manufatura parÂmetros tecnolÓgicos e gerenciais. 1 - parâmetros tecnológicos e gerenciais 1.1...

MANUFATURA

PARÂMETROS TECNOLÓGICOS E

GERENCIAIS

1 - Parâmetros Tecnológicos e Gerenciais

1.1 – Planejamento de Processo

1.2 - Regras de Precedência

1.3 - Medidas do trabalho – Tempos ; tempos padrões

1.4 – Determinação de necessidades – Carga de máquinas

1.5 - Controles gerenciais – eficiência , utilização ,produtividade .

Planejamento de Processos - Definição

Conjunto de atividades que determinam os estágios pelos quais o produto será

fabricado.

O processo de manufatura deverá prover o caminho lógico pelo qual, partindo-se das

especificações do desenho de produto, obtem-se a peça final, mantendo essas mesmas

especificações.

Roteiro de manufatura

• Caminho lógico geral das operações do

processo de fabricação: Define os seguintes parâmetros:

Encadeamento das operações.Seleção das máquinas-ferramenta por

operação.Determinação das condições de

montagem (set-ups)

Planejamento das operações

• Detalhamento da operação ,possibilitando o encadeamento desta operação com as demais operações do roteiro.

• Operações de processo - atividade que compõe a seqüência ordenada, onde se determina as especificações necessárias, tanto tecnológicas como operacionais.

Usinagem - torneamento, fresamento, retificação, etc.Conformação - forjamento, estampagem, etc.Tratamentos - cementação, têmpera, etcTratamentos superficiais - depósito de cromo, níquel, etc.Montagem - submontagem, montagem de subconjuntos, etc.

• São definidos para cada operação:

Cotas principais e secundárias da operação.

Seleção de ferramentas e dispositivos de fixação.

Seleção de dispositivos e calibradores para manter-se a qualidade da operação.

Condições de manufatura (usinagem, conformação, etc.)

Geração de programas CN, quando for necessário.


Operações iniciais• Introduzem o sistema inicial de referência a ser

seguido nas operações seguintes do roteiro de fabricação.

• O sistema de referência do roteiro de manufatura deve ser o mesmo que foi adotado no projeto da peça correspondente.

• Ex :Num eixo, o sistema de referência adotado no seu projeto serão os assentos de rolamento, gerando a correspondente linha de centro;

• a operação inicial deverá manter esta referência


Operações Intermediárias• Operações do roteiro de fabricação, cujas

dimensões, e especificações não são finais, constantes do desenho da peça.

• Na usinagem do eixo , as operações de torneamento irão determinar dimensões, desvios geométricos, rugosidade, etc., com variações maiores que as finais constantes no desenho da peça.

• As tolerâncias e especificações deverão ser compatíveis com a capacidade do processo sendo executado.


Operações finais Operações do roteiro que determinam as

dimensões, tolerâncias e especificações constantes no desenho da peça.

• Determinam as especificações pelas quais se possa estabelecer relação bi-unívoca entre as especificações do desenho da peça e a respectiva especificação da peça física.


OPERAÇÕES INTERMEDIÁRIAS

SOBREMETAL

PEÇA EM BRUTO

OPERAÇÕES INICIAIS

OPERAÇÕES FINAIS

PEÇA

DESENHO

DIMENSÕES

TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS

TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS TOLERÂNCIAS RUGOSIDADE SUPERFICIAL

ESPECIFICAÇÕES - T°T° SUPERFICIAL

DIMENSÕES

TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS

TOLERÂNCIAS GEOMÉTRICAS

TOLERÂNCIAS RUGOSIDADE SUPERFICIAL

ESPECIFICAÇÕES - T°T° SUPERFICIAL

INTRODUÇÃO AO SISTEMA DE REFERENCIA DE MANUFATURA

DIMENSÕES INTERMEDIÁRIAS TOLERÂNCIAS COMPATÍVEIS A OPERACÃO

TRATAMENTO TÉRMICO E QUIMICOS

USINAGEM ALTA TAXA DE REMOÇÃO

USINAGEM BAIXA TAXA DE REMOÇÃO

Roteiro básico para fabricação de peças

Regras de Precedencia

• Regras para o estabelecimento do encadeamento e ordenação, para definir a lógica estruturada do roteiro.

• Definidas , a partir do conhecimento dos principais parâmetros que constituem a tecnologia de manufatura :

Tolerâncias especificadasDispersões do sistema máquina - ferramenta -

dispositivo - peçaCapacidade dos processos, obtidos através das técnicas de controle estatístico de processosSobremetal entre operações do roteiro.

Regras de Precedencia

• Regras de lógica estruturada, seguem e hierarquizam o conhecimento adquirido nos diversos processos de manufatura

• Leva-se em conta as teorias de usinagem, conformação, montagens, pintura, deposição de metais e tratamentos térmicos;

• Leva se ainda em conta as teorias de acúmulo de tolerância, capacidade de processos, etc.

• As regras de precedência aplicadas aos processos de manufatura são um caso particular das regras de precedência aplicadas as atividades dos processos de negócio.

• 1 .A última operação do roteiro deve gerar a peça, a qual deve ser equivalente ao respectivo desenho.

• 2. As especificações finais são obtidas de acordo com a capacidade dos processos

• 3. A evolução da precisão do roteiro vai dos processos menos precisos para os mais precisos

• 4. A colocação lógica e ordenada das operações do roteiro depende da limitação dos processos

Regras de Precedência

• 5. As tolerâncias e especificações devem manter compatibilidade com as dispersões do sistema máquina - ferramenta - dispositivo – peça

• 6. A condição necessária para que uma operação do roteiro seja efetivada - ela permita a execução das operações posteriores, encadeadas a ela

• 7. A condição suficiente para que uma determinada operação do roteiro seja efetivada - ela própria seja executada a partir das operações anteriores do roteiro de fabricação

Regras de precedência

• Exemplo : uma dimensão

MATERIAL ABNT: 1020

DUREZA SUPERFICIAL: 58 - 62 RC

0 0.05

0, 2

0,0250

Aplicação das regras de precedencia

• 1º Passo: Determinação da última operação, tal que a peça esteja de acordo com as especificações do desenho.

• Regra de Precedência 1

• As especificações são:

Dimensão: 50 mm Tolerância dimensional: 0,04mm

Tolerância geométrica: - circularidade = 0,05 Tolerância rugosidade: R A = 0,2 Dureza superficial: 58 - 62 RC:


• Regra de precedência 4

1) - Dureza superficial de 58-62 RC processos de usinagem com baixa taxa de remoção de material.

2) - Não será possível prever-se um processo de usinagem com alta taxa de remoção de material (torneamento, por exemplo) ; processo incompatível com a dureza superficial de 58RC a 62RC.

• Processos de fabricação com baixa taxa de remoção de material :

Retificação Brunimento

Lapidação


• Regra de Precedência 2 .

Através do conhecimento dos processos citados, sabe-se que o que mais se ajusta às especificações das tolerâncias dimensionais, geométricas e de rugosidade superficial é o processo de retificação.


• Regras de precedência 1 e 4 1 ) A especificação metalúrgica deve preceder à

especificação dimensional ; 2) as operações de tratamento térmico possíveis são:

- Têmpera– Cementação e têmpera– Nitretação e têmpera– Cianetação e têmpera

• Regra de procedência 2,: processo de cementação e têmpera, levando-se em

conta a especificação do material (ABNT 1020).


n - 1

n

CEMENTAÇÃO E TÊMPERA

RETIFICAÇÃO

+- 0,0250

0 0,05

0,02

MATERIAL ABNT 1020

RC 58 - 62

Especificações

Operações

Operações finais


• 2º passo: Determinação da primeira operação

1 ) A determinação da 1ª operação depende da extensão e abrangência do roteiro.

2 ) Normalmente, determina-se a peça no seu estado bruto (sem usinagem), da qual se iniciará o roteiro com a primeira operação.

3 ) No caso do exemplo, adotar-se-á como primeira operação, aquela que gera a peça em bruto.


• Regras de precedência 3 e 4 .

1 ) A peça na condição inicial deve permitir a obtenção das especificações iniciais.

2 ) A condição inicial deve-se compatível com os processos de fabricação que permitem a sua

obtenção.

Assim, os processos de fabricação possíveis são:

• Laminação processo escolhido• Trefilação• Forjamento


CEMENTAÇÃO ETÊMPERA

RETIFICAÇÃO

LAMINAÇÃO

n

n - 1

n - 2

Determinação da operação inicial

Operação inicial


• 3º Passo: Determinação das operações intermediárias

• Operações intermediárias, colocadas entre a primeira e última operação do roteiro

Regra de precedência 2 (capacidade dos processos), remover material (sobremetal) antes da operação de cementação e têmpera após a operação de tratamento térmico, não será possível

utilizar-se processo de alta taxa de remoção de material


• Regra de precedência 3 ( evolução da precisão )

1) O processo escolhido deve conseguir dispersões maiores que a operação final de retificação.

2 ) A operação será feita numa superfície cilíndrica externa.

Operação torneamento.


Regras de precedência 6 e 7 .

dimensões e tolerâncias escolhidas para a operação de torneamento devem ser

intermediárias à dimensões final e inicial.


Operação intermediária

n - 3

n - 2

n - 1

n

LAMINAÇÃO

TORNEAMENTO

CEMENTAÇÃO ETÊMPERA

RETIFICAÇÃOOP. FINAL

OP. FINAL

OP. INTERMED.

OP. INICIAL


Engrenagem – Desenho de Produto

Engrenagem – Peça em bruto- forjada

Máquinas disponíveis Produção mensal : 10.000 peças

Jateadora• Lavadora• Torno CNC• Brochadeira Vertical• Cortadora de Dentes• Fresadora• Torno Rebarbador• Rotary Shaver• Forno Contínuo• Retificadora Cilíndrica• Retificadora Plana• Durômetro• Shot - peening• Testadora de Ruídos

http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.printertape.com.br/images/fot_engrenagem.jpg&imgrefurl=http://www.printertape.com.br/projeto.htm&h=225&w=235&sz=9&tbnid=tBR5sCLYUx4J:&tbnh=99&tbnw=103&start=2&prev=/images%3Fq%3Dengrenagem%26hl%3Dpt-BR%26lr%3D%26sa%3DG

Roteiro de fabricação

Tempo Padrão

• Tempo standard (ou padrão) como medida do trabalho.

• Aplicado inicialmente em todas as operações e atividades feitas no chão de fábrica

• Apesar das atuais mudanças de organização, o seu conteúdo básico é aplicado , principalmente para a formação da base de dados, necessária para o dimensionamento de instalações e controles gerencias.

Tempo necessário para uma operação do roteiro

Tempo de ciclo

Tempo de montagem t s

Composição do tempo de montagem • Familiarização com o desenho da peça ou folhas

de processo• Preparação do local de trabalho, equipamento,

dispositivos e ferramentas;• Montagem da máquina;• Recebimento de peças e transporte até o local

de trabalho.• Desmontagem da máquina após o lote usinado e

devolução do ferramental até o depósito;• Limpeza da máquina, ordem o local de trabalho,

etc.

Tempo Padrão

Tempo padrão t p

fIhpp ttttt

r

Tempo padrão Tempo de processamento básico t pr

• Alteração de forma, dimensões ,acabamento superficial, estrutura do material da peça em bruto ou proveniente de operações anteriores

• Troca de posições das peças componentes, em operações de montagem.

• Tempo de máquina – quando efetivado através de máquinas-ferramenta, prensas, fornos,

etc., sem a participação direta do operador

• Tempo manual. quando efetivado pelo operador

• Tempo manual e de máquina quando efetivado simultaneamente com máquinas e operadores.

Tempo padrão Tempo de carga e descarga t h Tempo gasto durante o trabalho acessório à mudança de forma dimensões e outros . Inclue : 1) carga, montagem e fixação da peça em bruto 2 ) liberação e descarga da peça acabada 3) dar partida e parar máquinas e dispositivos de movimentação de

materiais 4) carregar e remover peças de fornos e banhos de recobrimento 5) medir e movimentar peças ao local de trabalho 6) avançar a ferramenta à peça e retirar a ferramenta da peça,

entre outros.

Tempo padrão

Tempo de ciclo t c

Soma do tempo de processamento básico e do tempo de carga e descarga

t c = t pr + t c

Tempo Padrão • Tempo de preparação do local de trabalho t I

Manutenção da máquina‑ferramenta (lubrificação, retirada de cavacos, etc.) e do local de trabalho.

Composição Tempos técnicos .

ajuste da máquina troca de ferramentas

remoção de cavacos

Tempos admnistrativos

lubrificação e limpeza do equipamento, remoção de cavacos da máquina‑ferramenta colocação do local de trabalho em ordem e outros.

Tempo Padrão

Tempo de fadiga t f • Inclui somente o tempo estipulado para certas condições

de trabalho; trabalho intensivo e esforço físico extenuante.

• Em condições normais, o tempo de fadiga inclui somente necessidades pessoais.

• Valores adotados - 2% a 5% do tempo de ciclo. .

Tempo Padrão Tempo de fadiga t f

• Inclui somente o tempo estipulado para certas condições de trabalho; trabalho intensivo e esforço físico extenuante.

• Em condições normais, o tempo de fadiga inclui somente necessidades pessoais.

• Valores adotados - 2% a 5% do tempo de ciclo. .

• No cálculo do tempo padrão por peça t p , o tempo de preparação do local de trabalho t I e o tempo de fadiga t f são usualmente assumidos como porcentagem de tempo de ciclo.

Tempo padrão em função do tempo de ciclo

Tempo padrão – medida • Métodos de Medida

A medida do tempo padrão é precedida de um estudo completo da operação do processo de fabricação, para a determinação do seu grau de estabilidade.

Separar a operação em:

• a) operações manuais consecutivas;• b) elementos funcionais das operações;• c) movimentos elementares das operações.

Medida do tempo padrão – etapas

1 ) Obter e Registrar Informação do Operador

• Perguntas a serem respondidas:o que se faz nesta operação;por que se faz esta operação;como se faz esta operação;qual será o melhor método;com o que se faz esta operação

Medida do tempo padrão- etapas

2 : Dividir a operação em elementos e fazer a descrição completa do método

Dividir a operação em tempos elementares, sejam manuais ou de máquina.

Quanto maior o elemento da operação,tanto

maior será o seu erro de medida.

Medidas do tempo padrão – etapas

3 :Observar e Registrar os Tempos dos Elementos

Importante - operador avisado que a coleta de tempos será iniciada.

As observações deverão ser feitas, de acordo com a divisão dos elementos previamente determinada.

Medidas do tempo padrão – etapas 4 : Avaliação do Ritmo

O tempo básico de uma operação é o tempo necessário para um operador normal, de habilidade média e que trabalhe num ritmo normal, por todo o turno sem fadiga indevida ou cansaço excessivo.

Devido a diferenças ( habilidade e esforço )individuais, existem variações de ritmo de trabalho de um homem para outro.

A avaliação correta do ritmo determina se a fixação

do tempo padrão irá ser super dimensionada (com prejuízo para a empresa) ou sub dimensionada (com prejuízo para o operador).

Medidas do tempo padrão – avaliação

Avaliação de ritmo

• Tempo padrão real = tempo padrão cronometrado x ritmo observado

• Avaliação de ritmo : intervalo de 0,8 a 1,2

Cálculo de capacidade instalada

• Determinação da necessidade de equipamentos • Determinação da capacidade instalada de uma

organização existente

• Cálculo de capacidade futura em programas de expansão

• Referência de cálculo – tempos padrões

Calculo de capacidade instalada

Cálculo da capacidade instalada

td‑ capacidade instalada

– quantidade de tempo ( horas ) disponíveis do equipamento

– função do número de turnos de trabalho e dos dias

trabalhados no mês

– Capacidade diária • 1 turno – 8 horas • 2 turnos – 16 horas • 3 turnos - 24 horas

Cálculo da capacidade instalada • • tIi - tempos improdutivos –

ocorrem durante a operação normal da máquina máquina parada , sem transformar tempo disponível

em tempo padrão

• Ocorre devido a fatores externos à máquina :– máquina quebrada;– falta de ferramental;– falta de matéria prima;– falta de operador;– falta de serviço;– preparação e montagem da máquina (set-up)– ajuste das ferramentas da máquina

Cálculo da Capacidade Instalada

• Zi – frequencia de montagem – número de vezes que é preparada a máquina para se fabricar a peça i.

• tsi ‑tempo de montagem tempo de montagem ( set –up ) da máquina para se

fabricar a peça i.

Capacidade instalada

Quantidade de máquinas para n peças do lote , de um

produto

Capacidade instalada

Capacidade instalada para os N produtos

Cálculo da capacidade instalada

Determinar as máquinas necessárias para a manufatura do conjunto abaixo :

quantidades mensais : 1000

1 – eixo 2 - engrenagem 3 – espaçador

Cálculo da capacidade instalada Engrenagem

Oper. Descrição T.Padrão Máquina

• 10 Tornear .070 Torno Mecânico


• 30 Fazer Rasgo .120 Plaina Limadora

• 40 Fazer Dentes .085 Cortadora Dentes

• 50 Trat. Térmico .010 Forno

• 60 Retificar Furo .055 Retificadora

Cálculo da capacidade instalada Eixo

• Oper. Descrição T.Padrão Máquina



• 30 Fresar Rasgo .009 Fresad. Univ.


• 50 Retificar assento de rolamento .040 Retificadora

• 60 Retificar Assento .040 Retificadora de Rolamento

Cálculo da capacidade instalada Espaçador

Oper. Descrição T.Padrão Máquina

• 10 Serrar .090 Serra

• 20 Tornear e Furar .037 Torno

• 30 Tornear .043 Torno


• 50 Retificar .033 Retificadora

Cálculo da capacidade instalada t d –capacidade instalada

dois turnos de trabalho de 8 horas, com 45 minutos para almoço e jantar.

t d = ( 16 - 1,5 ) x 26 dias/ mês

t d = 377 horas/mês

t t – tempo trabalhado

perdas no sistema de manufatura - 25% do valor de t d :

t t = 377 x 0,75

• t t = 283 horas

Capacidade instalada – Calculo de necessidades

Torno Mecânico

• g = ( .090 + .065 + .070 + .085 + .037 + .043 ) x 1000

283

g 1,23 tornos

2 tornos

Capacidade instalada Cálculo de necessidades

2. Fresadora

• g = .009 x 1000 = 0 , 03 283

1 fresadora

3. Serra

• g = .090 x 1000 = 0,32 1 serra 283

Capacidade instalada Cálculo de necessidades

4. Plaina

• g = .120 x 1000 = 0,42 1 plaina283

5. Forno

• g = ( .011 + .010 + .009 ) x 1000 = 0.11 283

1 forno

Capacidade instalada – cálculo de necessidades

6. Retífica Externa

• G = ( .040 + .040 + .055 + .033 ) x 1000 = 0,77

283

1 retífica

Controles gerenciais

tempo padrão

parâmetro de medida para os controles do chão-de -fábrica :

a) definição dos controles gerenciais de manufatura;

b) definição de arranjo físico (lay‑out) , juntamente com o roteiro de fabricação;

c) definição dos tempos totais de fabricação (lead time).


tpi - tempo padrão de um produto i

g - numero de peças do produto i


Tempo padrão de uma peça com p operações

Tempo padrão de um produto , com g peças

Tempo padrão para N produtos N


Produto Quantidade

1 a1

2 a2

3 a3. .

N aN


N

Tempo padrão total para o programa de produção

T


Tempo disponível

Tempo trabalhado

Parque de máquinas – r máquinas


Tempos improdutivos

Tempo total trabalhado

Controle gerenciais

Eficiência operacional Define a precisão que foram definidos e fixados os tempos padrões das operações de manufatura .

A eficiência operacional será 1 se todo o tempo trabalhado na máquina foi convertido em tempo padrão.

Eficiência operacional


Utilização de equipamentos

Definida como a relação do tempo realmente

trabalhado e o tempo disponível .Mede o aproveitamento e o uso de equipamentos

Controles gerenciais Utilização de equipamentos


Índice de produtividade

Definido como produto da eficiência e pela utilização u. Será numéricamente igual a utilização se a eficiência for 1 .O índice de produtividade é o mais geral , levando em consideração todos os fatores


Produtividade


Possível controlar‑se completamente qualquer instalação fabril cujos produtos tenham seus roteiros de fabricação e tempos padrões bem definidos.

Os índices de eficiência, utilização e produtividade podem ser definidos a priori, como metas administrativas a serem atingidas ao longo de um período de tempo.

A eficiência tende a 100% se o tempo padrão foi bem dimensionado.

A utilização u deverá ser administrada de modo a ser maior possível. Quedas de volume e/ou problemas de gerenciamento são medidos por esse índice.


Assumindo‑se que todas as paradas de máquinas são incluídas no tempo improdutivo tI :

• tempos de montagem de máquinas ts, assumem importância quando cresce a diversificação de produtos e peças . Devem ser tratados como porção tecnológica do tempo tI

• Outros tempos improdutivos espelham a qualidade de gestão de áreas admnistrativas . Devem ser tratados como porção administrativa do tempo tI


A partir da determinação correta dos tempos padrões, a eficiência operacional medirá a capacidade e isenção organizacional na determinação do trabalho .

O índice de utilização representa a situação gerencial e de vendas da empresa.

Análise do índice de produtividade nem sempre é fácil . É mais conveniente analisá‑lo pelos seus índices componentes.

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