modelo de relatório - gerec.ct.utfpr.edu.br · incropera (2008), Çengel (2012) e stoecker (2002)....
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Mecânica
Coordenação de Estágio
Relatório Final de Estágio – Engenharia Mecânica
Banca: Prof. Dr. Luciano Augusto Lourençato (Orientador do estágio)
Prof. Dr. Eng. Davi Fusão (Convidado)
Prof. Dr. Eng. Felipe Barreto Campelo Cruz (Coordenador do estágio)
Realizado por:
Robson Sopelsa
1055690
Ponta Grossa, 11 de dezembro de 2013
- O Termo de Aprovação assinado encontra-se na Coordenação do Curso -
TERMO DE APROVAÇÃO
do
ESTÁGIO CURRICULAR OBRIGATÓRIO
por
Robson Sopelsa
A Defesa Final desse Estágio Curricular Obrigatório foi realizada em 02 de
dezembro de 2013 como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Mecânica. O candidato foi arguido pela Banca Examinadora composta
pelos professores abaixo assinados. Após deliberação, a Banca Examinadora
considerou o estágio aprovado.
_______________________________________
Prof. Dr. Luciano Augusto Lourençato Prof. Orientador
____________________________________ Prof. Dr. Eng. Felipe Barreto Campelo Cruz
Coordenador de Estágios dos Cursos de Engenharia Mecânica e de Engenharia de
Produção Mecânica UTFPR/Campus Ponta Grossa
____________________________________
Prof. Dr. Eng. Davi Fusão Membro Titular
____________________________________ Prof. Dr. Thiago Antonini Alves
Coordenador dos Cursos de Engenharia Mecânica e de Engenharia de Produção Mecânica
UTFPR/Campus Ponta Grossa
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Ponta Grossa
Coordenação de Engenharia Mecânica e de Engenharia de Produção Mecânica
Lista de Figuras
Figura 1 - Produto antes da adequação ............................................................................... 4
Figura 2 - Produto depois da adequação ............................................................................. 5
Figura 3 - Instrução de trabalho de dobra ........................................................................... 7
Figura 4 - Trocador de calor de escoamento cruzado com aletas ......................................... 9
Figura 5 - Exemplo de padrão plano de chapa metálica .................................................... 10
Figura 6 - Exemplo de planejamento do corte .................................................................. 12
Sumário
Identificação ...................................................................................................................... 1
1. Introdução ................................................................................................................. 2
2. Descrição da empresa ................................................................................................ 3
3. Descrição das atividades desenvolvidas no estágio .................................................... 3
4. Dificuldades encontradas ......................................................................................... 13
5. Áreas de identificação com o curso.......................................................................... 14
6. Resultados ............................................................................................................... 15
7. Conclusão ............................................................................................................... 15
Referências bibliográficas ................................................................................................ 17
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Identificação
Do Aluno: Robson Sopelsa; (42) 9933-7461; [email protected]
Da Empresa: JBF Indústria de Equipamentos para Gastronomia LTDA.;
(42) 3227-1022; [email protected]
Do Professor Orientador: Prof. Dr. Luciano Augusto Lourençato; (42) 9980-
1749; [email protected]
Do Supervisor de Estágio: Eng. Felipe Bacchi Jabur; (42) 3227-1022;
Do Estágio
Local de realização do estágio: Escritório de engenharia e barracões de
produção.
Data de início: 29/08/2013
Data de término: 02/12/2013
Carga horária semana: 30 horas.
Carga horária total cumprida: 402 horas
Atividades realizadas: Participação no projeto de adequação à
normatização do INMETRO; Criação de padrões; Elaboração de
instruções de trabalho; Elaboração de desenhos técnicos; Participação
em projetos de melhoria contínua; Cálculos e seleção de trocadores de
calor adequados ao produto; Automatizar processos de corte;
Implantação do uso do software SolidWorks; Implantação do sistema de
coleta de ideias; Buscar reduzir materiais e custos; Análise de defeitos
frequentes de produtos; Otimização do uso de chapas metálicas;
Remanejamento de funcionários; Acompanhamento da produção;
Comunicação com o chão de fábrica; Identificação de gargalos de
produção.
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1. Introdução
Neste trabalho, serão descritas as atividades desenvolvidas durante o período de estágio,
abordando quais eram os objetivos da realização do estágio e quais eram as principais metas que a
empresa definiu que deveriam ser atingidas. As atividades na empresa começaram pela
participação em um projeto de adequação à norma do INMETRO, que estabelece regras sobre
segurança de aparelhos domésticos.
Em seguida, definiu-se que precisavam ser elaborados documentos que assegurassem que os
componentes dos equipamentos não sofreriam alterações. Para tanto, foram criados padrões de
componentes, quer deverão ser seguidos afim de assegurar a qualidade do equipamento. Para
implantar estes padrões, foram elaborados desenhos técnicos e instruções de trabalho.
Foi possível observar que a empresa está passando por um processo de modernização, e
tornou-se necessário elaborar projetos de melhoria contínua, de forma a buscar melhor qualidade
dos equipamentos fabricados. Com este processo de modernização, foi implantado o uso do
software SolidWorks, que permitiu agilizar várias partes do projeto, como planificação de chapas
metálicas, elaboração de instruções de trabalho e criação de desenhos técnicos. A automatização
do processo de corte também foi um dos projetos implantados que colaborou com este processo de
modernização da empresa.
Assim como qualquer empresa, a JBF Indústria de Equipamentos para Gastronomia LTDA.
também visa reduzir materiais utilizados na fabricação do equipamentos, bem como os custos de
produção. A redução de material foi alcançada ao realizar a otimização do uso de chapas metálicas,
reduzindo a quantidade de sobras. A produção também passou por modificação, para que o
processo de fabricação se torna-se mais eficiente, foram avaliados gargalos de produção, sendo
estes solucionados com a automatização do processo de corte e remanejamento de funcionários.
No que se refere a gestão de pessoas, foi possível verificar que a comunicação com o chão
de fábrica é de extrema importância, sendo esta comunicação utilizada como ferramenta para troca
e análise de ideias. Observando a qualidade das ideias, foi sugerido ao supervisor do estágio e
gerente da empresa, que as melhores ideias fossem implantadas e os funcionários que geraram estas
ideias recebam gratificações.
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2. Descrição da empresa
A JBF Indústria de Equipamentos para Gastronomia LTDA. foi fundada em 1976 e atua na
fabricação de equipamentos para restaurantes, hotéis, panificadoras, confeitarias, supermercados,
açougues, mercearias, lojas de conveniências, e demais setores que necessitam de equipamentos
refrigerados e complementos. Além de produtos em série, confecciona peças especiais e também
projetos sob medida.
A empresa possui dois barracões de produção, que possuem máquinas dobradeiras; máquinas
de solda tipo MIG/MAG e TIG; guilhotina; máquina de corte plasma CNC; ferramentas para
acabamento dos produtos; área de fabricação de componentes de compensado; almoxarifado;
estoque de componentes; escritório de atendimento e vendas; e escritório de engenharia.
As atividades do estágio foram realizadas principalmente no escritório de engenharia, onde
foram realizadas as atividades de participação no projeto de adequação à normatização do produto.
Também foram desenvolvidas atividades nos barracões de produção, onde foram realizadas
principalmente as atividades de implantação do projeto desenvolvido, e acompanhamento de sua
produção.
3. Descrição das atividades desenvolvidas no estágio
A seguir serão descritas as atividades desenvolvidas durante o período de estágio obrigatório:
Participação no projeto de adequação à normatização do INMETRO: foram feitas
modificações no produto para se adequar às normas vigentes, como a ABNT 60335-
1:2010 (Segurança de aparelhos eletrodomésticos e similares); IEC 60335-2-49
(Safety of household and similar electrical appliances). O produto a ser normatizado
passou por modificações, que impedem o acesso de pessoas à fiação do equipamento
sem a utilização de ferramenta.
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Na Figura 1, é ilustrado o produto antes da adequação, onde pode ser observado que
existia uma porta que poderia ser facilmente aberta por qualquer pessoa.
Figura 1 - Produto antes da adequação
Fonte - Autoria Própria
Na Figura 2, é ilustrado o produto depois da adequação, onde foi instalada uma tampa
parafusada, impedindo o acesso à fiação, ao compressor e ao motor elétrico sem o uso
de ferramenta.
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Figura 2 - Produto depois da adequação
Fonte - Autoria própria
Para realizar esta mudança, foi necessário modificar o ponto onde a chave liga/desliga
fica posicionada, sendo que após a modificação ficou mais fácil e seguro ligar e
desligar o equipamento.
Estas mudanças também permitiram reduzir a quantidade de material para fabricação,
sendo que a porta utilizada anteriormente, utilizava o dobro de chapa metálica que o
modelo atual adequado. Também foi dispensado o uso de dobradiças e puxadores das
portas, reduzindo ainda mais os custos.
O aspecto visual do equipamento também melhorou depois da adequação, sendo que
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a porta utilizada anteriormente ocupava mais espaço e não possuía acabamento
refinado, como na nova configuração, onde é utilizada uma chapa de inox brilhante
com dobras de encaixe não visíveis ao usuário.
Foi possível eliminar aproximadamente dois metros de tubos de aço de perfil
quadrado 20 x 20 mm com a nova configuração. Também foram verificados possíveis
componentes que poderiam causar ferimentos ao usuário. Tais componentes sofreram
adequações no processo de fabricação, onde foram eliminados cantos vivos. No
processo de acabamento passaram a ser utilizadas lixas e escovas, que permitem obter
melhor acabamento do equipamento, melhorando também seu aspecto visual.
Criação de padrões: o produto que receberá a certificação do INMETRO recebeu a
criação de padrão de peças. Assim todas as peças são cortadas automaticamente
seguindo um padrão.
O processo de dobra e montagem também foi adequado ao padrão, e todos os
funcionários foram orientados a seguir o padrão para evitar erros. Outros produtos
também receberam a padronização das peças que possuíam grande variação durante
a fabricação. Para tanto, foram criadas listas de procedimentos de fabricação.
Elaboração de instruções de trabalho: para receber a certificação do INMETRO,
foram elaboradas instruções de trabalho para fabricação dos componentes do produto,
permitindo que não ocorram alterações durante a produção.
As instruções de trabalho foram criadas seguindo o formato dos demais documentos
necessários para certificação, seguindo um padrão e identificando as peças por
número de acordo com o desenho da montagem, e também com códigos das pastas
de documentos, como pode ser observado na Fig. 3. Estes códigos permitem localizar
os documentos referentes a cada peça dentro da pasta que contém todas as
informações referentes ao produto. Esta pasta fica localizada no escritório da
empresa, e contém cópias nos barracões de produção.
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Figura 3 - Instrução de trabalho de dobra
Fonte - Autoria própria
As instruções de trabalho possuem data de elaboração, de controle e de aprovação.
Cada instrução de trabalho passa por revisões antes de ser aprovada, e após a
aprovação, passa por constante controle na produção.
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Elaboração de desenhos técnicos: foi realizada a elaboração de desenhos técnicos de
todos os produtos que receberam melhorias e adequações às normas do INMETRO
utilizando o software SolidWorks, permitindo que fosse criada uma pasta para
consulta em chão de fábrica.
Os desenhos eram realizados primeiramente em 3D, depois todas as peças eram
montadas virtualmente para verificação de interferências de montagem. Com o uso
deste software, o processo de determinação da quantidade necessária de cada
componente tornou-se automático, eliminado o tempo de checagem manual de
quantidade de material necessário. Também foi possível automatizar o processo de
planificação virtual de chapas metálicas, eliminando o tempo necessário calculando
como ficaria a peça ao ser planificada.
Participação em projetos de melhoria contínua: durante todo o período de realização
do estágio, foram realizadas diversas modificações nos principais produtos da
empresa, como a redução de comprimento de alguns componentes, possibilitando
fabricar dois componentes com uma única chapa, enquanto antes da melhoria só seria
possível fabricar uma peça, gerando desperdício de matéria prima. Todos os projetos
de melhoria contínua foram baseados em literatura como Shingo (2010) e Monden
(1999), que visam a redução da utilização de material e custos, bem como o aumento
da qualidade final dos produtos.
Cálculos e seleção de trocadores de calor adequados ao produto: foram feitos cálculos
utilizando como base a literatura sobre fundamentos de transferência de calor, como
Incropera (2008), Çengel (2012) e Stoecker (2002).
O trocador de calor utilizado é o trocador de calor de escoamento cruzado com aletas,
como ilustrado na Fig. 4.
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Figura 4 - Trocador de calor de escoamento cruzado com aletas
Fonte – Incropera (2008)
Para selecionar um trocador de calor adequado, foi utilizando o método da média
logarítmica das diferenças de temperatura (TDML), indicado para a determinação do
tamanho de um trocador de calor, para resultar em temperaturas de saída prescritas.
Foi possível verificar que, em alguns produtos poderia ser utilizado um trocador de
calor de tamanho menor, se comparado ao utilizado até então, o que implica em
menor custo para aquisição do componente.
Automatizar processos de corte: o procedimento de corte de componentes do produto
que será certificado pelo INMETRO foi automatizado, sendo feitos desenhos em 3D
e utilizando recurso de planificação de chapas metálicas no software SolidWorks,
gerando um padrão plano, como pode ser observado na Fig. 5, que é salvo em formato
compatível com a máquina de corte CNC. Na Figura 5 é mostrado como exemplo o
mesmo componente indicado na Fig.3, porém já convertido em um formato
compatível com o comando da máquina de corte plasma CNC.
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Figura 5 - Exemplo de padrão plano de chapa metálica
Fonte - Autoria própria
Esse processo permite melhorar a agilidade do processo de fabricação, criando
padrões e aumentando a qualidade do produto.
Outros produtos também receberam automatização do processo de corte das peças
que apresentavam maior variação durante a fabricação, eliminando erros de
fabricação e trabalhos posteriores para realizar o encaixe de peças com dimensões
variadas. O tempo de fabricação foi reduzido e a qualidade final dos produtos está
bem acima do obtido antes da automatização.
Implantação do uso do software SolidWorks: o uso de software era bastante limitado
na empresa, usado apenas para desenhar o padrão plano de peças para corte. Como a
planificação devia ser feita manualmente no software AutoCAD, exista grandes
chances de erro, além de demandar um tempo muito grande do projetista, o que
acabava limitando o número de peças cortadas na máquina de corte com comando
CNC. O desenho gerado só servia para enviar o comando para a máquina, não
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servindo como desenho técnico ou instrução de trabalho.
Com a implantação do uso do software SolidWorks, o processo de planificação
também foi automatizado, sendo que eram criados desenhos em 3D e depois
transformados em chapas metálicas, permitindo o uso do comando de planificação de
chapas.
Os desenhos criados também eram convertidos em desenhos técnicos e utilizados
para criação de instruções de trabalho, sendo que todos estes processos são feitos
rapidamente por comandos do programa, reduzindo o tempo de projeto e criação de
instruções.
Implantação do sistema de coleta de ideias: ao acompanhar o processo de produção,
foi possível verificar que a quantidade de ideias que os funcionários poderiam colocar
em prática era grande, sendo que muitas destas foram repassadas para o diretor e
obtiveram boa aceitação. Diante disso, foi sugerido a implantação do sistema de
coleta de ideias, instalando caixas nos barracões de produção onde podem ser
depositados os esboços com ideias a qualquer momento. Funcionários que gerarem
as melhores ideias receberão gratificação se forem constatados ganhos a implantação
das mesmas.
Buscar reduzir materiais e custos: qualquer empresa atualmente busca reduzir custos
para continuar competitiva no mercado, e uma das soluções para alcançar este
objetivo é reduzir a utilização de material, porém, sem reduzir a qualidade do produto.
Vários produtos foram analisados, e em alguns foi possível reduzir a quantidade de
material utilizado. Essa redução não é perceptível ao usuário final de maneira alguma,
pois a maioria dos componentes que foram reduzidos não são visíveis e o produto não
perdeu qualidade. Com estas reduções foi possível reduzir custos, tempo de produção
e peso.
Análise de defeitos frequentes de produtos: o produto que receberá a certificação do
INMETRO possuía um defeito frequente, que era a quebra da solda próxima a um
registro, devido ao movimento irregular dos usuários ao abrir a válvula para esgotar
a água, utilizada para aquecimento ou refrigeração dos alimentos. Este defeito foi
sanado instalando um suporte próximo ao ponto de ocorrência de trinca e melhorando
a localização do registro, evitando que o usuário aplique a força incorretamente.
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Otimização do uso de chapas metálicas: durante o acompanhamento frequente da
produção, foi possível constatar que existia uma quantidade grande de sobras de
chapas, devido ao mau planejamento do corte das peças. Com o uso do software
SolidWorks, era feito um planejamento antes de realizar os cortes, reduzindo o
desperdício de chapa metálica. Após realizar o planejamento no software SolidWorks,
o desenho era convertido para um formato compatível com a máquina de corte plasma
com comando CNC, utilizando o software AutoCAD, como ilustrado na Fig. 6.
Figura 6 - Exemplo de planejamento do corte
Fonte - Autoria própria
Após implantação do planejamento do corte de chapas metálicas, em muitos casos as
sobras de chapa podiam ser utilizadas em outros componentes, reduzindo a quase zero
o desperdício.
Remanejamento de funcionários: após a automatização do processo de corte, foi
possível realocar alguns funcionários dentro da empresa, que passaram a trabalhar no
processo de montagem final de componentes, onde o trabalho é mais leve e
ergonômico. Este remanejamento permitiu aumentar a produção e também a
motivação dos funcionários.
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Acompanhamento da produção: durante todo o período de realização de estágio eram
feitos acompanhamentos da produção, para verificar se os padrões criados estavam
sendo seguidos e assegurar a qualidade dos produtos.
O acompanhamento da produção também permitiu verificar pontos que poderiam ser
otimizados, como arranjo dos equipamentos nos barracões, sendo que às vezes os
funcionários perdiam muito tempo se deslocando entre as máquinas.
Comunicação com o chão de fábrica: durante o acompanhamento da produção, foi
possível trocar ideias com os funcionários, que sugeriam modificações nos produtos
e nos processos da produção que poderiam gerar melhores resultados. Alguns
funcionários possuem bastante experiência no ramo, sendo que estes geravam as
melhores ideias e auxiliaram muito na melhoria contínua do processo de fabricação e
dos produtos.
Identificação de gargalos de produção: durante o acompanhamento da produção foi
possível verificar que existia gargalo de produção na etapa de corte dos componentes
dos produtos. Alguns funcionários precisavam trabalhar na etapa de corte dos
componentes e participar da montagem final, o que acabava atrasando a produção,
pois quando o funcionário estava trabalhando na montagem acabava deixando a etapa
de corte parada.
Com a automatização do processo de corte, foi possível fazer um remanejamento de
funcionários que trabalhavam na etapa de corte em máquina convencional para o
processo de montagem. Com o remanejamento foi possível resolver este problema de
gargalo de produção, aumentando a eficiência do processo.
4. Dificuldades encontradas
Durante a realização do estágio, foram encontradas algumas dificuldades como:
Utilização de computador próprio: para realização das atividades, foi necessário
utilizar somente um computador próprio, o que algumas vezes acabou
sobrecarregando o sistema operacional devido à complexidade e exigência de
processamento que os modelos em 3D exigem do computador.
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Dificuldade durante a adequação do produto: durante a adequação para certificação
do INMETRO, não foi separado um produto para adequação, sendo que a adequação
precisou ser feita durante o processo de fabricação, desta forma foi necessário
acompanhar integralmente a fabricação de diversos produtos e realizar a mudanças
gradativamente até alcançar os resultados desejados.
5. Áreas de identificação com o curso
A seguir serão descritos os conteúdos abordados no curso de Engenharia Mecânica da
UTFPR que tiveram aproveitamento no estágio realizado:
Conformação mecânica: os conhecimentos adquiridos nesta disciplina permitiram
identificar e estudar a implantação de melhorias em todos os produtos fabricados pela
empresa que passam por processo de conformação, sendo que todos devem ser
cortados e dobrados de acordo com o projeto.
Soldagem: os conhecimentos obtidos com esta disciplina foram importantes em
vários momentos do estágio, pois todos os produtos passam por processo de soldagem
e posterior tratamento e acabamento das soldas e superfícies. Alguns parâmetros de
soldagem foram modificados permitindo que fossem realizadas soldas de melhor
qualidade e menor ocorrência de falhas.
Transferência de Calor: a avaliação e seleção do trocador de calor dos produtos é feita
com total embasamento em transferência de calor, disciplina onde são mostrados os
vários tipos de trocadores de calor e como pode ser feita a análise de cada
equipamento.
Desenho técnico: os conhecimentos adquiridos com esta disciplina foram utilizados
para elaborar desenhos técnicos, que permitiram criar um padrão para os produtos.
Desenho em computador: todos os desenhos foram elaborados em software CAD,
que permite criar desenhos em três dimensões, o que possibilita uma melhor
visualização do produto e mudanças que dever ser feitas, e posterior criação de
desenhos técnicos em duas dimensões com medidas e instruções.
Planejamento e controle da produção: esta disciplina é de extrema importância, sendo
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que os conhecimentos adquiridos nesta disciplina permitem visualizar pontos em que
a produção possui gargalos e métodos para aumentar a produtividade da empresa,
como o arranjo adequado das máquinas nos barracões. Foi necessário uma visão sobre
o processo de produção, buscando sempre reduzir tempo de produção e verificação
dos gargalos de produção, com o objetivo de reduzi-los ou eliminá-los.
Comunicação oral e escrita: a comunicação adequada permite trocar ideias com
pessoas mais experientes, facilitando o processo de melhoria continua.
Gestão de pessoas: esta disciplina permitiu identificar quais funcionários precisam de
motivação para realizar um trabalho melhor, em alguns casos foi possível realizar um
remanejamento de funções, aumentando a motivação dos funcionários. Também veio
desta disciplina a sugestão de implantação do sistema de coleta de ideias, quer
permitiu conhecer algumas ideias que podem ser utilizadas para melhorar a produção
e os produtos.
6. Resultados
Este relatório permitiu expor os trabalhos realizados durante o estágio, sendo ilustrados com
figuras ou descritos. Todos as atividades que estavam descritas no plano de estágio foram
desenvolvidas, bem como outras atividades que não estavam no plano de estágio. Foi detalhada a
relação entre os conteúdos abordados no curso de Engenharia Mecânica e as atividades realizadas
no estágio, permitindo visualizar a importância de cada disciplina do curso.
7. Conclusão
A realização do estágio curricular obrigatório permite aplicar os conhecimentos adquiridos
durante o curso de Engenharia Mecânica na prática. A elaboração de desenhos técnicos permitiu
que a produção entenda melhor as ideias e para que seja seguido um padrão de produtos. A
elaboração de instruções de trabalho permitiu que fossem analisadas exigências da normatização
do produto e também para a produção seguir um padrão de trabalho, minimizando chances de erro
16
de produção e perdas. A participação no projeto de adequação à normatização do INMETRO
permitiu um contato com as normas vigentes e melhorar a comunicação com outras pessoas que
estavam envolvidas no projeto. A participação em projetos de melhoria contínua (Kaizen) foi
importante para desenvolver a habilidade de verificar pontos que podem ser melhorados em vários
aspectos, desde a fase de projeto até a faze de produção.
17
Referências bibliográficas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 60335-1:2010: Segurança
de aparelhos eletrodomésticos e similares. Brasil: NBR, Dez. 2011.
SHINGO, Shigeo. Kaizen e a arte do pensamento criativo: o mecanismo do pensamento
científico. Porto Alegre: Bookman, 2010. 252 p.
MONDEN, Yasuhiro. Sistemas de redução de custos: custo-alvo e custo kaizen. Porto Alegre:
Bookman, 1999. 270 p.
INCROPERA, Frank P. et al. Fundamentos de transferência de calor e de massa. 6. ed. Rio de
Janeiro, RJ: LTC, 2008. xix, 643 p.
ÇENGEL, Yunus A.; GHAJAR, Afshin J. Transferência de calor e massa: uma abordagem
prática. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, Bookman, AMGH, 2012. 902 p.
STOECKER, W. F.; JABARDO, José M. Saiz (Autor). Refrigeração industrial. 2. ed. São Paulo:
E. Blücher, 2002. xii, 371 p.