automacao automação de processos industriais
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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.
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Automao da Manufatura
2
SPMISistema
Produtivo de
Manufatura Integrada
10 passos para atingir a Integrao dos Sistemas de Manufatura(Black, 1991)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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?
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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
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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
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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
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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
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Automao Rgida x
Automao Flexvel
Automao rgidaTipo de automao com configuraes de equipamentos especficos para atender a objetivos limitados (Ex.: Linhas Transfer)
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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
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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
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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
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Automao Rgida (Fixa)
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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
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Elementos de Automao da
Manufatura
Fonte: www.mecanicaonline.com.br20
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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.
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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
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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
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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
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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)
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Sistema Flexvel de Manufatura
Peas ProdutosAcabados
Carga Descarga
ControleCentral (DNC)
Terminal
CNC CNC
Ferramentas
Esteira
Pallet
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Formas de Comunicao
Avanada
Electronic data interchange (EDI)
Internet
Wireless communications
Teleconferncias
Cdigos de Barras
Realidade Virtual
Etc.
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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.
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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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