Produção Celular

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Introdução à Produção Cellular

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Produção Celular

  1. 1. MUDANÇAS NAS ESTRATÉGIAS DE FABRICO LAYOUTS ESPECIALIZADOS E TECNOLOGIA DE GRUPO JOÃO PAULO PINTO – COMUNIDADE LEAN THINKING © João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 2 de 52 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO FORMAS DE TRABALHAR High Flexibility Flexibilidade Job Shop, Functional Layout volume Continuo Number of Products per system UNIDADES POR SISTEMA Manufacturing Cell Mass production (repetitivo) Productivity Produtividade Batch production (lotes) Flexible Manufacturing Systems (FMS) Job shop Transfer lines, Flow Line and Dedicated Projecto Small batch and systems one-of-a kind production Small to medium batch production Low Mass production Custo por unidade Low High PRODUÇÃO ANUAL Annual Unit Production João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 3 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 4 de 52 de 52
  2. 2. EXEMPLOS DE LAYOUTS Projecto Lotes Massa Contínuo LAYOUT FUNCIONAL Functional / Process layout Productos Unique Made to order Made to stock Commodity Cliente Singly Few individuals Mass market Mass market Procura Infrequent Fluctuates Stable Very stable Volume Very low Low to med High Very high Milling Turning Grinding Measuring Variedade Infinite Many, high Low Very low Sistema Long-term Intermittent Flow lines Process industry LAYOUT CELULAR Cellular layout Equipmento Varied General-purp. Special-purp. Highly automated Conhec/ Experts Wide range Limited range Equipment craftspeople monitors Vantagens Custom work Flexibility Efficiency Highly efficient Cell 1 Cell 2 Cell 3 quality speed, low cost large capacity Desvantg Nonrepeating Costly, slow Capital invest. Difficult to change Line / Flow layout LAYOUT EM LINHA OU POR PRODUTO Exemplo Construction Printing, bakery Autos, TV’s Paint, oil, food Operation 1 Operation 2 Operation 3 Operation 4 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 5 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 6 de 52 de 52 Estrátégias de fabrico Perspectiva Tradicional - tradeoffs Delivery/Service Quality Cost Flexibility Innovation very few each products and Very many and low volumes Many products volumes and medium Many products volumes and high Several products volume very high One product and Vs layouts • As empresas convencionais escolhem o tipo Functional Layout de processo através do equilíbrio entre Flow extremely varied Job Shop VP VP VP VG VG eficiência e variedade; Cellular Layout Batch   Flow varied with P P P G G • As empresas Lean (magras) procuram Flow patterns    Line Flow Layout Operator paced Assembly VP G VP G P maneiras de ter ambas; Flow mostly regular Line Flows Line Flow Layout G VG VG VP VP • Fabricas especializadas e a tecnologia de Machine paced Flow regular High Volume Mfg (HVM) Continuous Flow Flow rigid G VG VG VP VP grupo são meios de alcançar isto. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 7 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 8 de 52 de 52
  3. 3. Solução gráfica Análise Break-Even para a selecção do processo $5,000 Break-even $25,000 Point $4,000 Cost $20,000 Process B Dollars Dollars $3,000 $15,000 $2,000 $10,000 Revenue Process A $1,000 $5,000 $0 $0 400 0 1000 2000 3000 4000 Units Units João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 9 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 10 de 52 de 52 TIPOS BÁSICOS DE LAYOUTS Layouts Híbridos • Layout de Processo • Layout Celular – Máquinas agrupadas de acordo com o processo de – Máquinas agrupadas em células; executam (tb conhecido como grupos homogéneos); • Flexible Manufacturing Systems • Layout de Produto – Sistemas de transporte e de transformação – Arranjo linear de estações de trabalho para automáticos; produzir/montar um dado produto; • Linhas de montagem em Mixed-model • Layout de Posição Fixa – Usado em situações/projectos em que o produto – Produz uma variedade de modelos numa não se pode mover. linha. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 11 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 12 de 52 de 52
  4. 4. LAYOUT FUNCIONAL OU POR PROCESSO LAYOUT POR PRODUTO Tornos Fresadoras Furação e Corte L L M M D D D D IN L L M M D D D D L L G G G P L L G G G P Pintura OUT Soldadura L L Recepção e A A A expedição Montagem João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 13 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 14 de 52 de 52 COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO PRODUCT LAYOUT PROCESS LAYOUT PRODUCT LAYOUT PROCESS LAYOUT 8. Stocks Low in-process, High in-process, 1. Descrição Sequential arrangement Functional grouping high finished goods low finished goods of machines of machines 9. Armazéns Small Large 2. Tipo de Processo Continuous, mass Intermittent, job shop 10. Movimentação Fixed path Variable path production, mainly batch production, de Materiais (conveyor) (forklift) assembly mainly fabrication 11. Espaços Narrow Wide 3. Produto Standardized Varied, 12. Programação Part of balancing Dynamic made to stock made to order 13. Decisão do Layout Line balancing Machine location 4. Procura Stable Fluctuating 14. Meta Equalize work at Minimize material 5. Volume High Low each station handling cost 6. Equipamento Special purpose General purpose 15. Vantagem Efficiency Flexibility 7. Colaboradores Limited skills Varied skills João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 15 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 16 de 52 de 52
  5. 5. LAYOUT CELULAR TIPOS DE LAYOUTS HÍBRIDOS  Identifica famílias de produtos com fluxos de • Layout Celular produção similares;  Agrupa maquinas em células e de acordo com • Flexible Manufacturing Systems as famílias de produtos;  Arranja as células de forma a minimizar o movimento/transportes dos materiais; • Linhas de montagem em Mixed-model  Localiza as máquinas partilhadas em pontos centrais de forma a servir a células e a minimizar transportes e stocks. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 17 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 18 de 52 de 52 FLEXIBILIDADE NUMA CÉLULA EM U Redução de Redução de Aumento de Volume 30% do 60% do 60% do actual volume volume volume = 30% = 60% = 60% menos menos mais pessoas pessoas pessoas João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 19 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 20 de 52 de 52
  6. 6. EXPLORAR TECNOLOGIA DE GRUPO PROCESSAMENTOS SIMILARES • Agrupa produtos similares em famílias de • Peças que partilhem os mesmos passos de acordo com: processamento podem ser agrupadas e – Necessidades de produção; processadas numa área especializada; – Características de desenho. • Em certas situações, as peças podem ser re- Existe um variedade de sistemas de desenhadas de forma a que os passos de classificação e codificação para a atribuição das processamento passem a ser idênticos. famílias. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 21 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 22 de 52 de 52 EXPLORAR ASPECTOS SIMILARES LAYOUTS DE AO NÍVEL DO DESIGN FUNCTIONAL FÁBRICAS ESPECIALIZADAS • Linhas com fluxos especializados • Variedade desnecessária é desperdício! – Quando as peças têm a mesma sequência de • Isto acontece porque os designers insistem em fabrico/montagem e os tempos de processamento re-inventar a roda em vez de usar formas já não variam muito; existentes (isto denota um grande • Células de trabalho distanciamento entre a Engenharia do Produto e – Mais flexíveis, quando as peças exigem grandes a Engenharia de Produção – os métodos de DFM diferenças; podem ajudar); • Centros de trabalho especializados • A Tecnologia de Grupo pode ajudar a encontrar – Utilizados quando não se torna prático o re- designs similares, e encoraja a racionalização do arranjo das máquinas; design e a re-utilização. – maquinas individuais são dedicadas ao fabrico ou montagem de famílias específicas. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 23 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 24 de 52 de 52
  7. 7. AS CÉLULAS DE PRODUÇÃO SÃO FORMADAS APLICANDO A TECNOLOGIA DE GRUPO (GT) ESTABELECER GRUPOS E FAMÍLIAS • Agrupamentos de Famílias de Produtos – Peças desenhadas; • Codificação e classificação – Peças Produzidas. – Usar os códigos da GT; • Agrupamento de peças em Famílias • Análise de grupos – Inspecção visual; – Através da inspecção visual dos processos e – Inspecção das rotas de fabrico; planos de fabrico; – Classificação de peças. • Análise de atributos: • Production Flow Analysis (PFA) – Design; – Similar à análise de grupos (cluster analysis) – Manufacturing; – Recorre a matrizes para identificar clusters. – Combinação de ambos. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 25 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 26 de 52 de 52 LAYOUT ROUTING MATRIX FUNCIONAL ORIGINAL MÁQUINAS PEÇAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 M O N T A G E M A X X X X X 4 6 7 9 B X X X X C X X X 5 8 D X X X X X 2 10 12 E X X X 1 3 11 F X X X G X X X X A B C MATÉRIA–PRIMA H X X X João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 27 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 28 de 52 de 52
  8. 8. REORDENAÇÃO DA CÉLULAS SOLUÇÃO: LAYOUT CELULAR PEÇAS MÁQUINAS 1 2 4 8 10 3 6 9 5 7 11 12 M O N T A G E M A X X X X X 8 10 9 12 D X X X X X F X X X 11 4 Cell1 6 C X X X Cell 2 Cell 3 G X X X X 7 B X X X X 2 1 3 5 H X X X Matéria Prima A C B E X X X João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 29 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 30 de 52 de 52 PESO BINÁRIO EXEMPLO: Considere 5 maquinas e 10 componentes (partes). 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 Procure fazer o agrupamento em células... Componentes Components Equiva Maquinas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Machines 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 décimal M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1007 M2 1 1 1 1 1 M2 1 1 1 1 1 451 M3 1 1 1 1 M3 1 1 1 1 568 M4 1 1 1 1 1 1 455 M4 1 1 1 1 1 1 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 1020 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 31 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 32 de 52 de 52
  9. 9. Binary weight Binary weight 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 Components Components Binary Machines 1 5 7 2 3 4 8 6 9 10 Decimal Binary Machines 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 weight equivalent weight 24 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 1020 24 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1019 23 M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 M3 1 1 1 1 900 22 M3 1 1 1 1 21 M4 1 1 1 1 1 1 123 21 M4 1 1 1 1 1 1 20 M2 1 1 1 1 1 115 20 M2 1 1 1 1 1 Decimal equivalent 28 28 28 27 27 27 26 20 11 11 Decimal equivalent 28 27 27 27 28 20 28 26 11 11 Table 4 Table 3 33 34 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © de 52 de 52 6. S Order Travel h 13. Circ ort Buf uit T fe r est 12. Tap i ng 7. P Positioning re-T est Order Travel 1. Tubes 10. Buffer 8. P 1ry Winding rote ctiv 2. Unprotected Pre-Test e Ta Taping 5. 2ry Winding ping Cores 3. Pr ot ec ti on Protective 9. P Taping osit 2ry Winding ioni n g 4. Taping 11. Buffer 1ry Win Taped Cores Kanban di ng João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 35 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 36 de 52 de 52
  10. 10. AS CÉLULAS DE FABRICO SÃO DESENHADAS PARA PRODUZIREM FAMÍLIAS DE PRODUTOS PRODUÇÃO CELULAR “Uma célula é um grupo de processos  concebido para produzir uma família de  partes/peças de uma forma flexível.  Produção celular é a aplicação da tecnologia de grupo à totalidade ou parte O movimento de materiais segue a lógica de  uma peça uma atrás da outra. Pequenos lotes  da empresa no qual o sistema de fabrico são transferidos entre células.  é convertido em células. Os colaboradores nas células dominam  múltiplos conhecimentos e podem transitar  entre células.” João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 37 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 38 de 52 de 52 As vantagens da produção VANTAGENS DE em célula são inumeras! LAYOUTS ESPECIALIZADOS • Redução de:  70 – 95% redução do WIP; – Tempos de setup;  65 – 80% redução dos tempos de setup; – WIP;  70 – 90% redução no lead time; – Stocks; – Movimentações.  75 – 90% redução em transportes; • Melhorias em:  20 – 56% redução em espaço ocupado; – Qualidade  90% redução de ordens atrasadas – Fluxo de materiais  Melhor utilização dos recursos humanos; – Utilização de máquinas  Melhor controlo; e de espaços – Moral e envolvimento das  Facilidade na automação. pessoas. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 39 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 40 de 52 de 52
  11. 11. RESULTADOS DE MELHORIA ALCANÇADAS COM A PRODUÇÃO CELULAR DESVANTAGENS DE LAYOUTS ESPECIALIZADOS  Dificuldade na definição de famílias;  Dificuldade no balanceamento das células e baixa utilização do equipamento;  Duplicação de equipamentos (de forma a apetrechar as células);  Dificuldade em receber produtos que não encaixam em nenhuma das células;  Investimento inicial elevado. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 41 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 42 de 52 de 52 CLASSIFICAÇÃO POR Atributos do desenho GT: CODIFICAÇÃO – Formas e dimensões internas e externa; – Rácio de aspecto; Processo sistemático para estabelecer – Tolerância dimensional; uma valor alphanumérico para – Acabamento superficial; componentes com base em atributos (de – Função da peça. Atributos de fabrico: – Processos primários; desenho ou de fabrico). – Processos secundários e acabamento; – Tolerâncias dimensionais e acabamento superficial; – Sequência das operações; – Ferramentas, moldes, e equipamento; – Quantidades e taxas de produção. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 43 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 44 de 52 de 52
  12. 12. Policódigo: cada digito é independente A FIGURA QUE SE SEGUE ILUSTRA A ESTRUTURA DE UM MONOCÓDIGO Nº de características que podem ser armazenadas num monocódigo: 101 + 102 + 103 + 104 + 105 =111110 Nº de características que podem ser armazenadas num policódigo: 10 + 10 + 10 + 10 + 10 = 50 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 45 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 46 de 52 de 52 A FLEXIBILIDADE DO SISTEMA DE PRODUÇÃO PODE SER MEDIDA SOB VÁRIAS DIMENSÕES • FLEXIBILIDADE DO EQUIPAMENTO FLEXIBLE capability of the machines in performing a variety of processes on different parts; MANUFACTURING SYSTEMS • FLEXIBILIDADE DAS ROTAS DE FABRICO alternative routings; • FLEXIBILIDADE DO PROCESSO “Um sistema de fabrico re-programável cope with changes in the product mix by multipurpose, adaptable CNC machines; capaz de lidar com uma grande • FLEXIBILIDADE DO PRODUTO variedade de partes/peças, usando ability to change quickly and economically to producing new products; tecnologia flexível (ex. automated • FLEXIBILIDADE PRODUTIVA ability to produce a range of products without adding major material flow, CAM e CAE).” investments in equipment; • EXPANSÃO ability to change the manufacturing system for accommodating a changed product envelope. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 47 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 48 de 52 de 52
  13. 13. UM FMS SUBDIVIDE-SE EM ESTRUTURA DE CONTROLO SUB-SISTEMAS FÍSICOS E DE CONTROLO Enterprise HIERARQUICO NUM SISTEMA FMS Management • Equipamento físico Strategic Planning & Control – Máquinas CNC, sistema DNC; Facility/Plant Control – Automated tool handling and storage – Automated material-handling (AS/SR); FMS – Robots, AGV’s, etc. (Shop Floor Control) • Sistema de Controlo (computadores e plc’s) – Central ou hierarquico. FMC (Cell Control) FMC (Cell Control) FMC (Cell Control) Centralised computer Workstation Workstation Workstation Control Control Control Operational Real- time Control Level 2 computer Level 2 computer Level 2 computer PLC & Fieldbus systems Equipment Control João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 49 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 50 de 52 de 52 O LAYOUT DE UM SISTEMA FMS DEPENDE DO EQUIPAMENTO DE TRANSPORTE E MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS M1 M2 M3 M4 AGV AGV 7 6 8 9 M1 M2 M3 M5 M6 M7 M8 10 COMUNIDADE LEAN THINKING 1 5 PARCEIROS NA CRIAÇÃO DE VALOR Linear single-row Linear double row 2 3 4 M3 M1 M2 M3 M4 1 Unload station 6 Vertical drill M2 2 Load station 7 Milling machine M4 3 Boring mill 8 Wash station 4 Lathe with robot handling 9 Inspection station M9 M10 5 Horisontal machining centre 10 Conveyor system Rua Cupertino de Miranda, 35 - 4Dto M1 M5 R 4760 124 VN de Famalicão Loop Telf. 91.853.89.82 R Telf. 93.600.00.78/79 Fax. 211.454.136 Unloading M5 M6 M7 M8 management@leanthinkingcommunity.org Loading www.leanthinkingcommunity.org Circular Cluster João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 51 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © 52 de 52 de 52

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