimizao de processos

Base de Dados computadorizada para o controle de manufatura 10

Adequao do Uso de

Sistemas Automatizados

Volume de produtos que sero

atendidos

Diversidade de itens/componentes

Ciclo de vida dos produtos

Possibilidades de padronizao

Flutuaes na demanda

11

Riscos do Processo de

Automatizao

Automatizar os problemas

Fazer o errado mais depressa

Automatizar o complicado

Executar com eficincia operaes

desnecessrias

Ser administrador altamente

competente da ineficincia

Aumentar a produtividade dos erros12

Recomendaes Bsicas Para

o Processo de Automatizao

Simplificar as atividades

Eliminar todos os problemas do setor antes de partir para a automao

Buscar uma soluo abrangenteviso do processo produtivo por completo

objetivar a integrao das solues

Modularizar os investimentos

Preparar os recursos humanos para lidar com a automao

Situao Idealre-investir o retorno financeiro nos estgios posteriores de automao 13

Automao Rgida x

Automao Flexvel

Automao rgidaTipo de automao com configuraes de equipamentos especficos para atender a objetivos limitados (Ex.: Linhas Transfer)

14

Automao flexvel (ou programvel)

Tipo de automao com configuraes de equipamentos que podem ser alteradas para atender a uma gama maior de objetivos (Ex.: Mquina CNC)

Automao Rgida x

Automao Flexvel

15

Automao Rgida

Seqncia de Operaes definida pela

configurao do equipamento

Automao Flexvel (ou

Programvel)

Seqncia de operaes definida por

um programa de instrues.

Automao Rgida x

Automao Flexvel

16

Automao Rgida (Fixa)

Alto custo inicial

Indicada para produo de volumes elevados

Realiza operaes simples e bsicas

Possibilita a integrao e a coordenao de grande nmero de operaes simultneas

Qualquer tipo de alterao no processo difcil de ser implementada

17

Automao Rgida (Fixa)

18

Automao Flexvel

(Programvel)

Alto custo inicial

Capacidade de alterar a seqncia de

operaes para produtos diferentes

Adequada para produo de

pequenas e mdias quantidades e

com alta diversificao de produtos

O sistema pode ser reprogramado

para alterar a seqncia de

operaes 19

Elementos de Automao da

Manufatura

Fonte: www.mecanicaonline.com.br20

Sistemas Flexveis de

Manufatura (FMS)

Sistema Automatizado de Manufatura Reprogramvel

Sistemas convencionais de manufatura foram marcados por duas situaes distintas:

Diversificao X Baixo custo, com baixos volumes.

Elevados volumes X Baixos custos, sem ter, no entanto, diversificao.

Os Sistemas Flexveis de Manufatura devem atender a essas duas situaes simultaneamente.

21

Sistemas Flexveis de

Manufatura (FMS)

Mquinas NC potencialmente independentes

Sistemas automatizados de carga-descarga e transporte de materiais

Sistema de controle geral que engloba mquinas e sistemas de transporte

Sistemas Flexveis de

Manufatura (FMS)

Situaes encontradas nos FMS

Produo de grande variedade de peas de preciso

Presena de sistema de controle geral -DNC

Presena de sistemas de manuseio e transporte de materiais (MHS)

Existncia de uma rede de comunicao envolvendo todos os elementos

Componentes dos FMS

Mquinas CNC

Sistemas Automticos de Armazenamento e TransporteVeculos Auto-Guiados (automated guided vehicles - AGVs)

Esteiras transportadoras

Sistemas automticos de estocagem (Automated storage and retrieval systems -AS/RS)

Robs Industriais

Sistemas de Controle (Softwares)

Sistemas de Informao24

Componentes dos FMS

Outros elementos dos FMS

Tecnologia CNC para processo

Sistemas de TRF (troca rpida de ferramentas)

Dispositivos flexveis de fixao

Gerenciamento das operaes (Schedulling)

Sistema Flexvel de Manufatura

Peas ProdutosAcabados

Carga Descarga

ControleCentral (DNC)

Terminal

CNC CNC

Ferramentas

Esteira

Pallet

26

Sistemas Flexveis de

Manufatura - Caractersticas

E.T.s Programveis

Controle efetuado por uma rede comum (common computer network)

Combina flexibilidade com eficincia

Reduz tempos de set-up e de fila

27

Sistemas Flexveis de

Manufatura (FMS)

Benefcios encontrados nos FMS

Reduo de custos de produo

Aumento da velocidade de

resposta s demandas do mercado

Aumento na flexibilidade

Classificao de Problemas

relacionados aos FMSAnlise estratgica e de viabilidade econmicaPlanos de negcios e planejamento estratgico de longo prazo.

Projeto da FbricaAlinhamento com o Planejamento Estratgico a fim de alcanar os objetivos de longo prazo.

Planejamento de mdio prazoDecises referentes ao plano de produo e ao horizonte de produo.

Planejamento dinmico do Sistema de Produo

29

Problemas dos FMS

Seleo da pea/produto

seleo das peas/produtos que sero produzidos no FMS dentro do Planejamento da Produo.

Devem existir as de processamentos simultneos e as de processamentos seqenciados.

Agrupamento das E.T.s

Agrupar os equipamentos para atender TG.

Programao (carga-mquina)

alocar as operaes e o ferramental s E.T.s.

Controle

prover instrues para o controle do FMS e formas de monitorar o seu funcionamento. 30

Tecnologia da Informao

Sistemas de Informaes Gerenciais (SIG) trabalham com grandes quantidades de dados e informaes

Sistemas de Apoio Deciso (SAD)auxiliam no processo de tomada de deciso

Sistemas EspecialistasSistemas de deciso baseados em conhecimentos de especialistas

31

Inteligncia Artificial

Redes Neurais emulaes de aes cerebrais

Algortimos Genticos baseados em capacidades adaptativas naturais

Fuzzy logic (Lgica nebulosa) simula a habilidade humana para lidar com ambigidades e tomar decises 32

Formas de Comunicao

Avanada

Electronic data interchange (EDI)

Internet

Wireless communications

Teleconferncias

Cdigos de Barras

Realidade Virtual

Etc.

33

Tecnologias de Manufatura

Mquinas NC (Numerical Controlled) Controladas por fitas perfuradas

Mquinas CNC (Computer Numerical Controlled)

Controladas por computador (interno ou externo)

Controle Numrico Central (Direct numerical control - DNC)

diversas mquinas NC controladas por um nico computador

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Movimentao e Armazenagem

Automatizadas

Esteiras

AGVs (Automated guided vehicle)

Sistemas de estocagem automtica (AS/RS)

Etc.

35

Robtica

Manipuladores programveis

Seguem caminhos especficos

Substituem seres humanos em tarefas

em ambientes hostis

de longa durao

em que se necessita consistncia e resistncia

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Manufatura Integrada por Computador (Computer Integrated

Manufacturing - CIM)

Integrao entre projeto, manufatura & expedio por meio da technologia da informao e de computadores

CAD - utiliza software para criar e modificar projetos

CAM - utiliza a automao programvel na manufatura

CAE - relaciona aspectos functionais do projeto ao CAD

CAPP - cria Planos de Procasso para o CAM

GT- classifica e agrupa peas e produtos

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Componentes do CIM

CIM

Productdesign

Manufacture

Processplanning

Systemsmanagement

RoboticsFMSNC/CNC/DNCCells

and centersAutomatedinspection

AGV,ASRS

JIT/kanban

DSS/ES/AI

LAN, TOP,satellites

TQM

Bar codes,EDI

MRP

GTCAECADIGES,PDES,DMIS

DFM

Cellularmanufacturing

MAP,STEP

CAD/CAM

CAPP

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