Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos

Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes metálicos Relatório do Projeto de Dissertação do MIEM 2013/2014 João Gaspar Almeida Heleno Orientador na Gestamp Cerveira: Engº Ricardo Duarte Orientador na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto: Prof. Abel Santos Junho de 2014 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos iii Resumo Em todos os ramos da indústria automóvel, em particular nas maiores empresas, a competitividade é extremamente elevada, todos os pormenores são analisados detalhadamente e a procura por melhorar em todos os campos do sistema produtivo é contínua. Nesse sentido, os departamentos de produção tem um papel de grande relevo, tentando lidar da melhor maneira possível com as questões ligadas à Gestão da Produção, que era o tema base deste trabalho. Tendo em conta todos esses factos o projeto desta dissertação teve como objetivo principal a alteração de determinados aspetos no sistema de produção (arranjo físico de máquinas e fluxos produtivos), planeamento de produção (plano diretor de produção e sequenciamento) e controlo de produção (identificação de deficiências e desperdicios durante as produções e otimização do processo de correção das mesmas). Este documento é denominado por ”Otimização de fluxos internos no processamento de componentes metálicos” pois um dos objetivos primordiais do projeto era funcionar como uma ferramenta de identificação, análise e correção de desperdícios no sistema de produção, nomeadamente no arranjo físico e fluxos de material, no planeamento da produção (sequenciamento e análise de carga) e na manipulação de material em curso de fabrico e conseguir obter melhorias em todos os campos descritos no paragrafo anterior. Nesta dissertação são expostos três trabalhos ligados ao emparelhamento de máquinas/processos, nomeadamente a associação de uma prensa de estampagem com duas máquinas de soldadura pedestal, o estudo de implementação de uma máquina móvel de soldadura e de um túnel de lavagem para peças roscadas. Estão ainda incluídos dois trabalhos relacionados com a otimização do controlo de produção, a interface Captor – SAP e o seguimento das microparagens da soldadura pedestal. Todos os propósitos da dissertação foram atingidos, na medida em que foram obtidas conclusões positivas no que diz respeito à aquisição da máquina móvel de soldadura pedestal e do túnel de lavagem de peças roscadas, para além das melhorias conseguidas na correção dos erros de produção e diminuição das microparagens da soldadura pedestal. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos iv Abstract In all of automotive industry’s divisions, particularly in larger companies, competition is extremely high, all the facts are examined in detail and looking to improve, in all areas of the production system, is continuous. In this sense, the production departments has a very important role, trying to deal as best we can with the issues linked to Production Management that was the general theme of the work. Taking into account all these facts, the project of this dissertation was aimed to change certain aspects of the production system (the physical arrangement of machines and production flows), production planning (plan production manager and scheduling) and production control (identifying deficiencies and wastes over the productions and optimization of their correction). This document is entitled "optimization of internal flows in the processing of metal components" because one of the primary goals of the project was to work as a tool for identification, analysis and correction of waste in the production system, including the physical arrangement and material flows in production planning (sequencing and analysis load) and work in process material handling and be able to obtain improvements in all fields described in the preceding paragraph. This dissertation presents three works related to the pairing of machines / processes, particularly the association of a machine press with two welding pedestal machines, the study of application of a portable welding machine and a tunnel washer for threaded parts. Are still included two works related to the optimization of production control, the interface Captor - SAP and following of stoppage welding pedestal. All these purposes have been achieved in this dissertation, in that positive findings were obtained with regard to the acquisition of mobile welding machine pedestal and the washing tunnel threaded parts, apart from improvements to the correction of errors and reduction of production microparagens welding of the pedestal. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos v Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos vi Agradecimentos Em primeiro lugar agradeço ao Eng. Ricardo Duarte pela oportunidade que me foi dada de poder realizar esta dissertação na Gestamp Cerveira e pela sua ajuda e empenho manifestados durante todo o tempo de estágio. Um agradecimento especial a todo o departamento de Produção da empresa, em particular aos elementos do Controlo de Produção, pelo facto de terem sido essenciais na aquisição de conhecimentos fundamentais e pelo modo como me receberam e ajudaram desde o início do projeto. A todos os colaboradores da Gestamp Cerveira pela formação dada e saberes transmitidos. Ao meu orientador na FEUP, Professor Abel Santos, pela disponibilidade e envolvimento que contribuíram para uma melhoria global do trabalho realizado. Um forte agradecimento a todos os meus colegas que me acompanharam ao longo do curso. Á minha família, principalmente pais e irmãs, e à minha namorada por todos os incentivos e apoios transmitidos durante todo este período. À Gestamp Cerveira pela atribuição de uma bolsa de estágio. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos vii Índice de Conteúdos 1.Introdução ..……………………………………………………………......……… 1 1.1 Apresentação da Gestamp Cerveira ………………………………………... 2 1.1.1 Organização da empresa ………………………………….…….…….. 4 1.1.2 Departamento de Produção ………………………………..…….……. 4 1.1.3 Organização da fábrica ……………………………………….….…… 6 1.2 Motivação e Enquadramento ………………………………………….…... 7 1.3 Objetivos …………………………………………………………….…..… 9 1.4 Estrutura e Temas Abordados …………………………………….….....…. 9 1.5 Relação entre Temas Teóricos e Projetos Realizados ……………….……. 10 2. Fundamentação Teórica 2.1 Processos de Fabrico na Gestamp Cerveira …………………………..….... 11 2.1.1 Estampagem …………………………………………………..……… 13 2.1.2 Soldadura …………………………………………………...………… 14 2.2 Nomenclatura Peças ……………………………………………...………... 15 2.3 Gestão e planeamento da produção 2.3.1 Planeamento das Necessidades de Material (MRP) ……………...…... 16 2.3.2 Planeamento da Produção na Gestamp Cerveira …………………....... 21 2.3.3 WIP – Work in process …………………………………………...…... 23 2.4 Soldadura por Resistência Elétrica 2.4.1 Introdução ……………………………………………………...…...… 24 2.4.2 Processos de Soldadura por Resistência Elétrica……………….......… 25 2.4.3 Características da Soldadura por Resistência Elétrica por Pontos……. 28 2.4.4 Parâmetros de Regulação da Soldadura por Resistência por Pontos…. 29 2.4.5 Configurações de montagem das fontes de soldadura……………..…. 32 2.4.6 Materiais Soldáveis…………………………………………………… 33 2.4.7 Elétrodos……………………………………………………………… 34 2.4.8 Tecnologia Inverter……………………………………………….…... 36 2.5 Softwares Informáticos de Gestão e Controlo 2.5.1 Ferramenta de Apoio à Gestão – SAP…………………………….….. 37 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos viii 2.5.2 Sistemas de Controlo e Monitorização 2.5.2.1 Captor…………………...……………………………….………….. 39 2.5.2.2 BIW…………………………………………...…………….………. 41 3. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 3.1 Emparelhamento de Máquinas/Processos 3.1.1 Emparelhamento de prensa de Estampagem/máquinas de soldadura pedestal.. 45 3.1.2 Estudo de implementação de máquina móvel de Soldadura por Resistência… 51 3.1.3 Estudo de implementação de Túnel de Lavagem para peças roscadas………. 59 3.2 Interface Captor – SAP 3.3.1 Introdução…………………………………………………………………….. 63 3.3.2 Descrição do trabalho realizado………………………………………………. 63 3.3.3 Resultados esperados…………………………………………………………. 68 3.3.4 Conclusões……………………………………………………………………. 69 3.3 Análise de microparagens da Soldadura Pedestal 3.2.1 Introdução…………………………………………………………………….. 70 3.2.2 Descrição do trabalho realizado……………………………………….….… 71 3.2.3 Resultados Esperados……………………………………………………….... 72 3.2.4 Conclusões……………………………………………………………..…….. 73 4. Conclusões e Considerações Finais……………………………………………………... 74 5. Referências………………………………………………………………………………. 75 6. Anexos………………………………………………………………………….........77 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos ix Índice de Figuras e Tabelas Figura 1 – Expositor para peças fabricadas na Gestamp Cerveira .......................................................... 1 Figura 2 - Exemplos de peças produzidas na Gestamp Cerveira ............................................................. 2 Figura 3 - Atuais Instalações da Gestamp Cerveira ................................................................................. 2 Figura 4 - Evolução do número de efetivos da Gestamp Cerveira .......................................................... 3 Figura 5 - Organigrama da Gestamp Cerveira ......................................................................................... 4 Figura 6 - Organigrama do Departamento de Produção da fábrica ........................................................ 5 Figura 7 - Divisão em UAP do Layout fabril ..................................................................................... 6 Figura 8 - Exemplo de fluxo desde o estado de matéria - prima até o estado de peça final (1)........... 11 Figura 9 - Exemplo de fluxo desde o estado de matéria - prima até o estado de peça final (2)........... 12 Figura 10 – Estrutura e componentes de uma prensa de estampagem ............................................... 13 Figura 11 - Exemplo de diferentes tipos de postos de soldadura ......................................................... 14 Figura 12 - Esquema síntese de conversão de encomendas em ordens de fabrico ............................. 16 Figura 13 - Variáveis de entrada e saída de um sistema MRP .............................................................. 17 Figura 14 - Exemplo de funcionamento do Backward Schedulling (1).................................................. 19 Figura 15 - Exemplo de funcionamento do Backward Schedulling (2).................................................. 19 Figura 16 - Documento de apoio ao planeamento da produção .......................................................... 21 Figura 18 – Painel de fabrico da UAP4 com ordens de produção lançadas .......................................... 22 Figura 19 - Buffers existentes na Gestamp Cerveira ............................................................................. 23 Figura 20 - Unidade Autónoma de Produção 5 (Soldadura Pedestal) .................................................. 24 Figura 21 - Soldadura Topo a Topo ……………………………………………………………………………………………….26 Figura 22 - Soldadura de Topo Incandescente ...................................................................................... 26 Figura 23 - Soldadura por Bossas ……………………………………………………………………………………………………26 Figura 24 - Soldadura por Rolete........................................................................................................... 26 Figura 25 - Representação Esquemática de uma Soldadura por Pontos .............................................. 28 Figura 26 - Esquema do Circuito Elétrico (Aures 2006) ......................................................................... 29 Figura 27 - Representação de todas as resistências presentes na soldadura por pontos .................... 29 Figura 28 - Evolução da pressão (a azul) e corrente (a vermelho) aplicada durante o tempo de uma soldadura (Aures 2006) ......................................................................................................................... 31 Figura 29 - Máquina Pedestal existente na Gestamp Cerveira ……………………………………………………….…32 Figura 30 - Elementos de uma máquina de soldadura pedestal ........................................................... 32 Figura 31 - Elétrodos em Cobre ............................................................................................................. 34 Figura 32 - Dimensões de referência de elétrodos, com ponta tronco – cónica e esférica .................. 35 Figura 33 - Menu inicial do programa SAP ............................................................................................ 37 Figura 34 - Menu inicial do software Captor ......................................................................................... 39 Figura 35 - Monitorização Captor de um grupo de máquinas .............................................................. 41 Figura 36 - Exemplo de gráficos indicadores de produção da UAP3 .................................................... 42 Figura 37 - Gráficos indicadores de microparagens da Soldadura Pedestal ......................................... 43 Figura 38 - Incidências ocorridas num posto de trabalho durante um dia de produção ...................... 43 Figura 39 - Localização relativa das máquinas P0025, PS017 e PS018.................................................. 46 Figura 40 - Prensa P0025………………………………………………………………………………………………………………..46 Figura 41 - Máquina Pedestal PS017……………………………………………………………………………………………….. 46 Figura 42 - Máquina Pedestal PS018 ..................................................................................................... 46 Figura 43 - Possibilidades diferentes de fluxos de peças entre as máquinas P0025, PS017 e PS018 ... 47 Figura 44 - Proposta de sequenciamento nas máquinas P0025, PS017 e PS018 (1) ............................ 49 Figura 45 - Proposta de sequenciamento nas máquinas P0025, PS017 e PS018 (2) ............................ 49 Figura 46 - Prensa P0036…...................................................................................................................51 Figura 47 - Prensa de 1250 toneladas PT001 ........................................................................................ 51 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 4 1.1.1 Organização da Empresa A empresa encontra-se atualmente dividida nos vários departamentos que constam do organigrama abaixo representado: Manutenção, Logística e Aprovisionamentos, Ferramentaria, Produção, Qualidade, Projetos, Recursos Humanos, Compras, Informática e departamento financeiro. Todos estes departamentos trabalham entre si e essa interação é fundamental para que a atividade diária da fábrica decorra com normalidade. Figura 5 - Organigrama da Gestamp Cerveira 1.1.2 Departamento de Produção A produção é uma atividade central da empresa, sobretudo quando esta opera no setor secundário da economia onde, por definição, as matérias – primas são transformadas em produtos. O departamento de produção da Gestamp encarrega-se de dirigir os recursos humanos (operários) e técnicos (máquinas) de fabrico, para obter o produto no prazo acordado com o cliente. O departamento de produção tem a seu cargo a decisão sobre que peças vão ser produzidas num determinado momento e em que máquina é que as mesmas vão ser alocadas, o controlo do número de peças produzidas durante o tempo em que a referência da peça se encontra em máquina, a organização dos postos de trabalho, recuperação de peças com possíveis falhas, controlo dos fluxos de material entre máquinas, entre outras tarefas de capital importância no decorrer do processo produtivo. Esta divisão desenvolve o seu trabalho com frequentes contactos com outros departamentos como a Manutenção, Qualidade ou Logística e Aprovisionamentos. O Departamento de Produção da Gestamp Cerveira, subdivide-se nas seguintes áreas: Direção, Controlo de Produção, Planeamento de Produção, Métodos, Chefes de Fábrica, Encarregados, Chefes de UAP, Empilhadores e Operários. O organigrama do departamento é o representado na figura 5. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 5 Figura 6 - Organigrama do Departamento de Produção da fábrica O planeamento de produção tem como função essencial fazer o agendamento das ordens de produção nas diversas máquinas das UAP, normalmente tendo em vista um período de 1 a 5 dias. O Controlo de Produção, tem como principal atividade a correção dos erros entre peças existentes na realidade, peças declaradas nos sistemas informáticos e as peças contabilizadas pelas máquinas fazendo assim um trabalho “invisível” mas de primordial importância. Métodos cuida não só da área de estabelecimento de procedimentos produtivos e respetivos tempos, bem como das embalagens, ferramentas de soldadura pedestal, organização de layout e documentação de gamas de parâmetros. O Diretor de Produção gere toda a equipa e equipamentos de produção, bem como lida com as questões do absentismo, definição dos lotes de produção em função dos pedidos dos clientes e encabeça a interação com os outros departamentos. Como anteriormente mencionado, diversos estudos foram desenvolvidos ao longo do tempo de permanência na empresa. Todos estes subprojetos contribuíram para uma melhor compreensão sobre a forma como se trabalha na empresa e se reage nas situações e problemas reais da fábrica. Surgiram inúmeras dificuldades associadas a todos eles, que se tentaram resolver da melhor maneira possível. Houve uma tentativa de abordá-los sempre da maneira mais técnica e científica dentro das possibilidades. As conclusões de cada um destes estudos contribuíram para uma visão mais global do departamento e seus problemas. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 6 1.1.3 Organização da Fábrica A fábrica da Gestamp Cerveira encontra-se organizada por Unidades Autónomas de Produção (UAP), representando grupos de máquinas, encontrando-se, esses postos de trabalhos, estáticos nas duas naves da fábrica. No total são oito UAP divididas por duas naves. Distribuídas pelos dois pavilhões encontram-se ainda os departamentos da Produção, Qualidade, Manutenção, Logística e Compras e ainda a Ferramentaria, posto de recuperação/classificação e os diferentes locais de armazenamento temporário de produção (buffers). Figura 7 - Divisão em UAP do Layout fabril Tabela 1 - Unidades Autónomas de Produção da Gestamp Cerveira UAP 1 / 3 Estampagem UAP 2 Prensa1250 Ton UAP 4 / 5 Soldadura Man. UAP 6 Pedaleiras UAP 7 / 8 Células Soldadura Nave 1 Nave 2 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 7 1.2 Motivação e Enquadramento O crescimento do volume de vendas e carga de trabalho que se verificou na Gestamp Cerveira ao longo dos últimos anos, provocou um problema de falta de espaço na fábrica, na medida em que esse incremento de produção provocou um aumento das manipulações de material, ou seja, um crescimento natural do valor de material “em curso” de fabrico (WIP). Sendo assim, existiam à partida motivações do ponto de vista espacial e económico para que se estudasse uma forma de minimizar todos esses problemas. Nesse sentido, o tema geral desta dissertação era a Gestão da Produção que consiste na atividade que atinge todos os ramos de organizações (indústria, comércio e serviços) e está presente em todos os sectores da organização. A sua dinâmica de operacionalização ocorre através da utilização das funções básicas da gestão como planear, organizar, liderar, controlar e coordenar, com o objetivo de promover com êxito as atividades inerentes à empresa. A função produção preocupa-se principalmente com os seguintes assuntos:  Estratégia de produção: as diversas formas de organizar a produção para lidar com a procura e ser competitivo.  Sistemas de produção: arranjo físico e fluxos produtivos.  Arranjos produtivos: produção artesanal, produção em massa e produção "magra" (lean).  Ergonomia  Estudo de tempos e movimentos  Planeamento da produção: planeamento de capacidade, plano diretor de produção e sequenciamento.  Planeamento e controle de projetos Num ramo tão competitivo como a indústria automóvel é fulcral ter otimizados todos os aspetos do sistema produtivo, sob pena de perder terreno para a concorrência no setor. Nesse sentido questões como o sistema de MRP (Material Requirements Planning), nível de “em curso de fabrico” (WIP), controlo da produção e organização do layout fabril são aspetos a ter em conta quando se está a liderar a produção numa empresa. Após o levantamento de todas as dissertações realizadas na empresa em anos anteriores relacionadas com a área em estudo, verificou-se que incidiam fundamentalmente sobre Lean Manufacturing, Single Minute Exchange of Die (SMED) e Melhoria continua (Kaizen). A proposta desta dissertação visava a otimização de outros aspetos do sistema produtivo. O tema em que propunha trabalhar inseria-se então na área da Gestão, planeamento e controlo da produção e conteúdos associados, tentando sempre que possível incluir, nesta dissertação, todos os trabalhos executados durante o estágio mais relacionados com os principais processos de fabrico (estampagem, soldadura e montagem) presentes na fábrica e que contribuíram para os objetivos fundamentais do projeto. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 8 O facto de cada um dos projetos desenvolvidos e concluídos nesta dissertação estarem relacionados com assuntos algo distintos mostra que apesar de terem propósitos particulares diferentes, todos os estudos realizados visaram contribuir para melhorar o sistema produtivo de uma fábrica, ou seja, apesar destes projetos não estarem diretamente relacionados entre si, assentam no mesmo princípio da redução de desperdícios no fluxo de materiais. Os projetos realizados durante o estágio foram: - Emparelhamento de máquinas; - Estudo sobre implementação de máquina de soldadura por resistência móvel; - Estudo sobre implementação de túnel de lavagem para peças roscadas; - Interface CAPTOR – SAP; - Análise de microparagens da soldadura pedestal; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 9 1.3 Objetivos 1.4 Estrutura e Temas Abordados Redução de material em curso de fabrico (WIP) Emparelhamento de máquinas/processos de forma a reduzir manipulações de material Otimização do controlo da produção Introdução Fundamentação teórica Ottimização de fluxos internos no processamento de componentes metálicos Conclusões Gerais Referências e bibliografia Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 10 De seguida são enunciados os conteúdos de cada capítulo da dissertação: Introdução – Apresentação do projeto, motivação para a realização da dissertação em ambiente empresarial, objetivos e assuntos temáticos do trabalho. Inclui subcapítulo totalmente dedicado à apresentação da empresa, descrição das funções do departamento de produção e explicação da organização da fábrica. Fundamentação teórica – Explanação dos temas abordados para transmitir uma noção dos conceitos que estão presentes na dissertação. Visa fornecer todo o suporte teórico necessário para melhor compreender as atividades realizadas no capítulo seguinte. Inclui parágrafos relacionados com a Gestão da Produção, Soldadura por Resistência, bem como a descrição dos processos existentes na fábrica e conceitos próprios do seu sistema produtivo. Otimização de fluxos internos no processamento de componentes metálicos – Descrição dos diversos trabalhos realizados durante o período de estágio com vista ao cumprimento dos objetivos da dissertação, devidamente equiparados com os temas teóricos explicitados no capítulo anterior. Conclusões Gerais – Junção das conclusões particulares de cada atividade realizada, ratificando ou não o cumprimento dos objetivos da dissertação; 1.5 Relação entre os temas teóricos abordados e os projetos realizados Tabela 2 - Equiparação entre temas teóricos e subprojetos realizados Fundamentação teórica Atividade realizada Planeamento da produção e necessidades de material (MRP) Emparelhamento de máquinas/processos Work – in – process (WIP) Emparelhamento de máquinas/processos Soldadura por resistência elétrica Estudo sobre implementação de máquina de soldadura por resistência móvel; Seguimento diário de microparagens da soldadura pedestal; Sistemas informáticos de controlo Interface Captor – SAP Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 11 Soldadura Pedestal UAP4 UAP1 Soldadura Pedestal UAP4 Soldadura do conjunto UAP8 Estampagem UAP1 UAP1 Estampagem UAP3 UAP1 Estampagem UAP3 UAP1 Estampagem UAP1 UAP1 2. Fundamentação Teórica 2.1 Processos de fabrico na Gestamp Cerveira Como foi referido anteriormente, na Gestamp Cerveira prevalecem dois grandes processos de fabrico: estampagem e soldadura. No entanto, em termos de fluxos de peças ao longo do seu processo produtivo existe alguma variedade. Na maioria das centenas de diferentes peças que são produzidas nesta fábrica intervêm os dois processos, ou seja, há uma primeira operação numa prensa de estampagem na qual uma bobine de chapa ou formatos são transformados em peças semi - terminadas que sofrerão operações posteriores de soldadura (soldadura de um componente ou de outra (s) peça (s)). Em outros casos há peças que sofrem uma operação de estampagem e seguem diretamente para o cliente e existem ainda as pedaleiras (UAP 6), que são peças fabricadas por montagem de diversos componentes. Figura 8 - Exemplo de fluxo desde o estado de matéria - prima até o estado de peça final (1) Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 12 Soldadura Pedestal UAP4 Montagem da Pedaleira na UAP6 Estampagem UAP1 UAP1 Estampagem UAP1 UAP1 Estampagem UAP1 UAP1 Estampagem UAP1 UAP1 Estampagem UAP1 UAP1 Componente Componente Figura 9 - Exemplo de fluxo desde o estado de matéria - prima até o estado de peça final (2) Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 13 De seguida procede-se a uma exposição da tecnologia usada quer nos postos de estampagem quer nos postos de soldadura. 2.1.1 Estampagem A estampagem consiste na produção de peças por deformação plástica a frio, no qual a chapa é colocada sobre uma ferramenta introduzida numa prensa e sujeita a uma força de modo a adquirir a geometria pretendida. Na fábrica da Gestamp Cerveira, as unidades autónomas de produção (UAP) 1,2 e 3 são de estampagem e são compostas por prensas mecânicas com diferentes capacidades. Estas baseiam-se no princípio do sistema mecânico “biela-manivela”. A prensa é uma máquina ferramenta projetada sobretudo para operações de conformação e corte, tais como embutir, cortar, quinar ou furar. A energia fornecida por um motor elétrico em rotação é transformada em movimento e energia linear. Os principais componentes mecânicos de uma prensa são o quadro ou estrutura, o carro, a mesa, as guias, o motor, o volante de inércia, a biela e o sistema travão-embraiagem. Ao nível da força de trabalho existiam basicamente três tipos de prensas: 250, 400 e 630 toneladas, para além da prensa de 1250 toneladas. A figura de seguida representada refere-se precisamente à anatomia de uma prensa mecânica. Figura 10 – Estrutura e componentes de uma prensa de estampagem Carro Comando Bi -manual Ferramenta Biela Mesa Quadro Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 20 O “agendamento para trás” requer haver uma data de entrega ao cliente, pois o planeamento das operações anteriores a partir da data de entrega é que vai permitir calcular uma data de início de fabrico. As empresas usam o agendamento para trás e para a frente (Backward Schedulling ou Forward schedulling) para alocar recursos instalações e máquinas, plano de recursos humanos, processos de produção do plano e compra de materiais. Em termos simplificados, é este o funcionamento do MRP: o produto final é decomposto numa série de artigos intermédios (estrutura) a que correspondem outras tantas fases de fabrico. O lançamento em produção de cada fase é antecipado do prazo de execução relativamente ao lançamento programado da fase seguinte; e as quantidades lançadas em cada fase devem satisfazer as necessidades para o lançamento da fase posterior. Este encadeamento permite cumprir o plano diretor com níveis de stock relativamente baixos. (Apontamentos FEUP) Teoricamente, o MRP constitui um processo eficaz de gerir a produção e responder rapidamente às alterações da procura e dos planos de fabrico. Porém, a sua eficácia depende muito de haver uma base de dados exaustiva e rigorosa (sobre estruturas, gamas de fabrico e tempos), da correção nos procedimentos em todo o processo produtivo, do controlo de fabrico e da introdução oportuna das transações no sistema. Isso implica um elevado grau de organização empresarial. A utilização do MRP em empresas mal organizadas tem dado resultados bastante negativos, pois quaisquer erros introduzidos no sistema são repercutidos de forma exponencial. Os benefícios da otimização dos sistemas MRP numa empresa incluem:  Redução de stock;  Aumento da eficiência da produção;  Nivelamento da carga de trabalho pelas estações de trabalho na fábrica;  Maior precisão nas datas de entrega;  Estrutura formal de dados e processos;  Integração das várias áreas funcionais (ERP); Desvantagens dos sistemas MRP: Quando o sistema MRP não se encontra totalmente dominado, ele apresentar alguns riscos de variada ordem, que podem fazer com que este tipo de técnicas deixe de ser uma vantagem competitiva por parte da empresa. Em primeiro lugar existe o perigo inerente ao trabalhar com um nível de stock de segurança mais reduzido, o que garante menor proteção no caso de haver movimentos inesperados em termos de entregas. Outro problema relacionado com o nível de stocks é que, como estes sistemas trabalham com um nível mais reduzido, a encomenda de componentes terá de ser feita em menor quantidade mas de uma forma mais frequente, o que poderá incrementar os custos de aprovisionamento. Por fim, pode-se ainda alertar para o facto de que a utilização de software demasiado standard pode causar dificuldades de ajuste a situações específicas de produção de uma determinada empresa. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 21 Entregas previstas UAP1 Necessidades de fabrico UAP1 Stock funcional 2.3.2 Planeamento da Produção na Gestamp Cerveira O planeamento da produção na Gestamp Cerveira é apoiado no modelo acima descrito neste capítulo, ou seja, utilizando o SAP (software ERP existente na empresa) é gerado um documento que através das datas de entrega previstas para cada referência, calcula as necessidades de fabrico dessas mesmas peças, tanto das peças finais (…)V00 como do material que lhes dá origem. Assim sendo calcula as necessidades de fabrico dessas mesmas peças, indicando o dia em que devem ser produzidas e as respetivas quantidades em falta. Abaixo encontra-se um exemplo do documento usado como apoio no planeamento e lançamento das ordens de fabrico, neste caso de uma prensa de estampagem: Figura 16 - Documento de apoio ao planeamento da produção Neste informe constam as entregas previstas, o stock funcional de peças (stock total – stock de segurança), as necessidades de produção e o consumo médio diário. Normalmente são consideradas margens de 2 a 3 dias entre a data de necessidade de produção de uma determinada peça (…)V00 e a respetiva data de entrega. Apesar do papel de extrema importância desempenhado pelo SAP, cabe à pessoa responsável pelo planeamento a tarefa de analisar os informes lançados pelo SAP para cada posto de trabalho e decidir a ordem das referências a fabricar (que posteriormente é apresentada no painel de fabricação das diferentes UAP), levando em consideração os seguintes fatores: Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 22 - Intervalo de tempo até à data de entrega; - Disponibilidade de matériaprima no instante em que se está a planear; - Quantidades existentes em stock; - Máquinas em que é possível fabricar uma determinada referência; - Ferramentas disponíveis; - Tipo de referência (V20 ou V00); Figura 17 – Painel de fabrico da UAP4 com ordens de produção lançadas Não existe nenhum software que realize o ordenamento automático das referências a entrar em máquina, tal é realizado mediante a experiência do responsável pelo planeamento da produção em conjunto com os encarregados. O procedimento realizado no planeamento de produção da Gestamp Cerveira foi abordado para se melhor perceber a reorganização das referências na prensa P0025 no capítulo do emparelhamento de máquinas/processos. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 23 2.3.3 WIP – Work in process Nos próximos parágrafos irá ser abordado o tema do “em curso de fabrico”, onde se fará uma explicação em que consiste o assunto e o seu enquadramento no caso particular da Gestamp Cerveira. O material em curso de fabrico pode ser visto como sendo peças parcialmente acabadas de uma empresa, à espera de conclusão e eventual venda. Esses itens nascem pelo facto de serem indispensáveis várias etapas ou operações para se produzir uma peça desde o estado de matéria – prima até à sua forma final, sendo inevitável a formação de stocks intermédios de produtos semiacabados, que esperam uma ou mais transformações mecânicas. Enquanto esperam essas mesmas operações, esses itens são guardados fisicamente em espaços de armazenamento temporário de material, denominados por buffers. Na fábrica da Gestamp Cerveira existem alguns desses espaços, cada um deles reservado para diferentes tipos de produtos semiterminados. Figura 18 - Buffers existentes na Gestamp Cerveira O nível de material WIP é um indicador importante para o departamento de produção da empresa, sendo diariamente monitorado através de documentos criados para o efeito. Material em curso de fabrico requer espaço de armazenamento, representa capital “preso”, não disponível para investimento e carrega um risco inerente ao facto de poder haver deterioração das peças. O cálculo do WIP diário na fábrica é feito tendo convertendo o número de peças a entregar em horas de trabalho necessárias para as produzir. O WIP pode ser reduzido através de várias formas (1) Redução do WIP através da redução do ciclo produtivo; (2) Redução do WIP através da diminuição dos lotes de fabrico; (3) Redução do WIP através da alteração da organização espacial da fábrica; Reduzir o montante do WIP é, como já foi referido, um dos objetivos principais da dissertação e essa diminuição poderia ser feita usando a metodologia do ponto (3). Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 24 2.4 Soldadura por Resistência Elétrica 2.4.1 Introdução O tema em estudo neste capítulo da dissertação é a soldadura por resistência elétrica (focando em particular a soldadura por resistência por pontos) onde irá ser feita uma descrição dos principais fundamentos técnicos em que está baseado o processo usado nas UAP 4 e 5 da fábrica da Gestamp Cerveira. O objetivo desta secção é sobretudo fornecer o suporte teórico que permita melhor entender os capítulos “Estudo de implementação de máquina móvel de Soldadura por Resistência” e “Análise diária de microparagens da Soldadura Pedestal”. Figura 19 - Unidade Autónoma de Produção 5 (Soldadura Pedestal) Nos processos de soldadura por arco elétrico o calor é em geral gerado à superfície da peça sendo distribuído por condução através da secção da peça. Nos processos de soldadura por resistência, ao invés, o calor pode desenvolver-se ao longo de toda a secção da junta. Nos processos de soldadura por resistência cria-se artificialmente um ponto ou zona de resistência elevada de modo a concentrar o calor desenvolvido nessa área. O modo como se produz aquela resistência caracteriza as diferentes variantes dos processos de soldadura por resistência. A possibilidade de soldar duas peças fazendo - as atravessar por uma corrente elétrica de forte intensidade, foi descoberta em 1877 por Elihu Thompson. Ligando dois condensadores previamente carregados, aos bornes de uma bobine secundária de fio fino e deixando as pontas do enrolamento do primário do fio mais grosso, unidas por um simples contacto, a descarga de corrente no enrolamento secundário, originou uma tensão induzida no primário. Desta forma, ao circular pelo circuito primário fechado, a corrente elétrica provocou uma fusão dos extremos da bobina, deixando os fios soldados um ao outro. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 25 As técnicas de soldadura por resistência são aplicadas em todos os domínios da indústria de transformação de metais e durante um largo período, certos sectores de fabrico basearam-se inteiramente na utilização destas técnicas, como foi o caso da indústria automóvel. (Aures 2006) Visando melhorar o produto, a indústria automóvel tem introduzido materiais alternativos como plásticos, compósitos e alumínios com o objetivo de diminuir o peso e custo no produto final. O material da chapa normalmente usado é o aço ao carbono. Entretanto nos últimos anos o aço galvanizado tem sido utilizado devido à sua maior resistência à corrosão. Esta inovação da indústria trouxe dificuldades para atingir a mesma qualidade do processo, nomeadamente no ajuste dos parâmetros de soldadura e do processo como a influência do revestimento, resistência do ponto de soldadura e vida útil do equipamento, em especial os elétrodos. 2.4.2 Processos de Soldadura por Resistência Elétrica Na tabela seguinte é possível observar, de forma muito sucinta as características dos vários tipos de soldadura por resistência elétrica: Tabela 5 - Tabela resumo dos principais processos de soldadura por resistência Tipo de junta Tipo de soldadura Processo Mecânico Forma de aquecimento Junta sobreposta Por pontos Com um par de elétrodos Por resistência (Efeito de Joule) Com um par de elétrodos de pontas múltiplas Por pontas duplas Pontas múltiplas executadas por um equipamento Contínua Por roletes Com dois roletes Com um rolete e um suporte Por bossas Prensa de soldadura Junta topo a topo Por resistência Equipamento de soldadura topo a topo Por resistência Por faísca Por faísca Misto Junta Em T Máquina de soldadura por pontos Por resistência Máquinas de soldadura topo a topo Por faísca Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 26 Figura 20 - Soldadura Topo a Topo Figura 21 - Soldadura de Topo Incandescente Figura 22 - Soldadura por Bossas Figura 23 - Soldadura por Rolete Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 27 Vantagens dos processos de soldadura por resistência elétrica - Processo económico; - Fácil manuseio do equipamento; - Não gera calor excessivo no material (ponto localizado); - Não provoca deformação da chapa; - Não altera a resistência do material ou monobloco; - Não utiliza gases; - Não utiliza deposição de material para realização da solda; - Não é necessário o uso de abrasivos para o acabamento final; - Diminui o risco de corrosão; Limitações dos processos de soldadura por resistência elétrica - Alto investimento e baixa portabilidade dos equipamentos; - Limitado a juntas sobrepostas na maioria dos casos; - Limitação de espessura máxima de chapa ou dimensão do perfil a soldar; - Os custos dos equipamentos são geralmente mais altos do que os custos da maioria dos equipamentos de soldadura por arco elétrico; - Soldaduras por pontos têm baixos limites de resistência à tração e à fadiga por causa do entalhe entre as chapas; - Só se podem soldar entre si metais de naturezas diferentes quando suscetíveis de formar uma liga ou quando se introduz entre eles um material intermédio que pode ligar – se aos metais base; - Desmontagem das peças soldadas para reparação ou manutenção é algo difícil; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 28 2.4.3 Características da Soldadura por Resistência Elétrica por Pontos A soldadura por resistência por pontos é um processo de soldadura autogénea, sem metal de adição e no qual as peças são pressionadas entre elétrodos, onde a corrente de alta intensidade proporciona calor para atingir ponto de fusão. A zona de junção das duas peças, como é a área de resistência elétrica mais elevada, aquece e funde os metais e a soldadura é executada. A quantidade de calor necessária e, por conseguinte, a intensidade da pressão aplicada e o tempo dependem do tipo de metal a ser soldado. Figura 24 - Representação Esquemática de uma Soldadura por Pontos A corrente de soldadura será a mesma em todas as partes do circuito independentemente da resistência instantânea em qualquer local do circuito, mas o calor gerado será diretamente proporcional à resistência naquele ponto. O calor gerado na superfície de contacto das peças é maior do que em qualquer outro ponto localizado no circuito secundário e, durante a primeira parte do intervalo de tempo de soldadura, ele é responsável pela geração de calor na região de soldadura. Trata-se de uma soldadura em que as peças são soldadas entre si apenas através de porções limitadas das suas respetivas superfícies, isto é, apenas por “pontos de soldadura”. O objetivo deste processo é realizar, mediante esses pontos, a união por recobrimento, de elementos metálicos cuja espessura é relativamente pequena em relação às suas restantes dimensões. O ponto de soldadura, é formado por um núcleo de metal aquecido até à sua fusão no local de contacto entre as duas chapas. Após a sua solidificação, constitui uma união localizada entre elas. Esta união é perfeitamente contínua e com as mesmas características físicas e metalúrgicas que os metais de base. O núcleo de soldadura tem como plano de simetria o plano de separação as duas peças. As faces exteriores das chapas estão em contacto com os elétrodos, numa superfície delimitada pelas pontas destes. Estes elétrodos em contacto de pressão com as peças a soldar, estão conectados aos bornes do secundário de um transformador elétrico cuja missão é fornecer uma corrente elétrica de elevada intensidade e baixa voltagem. Estando desta forma o circuito secundário fechado pelas peças a soldar, provoca-se a passagem de uma corrente elétrica através do mesmo durante um tempo determinado. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 29 T – Transformador P – Primário S – Secundário I – Corrente secundária F – Pressão dos elétrodos E – Elétrodos M – Materiais a soldar Figura 25 - Esquema do Circuito Elétrico (Aures 2006) 2.4.4 Parâmetros de Regulação da Soldadura por Resistência por Pontos Resistência Elétrica A união das chapas no processo de soldadura por resistência por pontos dá-se pelo calor gerado por efeito Joule, que depende diretamente da corrente (I), da resistência elétrica e do tempo em segundos (t) pois Q= RI2T onde: Q = Calor em Joules gerado durante a soldadura; I = Corrente elétrica de soldadura em (A); R = Resistência elétrica de soldadura em (Ω); T = Tempo de imposição da corrente de soldadura em (s); Figura 26 - Representação de todas as resistências presentes na soldadura por pontos Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 36 2.4.8 Tecnologia Inverter Uma máquina de soldadura que utiliza a tecnologia inverter é um aparelho que com uma única fonte de alimentação é capaz de fornecer uma corrente de alta frequência. O funcionamento desta tecnologia é muito simples, o equipamento usa uma série de retificadores e interruptores para converter 60 Hz de corrente alternada (a corrente de entrada) em corrente contínua de alta frequência (corrente de saída). A quantidade de corrente e voltagem disponível durante o processo de soldadura é controlada por um software. Comparando com uma máquina de soldadura normal, a que faz uso da tecnologia inverter pesa bastante menos, para além de consumir menos eletricidade. Um equipamento tradicional utiliza um transformador, contendo um núcleo de ferro, para converter 60 Hz de baixa corrente (alta tensão AC) em 60 Hz de alta corrente (baixa tensão AC). Em seguida, usa um retificador para converter AC em DC. Em oposição, uma máquina de soldadura de tecnologia inverter usa um retificador para converter 60 Hz de corrente alternada (AC) em 60 Hz de corrente contínua (DC). Posteriormente ocorre a conversão da corrente de entrada de baixa frequência em corrente de saída de alta frequência. As frequências de saída típicas variam entre 10 000 e 20 000 Hz e são atingidas graças a componentes eletrónicos. Resumindo, a tecnologia inverter permite-nos obter uma maior energia de saída a partir de uma fonte de alimentação. Vantagens da tecnologia inverter - Apesar de ter em comum com a tecnologia convencional o facto de necessitar de um transformador, para converter a corrente de entrada em corrente adequada para soldar, através do método inverter conseguem-se atingir maiores frequências; - Como o processo de conversão de corrente é mais eficaz, os equipamentos são de tamanho e peso inferiores ao normal; - O consumo de energia também é reduzido porque o transformador incorporado faz uso de uma tecnologia mais avançada para que não se perca muita energia através sob a forma de calor para a máquina; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 37 2.5 Softwares de controlo e monitorização Atualmente os departamentos de informática das grandes empresas assumem enorme preponderância no que diz respeito a todos os parâmetros do sistema produtivo. No caso da Gestamp Cerveira, tendo em conta a sua diversidade de máquinas e peças fabricadas, o suporte informático presta um grande auxílio a todos os departamentos da fábrica e foram utilizados em vários trabalhos da dissertação. Na Gestamp Cerveira, os principais sistemas informáticos usados são: - SAP - Captor - BIW 2.5.1 Ferramenta de apoio à gestão - SAP O SAP é um sistema de informação que integra todos os dados e processos da fábrica. Este tipo de software de gestão empresarial designa-se por ERP (Enterprise Resource Planning). Os ERPs em termos gerais, são uma plataforma de software desenvolvida para integrar os diversos departamentos de uma empresa, possibilitando a automatização e armazenamento de todas as informações relevantes para a normal atividade da fábrica. Figura 32 - Menu inicial do programa SAP Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 38 O software funciona também como uma base de dados onde se podem consultar produtos, co - produtos, matéria-prima, componentes e se conseguem gerar informes relacionados com planeamento e controlo de produção. Para que estas observações sejam realizadas de forma expedita, são executadas transações, cada uma delas desenhada para fornecer um determinado tipo de informação. Após preencher os campos mínimos indispensáveis no formulário de pesquisa, obtemos então a informação desejada, que pode ser referente apenas a uma peça, por exemplo, ou em relação a uma quantidade de peças, vindo assim a informação sob a forma de uma listagem. A informação que consta no SAP pode ser editada ou atualizada, no entanto, apenas por quem tem autorização para aceder às transações que permitem efetuar essas mesmas modificações. Para cada departamento existem transações especificas de acordo com o papel desempenhado no sistema produtivo por cada uma das secções da fábrica. O SAP é, assim sendo, utilizado por toda a fábrica e constitui-se como uma ferramenta de primordial importância em todo o trabalho realizado na empresa durante o estágio. Na tabela seguinte constam as principais ordens do SAP utilizadas no departamento de produção da Gestamp Cerveira: Tabela 9 - Tabela resumo das principais transações utilizadas pela produção da Gestamp Cerveira Transação Função ZRF2 Leitura de matéria – prima para a cabeceira da máquina ZRF3 Devolução de matéria – prima, não utilizada, ao armazém no fim da produção ZDE1/ZDEPAL Declaração de produção em “um passo”/”Pallet” ZANU Permite anular produção ZQLM Consulta da lista de materiais de uma determinada peça ZQIMP Permite saber em que peça final entra uma determinada matéria – prima ZQEST Permite saber que matérias – primas entram numa determinada peça final ZQCCAP Permite extrair a comparação Captor – SAP para critérios (referências, datas, máquinas) pré – selecionados; MMBE Consulta dos stocks existentes na fábrica de cada referência Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 39 2.5.2 Sistemas de Controlo e Monitorização Captor: O Captor é um sistema informático que opera com base nos sinais enviados por todas as máquinas da fábrica. Todos os postos de trabalho estão ligados e sincronizados com o objetivo de indicar os golpes dados em cada turno para as referências que estiveram em máquina nesse intervalo de tempo, bem como transmitir a informação sobre o estado da máquina em cada instante. Para além da função de monitorização – acompanhamento em tempo real da situação de cada máquina da fábrica, quer estejam a produzir ou não – o Captor permite ainda recolher informação que possibilita a análise do rendimento das máquinas durante o tempo produtivo, nomeadamente comparando as cadências teórica e real de uma máquina quando produz uma determinada peça e fazendo ajustes nessa quantidade teórica sempre que necessário. Figura 33 - Menu inicial do software Captor Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 40 Captor é um sistema de gestão de fábrica que dispõe de diferentes módulos de aplicação, sendo que, neste caso, os mais relevantes para os trabalhos realizados foram: Sistema de informação da fábrica Consiste num conjunto completo de relatórios para analisar e seguir a evolução da atividade da fábrica. A informação relativa a dados no momento atual/turno atual, assim como os dados históricos estão disponíveis para o utilizador em qualquer momento. Monitorização Este módulo permite a recolha e apresentação da informação no ambiente de fábrica em tempo real. Informação capturada Referências Quantidades e tempos Incidências de produção Incidências de manutenção Dados de qualidade Variáveis do processo Tabela 10 - Principais características da Monitorização Sinais para a fábrica Arranque/paragem das máquinas Causas de paragem atribuídas de forma automática Contagem automática de unidades Informação apresentada Estado das máquinas e operários Documentação em fábrica Códigos de cores (estados) Fabricação, incidências e indicadores Lâminas de monitorização Monitorização Captura dos dados da fábrica. Conectividade com SCADAs, PLCs, equipamentos digitais, dispositivos de identificação e etiquetas. Sistema de informação da fábrica Os dados recolhidos na fábrica transformam-se em informação de fácil interpretação, que facilitam a gestão e a tomada de decisões acertadas em tempo real. Envolve também a monitorização avançada. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 41 Figura 34 - Monitorização Captor de um grupo de máquinas Conexão Captor – ERP Consiste na integração entre a atividade da fábrica e os processos administrativos e de gestão. Permite a eliminação de toda a burocracia e de todas as tarefas de reporting. Para facilitar a integração, existem modelos padrão parametrizáveis, o que permite uma rápida implementação, garantindo a facilidade de manuseamento pelo utilizador final e a coerência da informação. Indicador BIW O BIW é um sistema associado ao SAP que aglomera as informações lançadas pelo SAP e por Captor referentes a cada posto de máquina. O resultado dessa agregação de dados vem sob a forma de indicadores industriais, em que são gerados e analisados alguns parâmetros de medida de desempenho referentes ao dia anterior de produção em todas as UAP da fábrica. Para além de servir para análise interna dentro da Gestamp Cerveira, estes indicadores constituem-se como uma forma de uniformizar uma medida de performance para as fábricas do grupo Gestamp. Os parâmetros observados através dos indicadores são: - Disponibilidade: mede o nível de utilização dos meios e é o indicador de gestão operativa fundamental das fábricas. Representa a percentagem de tempo que a máquina ou linha de produção esteve a trabalhar, sobre o tempo previsto de carga de máquina. Ou seja, como afeta as incidências ou paragens da instalação. A paragem de uma máquina por “Falta de carga de trabalho” - ausência de carga na máquina – não afeta a disponibilidade. 𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = Tempo Operacional − T. paragens planificadas − T.paragens não planificadas 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙 Equação 1 - Equação da Disponibilidade de uma máquina - Rendimento: Representa a velocidade relativa, é a relação entre a velocidade real e velocidade máxima teórica (standard) para uma determinada referência; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 42 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = ∑(𝑃𝑒ç𝑎𝑠 𝑋 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝐶𝑖𝑐𝑙𝑜)𝑖 𝑛 𝑖=0 ∑(𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑖𝑣𝑜)𝑖 𝑛 𝑖=0 Equação 2 - Equação do Rendimento de uma máquina A inconstância de velocidade produtiva (cadência), ou seja, o desvio em relação à cadência de produção padrão, previamente definida, é a causa principal para as variações de rendimento de uma máquina. - OEE: Representa a eficiência da máquina e/ou instalação, é um indicador conhecido pelas siglas em inglês OEE (Overall Equipment Efectiveness), ou seja o Índice de Efectividade Global de Equipamentos. Indica como afecta á máquina e/ou instalação todos os agentes de perdas (paragens Planificadas e Não Planificadas, perdas de velocidade e perdas de qualidade). OEE = DISPONIBILIDAD * RENDIMIENTO * CALIDAD Equação 3 - Cálculo do OEE Figura 35 - Exemplo de gráficos indicadores de produção da UAP3 - Microparagens: Contabiliza todos os pequenos períodos em que uma máquina de soldadura pedestal está parada dentro do tempo produtivo. Esses períodos duram um máximo Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 43 de 25% do tempo de ciclo de uma máquina. Essas paragens podem ser devido, por exemplo, a retirar da ferramenta a peça fabricada e a colocação de outra para soldar. Figura 36 - Gráficos indicadores de microparagens da Soldadura Pedestal - Incidências diárias: Correspondem a factos marcantes que não permitem que haja produção. Algumas destas paragens são planeadas e é inevitável que aconteçam, outras correspondem a situações de avaria. O tempo de cada uma destas paragens é sempre contabilizado. A soma do tempo produtivo com o tempo de todas estas paragens corresponde ao tempo operacional de um posto de trabalho. Figura 37 - Incidências ocorridas num posto de trabalho durante um dia de produção Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 44 Existem diversos tipos de indicadores BIW que são extraídos diariamente pelo controlo de produção e que são distribuídos por todas as UAP. Os dados que são retirados referem-se sempre ao dia anterior de produção, incluindo informes como: - Indicadores de OEE, Disponibilidade e Rendimento de todas as UAP; - Indicadores de incidências diárias por posto de trabalho; - Indicadores de microparagens por turno; - Análise da performance por grupo de máquinas: Células de soldadura, Soldadura Pedestal e Estampagem; - Análise da performance geral da fábrica; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 45 3. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos Este capítulo desta dissertação inicia a descrição das atividades práticas que foram levadas a cabo no sentido de atingir os objetivos finais do projeto “Otimização de fluxos internos no processamento de Componentes Metálicos”. Mais precisamente, a secção denominada “Emparelhamento de máquinas/processos” foi concebida para responder aos objetivos de redução de material em curso (WIP) e redução de manipulações de material semi – terminado. O crescimento da carga de trabalho pode obrigar as empresas e em particular os departamentos de produção das respetivas fábricas a procurarem novas soluções no que diz respeito à disposição de máquinas e a reinventarem o layout fabril de modo a torna-lo o mais rentável e vantajoso possível. No entanto o facto de já se ter evoluído no aspeto de organização do layout, nomeadamente na tentativa de organizar a fábrica por UAP, com a criação de células de soldadura que incluem várias operações numa só célula ou nos postos de montagem de pedaleiras onde num só posto se dá a montagem integral dos conjuntos, leva as empresas a procurarem antes tentar reduzir o número de operações para produzir uma peça final ou em tentar transformar a matéria – prima em produto final num só fluxo, sem necessidade de manipulação e transporte de material semiterminado, o que só acarreta custos e constitui uma perda de tempo. Essas eram, portanto, as ideias base subjacente a cada um destes trabalhos. 3.1 Emparelhamento de uma prensa de Estampagem com Máquinas de Soldadura Pedestal Introdução Na Gestamp Cerveira existem como já foi referido anteriormente duas unidades autónomas de produção dedicadas exclusivamente à soldadura pedestal (UAP 4 e UAP5). Em termos de localização as máquinas da UAP 5 encontram-se na nave 2 e as máquinas pedestais da UAP 4 situam-se na nave 1 embora duas delas (as máquinas PS017 e PS018) se encontrem junto à UAP 3 (Unidade Autónoma de produção de estampagem), ou seja, estão colocadas em separado em relação às restantes da UAP 4. Neste caso situam-se junto à prensa P0025, uma prensa de 250 toneladas. Apesar de serem máquinas de menor porte em relação às prensas de estampagem, não é comum a mudança de localização das máquinas pelo que são consideradas como postos fixos. Abaixo pode-se visualizar a posição relativa das pedestais nas Unidades Autónomas de Produção 4 e 5: Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 52 Objetivos • Poder soldar diretamente peças de grandes dimensões vindas das prensas de estampagem E*V20/V30 (0) – Corda nula entre operação final e a que lhe antecede S*V00 • Eliminar stocks intermédios entre operação de estampagem e operação de soldadura; • Reduzir valor de stock de imobilizado; • Reduzir o tempo-homem necessário para produzir uma peça considerando as duas operações (estampagem e soldadura); • Libertar área de fábrica ocupada anteriormente pelos stocks intermédios; • Reduzir manipulações de material; • Eliminar movimentos de transporte de material em curso (por parte dos empilhadores); A máquina pedestal seria instalada junto da PT001, P0036 ou Linha Fasa (L1), seria direcionada para soldar componentes em peças de grandes dimensões (peças da tabela 11). O princípio de tentar soldar diretamente peças vindas da estampagem tinha vindo a ser testado no conjunto de máquinas P0025 e PS017/PS018. No entanto, neste caso, as cadências de soldadura e estampagem são similares o que permite um processo mais fluido. O fluxo de material seria o indicado na seguinte figura: Figura 48 - Esquema do fluxo direto obtido através do emparelhamento P0036, PT001 ou L1 Máquina móvel de soldadura pedestal Bobine de chapa ou formatos Peças E*V20 ou E*V30 S*V00 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 53 Cálculo do atual valor do material em curso de fabrico O primeiro passo dado no sentido de aferir se a compra da máquina seria viável, foi calcular o valor do “em curso” resultante do facto de termos um intervalo entre a operação final e a que lhe antecede no sentido de verificar se o valor de stock era considerável ou não. O cálculo do valor de stock por mês de cada referência foi efetuado percorrendo os seguintes passos: (1) Listagem das quantidades por lote e consumo médio diário de cada referência; (2) Cálculo do número médio de lotes produzidos por mês através da expressão: 𝐿𝑜𝑡𝑒𝑠 𝑝/𝑚ê𝑠 = 𝐿𝑜𝑡𝑒 𝐶𝑀𝐷 ∗ 21 Equação 5 - Cálculo do número aproximado de Lotes/mês (3) Cálculo do valor total de stock produzido por mês: 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑠𝑡𝑜𝑐𝑘 𝑝/𝑚ê𝑠 = 𝐿𝑜𝑡𝑒𝑠 𝑝/𝑚ê𝑠 ∗ 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑎 𝑝𝑒ç𝑎 Equação 6 - Cálculo do valor de stock por mês de uma peça Este procedimento foi efetuado para as referências apresentadas na tabela seguinte: Tabela 11 - Cálculo do valor do em curso de fabrico para as peças acima mencionadas Lote CDM (pz) Lotes p/mês Valor peça Valor stock p/Mês E083495V20 3000 257 1,80 2,44 13 185, 95 € E765712V30 3000 600 4,20 3,79 47 751, 02 € E766469V30 3000 600 4,20 3,79 47 751, 02 € E057599V20 3000 100 0,70 2,01 4221,00 € E057600V20 3000 100 0,70 2,01 4221,00 € E766668V30 4500 225 1,05 1,35 6370, 25 € E766669V30 4500 225 1,05 1,35 6370, 25€ E767154V30 3000 300 2,10 0,98 6186, 60€ E001516V30 3000 300 2,10 0,98 6186, 60€ E017242V30 5000 592 2,49 0,42 5237, 33€ E017243V30 5000 592 2,49 0,42 5237, 33€ E768246V30 1800 90 1,05 4,42 8344, 35€ Total 161062, 85€ O montante de 161062,8€ seria então o valor aproximado de stock em curso de fabrico que se conseguiria reduzir com a implementação da máquina móvel de soldadura pedestal, considerando a produção das peças estampadas acima mencionadas. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 54 Cálculo do ganho de espaço (m2) na fábrica O cálculo do espaço físico desobstruído por deixar de haver stock intermédio de peças estampadas está exposto na seguinte tabela: Tabela 12 - Cálculo do ganho de espaço de fábrica Lote CDM (pz) Lotes p/mês Valor peça Nº Contentores Peças/contentor NºConjuntos empilhados Área Área/mês (m2) E083495V20 3000 257 1,80 2,44 36 84 9 4,00 7,20 E765712V30 3000 600 4,20 3,79 30 100 10 9,60 38,40 E766469V30 3000 600 4,20 3,79 30 100 10 9,60 38,40 E766668V30 4500 225 1,05 1,35 23 200 12 21,79 22,88 E766669V30 4500 225 1,05 1,35 23 200 12 21,79 22,88 E767154V30 3000 300 2,10 0,98 10 300 5 4,80 10,08 E001516V30 3000 300 2,10 0,98 10 300 5 4,80 10,08 E017242V30 5000 592 2,49 0,42 7 40 7 17,64 43,88 E017243V30 5000 592 2,49 0,42 7 40 7 17,64 43,88 E768246V30 1800 90 1,05 4,42 36 50 18 17,28 18,14 Total 255,82 O valor de 255,82 m2 seria então o valor mensal aproximado de área de fábrica que se conseguiria libertar com a implementação da máquina móvel de soldadura pedestal, considerando a produção das peças estampadas acima mencionadas. Figura 49 - Peça de referência S766668/9V00 Figura 50 - Peça de referência S765712V00 Figura 51 - Peça de referência S768246V20 Figura 52 - Peça de referência S767154V00 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 55 Máquina móvel de Soldadura por Resistência A máquina em estudo para implementação neste emparelhamento é uma máquina móvel de soldadura de média frequência e tecnologia Inverter. É uma instalação projetada para a soldadura de porcas e parafusos sobre chapa e preparada para poder soldar dois componentes simultaneamente. A máquina é proveniente do fornecedor TESOL e viria equipada com alimentador de porcas. Em seguida são apresentadas as características técnicas da máquina, de forma sucinta pois, embora seja importante o funcionamento mecânico do equipamento, o propósito deste capítulo da dissertação é demonstrar que a implementação desta máquina seria bastante vantajosa e que em termos de investimento, a compra da máquina seria uma boa aposta. Em anexo a esta dissertação encontram-se documentos provenientes do fabricante da máquina com informações detalhadas das suas características e dimensões. Figura 53 - Máquina de soldadura em estudo e respetivo alimentador de porcas Características técnicas da máquina  Instalação semiautomática projetada para soldadura de porcas e parafusos sobre chapa;  Possibilidade de soldadura simultânea de 2 porcas ou parafusos;  Máquina de soldadura com tecnologia inverter;  Soldadura a média frequência;  Cilindros de soldadura de 975 daN a 10 bar;  Controlo de pressão mediante válvula proporcional;  Controlo do tempo de soldadura em ms; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 56  Regulação da distância entre centros dos cilindros de soldadura através de rosca esq./dir. ;  Campo de regulação de altura entre 60 e 300 mm;  Cadência regular alcançável de 360 peças/hora;  Alimentador incluído, preparado para porcas hexagonais M6; Figura 54 - Pormenor da máquina de soldadura em estudo Vantagens da soldadura a média frequência com tecnologia inverter: - A corrente de soldadura fornecida é contínua e constante; - O aquecimento da zona de fusão é mais concentrado e homogéneo; - Redução dos tempos de soldadura; - Maior produtividade devido a uma maior vida útil dos elétrodos, diminuindo também os custos e períodos de manutenção; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 57 Análise Poupança – Tempo Homem Foi realizado um estudo económico para aferir os ganhos obtidos em termos de redução horas-homem, necessárias para produzir uma peça do inicio ao fim do processo produtivo, pela aquisição da máquina de soldadura; A tabela seguinte mostra o resultado conseguido para as referências pré – selecionadas pertencentes às máquinas PT001, L1 e P0036. O método de análise escolhido foi: calcular o tempo necessário para produzir a quantidade média diária consumida e afetar a esse valor a taxa Tempo Homem (valor por hora). Esse é o valor do ganho diário pelo facto de soldarmos diretamente as peças vindas das prensas de estampagem e corresponde a uma poupança real, que iria permitir amortizar o valor da compra da máquina. Tabela 13 – Ganho mensais obtidos em soldar diretamente as peças estampadas acima enumeradas Quantidade Base (pz/h) CDM (pz) (CDM)/(Quantidade base *OEE) Máquina E083495V20 280 257 1,311 h 13,66 € P0036 E765712V30 240 565,5 3,366 h 35,07 € PT001 E766469V30 220 572,8 3,719 h 38,75 € L1 E766668V30 168 264,6 2,250 h 23,45 € L1 E766669V30 168 264,6 2,250 h 23,45 € L1 E767154V30 330 264,6 1,145 h 11,94 € L1 E001516V30 330 264,6 1,145 h 11,94 € L1 E017242V30 125 606,05 6,926 h 72,17 € L1 E107243V30 125 606,05 6,926 h 72.17 € L1 E768246V30 116 42,85 0,528 h 5,50 € L1 Total (mês) 308,10 € Taxa TH 10,28€ Poupança (mês) 308,10*22=6778,20 € Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 58 Custos: Tabela 14 - Custos de aquisição do conjunto máquina + alimentador Máquina de soldadura 46 944 € Alimentador 18 330 € Total 65 274 € Tempo de amortização = 65274 6778,20 = 9,6 meses Tempo de amortização do investimento – Aproximadamente 10 meses Conclusão Após ser analisada a hipótese de implementar esta máquina de soldadura pedestal móvel chega-se à conclusão que esta poderá constituir uma opção válida em termos de investimento futuro. O tempo de “payback”, ou seja, o tempo que demoraria a recuperar o montante investido na máquina seria de menos de um ano (aproximadamente 10 meses), o que tendo em conta uma visão a longo prazo na utilização do equipamento significaria um período de tempo bastante reduzido. O mecanismo de passagem automática das peças estampadas para a máquina de soldadura seria o passo seguinte a estudar, para que o fluxo fosse o mais direto possível, o que tendo em conta a similaridade de cadências não constituiria um grande obstáculo. Além de ter um tempo de retorno de investimento curto, tendo em conta que as máquinas P0036, L1 e PT001 são de grande utilização na fábrica pode-se afirmar que faria todo o sentido a aquisição da máquina de soldadura. Valor (mês) 6778,20€ Custo total 65 774€ Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 59 3.1.3 Implementação de Túnel de Lavagem para peças roscadas Introdução O derradeiro trabalho prático de emparelhamento de máquinas consistiu na associação de duas máquinas distintas, sendo que ao contrário dos outros dois casos de emparelhamento apresentados anteriormente, apenas é necessária uma delas para fabricar a peça, ao passo que a outra lhe aplica uma operação de acabamento. Os postos de classificação/recuperação de peças representam um papel muito importante na atividade de produção da Gestamp Cerveira. Nem todas as peças saem das respetivas máquinas prontas para seguir para o cliente, pois podem apresentar pequenas imperfeições que necessitam de ser corrigidas para certificar que as peças estejam em perfeitas condições e que não haja rejeições por parte dos clientes. Existem determinadas referências que podem necessitar dessas intervenções e que vão ser alvo de um tipo de classificação/recuperação. É neste âmbito que se insere o emparelhamento que, de seguida, vai ser alvo de estudo nesta dissertação. É um emparelhamento diferente dos referidos anteriormente, na medida em que não se vai soldar nenhum componente às peças saídas das prensas de estampagem mas sim efetuar uma operação de limpeza de excesso de óleo nas três referências roscadas, abaixo apresentadas. Figura 55 - Peças roscadas produzidas em prensa de estampagem: Referências E193529V20, E809657V20, E752003V20 Cada uma destas peças é fabricada numa só máquina (prensa de estampagem), através de ferramentas progressivas, que permitem fazer várias operações na chapa, inclusive cravar as roscas que cada uma das referências contem. Tabela 15 - Máquinas onde são fabricadas as peças roscadas em estudo Referência Posto de fabrico E193529V20 P0030 E752003V20 P0020 E809657V20 P0020 Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 60 Estas três peças são levadas da prensa para o posto de recuperação para serem lavadas, pois ao saírem das prensas apresentam excesso de óleo utilizado, e ficarem em perfeitas condições, o que acarreta movimentações de material e ocupação de espaço de fábrica com material semi – terminado (pois ainda lhe falta a operação de limpeza). Assim sendo, a colocação de um túnel de lavagem de peças á saída da prensa onde são fabricadas as peças poderia trazer benefícios na produção das mesmas. Figura 56 - Esquema representativo da proposta de fluxo de material Túnel de Lavagem para peças roscadas O túnel de lavagem em análise é denominado por “Lavadora Eurofimet mod. XCX 300 TWLRA”. O fator importante que o túnel de lavagem teria de assegurar seria uma cadência razoavelmente alta para o fluxo ser o mais direto e ter o mínimo de paragens possível. A limpeza do óleo excessivo, que as peças contém ao sair das prensas, não exige uma intervenção muito abrasiva e pormenorizada, pelo que a rapidez na execução do processo seria o fator mais importante a ter em conta na implementação deste emparelhamento. Figura 57 - Túnel de Lavagem em análise Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 61 Características técnicas da máquina • Especialmente adequada para peças de pequena ou média dimensão, principalmente para sujidade de óleo; • A solução com duas entradas independentes permite uma limpeza mais eficaz, dada a distância entre peças; • Usado para peças com formas complexas; • Posicionamento ideal: em linha com máquina; • Com este modelo de lavagem de túnel e tambor rotativo não há necessidade de um operário para carregar as peças na máquina de lavagem, o processo pode ser totalmente automatizado; Análise Poupança – Tempo Homem Para aferir quais os benefícios que iriamos ter em acoplar o túnel de lavagem às prensas de estampagem foi usado o mesmo raciocínio aquando do emparelhamento anterior, ou seja, procurou-se saber quanto tempo demorava a fazer a última operação das peças (neste caso uma operação de limpeza de óleo). Esse tempo homem de um operário no posto de classificação deixaria de ser necessário, com a implementação do túnel de lavagem, pois as peças passariam a ser limpas automaticamente ao saírem da prensa de estampagem. Partindo dos valores de consumo médio diário, obteve-se o número de peças que por mês seriam necessárias limpar e tendo em conta a quantidade base do posto de classificação chegou-se ao número de horas por mês necessárias para a execução da tarefa. A conversão do número de horas em poupança obtida conseguiu-se afetando a esse valor a taxa tempo homem. Tabela 16 - Ganho mensais obtidos em soldar diretamente as peças estampadas Referência CMD Peças/ mês CLSS – Peças/hora Horas/ mês Custo/ Mês Custo/ Ano E193529V20 4286 90 006 1000 90 925,26 € 11 103,12 € E752003V20 6857 143 997 1000 144 1480,29 € 17 763,48 € E809657V20 5286 111 006 1000 111 1141,14 € 13 693,68 € Total 3546,69 € 42 560,28 € Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 68 De seguida apresentamos uma parte de um outro documento de comparação Captor – SAP e a respetiva análise efetuada: Marcagens Captor =21; Diferença total= 2221=1;Produções OK Marcagens Captor =1; Diferença total= 11=0;Produções OK Produções OK Produções OK Marcagens Captor=0; Erro de produção: peças declaradas a mais Sucata=1;Diferença total= - 1+1=0; Produções OK Produções OK Resultados Esperados O objetivo primordial que deveria ser atingido através da comparação Captor –SAP era corrigir os erros de produção do dia imediatamente anterior, certificando que as peças existentes em SAP correspondiam às peças existentes fisicamente na fábrica. Deste modo evitam-se situações em que se “oferecem” peças aos clientes (mais peças fisicamente do que em sistema) ou situações em que faltam peças nos contentores (menos peças fisicamente do que em SAP). A quantificação da eficácia da realização desta tarefa do controlo de produção era, à partida, difícil de fazer, pois o número de erros de produção existentes diariamente era imprevisível e dependia do posto, dos operários, das referências (peças) a fabricar ou do fluxo que uma peça percorre até à sua forma final. Assim sendo, a função desta atividade restringiase à correção dos erros, não deixando de ser importante e ao levantamento e padronização dos erros mais comuns de modo a ser mais fácil reconhece-los e mais rapidamente os corrigirmos. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 69 Conclusões Como conclusão desta tarefa destacam-se as referências com mais erros de produção e os erros mais comuns ao longo do tempo de análise diária da interface Captor – SAP: Tabela 20 - Referências com mais erros de produção ao longo do tempo de realização da tarefa de comparação Captor – SAP Tabela 21 – Lista de erros de produção mais comuns Referências - E548300/310V00 - S717827V00 - SB80009V00 - S156345V00 - S827659V20 - S813151/2V00 Erros mais comuns - Incoerência entre o número de peças declaradas e fabricadas em referências que estão vários dias seguidos na máquina; - Não sucateamento de peças; - Falta de aviso na utilização do inibidor de comunicação Captor; - Falta de aviso para factos marcantes durante a produção; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 70 3.3 Análise de microparagens da soldadura pedestal Introdução A soldadura em máquinas pedestais constitui-se como uma parte muito importante da fábrica da Gestamp Cerveira. Como já foi referido existem duas UAP compostas exclusivamente por este tipo de posto de trabalho. Em relação às células de soldadura, a soldadura pedestal produz atualmente uma maior variedade de peças, sendo que as máquinas de soldadura, apesar de serem similares, não são todas exatamente iguais. O processo de fabrico em si foi já abordado nesta dissertação no capítulo “Soldadura por resistência”. Esta tarefa insere-se no objetivo principal da dissertação “Otimização de fluxos internos no processamento de componentes metálicos” na medida em que esta tarefa, tal como a Interface Captor – SAP, é um meio de análise de desperdícios e pelo facto de até então não existir um estudo diário das microparagens em cada posto de soldadura. Antes de mais convém esclarecer o conceito de microparagem – correspondem a intervalos de tempo iguais ou inferiores a 25% do tempo de ciclo, que não são contabilizados como paragem no Captor, ou seja, estão incluídos no tempo produtivo. Apesar de serem pequenas paragens, o seu efeito na totalidade de um turno de produção pode ser bastante relevante, pois pode significar que existem deficiências de diversa ordem no posto em si ou quando se produz uma determinada peça. Figura 61 - Operário a colocar peça a soldar numa ferramenta de soldadura pedestal Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 71 Descrição do trabalho realizado O ponto de partida para a realização desta tarefa de seguimento da performance das máquinas de soldadura pedestal eram os informes diários BIW do dia anterior de produção, gerados diariamente pelos elementos do Controlo de Produção da empresa. Através do informe detalhado de cada posto de trabalho eram anotados os seguintes dados: - Tempo produtivo em cada turno de trabalho (em horas); - Valor de microparagens por turno (em minutos); - Referências fabricadas por turno num determinado posto; Figura 62 – Excerto de detalhes do posto PS017 das produções de 16.06.2014 Posteriormente era feito o cálculo da seguinte expressão para as máquinas e os turnos onde houve produção no dia anterior: 𝒓 = (𝑫𝒖𝒓𝒂çã𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒊𝒄𝒓𝒐𝒑𝒂𝒓𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 (𝑻𝒖𝒓𝒏𝒐 𝑨,𝑩 𝒐𝒖 𝑪) 𝑻𝒆𝒎𝒑𝒐 𝑷𝒓𝒐𝒅𝒖𝒕𝒊𝒗𝒐 𝑿 𝟔𝟎 )/100 Equação 7 - Expressão para o cálculo do parâmetro "r" Este parâmetro “r” (expresso em percentagem) permitiu avaliar a dimensão das microparagens, nomeadamente a proporção que as mesmas representam em comparação com o tempo total de produção de uma máquina. Sempre que o valor do parâmetro “r” ascendia a um valor anormal, eram procurados os motivos pelos quais isso ocorrera, de modo a tentar corrigi-los na próxima produção. Deste modo pôde-se também, no fim de cada mês, listar todas as ocorrências anómalas e sinalizar as máquinas com maior valor médio de microparagens. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 72 A criação deste indicador deveu-se ao facto de o valor em minutos das microparagens não ser, por si só, suficiente para aferir do correto funcionamento ou não de uma máquina durante a produção de uma determinada peça Foi utilizado o mês de Abril para aferir a partir de que valor de “r” se considerava ter havido ineficiência da produção nas pedestais, Através da experiência ganha no mês de Abril, chegou – se à conclusão que um valor do parâmetro “r” igual ou superior a 10% seria suficiente para ser considerado fora do normal. A única restrição é que o tempo produtivo teria de ser superior a uma hora para que os resultados fossem significativos. Nos anexos a este documento encontram-se um exemplo do informe de detalhe para um dos postos analisados (PS017) e um extracto da tabela gerada na análise das microparagens da soldadura pedestal. Após serem detetados valores anormais de microparagens eram adotados dois procedimentos: 1. Anotação da (s) peça (s) que esteve (estiveram) em máquina durante o período a que o valor se refere; 2. Apuramento, junto encarregado de soldadura dos diferentes turnos, dos motivos/causas do tempo excessivo de microparagens; Na tabela seguinte pode-se observar algumas incidências ocorridas no mês de maio Tabela 22 – Exemplos das principais incidências na produção das pedestais no mês de Maio Posto Parâmetro “r” Referência(s) Turno Motivo PS031 18,35% S083494V00 S765162V00 C S083494V00 (Mudança de contentor cada 40 peças). PS027 55,53% S271105V20 C S271105V20 (Falta de cadência do operador). PS050 15,45% SB80009V00 C Cilindro de expulsão não soltava as peças. Operária retirava-as manualmente. PS050 14,54% SB80009V00 C Cilindro de expulsão não soltava as peças. Operária retirava-as manualmente. Resultados Esperados  Procurar aumentar o rendimento das máquinas de soldadura pedestal;  Encontrar causas de diminuição de cadência real das máquinas;  Procurar identificar e corrigir defeitos/deficiências técnicas ou de outra ordem, de modo a maximizar o desempenho das UAP de soldadura pedestal; Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 73 Conclusões No final de cada mês foi elaborado um relatório que resumia o seguimento realizado durante esse mesmo período de tempo. Nele constam a média da quantidade “r” para todos os postos analisados e todas as incidências ocorridas durante o mês em causa, agregando a cada uma o motivo associado. Na figura 62 está exposto o gráfico indicador da média das microparagens de maio Este é um trabalho que deve ser continuado ao longo dos próximos meses, de modo a poder comparar mês a mês o seguinte gráfico, constituindo-se como mais um indicador que pode ser analisado pelo departamento de produção da fábrica no sentido de detetar desperdícios nas máquinas pedestais. Resta dizer ainda que, apesar de seguirem o mesmo processo de fabrico, os postos de soldadura pedestal não são exatamente iguais, reforçando a importância da continuação desta tarefa, de modo a poder quantificar com maior grau de exatidão, para cada uma das máquinas, um valor médio do quociente entre microparagens e tempo produtivo Figura 63 - Rácio Microparagens/ Tempo Produtivo das máquinas das UAP 4 e 5 em Maio 3,95 5,53 5,09 1,76 6,09 4,26 1,76 3,20 3,20 4,16 3,27 2,55 4,98 6,39 3,934,274,16 2,83 8,03 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 Rácio Microparagens/Tempo produtivo Maio 2014 Rácio Microparagens /Tempo produtivo % Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 74 5. Conclusões gerais e considerações finais O conceito de otimização atualmente assume um papel de extrema importância em todas as organizações devido ao fator competitividade cada vez mais preponderante no mercado mundial. Assim sendo, as empresas estão focadas em obter retorno máximo dos seus ativos e recursos e, para isso, as ineficiências e perdas devem ser combatidas. Ao longo deste documento foram sendo expostos os resultados obtidos para cada um dos estudos efetuados pelo que este capítulo tem como função agrupar todas essas conclusões e possibilitar a avaliação sobre o grau de relevância do mesmo para a melhoria global do sistema produtivo da empresa. Os objetivos propostos no planeamento inicial do projeto foram alcançados e ultrapassados na medida em que o trabalho realizado durante o estágio acabou por não se centrar unicamente no emparelhamento de máquinas/processos, que visava a redução do WIP e das manipulações material semi – terminado (parte fundamental da dissertação), mas procurou também intervir em outras áreas da produção da fábrica, nomeadamente no controlo de produção, com projetos dedicados a deteção e análise de erros de produção e desperdícios. Em cada um dos projetos realizados foi possível obter conclusões válidas, permitindo assim ajuizar sobre a eficácia dos mesmos: Tabela 23 - Tabela resumo dos resultados obtidos em cada projeto Projeto Conclusões Estudo de implementação de máquina móvel de soldadura por resistência -Redução do valor de imobilizado; -Ganho de espaço livre na fábrica; -Tempo de retorno de investimento igual a 10 meses; -Poupança mensal de 6778,20 €; Estudo de implementação de túnel de lavagem de peças roscadas -Tempo de retorno de investimento igual a 11 meses; -Poupança mensal de 2813,28 €; Interface Captor - SAP -Levantamento diário de erros de produção; -Padronização de erros de produção mais comuns; Análise diária de microparagens da soldadura pedestal -Levantamento valores anormais de microparagens; -Correcção de ineficiências nas máquinas de soldadura pedestal; Como consideração final pode-se declarar que os dois principais trabalhos da dissertação se tratam de investimentos que poderiam ser feitos considerando um longo prazo, pelos montantes que envolveriam, pelo que o facto de este trabalho ter demonstrado que seriam investimentos viáveis se pode considerar bastante positivo. Otimização de Fluxos Internos no Processamento de Componentes Metálicos 75 Referências Alves, J. M. and R. d. B. Ferraz "Redução do Work in Process em uma linha de montagem: estudo de caso na indústria aeronáutica." Araújo, P. M. S. A. d. (2003). "Implementação do módulo SAP de planeamento de produção e gestão de materiais." FEUP. Aures, J. E. V. (Maio 2006). "Estudo da formação. geometria e resistência do ponto na soldagem por resistência: uma abordagem estatística." Univerisidad de Brasilia. Azevedo, M. L. L. (2013). "Aplicação da Simulação Numérica na Indústria de Componentes Estampados." FEUP. Branco, H. L. O. (2004). "Avaliação de Capas de Elétrodos Utilizadas na Soldagem por Resistência de Chapas Galvanizadas Automotivas." Universidade Federal do Paraná. Comércio, T. "Fundamentos do Processo de Soldagem a Resistência." Costa, A. M. V. (2013). "Melhoria e Padronização de Procedimentos Operativos na Gestamp." Universidade de Aveiro. Ferreira, J. M. O. C. (Julho 2009). 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