Digital Manufacturing: Technology in the improvement of the production process. Palestrante: Prof° Dr. Jefferson Gomes - Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA

1. Manufatura Digital
Prof. Dr. Eng. Jefferson Oliveira Gomes
Coordenador de Projetos e Desenvolvimentos:
Joinville,
Setembro de 2011

2. Preâmbulo

3. Racionalização dos processos
Conhecimento de novas tecnologias
Tomadas de decisões com multi-critérios

4. Nossos desafios na indústria
Racionalização dos recursos produtivos

5. GRAU DE AUTOMAÇÃO
100 %
Custos operacionais
CUSTOS
CAPITAL
ESPAÇO
MANUTENÇÃO
FERRAMENTAS
ENERGIA
CUSTOS INDIRETOS DE MÃO DE OBRA
0 CUSTOS DIRETOS DE MÃO DE OBRA
Fonte: Tavares de Carvalho Consulting

6. Pressão de prazos Globalização
Qualidade elevada
Inovação tecnológica
Pressão de custos Faixa etária e qualificação
Espectro de produtos Tipos de pedidos
Novos pedidos
Alterações
Reparações
Manutenção

7. Manufatura digital

8. Fábrica = um conjunto de tecnologias que integram virtualmente diversas informações,
Digital possibilitando a simulação, análise e tomada de decisão
Produto Meios de Prod. Infraestrutura Logística Predial
+ + + +
= Fábrica Digital
Fonte:
Fonte: Sandra C. Zimmermann
Redução de custos e aumento de produtividade.
A Manufatura Digital vai do planejamento dos processos até simulações de processos de montagem
em geral e à simulação da fábrica de todos os segmentos de manufatura = Mock-Up Digital

9. RESTRIÇÃO
Por serem extremamente específicos e terem retornos sob investimentos a longo e médio prazo,
esses projetos não fornecem vantagem competitiva suficiente às empresa.
Desenvolvimento do produto
Desenvolvimento do processo
Construção e implantação
Tempo de planejamento
Utilização
Modelo real
Frontloading
Tempo
Frontloading
Tempo de planejamento
Modelo real
Modelo digital
Tempo
Fonte:

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

13. EXEMPLO 1
Simulação 3D

14. Simulação 3D

17. MD- Análise de interferências

19. Analíses
Estudo de fatores ergonômicos visando
melhorar o desempenho de operários em
tarefas de manufatura.
Conforto e o esforço feito por um operário
para ficar em determinada posição.
Benefícios
Essas informações auxiliam no projetos de
células de manufatura mais produtivas
melhorando processos e reduzindo custos.
O modelo biomecânico Jack consiste de 71
elementos moveis, 69 juntas e 135 graus de
liberdade.

22. MD- Planejamento e análise completa dos processos
Capacidade de buffer (pulmão)
e mix de produção.

23. Produção “Just in Time”
Kanban Interno
Cliente
Várias Peças
Supermercado de Peças
Plano de Vendas
Rotina do Homem Aranha
Célula de
Usinagem
Plano de
Produção
Produção
Diária (Takt)
Em seqüência
Planejamento
de Pessoal Componente único
Em seqüência
P
Planejamento e
de Capacidade Peças ç
a
Planejamento s
de Fonte: Projeto CCM-ITA 2007
Material
Sub-montagem
Gerenciamento
do Kanban Kanban
Externo Peças do Fornecedor
Sistema

24. MD- Análise de processos com manequins humanos
Fonte:

26. • Motivação •
1 >> Projeto cooperativo CCM-ITA – Simulação
de layout para auxiliar Blitz Kaizen.
Blitz
kaizen
26

27. Introdução
• Motivação •
Ø Características de Blitz Kaizen:
• Modificações ou aquisições imediatas de equipamentos
e serviços;
• As alterações de processos e layouts precisam ser
validadas fisicamente;
• O mapeamento do estado futuro é focado em dados
instantâneos ou médias (dados históricos) para cálculos
em planilhas eletrônicas.
2 >> Explorar o potencial de ferramentas de
simulação

28. Fundamentação Teórica
• Processo de Simulação •
Sistema
Modelo = representação
Componentes de um Sistema
28

31. MD- Simulação de linha de montagem
É destinado para otimizar tanto a
engenharia de processo quanto o
processo de fabricação e montagem,
permitindo ao usuário simular e validar o
planejamento do processo de fabricação
quando for necessário .
Fonte:

34. Fonte: Implantação do conceito
Recomendado apenas para linhas de
Produção ($)
Scan – Situação Atual Documentação Scan – “As build”
Utilizado em Apresentações
Análises do modelo 3D: Simulações e Animações
2D/3D Layout
interferências

35. Fonte: Metodologia do Planej. Processos
Planej.Processos
üProcessos padrão (SVD)
Produto
Produto
ü Árvore do Produto
Layouts de processo
ü 2D & 3D
ü Predial e infra-estrutura
Processo Recurso
Simulações de processo
ü Analise
Recursos
ü Simulações
ü Meios produtivos
ü Ergonomia
ü Investimentos
ü Relatorios

36. Fonte: Bibliotecas e padrões
Bibliotecas Padrões
§ Robos § Meios de produção § Humanos § SVD § MTM § etc...
SVD 3097 – Montar ...
Audi 350 3 min
Audi D3 5 min
Vantagens :
ü Aumenta produtividade do planejamento ü Reutilização de meios produtivos
ü Viabiliza padrões a nível do grupo VW ü Permite estudos comparativos entre modelos

37. Fonte: Desafios
• Quebra de paradigmas;
• Organização da cadeia de informações;
• Integrar informações e atividades de diferentes grupos de trabalho (processo);
• Definição do método de trabalho;
• Estabelecer parcerias com fornecedores de tecnologia (UGS,T-Systems, Bentley, Dassault).
Produto Fabrica
virtual Digital
Tecnologia
Metodo
Processo
Organização
Humano
Fatores

38. Nossos desafios na indústria
Conclusões parciais

39. Entendendo o segmento
Capacidade de P&D
A discussão hoje em dia deve estar pautada em projeto para
manufatura
“...Engenheiros devem ser formados com alta qualidade, caracterizada por sólidos
conhecimentos de física, matemática e química. Devem ainda ter capacidade de
trabalhar em equipes multidisciplinares e, também, senso de responsabilidade ética
e profissional...“
(Aquilino Senra Martinez é vice-diretor da Coppe/UFRJ )

40. Entendendo o segmento automotivo China/India:
Capacidade de P&D
• A China com corpo de 1,8 milhões de engenheiros forma 300 mil
por ano
• India com 450 mil engenheiros forma 200 mil por ano
• No Brasil, as grandes empregadoras, com mais de 100
engenheiros, são apenas 2,8% do total.
• Brasil forma 23 mil engenheiros por ano
• Russia forma 100 mil engenheiros por ano
• Brasil 6 engenheiros/1000 profissionais ativos
• França 15 engenheiros/1000 profissionais ativos
• EUA e Japão 25 engenheiros/1000 profissionais ativos
“...Engenheiros devem ser formados com alta qualidade,
Fonte: BCG Report 2008 caracterizada por sólidos conhecimentos de física, matemática e
química. Devem ainda ter capacidade de trabalhar em equipes
multidisciplinares e, também, senso de responsabilidade ética e
profissional...“
(Aquilino Senra Martinez é vice-diretor da Coppe/UFRJ )

41. Interface Industrial
Modelagem de Tecnologias de Metrologia e Gerenciamento
sistemas de manufatura qualidade do ciclo de vida
manufatura do produto
Prof. E. Villany Prof. J. Gomes Prof. R. Suterio Prof. L. Trabasso
ITA ITA INPE ITA
Coordenador
Fundamentos de Tecnologias Gerenciamento Desenvolvimento
mecatrônica dos da qualidade e do ciclo de vida
processos metrologia do produto
Interface acadêmica

42. OBRIGADO!
Prof. Jefferson Oliveira Gomes, Dr. Eng
e-mail: gomes@ita.br
jgomes@dn.senai.br