O conceito de CIM e a
integração de processos
Prof. Breno Barros Telles do Carmo
Evolução da Manufatura
•
Integração.A evolução da manufatura segundo
reportado em Russell e Taylor III (1995) se deu
em quatro etapas:
1. Artesanato;
2. Mecanização;
3. Automação;
4. Integração.
O trabalho de CIM é
ligar pessoas,
máquinas, bancos de
dados e decisões.
Introdução...
• Entre
essas
inovações
no
mundo
da
manufatura, duas estratégias dominantes têm
emergido: o sistema de manufatura
just-in-time (JIT)
e a abordagem da
manufatura
integrada por computador (CIM)
.
Pressões Competitivas no ambiente da produção industrial
Descoberta de tecnologias e métodos modernos de manufatura
Introdução
MODERNOS SISTEMAS DE PRODUÇÃONOVAS
TECNOLOGIAS AUTOMAÇÃO
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Pilares dos modernos sistemas de
produção O ápice é atingido quando se obtém integração de todos os recursos e informações do sistema operacional.
Permite a integração dos sistemas de produção por se utilizar da informação, da computação e da automação, constituindo-se em um poderoso auxílio tanto em nível operacional como no tático e
Conceito de CIM
Duimering et ai. (l993)
apresentam o CIM como um
sistema
que utiliza
mecanismos de informação
computacional
, com o
objetivo de
integrar ilhas de
automação e ilhas de
informação
, bem como
tecnologias de produção
flexível e avançada, através
do sistema organizacional de
manufatura.
INTEGRAÇÃO DAS ILHAS DE AUTOMAÇÃO E INFORMAÇÃOSUPORTE
CIM – Evolução do Conceito
No inicício da utilização da sigla CIM, a ênfaseestava na letra "C" de Computador, ou de uma forma mais ampla, Tecnologia de Informação.Considerava-se CIM como sendo "a
utilização do processamento de dados eletrônicos e o fluxo de informações auxiliado
por computador em todos os setores da empresa“
A ênfase agora mudou e a letra hoje então mais importante da sigla CIM é o "I" de Integração, que representa os processos de negócios nas suas diversas visões (estratégias, atividades, informação, recursos e organização) dentro de uma visão holística do negócio
Definição de Integrar
• Integração
significa
unificar
componentes heterogêneos de
uma forma sinérgica
. Em uma
empresa trata de facilitar o acesso
a informação, o controle e fluxo
de material, conectando todas as
funções e entidades funcionais
heterogêneas;
• Visando
obter
uma
operação
mais
eficaz
e
eficiente
dos
processos de negócio
de uma
empresas,
compreendendo
as
pessoas, máquinas e informação,
de acordo com os objetivos da
empresa;
Sinergia é o efeito ativo e retroativo do trabalho ou
esforço coordenado de vários subsistemas na realização de uma tarefa
complexa ou função.
CIM – Conceitos Iniciais
• Assim,
as
atividades
como
projeto
de
produto,
programação da produção, etc..., todas baseadas em
computador, pelo propósito da CIM, devem ser
integradas
com as tecnologias de processamento de materiais...
• Essa integração mais ampla é conhecida como Manufatura
Integrada por Computador (CIM);
• Uma definição dos sistemas CIM pressupõe a articulação
de três elementos básicos desses sistemas: os
serviços de
informação computacional
, os
mecanismos de integração
das atividades operacionais
e, por último, as
tecnologias
avançadas de produção
.
Definição de CIM
•
Monitoramento e controle baseado em computador de todos os aspectos
do processo de manufatura, em um banco de dados comum e comunicado
por meio de alguma forma de rede de computadores
PROJETO CONTROLE MANUSEIO GERENCIAMENTO
PROJETO AUXILIADO POR COMPUTADOR MANUFATURA AUXILIADA POR COMPUTADOR VEÍCULOS GUIADOS AUTOMATIZADAMENTE (AGVs) ROBÓTICA CARREGAMENTO, PROGRAMAÇÃO E MONITORAMENTO INTEGRADOS INTEGRADOS CAD/CAM FMS INTEGRADOS CIE – Computer integrated Enterprise Sistemas baseados em computadores para outras funções, fornecedores e consumidores
Assim, ...
• A operação de um moderno sistema de manufatura depende da
interação de subsistemas
como, aquisição de material, controle de
inventário, planejamento e controle da produção, manutenção,
gerenciamento da fábrica e finanças (Nadoli, et al., 1993).
• Esta
integração pode-se dar de três formas:
organizacional,
informática ou ambas
. A manufatura integrada por computador deve
ser entendida enquanto uma integração organizacional suportada e
alavancada pela informática.
A Manufatura Integrada por Computador ou CIM (Computer Integrated Manufacturing) é a tecnologia que, utilizando-se da informação, da computação e da automação, permite a integração de todas as atividades de produção.
A organizacional pode ser caracterizada pela reunião de uma ou mais atividades
antes separadas.
A informática pode ser caracterizada pela troca de informações via computador entre atividades antes
isoladas.
A integração de ambas se dá quando atividades isoladas são reunidas e
suportadas por meios informatizados.
Automação versus CIM
• Pode-se observar que automação concentra-se nas
atividades físicas da manufatura
;
• Já os sistemas de produção automatizados, são
projetados para
realizar o processo, a construção, a
manipulação e a inspeção do material
com pouca
ou nenhuma participação humana;
• A CIM trata de
automatizar as atividades de
informação
juntamente
com
o
processo
de
manufatura
Assim, a CIM faz a integração total do empreendimento industrial pelo uso de sistemas integrados e comunicações de dados, associados a novas filosofias administrativas que
melhoram a organização e eficiência do pessoal, além de ser bem flexível se comparada a outras tecnologias.
Automação versus CIM
• Uma das principais fontes de
dificuldades na implementação total de CIM reside no fato de que as soluções apresentadas se baseiam apenas na conectividade e não na integração;
ILHAS DE AUTOMAÇÃO
• Em um ambiente verdadeiramente integrado, uma
ação programada pelo sistema de planejamento
imediatamente é
refletida em um terminal no chão
de fábrica
, enquanto que
uma ação no chão de
fábrica também pode determinar outras ações no
nível de planejamento
.
• Quando se fala em CIM, está se falando em três
grandes grupos: hardware, software e pessoas.
• Método de
integração de sistemas industriais
.
• Objetivos:
– Simplificação: das tecnologias e técnicas de fabricação.
– Automação: do máximo de processos industriais.
– Integração e coordenação: de todos os aspectos.
• MRP, JIT, CAD (Computer Aided Design), CAE (Computer Aided Engineering), GT (Group Technology) e o FMS (Flexible Manufacturing System).
• Implementação:
– Planejamento
– Definição do modelo CIM
– Execução.
CIM - Computer-Integrated Manufacturing
ou Manufatura integrada por computador
Sequência do CIM
1. Planejamento da produção
(projeto do produto, do
processo e estimação de quantidades a produzir)
2. Programação
(definição
precisa
de
produtos
a
produzir no período, cálculo de necessidades de
material, estabelecimento de prazos e capacidades e
seqüenciamento)
3. Acionamento da produção
(através de máquinas
comandadas por computador, como as CN - controle
numérico - e robôs)
4. Controle, através de módulos de
captação de dados
de quantidade e qualidade da produção
, havendo,
ainda, a possibilidade de trabalhar-se com funções
auxiliares como o controle da manutenção.
Assim...
• A
CIM “representa uma forma específica de
funcionamento de um sistema de produção
que
passa pela
integração organizacional
suportada e
alavancada pela informática
”;
• É a
reunião
de várias atividades do sistema
produtivo através da
tecnologia da informação
via
computador;
proporciona
maior
eficácia
aos
sistemas produtivos, pois tem como principal
característica o maior uso possível da tecnologia da
informação,
integrando a automação a sistemas de
apoio à decisão gerencial
.
CIM e a troca de informações
• Esse tipo de sistema, por
integrar
as
informações
operacionais, possibilita que
as
mesmas
possam
ser
compartilhadas de forma
rápida, confiável, em tempo
real
e
com
grande
Módulos de um CIM
• Planejamento e Controle da Produção (PCP)
• Computer
Aided
Engeneering
ou
Engenharia
Auxiliada por Computador
(CAE)
• Computer Aided Design ou
Projeto Auxiliado por
Computador
(CAD)
• Computer Aided Process Planning ou P
lanejamento
do Processo Auxiliado por Computador
(CAPP)
• Computer
Aided
Manufacturing
ou
Produção
Auxiliada por Computador
(CAM)
• Computer Aided Quality ou
Garantia da Qualidade
e o Sistema de Apoio à Manutenção
(CAQ).
CAE – Engenharia Auxiliada por
Computador
• Baseia-se na
construção e teste de protótipos
em nível de
software, onde se
simula
a resistência dos materiais, por
exemplo, através da variação de temperatura e força,
reduzindo, dessa forma, os custos e tempo de projeto, ao
mesmo tempo em que se aprimora a qualidade do produto;
• Esta ferramenta
auxilia a determinação das especificações
tecnológicas do produto, tais como dimensões, resistência
dos materiais e análise de tensões;
• Isso
acarreta
um
sensível
ganho
de
tempo
no
desenvolvimento
dos
produtos
,
levando
à
vantagem
competitiva decorrente do lançamento de produtos mais
rapidamente.
CAD - Projeto Auxiliado por
Computador
• Atividades
de projeto que envolvam o uso do
computador para
criar, modificar ou documentar
um
projeto de engenharia;
• O CAD não deve ser visto como instrumento restrito ao
projeto ou desenho, sendo antes uma
forma de
integração entre projetistas e respectivas equipes e os
demais setores da empresa
;
• Tem como base os editores gráficos, constituídos de
conjuntos
de
rotinas
que,
de
forma
interativa
permitem a criação e manipulação de imagens
compostas com o auxílio do computador.
CAPP - Planejamento do Processo
Auxiliado por Computador
• Estabelecer o
roteiro
ou o processo de
fabricação
de um produto
;
• O CAPP é a determinação sistemática dos
métodos
através dos quais um produto deve ser fabricado
;
• Trata-se de determinar e selecionar máquinas,
ferramentas, instruções de trabalho e demais
condições necessárias à transformação das entradas
em produtos finais
Procedimentos de um Sistema CAPP
1. Estabelecimento dosdados necessários para a descrição do processo(prazos totais, pessoas e setores envolvidos);
2. Listagem dos processos que a empresaé capaz de realizar;
3. Determinação desequências e operaçõesque o produto vai seguir;
4. Distribuição dos trabalhos pelas máquinas, visando a um aproveitamento equilibrado dos recursos;
5. Seleção deopções de processamentoeconômicas;
6. Determinação de nível de operador, modo de preparação do recurso e a
forma como vai ser utilizado;
7. Cálculo dostempos de fabricação, especificando as fórmulas e tabelas; 8. Cálculo dassobras de material;
9. Ilustração das operaçõesde preparação e dos estágios e formas de execução de cada etapa;
10. Programação da máquinapara a execução do processo estabelecido.
O planejamento do processo constitui-se, dessa maneira, em uma ligação entre o projeto do produto e a fabricação mediante a constituição de uma base de dados comum, o que
facilita e agiliza o sistema ante as alterações de produto, possibilitando alimentar o orçamento e recuperar informações com rapidez.
CAM – Manufatura Auxiliada por
Computador
• É a aplicação da informática e da tecnologia das
comunicações ao sistema de produção, no sentido
de
eliminar a inconstância e perda de tempo
inerentes à manipulação e decisão do ser
humano
.
• O CAM auxilia a produção, e isso pode ser
restrito
ao controle
, ser
extensivo ao planejamento
ou
ainda
restringir-se à monitoração dos recursos de
produção
;
Algumas formas de utilização do CAM
• Máquinas de Controle Numérico
- são máquinas
controladas por dados numéricos, o que possibilita a
fabricação de peças complexas e em pequenos lotes;
• Robôs
- são equipamentos que podem apoiar
(manipular, transportar, aferir qualidade) ou intervir
diretamente, assumindo o processo em funções
geralmente
insalubres
ou
perigosas,
como
soldagem, fundição e pintura;
• Gerenciamento de sistemas flexíveis de produção
-são formas organizacionais baseadas na combinação
de vários sistemas informatizados, orientados para a
diversificação da produção, com a manutenção da
produtividade.
CAQ – Sistema de Garantia da Qualidade
• Constitui-se
de
um
acompanhamento
desde
a
chegada
dos
insumos,
passando
pelo
processo
produtivo, estendendo-se até
a saída do produto acabado;
• O
CAQ
é
auxiliado
pela
informática
através
de
instrumentos
de
análise,
sensores
e
contadores
automatizados
, bem como no
Vantagens do CIM
Diminuição dos estoques, como conseqüência deuma melhor comunicação com os clientes, com outras unidades produtoras e dentro da própria
fábrica;
Redução do chão de fábrica necessário, devido à diminuição
dos estoques de matérias-primas, produtos em processo e
produtos acabados; Definição de um controle permanente de qualidade;
Aumento da capacidade de adaptação e ajustamento ao mercado, em função do menor tempo de preparação dos pedidos, do pequeno lote de produção e da relativa flexibilidade do
sistema de manufatura;
Redução do tempo de produção, devido a integração das diversas etapas do processo produtivo;
Sinergia e aprendizado pelo contato com novas tecnologias.
Assim...
• A produção integrada por computador é um
conceito
fundamentado
na
aplicação
da
automação
,
tecnologia
da
comunicação
e
informação associados aos recursos de produção
.
O CIM integra as atividades que antecedem a
produção, a transformação propriamente dita e as
etapas de controle;
Então, o que é a CIM? É um
modelo? É uma filosofia????
Etapas da CIM
• Numa visão global e genérica, poderíamos dizer que a CIM
inicia com o
planejamento da produção
(projeto do
produto, do processo e estimação de quantidades a
produzir), continua com a
programação
(definição precisa
de produtos a produzir no período, cálculo de necessidades
de material, estabelecimento de prazos e capacidades e
seqüenciamento),
aciona a produção
(através de máquinas
comandadas por computador, como as CN - controle
numérico - e robôs) e termina no
controle
, através de
módulos de captação de dados de quantidade e qualidade
da produção, havendo, ainda, a possibilidade de
trabalhar-se com
funções auxiliares
como o controle da manutenção.
As atividades componentes do sistema
1. O sistema de produção inicia pela elaboração do projeto (especificação de materiais, dimensões, análises, etc.) mediante o auxílio de sistemas CAEe CAD; 2. Geração de lista de materiais e respectivos custos;
3. A partir do projeto do produto e de forma interativa com esse, passa-se à definição do processo (operações necessárias, seqüências possíveis, máquinas necessárias) através do CAPP, gerando os roteiros de produção;
4. O CAM, com as informações armazenadas no banco de dados pelo projeto do produto e do processo, gera os programas para as máquinas CNC/ robôs para serem utilizados no momento oportuno;
5. O PCP, com o produto já projetado, recebe os pedidos, fixa o preço com base no banco de dados e estima o prazo de entrega (mediante consulta ao módulo de capacidade);
6. Gera-se um plano de fabricação (tipos de produto, respectivas quantidades e prazos), considerando os estoques existentes;
7. Emissão de ordens de fabricação, montagem e compras e respectiva inserção no módulo de planejamento de capacidade;
8. Ajuste de capacidade e seqüenciamento para determinação da data de entrega do produto;
9. Envio da programação à produção para processamento, segundo o estabelecido anteriormente, com a utilização do CAM e suas diversas possibilidades;
10. Execução dos controles mediante coleta de dados da produção e realimentação das etapas anteriores.
CIM centrado nas pessoas
• Narasimham et al. (1995) afirmam que muitas firmas
japonesas e européias estão abordando a Manufatura
Integrada por Computador sob um novo ponto de vista,
ao reconhecerem que mesmo que os computadores
sejam mais flexíveis que outras máquinas,
pessoas são
ainda mais flexíveis que computadores;
• A tecnologia de Groupware foi criada exatamente com
este enfoque;
• Groupware
é
uma
coleção
de
tecnologias
que
permitem automatizar processos complexos inerentes
ao trabalho cooperativo humano
, sendo construído
sobre cinco subsistemas principais: gerenciamento de
documentação
multimídia,
correio
eletrônico,
conferências, scheduling e workflow.
Groupware
•
O groupware busca mudar a maneira com
que as pessoas se comunicam, induzindo
mudanças
no
processo
produtivo
da
empresa;
•
O centro de Groupware é sem dúvida
workflow
. Esta tecnologia é especialmente
interessante em ambientes com grande
fluxo de papéis, como as áreas de vendas,
projetos e administração das empresas.
Através de workflow, é possível
eliminar
boa parte do fluxo de papel nestas áreas
.
O objetivo de workflow é
fazer
as
informações fluirem através de uma rede
de computadores pelos diversos setores
da empresa
de forma transparente ao
usuário.
O
usuário
pode
acessar
as
informações pelo nome, sem se importar
se estão em uma base de dados relacional
ou em formato CAD, por exemplo. A
ferramenta de groupware se encarrega de
apresentar
a
informação
no
devido
Groupware
Por exemplo, o setor de vendas pode mandar através especificações de uma compra de um cliente, incluindo o prazo contratado de entrega e quantidades. Em paralelo, o setor de projetos envia para o setor de produção as especificações técnicas do produto, desde dados.
Os diferentes setores tem desta forma acesso a diferentes formatos de dados: planilhas, objetos gráficos, texto simples, tabelas relacionais, entre outros.
