Operações da Produção Processos Industriais

2. Operações da produção

Manufatura (ou produção)

• Aplicação de processos físicos e químicos na alteração da geometria, de propriedades e/ou da aparência de determinado material inicial;
• Junção de diferentes peças para a criação de produtos montados;
• Os processos englobam uma combinação de máquinas, ferramentas, força e trabalho manual. (Ver figura 2.1)
• A produção agrega valor ao material por meio de operações de processamento e/ou montagem. (ponto de vista econômico)

2.1 SETORES DE PRODUÇÃO E PRODUTOS

Setores da produção:

• Setores primários = cultivam e exploram recursos naturais.
• Setores secundários = convertem os resultados da exploração do setor primário em produtos. Atividades: produção (a principal), construção e geração de energia.

• Setores de processos: entrada e saída continua. Ex: indústria química, farmacêutica, alimentícia, de bebidas e de geração de energia elétrica, etc.
• Setores de produtos discretos: entrada e saída de unidades discretas. Ex: indústria de automóvel, aeronaves, computadores, eletrodomésticos, etc.

• Setores terciários = serviços da economia.

Tipos de produção

• Produção contínua = o equipamento de produção é utilizado exclusivamente para um determinado produto cuja produção não para. (ver figura 2.2)
• Produção em lote = os materiais são processados em quantidade ou montantes finitos chamados lotes. Ocorre quando a natureza do processo exigir que somente uma quantidade finita de material seja acomodada por vez (ind de processo) ou porque existem diferenças entre as partes ou os produtos feitos em diferentes lotes. (produtos discretos) (ver figura 2.2)

Produtos manufaturados

• Os produtos finais produzidos pelas indústrias podem ser divididos em:

• Bens de consumo: produtos adquiridos diretamente pelos consumidores. Ex: carros, computadores pessoais, brinquedos, televisores.
• Bens de capital: produtos adquiridos por outras empresas para a produção de bens e serviços. Ex: aeronaves comerciais, máquina-ferramenta, equipamentos ferroviários, etc.

2.2 OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO

Atividades executadas, por uma indústria de produtos discretos, para converter matérias-primas em produtos acabados:

1. Operações de processamento e montagem      [pic 1]
2. Manuseio de materiais                                     atividades físicas que agregam valor
3. Inspeção e teste
4. Coordenação e controle

• Operações de processamento e montagem

Operação de processamento:

• Usa energia para alterar forma, propriedades físicas ou aparência de uma peça de modo a agregar valor ao material.
• A energia pode ser mecânica, térmica, elétrica, química ou até mesmo humana (no entanto, é mais comum os trabalhadores humanos atuarem no controle de maquinas, fiscalização de operações e no carregamento e descarregamento de peças).
• Modelo geral: o material entra no processo, maquinas e ferramentas aplicam energia para transformar o material e a peça de trabalho concluída sai do processo (Figura 2.1a)
• Um objetivo almejado na produção é a redução do descarte seja como subproduto do processo ou na forma de peças defeituosas.
• Tipos de operações de processamento:

1. Operações de moldagem: aplicam força mecânica e/ou calor para alterar a geometria do material do trabalho. Classificação:

1. Processos de solidificação: o material inicial é liquido ou semi-fluido que escorre para a cavidade de um molde no qual esfria e solidifica, assumindo a forma do molde. Exemplo: fundição e moldagem.

1. Processamento de partículas: o material inicial é um pó que por meio da alta pressão da prensagem faz com que ele tome a forma do molde-matriz. Para aumentar a resistência, a peça é sinterizada – aquecida a uma temperatura abaixo do ponto de fusão – fazendo com que as partículas individuais se aglutinem.

        

1. Processos de conformação: o material inicial é um metal maleável moldado por meio da aplicação de pressões que excedem a resistência do material. Exemplos: forjamento, extrusão e laminação. Para metal em folha: trefilação, moldagem e dobramento.

1. Remoção de material: o material inicial é um solido do qual é removido o material em excesso de modo de que a peça resultante tenha a geometria desejada. Exemplo: operação de usinagem (utiliza ferramentas de corte afiadas) como torneamento, furação e fresamento e o polimento (utiliza rebolo abrasivo). Ainda existem os processos não convencionais, que utilizam lases, feixes de elétrons, erosão química, etc.

1. Operação de melhoria da propriedade: servem para melhorar as propriedades mecânicas ou físicas do material de trabalho. Não alteram a forma da peça (pode ocorrer de maneira não intencional).

1. Tratamentos térmicos: fortalecimento induzido por temperatura e/ou processo de enrijecimento para metais e vidros. Exemplo: sinterização.

1. Operações de processamento da superfície

1. Limpeza: utiliza processos químicos e mecânicos para a remoção da sujeira, óleo ou outro contaminante qualquer.
2. Tratamentos superficiais: trabalho mecânico como o shot peening e jateamento de areia, e processos físicos como difusão e implantação de íon.
3. Revestimento e deposição da camada metálica: aplicam uma camada de material ao exterior da superfície da peça de trabalho. Para revestimento temos galvanoplastia, anodização do alumínio e revestimento orgânico (pintura). Já os processos de deposição incluem deposição física de vapor e deposição química de vapor para formar revestimentos extremamente finos de varias substancias.

Operações de montagem

• Duas ou mais partes separadas são ligadas para formar uma nova entidade. Podem ser ligados de forma permanente ou semipermanente.

1. Processos de junção: combinam peças que não pode ser desconectada com facilidade

1. Brasagem (forte e fraca)
2. Soldagem
3. Colagem

1. Fixação mecânica: fixam duas ou mais peças juntas em uma nova entidade.

1. Parafusagem: pode ser convenientemente desmontada.
2. Fixação permanente: conexão permanente. Exemplo: rebites, cravamento e encaixe por expansão.

• Armazenagem e manuseio de materiais

• É necessário que exista um meio para movimentação de materiais entre as operações de processamento e/ou montagem.
• Na maioria das fábricas, os materiais passam mais tempo sendo movimentados e armazenados do que sendo processados. (em torno de 95%). Ver figura 2.4
• Deve ser executada de maneira mais eficiente possível.

• Inspeção e testes

• Tem como objetivo determinar se o produto fabricado está em conformidade com padrões e especificações do projeto.
• Normalmente, se preocupa com as especificações funcionais do produto final e não com as peças individuais que o compõem.

• Coordenação e controle

• As atividades incluem tanto a regulamentação do processamento individual como as operações de montagem e o gerenciamento da fabrica.
• No nível do processo, o controle envolve o alcance de certos objetivos de desempenho por meio da manipulação correta das entradas e de outros parâmetros do processo.
• No nível da fábrica, o controle engloba uso efetivo da mão-de-obra, manutenção de equipamentos, movimentação de materiais na fábrica, entrega de produtos de boa qualidade, etc.
• A função controle da produção representa o principal ponto de interseção entre as operações físicas da fabrica e as atividades de processamento de informações que acontecem na produção.

2.3 INSTALAÇÕES DA PRODUÇÃO

• As instalações são reconhecidas como a maneira mais apropriada de organizar o ambiente para determinado tipo de produção que por sua vez é determinado pelo produto a ser feito.
• A quantidade de peças e/ou produtos feitos por uma fábrica exerce influência significativa sobre as instalações.
• O volume produzido pode ser classificado em:

• Produção baixa = quantidade na faixa de 1 a 100 unidades (anualmente)
• Produção média = quantidades na faixa de 100 a 10 mil unidades
• Produção alta = quantidades na faixa de 10 mil a milhões de unidades

• A variedade do produto refere-se aos diferentes projetos ou tipos de produtos em uma fábrica. Diferentes produtos têm diferentes formas, tamanhos e modelos, executam funções diferentes, podem ser direcionados a mercados distintos, etc.
• Quando a variedade do produto tende a ser alta, o volume produzido tende a ser baixo e vice-versa. Ver figura 2.5
• Variedade intensa do produto = os produtos diferem substancialmente. Há baixa proporção ou mesmo ausência de peças em comum entre os produtos. Exemplo: carro e caminhão.
• Variedade leve do produto = ocorre quando existem diferenças pequenas entre os produtos. Existe uma alta proporção de peças comuns entre os produtos montados. Exemplo: modelos de carro montados na mesma linha de produção.
• Diferentes categorias de produto = intensa / Diferentes modelos do mesmo produto = leve.

• Produção baixa

• O tipo de instalação é a unidade de produção por encomenda que produz baixas quantidades de produtos especializados e personalizados.
• Exemplo: aeronaves, cápsulas especiais e máquinas especiais.
• Os equipamentos são de propósito geral e a mão de obra é altamente qualificada.
• Para um produto grande e pesado se utiliza o layout de posição fixa: o produto permanece em uma única posição e os trabalhadores e o equipamento de processamento são levados até o produto.
• As peças individuais que compõem esses grandes produtos costumam ser feita em fábricas organizadas pelo layout por processo:

• O equipamento é disposto de acordo com a função ou tipo.
• Vantagem: flexibilidade, pois pode acomodar grande variedade de sequências alternativas de operação para diferentes configurações de peças.
• Desvantagem: a grande movimentação de peças entre os departamentos e com isso grande estoque de material em processo. Além disso, as máquinas e os métodos não são adequados à alta eficiência.

• Produção média

• Quando a variedade é intensa:

•  Se utiliza a produção em lote:
•  O equipamento pode ser compartilhado entre múltiplos produtos.
• Tem como desvantagem o tempo de setup (destinado à troca de ferramentas e à configuração ou reprogramação das máquinas.)
• É utilizada nas situações de produção para estoque.
• O equipamento costuma estar disposto conforme o layout por processo.(Fig 2.6)

• Quando a variedade é leve:

• É possível configurar o equipamento de modo que grupos de peças ou produtos semelhantes sejam produzidos no mesmo equipamento sem perda significativa de tempo para trocas.
• O termo manufatura celular é associado a esse tipo de produção, ou seja, a célula se especializa na produção de determinado conjuntos de peças segundo o principio da tecnologia de grupo.
• A organização é denominada layout celular.

• Produção alta

• Chamada também de produção em massa.
• Alta taxa de demanda pelo produto.
• Pode ser produção em quantidade:

• Produção em massa de peças individuais
• Envolve máquinas-padrão que ficam dedicadas à produção de um tipo de peça
• A organização física é layout por processo

• Ou linha de fluxo de produção

• Envolve múltiplas estações de trabalho dispostas em sequência. (as peças são movidas entre as estações por um transporte motorizado)
• As estações são compostas de máquinas de produção e/ou trabalhadores equipados com ferramentas especializadas.
• A organização física é layout por produto. (fig 2.6d)
• Exemplo: linha de montagem de carros e eletrodomésticos.
• Linha de produção de um modelo: os produtos são idênticos, não existem variações.
• Linha de produção mista: variedade do produto leve.

• Ver figura 2.7

2.4 RELAÇÃO PRODUTO/PRODUÇÃO (essa parte de calculo e formulas é melhor estudar pelo livro)

2.4.3 Limitações e capacidade da planta de produção

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