Introdução a Manufatura Avançada

Agenda

Quem sou?

• Vanilton da Thálita 💍
• Pai do Louie 👦🏻 e Lourenzo 👶🏻
• Cientista da Computação 🤓
• 🎓 Especialista  em Engenharia de Software e Gestão de Pessoas
• 👨🏻‍💻Pessoas e Processos na @fpf.tech 😃
• 👨🏻‍🏫 Professor na @etech

Quais são as suas expectativas e objetivos?

A manufatura tradicional representa o alicerce da produção industrial, moldando o mundo que conhecemos.

Manufatura Tradicional

Definição e Características

Processo Artesanal

Produção em Pequena Escala

Baixa Automação

Controle de Qualidade Rigoroso

Processos e Técnicas

Processo que envolve a remoção de material para dar forma a peças, utilizando ferramentas como tornos e fresadoras.

Usinagem

Processos e Técnicas

União de metais por meio de calor, utilizando diferentes técnicas, como solda a arco e solda a gás.

Soldagem

Processos e Técnicas

Criação de peças por meio do derretimento e moldagem de metais, como ferro, alumínio e bronze.

Fundição

Processos e Técnicas

Processo de produção de tecidos a partir de fibras naturais ou sintéticas, incluindo tecelagem, tricô e costura.

Têxtil

Exemplo Têxtil

Vantagens da Manufatura Tradicional

Qualidade Superior

Controle manual rigoroso garante alta precisão e qualidade em cada peça.

Personalização

Possibilidade de atender demandas específicas e criar produtos personalizados.

Baixo Investimento Inicial

Menor necessidade de maquinário automatizado, reduzindo os custos iniciais.

Limitações da Manufatura Tradicional

Produção Limitada

Menor necessidade de maquinário automatizado, reduzindo os custos iniciais.

Era Pré-Industrial

Artesanato tradicional, produção manual em pequenas oficinas e casas.

Evolução Histórica da Manufatura

Revolução Industrial

Introdução de máquinas a vapor e mecanização da produção, aumento da escala e produção em massa.

Manufatura Moderna

Automação, robótica, computadores e sistemas de produção eficientes, aumento da produtividade.

Transição para a Manufatura Avançada

Transição para a Manufatura Avançada

Transição para a Manufatura Avançada

Transição para a Manufatura Avançada

• Grupos: de 3 a 4 pessoas.

• Tarefa: Cada grupo deverá selecionar um exemplo de indústria que tenha utilizado ou ainda utilize processos de manufatura tradicional (por exemplo, indústria automobilística, têxtil, alimentos, etc.).

• Atividade:

  1. Descrever o processo de produção dessa indústria de acordo com o conceito de manufatura tradicional.
  2. Identificar e listar as características principais do processo (como produção em massa, pouca automação, linha de montagem, etc.).
  3. Comparar as vantagens desse modelo de produção com as possíveis limitações que ele apresenta no contexto atual da indústria.
  4. Propor uma melhoria que poderia ser implementada nesse processo usando princípios da manufatura avançada (por exemplo, automação, IoT, robótica).

Atividade

Atividade 1

90 Minutos

• Apresentação: Cada grupo terá 10 minutos para apresentar suas conclusões para a turma, incluindo:

  1. A descrição do processo de manufatura tradicional escolhido.
  2. Uma análise crítica das vantagens e limitações.
  3. A melhoria sugerida e os benefícios esperados com a aplicação de tecnologia avançada.
  4. Utilize imagens, multimídias  que ajudem a representar a industria escolhida

Atividade

Atividade 1

90 Minutos

A industrialização do Brasil é considerada um processo tardio, uma vez que teve início um século depois do surgimento das primeiras indústrias na Europa. 

Manufatura no Brasil

"Se o povo não conhece a própria história,

Está condenado a repeti-la"

Guilherme de Sá

Timeline da Industria no Mundo

Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/linha-do-tempo-revolu%C3%A7%C3%B5es-industriaisempresariais-gefferson-vivan/

Timeline da Industria no Mundo

Mecanização

Produção em Massa

Automação

Interação

Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/linha-do-tempo-revolu%C3%A7%C3%B5es-industriaisempresariais-gefferson-vivan/

Timeline da Industria no Mundo

Mecanização

Produção em Massa

Automação

Interação

Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/linha-do-tempo-revolu%C3%A7%C3%B5es-industriaisempresariais-gefferson-vivan/

Timeline da Industria no Mundo

Mecanização

Produção em Massa

Automação

Interação

Fonte: https://www.linkedin.com/pulse/linha-do-tempo-revolu%C3%A7%C3%B5es-industriaisempresariais-gefferson-vivan/

Timeline da Industria no Mundo

Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Moore

Timeline da Industria no Mundo

Lei de Moore (1965)

Os transistores têm duas funções básicas: amplificar a corrente elétrica ou barrar passagem.

Timeline da Industria no Mundo

Lei de Moore (1965)

Os computadores são capazes de traduzir um extenso código formado pelos dígitos 0 e 1 em letras, palavras e imagens. Esses dígitos, 0 e 1, são chamados de bits e são implementados pelos transistores: quando um transistor encontra-se ligado (alta corrente), o computador lê o bit 0, quando ele se encontra desligado (baixa corrente), o computador atribui-lhe o bit 1.

O Impacto da Industria no Mundo

O Impacto da Industria no Mundo

• Grupos: de 5 a 8 pessoas.

• Tarefa: Cada grupo irá criar uma maquete que represente as 4 primeiras fases da manufatura no Brasil.

• Equipes e Maquete:

  1. Equipe 1
     • 1º Fase Pré-industrialização (Engenho de açúcar)
  2. Equipe 2
     • 2º Fase (Fazenda de Café)
  3. Equipe 3
     • 3º Fase (Siderúrgica)
  4. Equipe 4
     • 4º Fase (Linha de Montagem)

Atividade

Atividade 2

120 Minutos

1. Atividade

   1. Planejamento (10 minutos): Planejem o que será construído nos próximos 30 minutos e o que é necessário para a montagem, dividam as tarefas na equipe para aproveitar o tempo.

   2. Execução (30 minutos): Construam conforme o planejado.

   3. Lições aprendidas (5 minutos): Avaliem o que deu certo e o que não deu.

   4. Repitam o processo novamente considerando o que foi aprendido.

   5. Apresente

Atividade

Atividade 2

120 Minutos

Timeline da Manufatura no Brasil

1º fase

Pré-industrial (1500-1808)

1. Indústria iniciou-se após a chegada da família real (1808)

2. Pacto Colonial comércio apenas para Portugal

3. Base da produção engenhos de açúcar
4. Destinação mercado interno e externo

5. Em 1785, a Coroa Portuguesa publicou um alvará proibindo a instalação de pequenas fábricas e manufaturas no Brasil.

Timeline da Manufatura no Brasil

1º

fase

1. Alvará 1785 revogado e incentivo na criação dos estabelecimentos fabris

2. Abertura de fábricas e pequenas manufaturas destaque para Salvador, Rio de Janeiro e São Paulo, ao menos 636 fábricas até o século XIX e na primeira década de XX quintuplicou (+ de 3 mil).

3. Processo de abertura dos portos brasileiros (quebra do pacto colonial) 

4. Promoveu a entrada de produtos estrangeiros especialmente da Inglaterra que colaborou no processo de independência do Brasil

2º fase

(1808-1929)

Timeline da Manufatura no Brasil

1º

fase

5. Abolição da escravatura (1988) e liberação de mais de 700 mil escravos

6. Trabalho assalariado e 0 auxílio pelo governo brasileiro

7. Crise de 1929 

8. Brasil do café e o  impacto de 29

2º fase

(1808-1929)

Timeline da Manufatura no Brasil

1º

fase

2º

fase

3º fase

(1930-1955)

Timeline da Manufatura no Brasil

1º

fase

2º

fase

3º

fase

4º fase

(1956-presente)

Atualmente a indústria representa cerca de um quinto do PIB nacional.

O PIB 2023 do Brasil em 2023 foi de R$ 10,9 trilhões.

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/brasil/industrializacao-do-brasil.htm

Atualmente a Manufatura no Brasil

A Manufatura Avançada está em ascensão no Brasil, impulsionada pela necessidade de otimizar processos, aumentar a produtividade e competir em um mercado globalizado.

Atividade

O cenário da Manufatura Avançada no Brasil

Fonte: IBGE 2019 - Distribuição espacial das indústrias no Brasil

Distribuição da Manufatura no Brasil

Distribuição da Manufatura no Brasil

Distribuição da Manufatura no Brasil

Setor metalúrgico

Distribuição da Manufatura no Brasil

Setor químico

Distribuição da Manufatura no Brasil

Setor têxtil

Distribuição da Manufatura no Brasil

Setor minerais não metálicos (diamante, calcário e areia, dentre outros)

Distribuição da Manufatura no Brasil

Pessoal Ocupado nas empresas industriais

• Lei do Bem (Lei nº 11.196/2005)
• Lei de Informática (Lei nº 13.969/2019)
• Embrapii (Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial)
• FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos)
• BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social)
• Programa Nacional de Apoio à Geração de Empreendimentos Inovadores (Programa Centelha)

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

Lei do Bem (Lei nº 11.196/2005)

• É considerada o principal instrumento de estímulo às atividades de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação tecnológica nas empresas brasileiras, contribuindo para o desenvolvimento da capacidade técnicoprodutiva e o aumento do valor agregado da produção de bens e serviços.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

O benefício da Lei do Bem abrange todas as atividades econômicas, porém é aplicável apenas às empresas que:

• vi) Realizam gastos e investimentos em atividades de pesquisa tecnológica e desenvolvimento de inovação tecnológica (PD&I);
• vii) Utilizam o regime tributário do Lucro Real;
• viii) Tenham auferido lucro no período referente aos dispêndios;
• ix) Comprovem a sua regularidade fiscal;
• x) No caso do incentivo de que trata o art. 19-A da Lei do Bem, tenham projeto aprovado pela CAPES, conforme disposições contidas no Decreto nº 6.260/2007.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

Benefícios da Lei do Bem:

• Dedução de até 160% dos gastos com P&D no Imposto de Renda e na Contribuição Social sobre o Lucro Líquido (CSLL).
• Redução de 50% no IPI na compra de máquinas e equipamentos destinados à pesquisa e inovação.
• Depreciação e amortização acelerada de bens utilizados em P&D.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

• Agora o Lucro tributável sendo de R$ 10.000.000,00

• Agora a empresa pagaria impostos e CSLL sobre R$ 8.400.000,00 em vez dos R$ 10.000.000,00 originais

Lei de Informártica (Lei nº 13.969/2019):

• A Lei de Informática concede incentivos fiscais, principalmente para empresas que produzem bens de informática, automação e telecomunicações, em troca de investimentos em P&D. Ela prevê redução de até 95% no IPI para empresas que desenvolvem tecnologia nacional.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

• Agora com a Lei de Informática 95% de redução no IPI

• Assim, o valor do IPI a ser pago após a aplicação da redução será R$ 75.000,00

FINEP

• A FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) é uma agência do governo brasileiro vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Sua atuação é focada em fomentar a inovação e o desenvolvimento científico e tecnológico no país, oferecendo financiamento para pesquisa, desenvolvimento de novos produtos, processos e serviços.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

• Através de editais e Financiamentos

EMBRAPII

• A EMBRAPII (Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial) é uma organização focada em promover a inovação industrial no Brasil por meio do financiamento de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I). Atua conectando empresas e centros de pesquisa para desenvolver tecnologias inovadoras, cofinanciando parte dos custos do projeto. As áreas prioritárias incluem manufatura avançada, biotecnologia, tecnologia da informação, entre outras.

Incentivos e políticas para a inovação industrial no Brasil

• Através de Contato com uma unidade EMBRAPII
• Elabore um Projeto de Inovação
• Co-financiamento de até 50%

As maiores empresas em cada estado do Brasil (2019)

Brasil x Mundo

As indústrias brasileiras enfrentam grandes dificuldades para seu crescimento, por não acompanhar a tecnologia e avanços dos países de primeiro mundo, seja por causas estruturais, falta de investimentos em pesquisas e desenvolvimento tecnológicos quando comparado a outros países que já estão se adequando aos conceitos da indústria 4.0, como a Alemanha, o primeiro país onde o termo “Industry 4.0” foi empregado e é o país que se encontra na vanguarda desta revolução industrial.

Fonte: https://revistaft.com.br/industria-4-0-e-seu-cenario-no-brasil/

Brasil do empurrado para o puxado

• Indústria 2.0: Baseada no Taylorismo/Fordismo, com foco em produção em massa, pouca automação, perdas e desperdícios, falta de controle de estoque e produção empurrada.
• Indústria 3.0: Toyotismo com manufatura enxuta, controle de estoques, produção puxada, funcionários capacitados e uso de tecnologias como:
  • CAD (Computer-Aided Design)
  • CAM (Computer-Aided Manufacturing)
  • CAE (Computer-Aided Engineering)

• Indústria Moderna: Encaixa-se mais na Indústria 3.0 e está mais próxima da transição para a Indústria 4.0, mas ainda enfrenta desafios na integração de sistemas e automação avançada.

Brasil do empurrado para o puxado

Confiança na indústria do Brasil

• Em setembro de 2024, o Índice de Confiança do Empresário Industrial (ICEI) aumentou 1,6 ponto, para 53,3 pontos.

• Quiz

Atividade

Atividade 3

120 Minutos

Processos de Manufatura Convencional e Avançado

Linha de Produção Fixa

Tipo de organização industrial onde os produtos são montados em um local fixo, e os trabalhadores, ferramentas e materiais são trazidos até o local de montagem. 

Case Linha de Produção automobilística

Anos 10 a 20

Henry Ford propõe um sistema de esteiras no qual o veículo era movimentado e cada operário era responsável por uma fase da montagem. A linha foi inaugurada em 1913 e construía o Ford T em 84 etapas. Resultado: preço unitário caiu 30%.

Case Linha de Produção automobilística

Anos 10 a 20

Henry Ford também trouxe conceitos como:

• Padronização 
  • Peças
• Métricas de produção
  • Taxa de Produção e Defeitos
• Controle logístico
  • Reduzir o desperdício e otimizar o fluxo de materiais, produção just-in-time

Fordismo

Desenvolvido por Henry Ford, utiliza a linha de montagem para produção em massa, com padronização de produtos e aumento da escala produtiva.

Case Linha de Produção automobilística

Anos 30

Anos 60

Os gráficos estatísticos eram as principais ferramentas para guiar a produção. A fábrica era confusa e havia muitas peças ao lado de cada estação.  

Robôs passam a substituir o homem em atividades pesadas.

Taylorismo

Criado por Frederick Taylor, foca na divisão do trabalho e na eficiência por meio de estudo detalhado de tempos e movimentos, visando aumentar a produtividade.

Case Linha de Produção automobilística

Anos 70

Anos 90

GM ampliou o catálogo de cores e tomou da Ford o título de maior fabricante do mundo. 

O Japão consolidou-se como expoente industrial e propagou a filosofia Kaizen, que busca a melhoria contínua de processos. 

Case Linha de Produção automobilística - Conceito Estratégico

Case Linha de Produção automobilística - Conceito Estratégico

Produção Enxuta (Lean)

• É um modo coerente de pensamento
• É uma filosofia administrativa global
• É um ambiente de trabalho de equipe e melhorias
• É uma eterna procura de um modo melhor de fazer as coisas, conceito de Eficiente e Eficaz
• É a qualidade incluída no processo
• É um local de trabalho organizado, disciplinado e evolutivo

Sistema Toyota de Produção

É uma filosofia de gerenciamento que procura

otimizar a organização de forma a atender as necessidades do cliente no menor prazo possível, na mais alta qualidade e ao mais baixo custo, ao mesmo tempo em que aumenta a segurança e a moral dos seus colaboradores, envolvendo e integrando não só a manufatura, mas todas as partes da organização.

Toyotismo

Introduzido pela Toyota, promove a produção enxuta, eliminando desperdícios, com foco em flexibilidade, qualidade e produção baseada na demanda (produção puxada).

Outros nomes Produção Enxuta

• SPMI (Sistemas Produtivos de Manufatura Integrada)

• JIT/TQC (Just-in-Time/Controle de Qualidade Total) - várias empresas
• SPEZ (Sistema de Produção com Estoque Zero) - indústria Omark
• MAN (Material de Acordo com o Necessário) - Harley Davidson
• SPIM (Sistema de Produção com Inventário Minimizado) - Westinghouse
• Sistema Ohno - muitas empresas no Japão
• Produção com Inventário Zero - HP
• Kanban - muitas empresas no Japão e EUA
• BSC (Bosch Production System)

Kanban

Text

É um sistema de gestão visual desenvolvido pela Toyota na década de 1940 para otimizar o fluxo de trabalho e melhorar a eficiência na produção.

Fluxo Kanban

Priorizado

WIP 3

Desenvolvimento

WIP 1

Teste

Considere um time com 4 integrantes, sendo 3 desenvolvedores e um testador.

WIP 2

Homologação

D

D

D

T

Fluxo Kanban

Priorizado

WIP 3

Desenvolvimento

WIP 1

Teste

WIP 2

Homologação

Fluxo Kanban

Priorizado

WIP 3

Desenvolvimento

WIP 1

Teste

WIP 2

Homologação

Fluxo Kanban

Priorizado

WIP 3

Desenvolvimento

WIP 1

Teste

Identifique o gargalo que existe no fluxo abaixo e o que poderia ser movimentado para melhorar o fluxo de entregáveis até a raia de Homologação.

WIP 2

Homologação

Aonde eu vou?

Fluxo Kanban

Priorizado

WIP 3

Desenvolvimento

WIP 1

Teste

Identifique o gargalo que existe no fluxo abaixo e o que poderia ser movimentado para melhorar o fluxo de entregáveis até a raia de Homologação.

WIP 2

Homologação

Aonde eu vou? Aonde tem mais valor!

• Grupo de 5 a 8 pessoas

• Criem um quadro no https://kanbanx.com

• Explore os seguintes projetos abaixo, entendendo o seu processo e criem tarefas no board para darem visibilidade ao trabalho:

  • Produção de Engrenagen

  • Produção de Pistões Automotivos

  • Fabricação de Rolamentos

  • Produção de Flanges
  • Fabricação de Motores Elétricos
• Simule a criação do produto em protótipo de papel

• Apresentação (cada grupo terá 10 minutos)

Atividade

Atividade 4

100 Minutos

Valor do Cliente

• O ponto de partida para a Produção Enxuta é o conceito de valor, percebido pelo cliente.
• Valor é definido em termos de produtos ou serviços específicos que têm capacidades/funcionalidades específicas, oferecidos a preços específicos para clientes específicos em intervalos de tempo específicos e que devem ser isentos de defeitos.
• Valor deve ser visto sob o ponto de vista da sensação total do cliente. A meta é surpreender o cliente com uma solução completa.

Valor do Cliente

Atividades que criam valor

• Uma atividade que transforma ou conforma o material ou informação.
• O cliente a deseja
• É feita corretamente na primeira vez

Atividades que não criam valor - Necessárias

• Atividades que não criam valor mas que não podem ser eliminadas com base na tecnologia corrente ou pensamento vigente.

• Necessárias (regulamentos, legais, etc)

• Necessárias devido á falta de robustez do processo

Atividades que não criam valor

• Atividades que consomem recursos e não criam valor aos olhos do cliente.

• Perda pura

• Se impossível eliminar, torna-se amarela

Benefícios da Produção Enxuta

• Menos esforço humano na distribuição de produtos;
• As Perdas/Desperdícios/ Falhas são menores;
• Pode-se fazer mais com menos recursos;
• Os prazos de entrega são menores;
• O uso da tecnologia é seletivo: são necessários menos ativos e espaço;
• Aumenta a taxa de agregação de valor ao cliente;
• Os estoque são menores, embora o atendimento ao cliente

•  As margens de lucro são maiores a longo prazo;

• Os principais indicadores financeiros melhoram, retorno sobre investimento, lucratividade, fluxo de caixa e custos.

  melhore;

Pirâmide do STP - 4 Ps

• Aprendizagem organizacional contínua através do Kaizen
• Ver por si mesmo para compreender a situação (Genchi Genbutsu)
• Tomar decisões lentamente, através de consenso, considerando completamente todas as opções; implementá-las com rapidez (Nemawashi)

Pirâmide do STP - 4 Ps

• Desenvolver líderes que vivenciem a filosofia
• Respeitar, desenvolver e desafiar o pessoal e as equipes 
• Respeitar, desafiar e auxiliar os fornecedores

Pirâmide do STP - 4 Ps

Pirâmide do STP - 4 Ps

• Basear as decisões administrativas em uma filosofia de longo prazo, mesmo em detrimento de metas financeiras de curto prazo

Case Linha de Produção automobilística - Conceito Estratégico

5S: Focado em organização e disciplina no ambiente de trabalho, os cinco pilares são:

1. Seiri (Utilização)
2. Seiton (Organização)
3. Seiso (Limpeza)
4. Seiketsu (Padronização)
5. Shitsuke (Disciplina)

Case Linha de Produção automobilística

Anos 2000

Atualmente

Elevados custos de produção, forte concorrência, advento maciço da eletrônica e resistência da sociedade em questões ambientais.

O mais recente desafio industrial é a implantação de fábricas sustentáveis, capazes de minimizar o impacto ambiental de suas atividades.

Linha de Produção Flexível

A linha de produção flexível é um tipo de organização industrial projetada para se adaptar rapidamente a mudanças na produção, permitindo a fabricação de diferentes produtos na mesma linha de montagem, sem necessidade de grandes alterações.

Otimização de processos com novas tecnologias

Envolve o uso de ferramentas digitais para melhorar a eficiência, reduzir desperdícios e aumentar a produtividade em ambientes industriais e corporativos. 

Otimização de processos com novas tecnologias

Rastreabilidade

Sensores

Leitores

Cameras

RFID

Análises preditivas

Automação de decisões

Inteligência artificial

Robótica

Automação

• Grupo de 5 a 8 pessoas

• Investigar uma organização e seus produtos mapeando características do Toyotismo, Taylorismo e Fordismo

• Apresentação (cada grupo terá 10 minutos)

Atividade

Atividade 5

30 Minutos

Sistemas de Produção Automatizado

Referem-se ao uso de tecnologias e máquinas para executar tarefas de produção com mínima ou nenhuma intervenção humana. Eles integram robôs, controladores lógicos programáveis (CLPs), sistemas de visão computacional, e software de controle para automatizar processos como montagem, transporte, embalagem, inspeção e fabricação.

Categorias Básicas de Automação

Automação da Engenharia

Automação no Planejamento e Controle

Categorias Básicas de Automação

Utilização de hardware/software adequados, na implementação de máquinas ferramentas numericamente controladas, robôs manipuladores e sistemas automatizados de manipulação de materiais, integrados via redes de comunicação de dados.

Ex: CLP (Controladores Lógicos Programáveis )

Automação da Engenharia

Categorias Básicas de Automação

Automação da Engenharia

Utilização de tecnologias que simplificam os trabalhos relativos ao Projeto, Análise e Planejamento. Estas tecnologias podem reduzir drasticamente o tempo consumido no desenvolvimento de protótipos e durante testes no período de desenvolvimento dos produtos.

EX: CAD

Automação no Planejamento e Controle

Categorias Básicas de Automação

Utilização de ferramentas relacionadas ao planejamento de requisições de materiais, com recursos para planejamento, análise de inventários, aquisições, ordem de processo, níveis de custos e capacidade de planejamento em diversos níveis.

No nível de Controle, utilizam-se Sistemas Computadorizados de Auxílio à Manufatura e ferramentas de Controle Estatístico de Processos.

Ex: MES, SAP

Automação no Planejamento e Controle

Níveis de Automação: Controle de máquinas, células de produção e fábricas inteligentes

CLP (Controlador Lógico Programável) é conectado a diferentes máquinas e sensores, controlando processos automáticos na manufatura. Ele pode ser configurado via interface de painel, e as luzes indicadoras na frente mostram o estado de funcionamento. É comumente usado em fábricas para gerenciar automação de tarefas repetitivas.

Níveis de Automação: Controle de máquinas, células de produção e fábricas inteligentes

CLP (Controlador Lógico Programável)

Níveis de Automação: Controle de máquinas, células de produção e fábricas inteligentes

São dispositivos que detectam e medem mudanças em variáveis físicas, químicas ou biológicas e convertem essas informações em sinais que podem ser monitorados ou processados por sistemas de controle. Eles desempenham um papel essencial em automação industrial e sistemas de manufatura. Os principais tipos de sensores incluem:

1. Sensores de temperatura: Para medir variações térmicas.
2. Sensores de pressão: Detectam alterações de pressão.
3. Sensores de proximidade: Identificam objetos próximos sem contato físico.
4. Sensores ópticos: Utilizam luz para detectar presença ou ausência de objetos.

Níveis de Automação: Controle de máquinas, células de produção e fábricas inteligentes

Sensores

São dispositivos que convertem energia em movimento para controlar sistemas mecânicos ou eletrônicos. Eles são amplamente usados em automação e robótica para mover ou ajustar partes de máquinas. Os principais tipos de atuadores incluem:

1. Elétricos: Convertem energia elétrica em movimento (motores, solenóides).
2. Pneumáticos: Utilizam ar comprimido para gerar movimento.
3. Hidráulicos: Usam fluido pressurizado para criar força e movimento.
4. Térmicos/Magnéticos: Utilizam calor ou magnetismo para alterar a posição de componentes.

Atividade

Atividade 6

30 Minutos

• Acessem o site: https://app.plcsimulator.online/

• Preparem o programa abaixo:

• Agora vamos criar uma condição de atraso na inicialização do motor em 2 segundos

Uma célula de manufatura é um agrupamento de máquinas dedicadas a trabalhar a uma família de produtos com processos de fabricação semelhantes, isto é, utilizam os processos de fabricação das mesmas máquinas e na mesma sequência de processamento.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção

A manufatura baseada em células representa uma tentativa de combinar a eficiência do layout do produto orientado a um fluxo com a flexibilidade do layout de processo orientado a centro de trabalho ou células. Analisando com um pouco mais de atenção, observa-se que uma célula de manufatura é um complexo sistema sócio (pessoas) técnico (máquinas e equipamentos) utilizado com o objetivo de criação de fluxo dentro do sistema produtivo.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;
• Redução em transporte e movimentação;

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;
• Redução em transporte e movimentação;
• Fluxo de fabricação simplificado;
• Controle de produção simplificado;

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;
• Redução em transporte e movimentação;
• Fluxo de fabricação simplificado;
• Controle de produção simplificado;
• Melhoria da qualidade;
• Redução de refugos e retrabalhos;
• Menor número de operadores;

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;
• Redução em transporte e movimentação;
• Fluxo de fabricação simplificado;
• Controle de produção simplificado;
• Melhoria da qualidade;
• Redução de refugos e retrabalhos;
• Menor número de operadores;

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Principais Vantagens

• Redução do lead time;
• Redução em transporte e movimentação;
• Fluxo de fabricação simplificado;
• Controle de produção simplificado;
• Melhoria da qualidade;
• Redução de refugos e retrabalhos;
• Menor número de operadores;
• Menores custos.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelos

•  Célula de manufatura por produto com predominância do homem
• Célula de manufatura por produto com predominância da máquina
• Célula de manufatura por processo
• Célula de manufatura por posição fixa do produto

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelos

•  Célula de manufatura por produto com predominância do homem

Nesta configuração o trabalho não é em uma máquina, mas é mais voltado a trabalhos manuais, como processos de lixa, montagens, testes, entre outros.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelos

•  Célula de manufatura por produto com predominância da máquina

Modelo Toyota. Cada etapa dentro da célula é um equipamento que está à disposição do funcionário, que se locomove entre etapas.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelos

•  Célula de manufatura por processo

A célula de manufatura por processo corresponde ao agrupamento de operações realizadas por máquinas de mesmo tipo, como por exemplo três fresadoras operadas por um mesmo homem.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelos

•  Célula de manufatura por posição fixa do produto

A célula de manufatura por posição fixa do produto é caracterizada pelo agrupamento de operários que trabalham em volta de um produto colocado numa posição fixa. 

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Layout Tradicional

Utiliza a organização processual em cima da máquina desconsiderando a estrutura familiar do produto.

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Layout Celular

Na manufatura celular, a produção é decomposta em um conjunto de centros de trabalho ou células. Cada centro de trabalho é uma coleção de equipamentos e processos dedicados para o atendimento dos requisitos de processamento de uma família de peças (peças com requisitos de fabricação similares).

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Distribuição

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Distribuição

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Modelo U

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Do espaço

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Do espaço

Células de Manufatura e Sistemas Flexíveis de Produção - Do resultado

• Grupo de 5 a 8 pessoas

• Explore os seguintes projetos abaixo, ou outro do interesse da equipe, entendendo o seu processo:

• • Produção de Engrenagen

  • Produção de Pistões Automotivos

  • Fabricação de Rolamentos

  • Produção de Flanges
  • Fabricação de Motores Elétricos
• Desenhe como seria o layout e distribuição das máquians e pessoas na linha de produção no https://excalidraw.com/

• Apresentação (cada grupo terá 10 minutos)

Atividade

Atividade 7

60 Minutos

• O termo "robô" foi usado pela primeira vez em 1923 na peça R.U.R. de Karel Capek.
• Popularizado entre a ficção científica, aplicando-se a seres mecânicos antropomórficos.
• Hoje, o termo é utilizado para uma ampla gama de equipamentos industriais.
• A definição de robôs ainda é debatida, o que dificulta a coleta de estatísticas precisas.

O Termo Robô

Envolvem o uso de robôs para realizar tarefas de manipulação em processos de manufatura, como montagem, soldagem, e transporte de materiais. Esses sistemas são fundamentais para automatizar operações repetitivas com precisão e consistência, reduzindo erros humanos.

O objetivo

• Manipulador Manual: Controlado por um operador.
• Robô de Sequência Fixa: Realiza uma sequência predeterminada de operações que não podem ser facilmente alteradas.
• Robô de Sequência Variável: A sequência predeterminada pode ser alterada com facilidade.
• Robô Repetidor: Armazena uma sequência de operações executadas previamente por um operador humano e as repete.
• Robô de Controle Numérico: Executa operações comandadas por dados numéricos.
• Robô Inteligente: Equipado com sensores para detectar alterações no ambiente e ajustar seu comportamento.

Categorias de Robôs pela Japan Industrial Robots Industry Association (JIRA):

• Nos Estados Unidos um robô é definido como "um manipulador reprogramável multifuncional projetado para mover materiais, partes, ferramentas ou dispositivos especiais através de movimentos programados para a execução de uma diversidade de tarefas"

Categorias de Robôs pela Robot Industry Association (RIA)

• Como o conceito "facilmente" não é bem definido, existe certa dúvida sobre a inclusão ou não da categoria 3 (constituída de manipuladores programáveis mecanicamente) como robô e para evitar essa confusão, categoriza-se  4, 5 e 6 de robôs sofisticados; é a esta categoria que se associa usualmente o termo robô.

Categorias de Robôs pela Robot Industry Association (RIA)

• Os robôs da categoria 3 são usualmente chamados nos Estados Unidos de robôs "pick and place"; os da categoria 4 de "programmable robot". A categoria 5 é freqüentemente também "computerized robot", embora seja freqüentemente também "programmable robot", a categoria 6,

  de "sensory robot".

• Assim, ao utilizar a palavra robô, existem pelo menos 3 sentidos que podem ser atribuídos à palavra:

Categorias de Robôs pela Robot Industry Association (RIA)

Tipos de Robôs e Aplicações

Desafios de Integração de Robôs com Sistemas de Produção Tradicionais

• Compatibilidade Técnica: Equipamentos tradicionais muitas vezes não foram projetados para suportar a automação avançada, exigindo atualizações tecnológicas.

• Integração de Software: Sistemas de controle e monitoramento de robôs podem não ser compatíveis com o software legado de manufatura.

• Cultura Organizacional: A adaptação de funcionários e gerentes ao uso de robôs pode encontrar resistência.

• Flexibilidade Operacional: Sistemas tradicionais são projetados para produção em massa e podem não atender à flexibilidade que os robôs permitem.

• Custo de Implementação: Investir na infraestrutura necessária para robôs exige recursos significativos.

• Segundo Harrington (1973) apud Cottyn et al. (2008) o conceito de CIM (Computer Integrated Manufacturing) surgiu em 1973 como sendo a direção lógica de desenvolvimento das empresas industriais, onde a otimização não passaria por aumentar a eficiência da empresa em setores isolados, mas necessariamente no todo, de forma interdependente, guiada pela informação.

Conceito de CIM

• A idéia intrínseca de CIM é a de que o obstáculo principal para as empresas alcançarem um nível mais eficiente de funcionamento é centrado na falta de integração entre os seus departamentos, atividades e sistemas.

Conceito de CIM

• A idéia intrínseca de CIM é a de que o obstáculo principal para as empresas alcançarem um nível mais eficiente de funcionamento é centrado na falta de integração entre os seus departamentos, atividades e sistemas.

Estrutura do CIM

Esquema aplicado de um CIM

Impacto das novas tecnologias (5G, inteligência artificial, IoT) nos processos de manufatura

Impacto das novas tecnologias (5G, inteligência artificial, IoT) nos processos de manufatura

Impacto das novas tecnologias (5G, inteligência artificial, IoT) nos processos de manufatura

Produção sustentável e eficiência energética

Produção sustentável e eficiência energética

Tecnologias para redução de desperdício e impacto ambiental

Tecnologias para redução de desperdício e impacto ambiental

Tecnologias para redução de desperdício e impacto ambiental

Referências

https://brasilescola.uol.com.br/brasil/industrializacao-do-brasil.htm

https://www.linkedin.com/pulse/linha-do-tempo-revolu%C3%A7%C3%B5es-industriaisempresariais-gefferson-vivan/

 https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Moore

https://cbr.org.br/transformacoes-de-mundo-e-os-desafios-das-novas-texturas-da-radiologia/

https://brasilescola.uol.com.br/historiab/abertura-dos-portos.htm​

https://brasilescola.uol.com.br/historiag/crise29.htm

https://pt.slideshare.net/slideshow/manufatura-avanada/65626604#14

https://revistaft.com.br/industria-4-0-e-seu-cenario-no-brasil/

https://quatrorodas.abril.com.br/noticias/a-evolucao-das-linhas-de-montagem-de-automoveis#google_vignette

https://abriminhaempresa.com/

https://www.ufsm.br/app/uploads/sites/413/2018/12/06_automacao_industrial.pdf

Referências

https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5435005/mod_resource/content/1/PMR-3203-%20Semin%C3%A1rio%20grupo%2008%20-%20C%C3%A9lulas%20de%20Manufatura.pdf#:~:text=Uma%20c%C3%A9lula%20de%20manufatura%20%C3%A9,na%20mesma%20sequ%C3%AAncia%20de%20processamento.

https://www.linkedin.com/pulse/c%C3%A9lulas-de-manufatura-jociel-sim%C3%B5es/

https://blog.runrun.it/lead-time/

https://abepro.org.br/biblioteca/enegep2012_TN_STP_157_914_20910.pdf

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