Índice 2
1. Modelo CIM
2. Sistemas CAD/CAM/CAE
3. Planejamento de Processos
4. Tecnologia de Grupo
5. Célula de Manufatura
6. Sistema Flexível de Manufatura
7. Sistema Automatizado de Transporte e
Armazenamento
Definição 4
CIM - Manufatura Integrada por Computador (Computer Integrated Manufacturing)
Filosofia de Integração da Manufatura
Projeto (design) de produtos
Engenharia de produtos
Planejamento de processo
Manufatura e produção
Qualidade
Meios
Sistemas computacionais
Bases de dados compartilhadas
Redes de comunicação
Elementos de um CIM 6
Grupo de máquinas CNC conectadas
Sistema automático de manuseio / transporte de materiais
Operações sob controle de computador
Rede de comunicação de computadores
Componentes 7
Componentes de hardware
CNC, robôs industriais
Dispositivos automáticos de transporte e armazenamento
Computadores, controladores e redes de comunicação
Células e sistemas de manufatura
Componentes de software
Sistemas de informação e banco de dados
Modelagem e análise
Planejamento e controle de produção
Marketing, vendas e finanças
Histórico 8
CIM é considerado a evolução natural dos sistemas
CAD/CAM
1940: controle eletrônico de máquinas
1950: primeiro controle numérico
1960: controle de grupo de máquinas por mainframes
1970:
CNCs compactos
Robôs e dispositivos automáticos de manipulação e
transporte
Células e sistemas flexíveis de manufatura
Vantagens do modelo CIM 9
1. Aumento do % de utilização da máquina
2. Redução do trabalho e retrabalho de peças
3. Redução do desperdício
4. Redução do lead time (tempo entre o início e a
execução do processo)
5. Redução de estoque
6. Flexibilidade na programação da produção
Ferramentas e Métodos 10
Ferramentas
Sistemas CAD/CAM/CAE
CAPP: planejamento e controle computadorizado de processo
CAQ: computer aided quality assurance
ERP: enterprise resource planning
Métodos
Tecnologia de Grupo
Células de Manufatura
Sistemas Flexíveis de Manufatura
Otimização de estoque
Sistema de Produção Automatizado
12
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção Apoio à produção
Instalação
Computador na Manufatura 13
CAD: computer aided design
CAM: computer aided manufacturing
CAE: computer aided engineering
CAD - Design 14
Projeto auxiliado por computador
Modelagem geométrica
Computador para criação, modificação, análise e otimização de projeto de peças e produtos
Primeiro CAD: década de 1950
Modelos
Wireframe, superfície, sólido
2D, 3D
Produtos: AutoCAD, ProEngineer, Solidworks, Catia
CAE - Engineering 16
Engenharia auxiliada por computador
Permite o teste, simulação e validação de produtos 3D sem a necessidade de construí-los
Modelos digitais para simular fenômenos físicos através de aproximações por métodos numéricos
Exemplos:
Análise de massas
Elementos finitos: tensão, deformação, transferência de calor, escoamento de fluidos, campos magnéticos
Análise cinemática e dinâmica
Simulação de eventos discretos
CAE - Exemplos 17
Produtos
ANSYS
Solid Works
CAM - Manufacturing 18
Manufatura auxiliada por computador
Computador no planejamento, controle e gerenciamento das operações de produção
Componente CIM que lida diretamente com as operações de manufatura
Funções computadorizadas que não sejam de design
Exemplos
Planejamento de processo
Planejamento da produção e estoque (MRP)
Programação CNC
Banco de dados de usinagem
Estimativa de custo
CAM - Exemplos 19
Produtos:
Catia,
ProEngineer,
Siemens NX,
Edgecam
Sistema de Produção Automatizado
22
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção
Apoio à produção
Instalação
Planejamento de Processo de Manufatura
23
Preparação do processo de documentação para a
manufatura ou montagem de uma peça ou conjunto
de peças.
Tradução da informação de projeto em passos de
manufatura.
Conjunto de todas informações relevantes
necessárias à manufatura de uma peça.
Exemplos de Atividades 24
Seleção e sequência de operações de máquina.
Configurações e ajustes de máquinas e
ferramentas.
Especificação dos parâmetros de produção.
Geração dos programas CNC.
Elaboração de folhas de operação.
Exemplo de Planejamento 26
1ª montagem
Prender peça no torno
Tornear S3 para 100 mm
Facear S1
Furar em cheio S2
Rebaixar furo S4, S5
2ª montagem
Prender em S3
Tornear S6 para 50 mm
Rosquear S6
Facear S7
CAPP 27
Planejamento manual
Lento e custoso
Personalizado
Depende da experiência do engenheiro
Depende do conhecimento das instalações industriais:
maquinário, ferramentas
Solução -> CAPP
Planejamento do processo auxiliado por computador
CAPP 28
Computer aided process planning
Transformar o modelo geométrico de uma peça (CAD) em operações de manufatura (CAM) -> integração CAD/CAM.
Meios:
Identificação das manufacturing features (“características” de manufatura)
Relação das característica geométricas(uma face ou grupo de faces) com o seu processo de manufatura.
CAPP - Vantagens 31
Redução de esforço de planejamento (custoso e
lento)
Economia de custos, ferramentas, materiais e sucata
Maior consistência do plano de processo
Otimização do escalonamento de produção
Aumento da capacidade de produção
Diminuição de erros no planejamento e estimação
de custos de produção
Integração da Manufatura 32
CAD: projeto de peças
CAE: análise de engenharia
CAPP: planejamento de produção
CAM: processo de manufatura
Inspeção e verificação
Sistema de Produção Automatizado
34
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção
Apoio à produção
Instalação
Definição 35
Técnica empregada para agrupar peças em famílias baseado nas similaridades de formas, materiais ou manufatura/produção.
Explora critérios de similaridades
Realização de conjunta de atividades
Padronização de tarefas similares
Armazenamento e recuperação de eficiente de informações sobre problemas recorrentes
Vantagens 37
Padronização
Redução da movimentação de materiais
Simplificação no planejamento do processo
Simplificação da programação da produção
Redução do tempo de configuração
Redução do estoque
Aumento da produtividade e qualidade
Características 38
Emprego de sistemas de codificação das peças
(famílias) segundo formato geométrico ou etapas
do processo de fabricação.
Reorganização de equipamentos de produção em
conjunto (célula) de máquinas -> layouts.
Cada célula é especializada na produção de uma
família de peças.
Sistema de Produção Automatizado
40
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção Apoio à produção
Instalação
Manufatura Celular 41
Aplicação da Tecnologia de Grupo (TG) onde
máquinas diferentes são agrupadas em células, onde
cada célula produz um tipo particular de peças.
Diferentes arranjos (layouts):
Minimização de transporte de material.
Máquinas compartilhadas por mais de uma célula devem
estar próximas.
Eliminar pontos de “engarrafamento” e balanceamento da
linha de produção.
Tipos de layout 45
Layout de processo (funcional)
Layout de produto (linha de montagem, fluxo
sequencial)
Layout de posição fixa
Layout de Processo 46
Equipamento organizado segundo suas funções em
estações ou centros de trabalho e departamentos.
Usado em produção em lotes ou jobshop.
Fluxo de produtos variável.
Máquinas de propósito geral.
Layout de Produto 48
Linhas de montagens com alta eficiência e pouca flexibilidade (produção em massa).
Fluxo de material e peças sequencial, linear, previsível e sempre na mesma direção.
Padronização de produtos.
Balanceamento da linha de produção.
Layout linear ou de fluxo.
Layouts - Comparação 51
Layout de Produto Layout de Processo
Tipo de organização Sequência de atividades
Processo ou função
Processo de produção Produção em massa e
contínua
Jobshop, produção em lotes
Tipo de produto Padronizado e para
estocagem
Personalizado e conforme
demanda
Demanda Estável
Flutuante
Volume de produção Alto
Baixo
Vantagem Eficiência
Flexibilidade
Layout de Posição Fixa 52
Produto é mantido parado.
Material e peças muito frágeis ou pesados.
Equipamento, materiais e trabalhadores são levados até o produto.
Exemplos: Navios, aviões
Ilhas de Automação 53
Linha de transferência:
Sistema de manufatura com máquinas e estações de
trabalho linearmente conectadas, separadas por
buffers (armazenamento).
Produção em grande escala de produtos idênticos.
Célula de Manufatura:
Número pequeno de peças manufaturadas.
Sistema Flexível de Manufatura:
Famílias de peças (grande variedade de tipos).
Sistema de Produção Automatizado
56
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção
Apoio à produção
Instalação
Definições 57
Flexible Manufacturing System (FMS) é uma configuração de máquinas CNC’s arranjadas em estações de trabalho ou células de manufatura, com manuseio automático de material.
Grupo de células de manufatura que empregam Tecnologia de Grupo conectadas por sistema automático de transporte e armazenamento e controlado / supervisionado por um sistema de computador.
Objetivos 58
Flexibilidade para a manufatura de famílias de
peças sem a intervenção humana.
Manufatura de peças diferentes sem a necessidade
de aquisição de novos equipamentos.
Componentes Chaves 62
Grupo de máquinas controladas por computador.
Sistema de transporte automático, também
controlado por computador.
Estações de carga e descarga de material.
FMS - Vantagens 64
Maior % de utilização das máquinas
Número menor de máquinas
Redução de espaço ocupado pela fábrica
Menor necessidade de estoque
Menor lead time de produção
Maior produtividade
Redução de mão de obra direta
Sistema de Produção Automatizado
66
Processo de produção e operações de montagem
Tecnologias de automação e
controle
Tecnologias de manuseio de
materiais
Sistemas de manufatura
Sistema de controle de
qualidade
Sistemas de apoio à
produção Apoio à produção
Instalação
Definição 67
Parte de uma FMS responsável por:
Transporte de peças entre as várias estações, células e máquinas.
Armazenamento intermediário (buffer) ou final de peças na linha de produção.
Tipos:
AGV: automatic guided vehicle
Transporte automático de material
AS / RS: automated storage and retrievel system
Armazenamento automático
AGV - Características 68
Veículo autônomo sem operador
Fonte de energia própria
Segue linhas-guia no chão da fábrica
Sistema embarcado programável
Comunicação com centro de controle
(radiofrequência)
Alarmes e sistemas de segurança
AGV - Vantagens 69
Rotas facilmente reprogramáveis: mudar caminhos.
Monitoramento em tempo-real.
Entrega de material somente quando necessário,
reduzindo estoques de material com custo elevado
em vários pontos do chão de fábrica.
Sua performance afeta a performance global da
FMS.
AS/RS - Características 71
Armazéns automatizados
Alta densidade de armazenamento
Manuseio automático de peças e materiais
Racks
Elevadores
Esteiras
Carrosséis
Elevadores
Localização automática de material
Sensores magnéticos ou óticos