Manufatura Digital

Prof. Dr. Eng. Jefferson Oliveira GomesCoordenador de Projetos e Desenvolvimentos:

Joinville, Setembro de 2011

Preâmbulo

Racionalização dos processosConhecimento de novas tecnologias

Tomadas de decisões com multi-critérios

Nossos desafios na indústriaRacionalização dos recursos produtivos

Custos operacionaisCustos operacionais

CAPITAL

ESPAÇOMANUTENÇÃO

FERRAMENTAS

ENERGIACUSTOS INDIRETOS DE MÃO DE OBRA

CUSTOS DIRETOS DE MÃO DE OBRA

GRAU DE AUTOMAÇÃO

0

100 %C

US

TO

S

Fonte: Tavares de Carvalho Consulting

Qualidade elevada

Pressão de prazos

Pressão de custos

Globalização

Inovação tecnológica

Faixa etária e qualificação

Espectro de produtos Tipos de pedidos

Novos pedidosAlterações

Reparações Manutenção

Manufatura digital

Infraestrutura LogísticaMeios de Prod.Produto Predial

++ ++= Fábrica Digital

Fonte: Sandra C. Zimmermann

Redução de custos e aumento de produtividade.

A Manufatura Digital vai do planejamento dos processos até simulações de processos de montagem em geral e à simulação da fábrica de todos os segmentos de manufatura = Mock-Up Digital

Fonte:

FábricaDigital = um conjunto de tecnologias que integram virtualmente diversas informações,

possibilitando a simulação, análise e tomada de decisão

FrontloadingTempo de planejamento

Tempo

Modelo digital

Modelo real

Desenvolvimento do produto

Construção e implantação

Desenvolvimento do processo

Tempo de planejamento

Tempo

UtilizaçãoModelo real

Frontloading

Fonte:

RESTRIÇÃOPor serem extremamente específicos e terem retornos sob investimentos a longo e médio prazo,

esses projetos não fornecem vantagem competitiva suficiente às empresa.

Obs: a reduction in machining tolerances from approximately +/- 150 microns to 100 microns on the features of the airframe can account for a weight reduction of 4500 kg/aircraft and substantial fuel savings (8%) [Dornfeld, 2011].

Simulação 3DEXEMPLO 1

Simulação 3D

MD- Análise de interferências

Analíses

Estudo de fatores ergonômicos visandomelhorar o desempenho de operários emtarefas de manufatura.

Conforto e o esforço feito por um operário para ficar em determinada posição.

Benefícios

Essas informações auxiliam no projetos de células de manufatura mais produtivasmelhorando processos e reduzindo custos.

O modelo biomecânico Jack consiste de 71elementos moveis, 69 juntas e 135 graus de liberdade.

Capacidade de buffer (pulmão)e mix de produção.

MD- Planejamento e análise completa dos processos

Sistema

Produção “Just in Time”

Cliente

Plano de Vendas

Plano deProdução

ProduçãoDiária (Takt)

Planejamentode Pessoal

Planejamentode Capacidade

Planejamentode

Material

Gerenciamentodo Kanban Kanban

Externo

Peças

Peças

Em seqüência

Rotina do Homem Aranha

Supermercado de Peças

Componente único

Célula deUsinagem

Várias Peças

Kanban Interno

Em seqüência

Peças do Fornecedor

Sub-montagem

Fonte: Projeto CCM-ITA 2007

MD- Análise de processos com manequins humanos

Fonte:

•Motivação •

1 >> Projeto cooperativo CCM-ITA – Simulaçãode layout para auxiliar Blitz Kaizen.

Blitzkaizen

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• Modificações ou aquisições imediatas de equipamentose serviços;• As alterações de processos e layouts precisam servalidadas fisicamente;• O mapeamento do estado futuro é focado em dadosinstantâneos ou médias (dados históricos) para cálculosem planilhas eletrônicas.

Ø Características de Blitz Kaizen:

2 >> Explorar o potencial de ferramentas de simulação

•Motivação •Introdução

•Processo de Simulação •

Sistema

Modelo = representação

Componentes de um Sistema

Fundamentação Teórica

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É destinado para otimizar tanto a engenharia de processo quanto o processo de fabricação e montagem, permitindo ao usuário simular e validar o planejamento do processo de fabricação quando for necessário .

MD- Simulação de linha de montagem

Fonte:

Scan – Situação Atual Documentação Scan – “As build”

2D/3D Layout Animações

Recomendado apenas para linhas de Produção ($)

Utilizado em Apresentações

Análises do modelo 3D: Simulações e interferências

Implantação do conceito Fonte:

Simulações de processoü Analiseü Simulaçõesü Ergonomiaü Relatorios

Planej.ProcessosüProcessos padrão (SVD)

Layouts de processoü 2D & 3D üPredial e infra-estrutura

ProdutoüÁrvore do Produto

RecursosüMeios produtivosü Investimentos

Recurso

Produto

Processo

Metodologia do Planej. ProcessosFonte:

Bibliotecas§ Robos § Meios de produção § Humanos

Padrões§ SVD § MTM § etc...

Vantagens :

üAumenta produtividade do planejamento ü Reutilização de meios produtivosüViabiliza padrões a nível do grupo VW ü Permite estudos comparativos entre modelos

SVD 3097 – Montar ...Audi 350 3 minAudi D3 5 min

Bibliotecas e padrõesFonte:

Fatores

Metodo

Humano

Tecnologia

Organização

Processo

FabricaDigital

Produtovirtual

Desafios

• Quebra de paradigmas;

• Organização da cadeia de informações;

• Integrar informações e atividades de diferentes grupos de trabalho (processo);

• Definição do método de trabalho;

• Estabelecer parcerias com fornecedores de tecnologia (UGS,T-Systems, Bentley, Dassault).

Fonte:

Nossos desafios na indústriaConclusões parciais

Entendendo o segmento

Capacidade de P&D

A discussão hoje em dia deve estar pautada em projeto para manufatura

“...Engenheiros devem ser formados com alta qualidade, caracterizada por sólidos conhecimentos de física, matemática e química. Devem ainda ter capacidade de trabalhar em equipes multidisciplinares e, também, senso de responsabilidade ética e profissional...“

(Aquilino Senra Martinez é vice-diretor da Coppe/UFRJ )

Entendendo o segmento automotivo China/India:

Capacidade de P&D

• A China com corpo de 1,8 milhões de engenheiros forma 300 milpor ano

• India com 450 mil engenheiros forma 200 mil por ano

• No Brasil, as grandes empregadoras, com mais de 100 engenheiros, são apenas 2,8% do total.

• Brasil forma 23 mil engenheiros por ano

• Russia forma 100 mil engenheiros por ano

• Brasil 6 engenheiros/1000 profissionais ativos

• França 15 engenheiros/1000 profissionais ativos

• EUA e Japão 25 engenheiros/1000 profissionais ativos

“...Engenheiros devem ser formados com alta qualidade, caracterizada por sólidos conhecimentos de física, matemática e química. Devem ainda ter capacidade de trabalhar em equipes multidisciplinares e, também, senso de responsabilidade ética e profissional...“

(Aquilino Senra Martinez é vice-diretor da Coppe/UFRJ )

Fonte: BCG Report 2008

Interface Industrial

Interface acadêmica

Prof. E. VillanyITA

Prof. J. GomesITA

Coordenador

Prof. L. TrabassoITA

Prof. R. SuterioINPE

Tecnologias de manufatura

Metrologia e qualidade

Gerenciamento da qualidade e

metrologia

Gerenciamento do ciclo de vida

do produto

Desenvolvimento do ciclo de vida

do produto

Fundamentos de mecatrônica

Modelagem de sistemas de manufatura

Tecnologias dos

processos

OBRIGADO!

Prof. Jefferson Oliveira Gomes, Dr. Enge-mail: gomes@ita.br

jgomes@dn.senai.br