Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM)
Flexible Manufacturing System (FMS)
Sistemas
Flexíveis de Manufatura (SFM)
Flexible Manufacturing System (FMS)
Sistemas
Flexíveis
de Manufatura (SFM)
Flexible Manufacturing System (FMS)
Relembrando conceitos de Sistema e de Flexibilidade
Conceito de Sistema Flexível de Manufatura (SFM)
Partes constituintes de um SFM
Critérios de flexibilidade
Características Variedade x Volume
Vantagens de SFMs
Exemplos de SFMs
CNC, Robô e AGVs
Exemplos
Referências
Roteiro
Sistema é um conjunto de elementos
inter-relacionados, que tem objetivo único ou
múltiplos, adaptável ao meio ambiente
(com base em Hitomy, 1975)
É a habilidade do sistema de manufatura de responder a
circunstâncias variáveis do ambiente ajustando-se em
um amplo intervalo de possibilidades, em tempo e
economicamente (LUCERO, 2006)
Existem três dimensões da flexibilidade de
processo:
velocidade
com que um processo é convertido;
capacidade de reagir
a modificações de volume de
produção; e
habilidade do processo de produzir mais
de um produto
simultaneamente.
(DAVIS; AQUILANO; CHASE, 2001)
Posição da Flexibilidade
Figura 1 - Evolução dos objetivos de desempenho.
Fonte: Baseado em Davis; Aquilano; Chase, (2001, p. 47).
Custos Qualidade Rapidez de entrega Flexibilidade Serviço P rio rid a de c om pe tit iv a Linha do tempo: 1950s 1960s 1970s 1980s 1990s Fonte da vantagem competitiva: Tecnologia baseada na manufatura Tecnologia baseada na informação Maximização de valor Paradigma da administração da produção: Minimização de custos
Exemplo de Flexibilidade de
mix
Tabela 2 – Mix de produção de automóveis
Fonte: Volkswagen, 2006
Automóveis Versões Motor Cores externas
Acabamento
interno Opcionais
City Total Flex 1.0 9 1 18
Plus 1.0 5 0 15
Total Flex 1.6 5 0 16
Sportline 1.0 10 1 14
Fox
Total Flex 1.6 10 1 14
CrossFox 1.6 Total Flex 1.6 8 2 9
1.6 1.6 Manual 9 2 14 TotalFlex 1.6 9 2 14 Flash 1.6 Manual 10 1 10 Comfortline 2.0 Automático 9 4 12 TotalFlex 2.0 Manual 9 4 13 2.0 2.0 Manual 9 2 15 2.0 Automático 9 2 13 GTI 1.8 Tiptronic 10 2 3 Golf - A4 1.8 Manual 10 2 9
Princípios gerais de projeto em operação Geração do conceito Triagem Projeto preliminar Avaliação e melhoramento Prototipagem e projeto final Projeto de processos Projeto da rede Arranjo físico e fluxo Tecnologia de processos Projeto do trabalho Projeto de produtos e serviços
Sistemas Flexíveis
de Manufatura (
SFM
)
O que é tecnologia de processo?
São as máquinas, equipamentos e dispositivos que
ajudam a produção a transformar materiais,
informações e consumidores de forma a agregar
valor e atingir os objetivos estratégicos da
Tecnologias de manufatura
Integrados
CIE
Sistemas baseados em computador para outras funções, fornecedores e
consumidores Integrados FMS MRP/ERP Carregamento Programação Monitoração Integrados CIM Veículos guiados (AGVs) e Robótica Projeto auxiliado por computador CAD Manufatura auxiliada por computador CAM Integrados CAD/CAM
Tecnologias de manufatura
Integrados
CIE
Sistemas baseados em computador para outras funções, fornecedores e
consumidores Integrados FMS MRP/ERP Carregamento Programação Monitoração Integrados CIM Veículos guiados (AGVs) e Robótica Projeto auxiliado por computador CAD Manufatura auxiliada por computador CAM Integrados CAD/CAM
O conceito de SFM foi originado na Grã-Bretanha
em 1960
A primeira instalação de um sistema flexível de
manufatura foi feita nos Estados Unidos em
1967
Estes sistemas criados inicialmente executaram
manufaturas de famílias de peças usando
máquinas-ferramentas de Controle Numérico
Sistemas flexíveis de manufatura (SFM)
É uma configuração controlada por computador de estações de trabalho, apoiada por um sistema integrado de movimentação de materiais e estações de preparação de peças, dispositivos e ferramentas
(SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2002, p. 246)
É uma combinação de equipamentos, sistemas de controle e de comunicação integrados na manufatura, para um desempenho de alta produtividade, com capacidade de respostas de modo rápido e econômico a mudanças no ambiente operacional
(LORINI, 1993, p. 60)
Um SFM consiste de grupos flexíveis (módulos, células flexíveis) que conectam diferentes áreas, tais como fabricação, usinagem e montagem
Sistemas flexíveis de manufatura (SFM)
Partes componentes:
– Um sistema central de controle por computador
• controla e coordena as atividades do sistema e também as sequências do processo
– Estações de Trabalho
• máquinas automatizadas - CNC que desempenham as operações mecânicas
– Instalações de carga/descarga
• frequentemente robôs que movem peças – Instalações de transporte/manuseio de materiais
• podem ser AGVs, esteiras ou trilhos transportadores, ou Robôs se as distâncias forem pequenas
https://www.youtube.com/watch?v=iyAWaIYDyZU https://www.youtube.com/watch?v=wkddDUkKxsg&NR=1
O SFM apresenta uma flexibilidade chamada de
flexibilidade de produto
, que é a habilidade de
introduzir mudanças nos projetos dos produtos
(SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2002)
Sistema flexível de manufatura
Um sistema de manufatura
automatizado
para ser qualificado como
flexível deve satisfazer os
seguintes
critérios
:
Teste de variedade de peças:
Pode o sistema processar
diferentes tipos de peças não trabalhando num sistema de
produção em grupo?
Teste de mudanças de programação:
Pode o sistema aceitar
mudanças na programação da produção e mudanças nas
quantidades de produção nos diferentes tipos de peças ?
Teste de identificação e recuperação de erros:
Pode o
sistema recuperar eficientemente erros ou más funções de
operação e colapsos dos equipamentos que formam a célula ?
Teste de peças novas:
Pode o sistema aceitar novas peças
projetadas dentro dos diferentes produtos com relativa facilidade ?
Diferente da CFM, o SFM tem
quatro ou mais
estações de trabalho de processamento (máquinas
CNC ou centros de torneamento) conectados
mecanicamente por um sistema de manipulação de
partes comum e eletronicamente por um sistema
computadorizado distribuído
A reunião de
várias células
de manufatura dá
origem ao chamado Sistema de Manufatura
O sistema de controle computadorizado de um
SFM é, geralmente, mais complexo e sofisticado
Sistema Flexível de Manufatura
Célula de uma máquina Célula flexível de manufatura (CFM) Sistema flexível de manufatura (SFM) 1 2 ou 3 4 ou mais Número de máquinasCaracterísticas de Variedade x Volume
Alta BaixaVariedade
Máquinas-ferramentas de CN isoladasBaixo
Volume
AltoSistemas flexíveis de manufatura Centros flexíveis de manufatura Centros automatizados de CN Sistemas dedicados Linhas transfer flexíveis
Vantagens do SFM
Redução do
lead time
(tempo de atravessamento porta
a porta da planta) entre 60 e 70%
Economia de estoque e, fluxo de materiais mais
uniforme ao longo da planta
Utilização aumentada dos recursos (máquinas) entre
Vantagens do SFM
Redução dos tempos de preparação entre 50 e 90%
Número de máquinas ou operações reduzidas
Aumento da qualidade dos produtos entre 20 a 90%
Economia de espaços (áreas)
Exemplos de SFM
http://www.youtube.com/watch?v=HWH8wyBFzpA http://www.youtube.com/watch?v=wkddDUkKxsg&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=NxsMDeGhdXw&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=c7CRZZlnmKo http://www.youtube.com/watch?v=07FKFsUEodo http://www.youtube.com/watch?v=WA5krnTKTHY&feature=relatedFMS da Mazak
Máquinas-ferramentas - CNC
– Aumento do grau de liberdade
– Habilidade de trocar suas próprias
ferramentas
• magazines com diferentes ferramentas de corte
estão armazenados dentro da máquina
– Junto a estes desenvolvimentos:
• aumentou muito a variedade de peças que as
máquinas podem produzir
• permitem que as peças mais complexas possam
ser usinadas
Centros de Usinagem
O que é Robô
• Classificação
– Robô de manipulação
– Robô de processo
– Robô de montagem
É um manipulador automático, multifunção, programável que tem diversos graus de liberdade, capaz de manusear materiais, peças, ferramentas, ou dispositivos
especializados através de movimentos
programados variáveis, para desempenho de uma variedade de tarefas
• Aplicação
– Soldagem
– Pintura
– Esmerilhamento e
rebarbamento
– Embalagem
– Carregamento de
máquinas
– Teste
– Montagens
– Lazer
http://www.youtube.com/watch?v=IYlu8px8b1I&feature=fvwp&NR=1 http://www.youtube.com/watch?v=jOnp2M5qibs&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=rg246IFabOc&feature=relatedRobô de processamento / teste
http://www.youtube.com/watch?v=LXvNVjsxiMo&feature=related http://br.youtube.com/watch?v=-_SxW_7v9is&feature=related https://www.youtube.com/watch?v=rXG1a6pU5K4 https://www.youtube.com/watch?v=t_ELuYRIpzY https://www.youtube.com/watch?v=_3AXcZaEbPw http://www.youtube.com/watch?v=_9X6mTy8kyU&feature=relatedRobô de manipulação
https://www.youtube.com/watch?v=fBcfpeiM-lgRobô de montagem
https://www.youtube.com/watch?v=WA5krnTKTHY
https://www.youtube.com/watch?v=LEgGqSybLTo
Robô lazer
http://www.youtube.com/watch?v=CR9TVNGLMCI
http://www.youtube.com/watch?v=RYGYPeVcGZA
Veículo guiado automaticamente (VGA)
• É um autômato de deslocamento em superfícies
planas
– Guiado por cabos enterrados no chão da fábrica ou por
sistemas de controle por rádio frequência
– Para o percurso, recebe instruções do computador central
– AGV que tem seu próprio computador ou sistema de guia a
bordo
• Empregado na movimentação de materiais em
processo, no seu transporte e na armazenagem
Exemplos AGV
http://br.youtube.com/watch?v=MoPYMCmYEy8&feature=player embedded# http://br.youtube.com/watch?v=GtBdvcQIO_A&feature=related http://br.youtube.com/watch?v=wis9Wq_ndbY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=wmWIsOxt1G4&feature=related http://br.youtube.com/watch?v=jr0H9CmSuic&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=a6anu1xeNZU&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=6VU6Ygk21ww&feature=related https://www.youtube.com/watch?v=7xvP645fVnI http://www.youtube.com/watch?v=pAsiyyexAtg Toyota 2012 - https://www.youtube.com/watch?v=8q_GEHlEIuEREFERÊNCIAS
DAVIS, M. M.; AQUILANO, N. J.; CHASE, R. B. Fundamentos da administração
da produção. 3. ed. Porto Alegre : Bookman, 2001. 598 p.
HITOMI, K. Manufacturing systems engineering. London : Taylor & Francis, 1979. 310 p.
LORINI, Flávio J. Tecnologia de grupo e organização da manufatura. Florianópolis : Ed, da UFSC, 1993. 105 p.
LUCERO, A. G. R. Um método para desenvolvimento de medidas de
desempenho como apoio à sistemas de gestão da manufatura. 2006. Tese
(Doutorado em Engenharia Mecânica – Universidade Federal de Santa Catarina). Florianópolis, 2006. Orientação de QUEIROZ, Abelardo Alves de. 315 p.
SLACK, Nigel; CHAMBERS, Stuart; JOHNSTON, Robert. Administração da
