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Automação

Prof. Dr. Rogério MonteiroUniversidade São Judas Tadeu

Pós Graduação em Engenharia de Produção

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• Atividades Econômicas:– Agropecuária– Comércio / Serviços – Industria:

• Extrativa (minerais e vegetais)

• Serviços Industriais (Eletricidade, Comunicações, Transporte)

• Transformação:– Indústria de Processamento

– Indústria de Manufatura

Automação da Manufatura

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• Indústria de Processamento:– Caracterizam-se pelo processamento de matérias primas e/ou

insumos intermediários. Exemplos dessa indústria é: Siderúrgicas, Metalúrgicas, Cimento, Vidro, Papel e Celulose, Química, Farmacêutica, Açúcar e Álcool, Mineração, etc..

• Indústria de Manufatura: – Caracterizam-se pelo processamento de insumos

intermediários visando a obtenção de produtos acabados. São tipicamente identificadas com a produção de itens discretos: automóveis, computadores, máquinas e componentes que fazem parte desses produtos. Exemplos dessa indústria são: Mecânica, Automobilística, Aeronáutica, Naval, Têxtil, etc..

Automação da Manufatura

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• Os Sistemas de Automação dividem-se em dois grandes grupos:– Controle de Processos: Refere-se à tecnologia que trata de

Sistemas Centralizados (Aplicação em minicomputadores) ou Sistemas Distribuídos (Aplicação em microcomputadores) destinados ao controle operacional de indústrias de processo

– Automação da Manufatura: Refere-se a tecnologia que tratam de sistemas do controle destinados à automação operacional de indústrias manufatureiras. Esse Grupo de tecnologia pode ser dividido em Automação Rígida, Automação Programável e Automação Flexível

Automação da Manufatura

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Automação da ManufaturaAutomação Industrial

Controle de Processos Automação da Manufatura

Indústrias de Processamento Indústrias de Manufatura

•Siderurgia•Metalurgia•Cimento•Vidro•Papel•Química•Petroquímica

•Mecânica•Automobilística•Aeronáutica•Naval•Eletroeletrônica•Eletromecânica•Têxtil•Mecânica Pesada

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Automação da Manufatura• Refere-se à tecnologia relativa à aplicação de sistemas

mecânicos, hidráulicos, pneumáticos, elétricos, eletrônicos e sistemas computadorizados para operar e controlar a produção

• Tem por objetivo a otimização de processos produtivos para a obtenção de um melhor aproveitamento das máquinas, atacando fatores que comprometem a linha de produção.

• Busca obter maior rendimento e produtividade• Exemplo: Gabaritos em tornos copiadores substituem

a decisão (mental) do homem de recuar as ferramentas de corte durante uma operação de torneamento

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Tipos de Máquinas Descrição ExemplosAnexos de máquinas Máquinas que substituem o esforço

humano por esforço de máquina etipicamente executam de algumas amuitas operações

Anexos para avanco de magazine;Dispositivos para centralizacao e fixaçãorápida para tornos; Alimentadores em tiraspara máquinas de estampar; Tremonhasvibratórias com balanças que despejamcargas de produtos químicos em contêineresreceptores

Máquinas de ControleNumérico (NC)

Máquinas com sistemas de controle quelêem instruções e as convertem paraoperações de máquinas

Tornos; Tornos mecânicos verticais;Máquinas de fabricação de pneus,Máquinas de cura; Máquinas de tecelagem

Robôs Manipuladores de uso geral,reprogramáveis, de múltiplas funções, quepossuem algumas característicassemelhantes às humanas

Máquinas de Soldam; Pintam; Montam;Inspecionam; Transportam e Armazenam

Inspeção automatizadado Controle deQualidade

Máquinas automatizadas que executamparte ou todo o processo de inspeção

Verificações de circuitos eletrônicos;Verificações de funções ativadas porcomputador; robôs de pesagem; Sistema deInspeção Flexível

Sistemas Automatizadosde Identificação (AIS)

Tecnologias usadas em aquisiçãoautomática de dados de produtos paraentrada num computador

Sistema de código de barras; Contabilidadede estoques; Entrada de dados para controlede chão de fábrica; Sistemas para ajustarconfigurações de máquinas de produção.

Controles Automatizadosde Processo

Sistemas de computador que recebemdados sobre o processo de produção eenviam ajustes para as configurações doprocesso

Sistema de controle para laminadores namanufatura de pneus; Calandras noprocesso de filme plástico; Unidades dedestilação fracionada ( Craqueamento)emrefinarias de petróleo

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• Automação Rígida: São Sistemas em que a seqüência do processo com a montagem é fixada pela configuração do equipamento.

• Seqüência de operações simples• Caracterizado por:

– alto investimento inicial em equipamentos

– altas taxas de produção

– relativa inflexibilidade em absorver mudanças de produção

• Justifica-se em produtos de altas taxas de demanda de maneira que o alto investimento inicial pode ser dividido por grande número de unidades.

• Exemplos: Linha de montagem e linha de transferência

Automação da Manufatura

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• Automação Programável: O equipamento é projetado com a capacidade de mudar a seqüência de operações para adaptar-se às diferentes configurações de produção.

• As seqüências de operações são controladas por programas (instruções codificadas)

• Caracteriza-se por:– Alto investimento em equipamento de uso geral (não específico)

– Baixa produção, quando comparado com a automação rígida

– Flexibilidade para absorver mudanças na configuração da produção

– Muito adequado para produção em lotes

• Utilizada para baixo e médio volume de produção• O sistema precisa ser reprogramado a cada novo lote• Exemplos: Máquinas ferramentas de Comando Numérico,

Robôs Industriais

Automação da Manufatura

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• Automação Flexível: Capaz de produzir uma variedade de produtos com vantagem de não perder tempo nas trocas de um produto para outro.

• O sistema é capaz de produzir várias combinações e seqüências de produtos em vez de exigir que eles sejam feitos em lotes

• Caracteriza-se em: – Alto investimento

– Produção contínua para uma variedade de tipos de produtos

– Produção média

– Flexibilidade para absorver variações de projetos do produto

• Diferencia-se da Automação programável em:– Capacidade de mudança de programação sem perda de tempo de produção

– Capacidade de trocar a propagação física da máquina sem perda de tempo

Automação da Manufatura

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Sistema Flexível de Manufatura

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Esquema de Uma Rede de Comunicação

Sistema de Planejamento e Programação da Produção

Unidade de Controle do Sistema Flexível de Manufatura

Principal Reserva

Interface Interface Interface Interface

Outros Atuadores e Sensores

AGVs e RGVs

Robôs Industriais

Máquinas CNC

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Veículos Guiados Automaticamente - AGVAutomatic Guided Vehicles

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Sistemas Automatizados de Armazenamento e Recuperação

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Sistemas Flexíveis de Manufatura

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Modelo Y de Integração da Manufatura

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CAE - Engenharia Auxiliada por Computador

Consiste em empregar um sistema computacional para desenvolver e auxiliar as especificações funcionais de produtos, peças componentes e processos de fabricação.

CAD - Projeto auxiliado por Computador

É um sistema de computação empregado para a criação de desenhos, listas de materiais, emissão de documentação técnica para auxílio na fabricação, base de dados, simulação gráfica interativa, arquivo e acesso de dados de processo de fabricação.

Modelo Y de Integração da Manufatura

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Modelo Y de Integração da ManufaturaCAPP - Planejamento do Processo Auxiliado por Computador

Este sistema está encarregado de gerar o fluxo de produção agrupando os diversos tipos de componentes em famílias, aproveitando as similaridades das famílias. O sistema se encarrega de criar o roteiro de produção através de procedimentos padrões de processo para cada família.

CAM - Manufatura Auxiliada por ComputadorÉ um sistema que gera, transmite e controla a execução dos dados numéricos que são emitidos para as máquinas ferramentas e robôs nas execuções de tarefas de manufatura. Monitora a manipulação de componentes além de realizar testes e inspeção de qualidade dos produtos manufaturados. Na realidade estas tarefas são monitoradas por tecnologias distintas conforme desmembradas a seguir:

CAP - Produção auxiliada por computador

CAT - Teste auxiliado por computadorCAQ - Qualidade auxiliada por computador

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Considerações Finais• Foram apresentados diversos sistemas integrados de manufatura na gestão global e

nas estratégias adotadas por diferentes empresas.

• A integração global entre as diversas áreas e unidades distribuídas em diferentes locais, contribuem para a uniformidade dos planejamentos operacionais, financeiros, logísticos, etc.

• Dentre os fatores problemáticos na implantação dos sistemas integrados, tem-se:

– Custo elevado dos sistemas

– Tempo longo de implantação (em média 2 anos)

– Dificuldade de sinergia entre as várias áreas envolvidas

– Qualificação inadequada da mão de obra

• Os ganhos advindos dos sistemas integrados são bastante significativos justificando os investimentos.

• Devido às transformações advindas da globalização dos mercados, as empresas tendem a convergir para a adoção de sistemas integrados na sua gestão, buscando ganhos de competitividade e um diferencial em relação à concorrência.