M.A.P.A. - SIMULAÇÃO DE PROCESSOS PRODUTIVOS
Olá, futuro Engenheiro(a) de Produção!
Estamos na reta final da disciplina de Simulação de Processos Produtivos, e com este MAPA você terá a oportunidade de praticar um pouco do que estudamos e aprendemos durante essas nove semanas.
Vamos lá!?
SIMULANDO UMA FÁBRICA DE RODAS
O setor de PCP (Planejamento e Controle de Produção) da FAMA Ferroviária Ltda. precisa conhecer os parâmetros do seu processo de montagem de rodas. Para isso, você, como responsável pelo
setor, descreveu o sistema da seguinte maneira:
Descrição do Processo: o processo de montagem das rodas tem início com a chegada do eixo e da engrenagem no setor de Prensagem 1, seguindo uma distribuição EXPO(20) minutos. Inicialmente o eixo e a engrenagem são prensados em uma Prensa 1 e são encaminhados para a montagem do tubo central, a qual é realizada por um montador. Em seguida, a primeira e a segunda roda também são prensadas, mas agora por uma Prensa 2.
Após essa sequência de processos no setor de Prensagem 1, o conjunto segue para o setor de Qualidade, em que o produto passa por um primeiro teste da qualidade. Após o teste, em média 95% dos produtos são aprovados e encaminhados para o setor de Lubrificação, e quando reprovados, eles passam por um processo de revisão. As atividades realizadas no setor de Qualidade, como primeiro teste e revisão, são realizadas por um analista da qualidade.
Após a revisão é avaliada a necessidade do conjunto voltar para a o setor de Prensagem 1 (prensagem do eixo e engrenagem). Em média, 20% dos produtos não precisam retornar para a prensagem do eixo e engrenagem; e deles, 90% são liberados para seguir para o processo de lubrificação; e os outros 10% são segregados. Após o processo de lubrificação, que é realizado por um operador de lubrificação, o conjunto segue para o setor de Prensagem 2, no qual acontece a prensagem dos rolamentos, realizada por uma terceira prensa.
Em seguida, o conjunto passa pelo segundo teste da qualidade, que é realizado no setor de Qualidade pelo mesmo analista da qualidade que realiza o primeiro teste de qualidade. Em média, 97% dos itens são aprovados no segundo teste da qualidade e seguem para o estoque, os demais são encaminhados para a segregação.
Você já conhece a distribuição que melhor representa o comportamento de alguns de seus processos, como mostra a Tabela 1, em minutos:
Como você não conhecia a distribuição dos tempos de montagem do tubo central e de lubrificação, você foi a campo e, durante as observações, coletou os tempos de processamento descritos na Tabela 2, em minutos:
FASE 1
Como você não tem a distribuição de probabilidade que melhor se ajusta aos dados para todas as operações do processo, encontre qual expressão representa melhor o comportamento dos dados da montagem do tubo central e da lubrificação. Para isso, utilizando os dados coletados da Tabela 2, crie um arquivo de texto para cada operação, e utilizando o Input Analyzer, no ARENA, ajuste as distribuições de probabilidade para encontrar as expressões que melhor representam o processo de montagem do tubo central e da lubrificação. Mostre também qual foi a função que obteve maior erro quadrático ao ajustar os dados. Deixe claro na resposta as funções encontradas e os gráficos de histogramas gerados pelo Input Analyzer (prints).
FASE 2
Agora, já conhecendo o comportamento dos dados de todas as operações, você decide simular o processo produtivo no software ARENA. Para isso, você se lembra que precisa considerar também os tempos de deslocamentos que ocorrem entre alguns setores.
- Entre setor da Prensagem 1 e setor da Qualidade: 2 minutos.
- Entre setor da Qualidade e setor de Lubrificação: 3 minutos
- Entre setor de Lubrificação e Prensagem 2: 3 minutos.
- Entre setor de Prensagem 2 e setor da Qualidade (utilizar uma segunda entrada para o setor de qualidade):
6 minutos.
Elabore uma simulação no software ARENA com duração de 24 horas e com unidade de Tempo Base em minutos e responda:
a) Apresente uma imagem do fluxograma gerado após a simulação no ARENA.
b) Qual foi a quantidade de entidades (exemplo: conjunto, rodas, pedido, depende do nome que você
adotar para tal entidade) que entrou e saiu do processo? Dessas saídas, qual foi a quantidade que foi segregada e a quantidade que foi para o estoque?
c) Qual foi a quantidade de entidades (exemplo: conjunto, rodas, pedido, depende do nome que você adotar para tal entidade) que necessitou retornar para a Prensagem 1, após o processo de revisão?
d) Qual o tempo médio de fabricação de uma entidade? Apresente a imagem do relatório que contém essa informação.
e) Qual o tempo médio de transferência de uma entidade entre os setores do sistema? Apresente a imagem do relatório que contém essa informação.
f) Qual o tamanho médio das filas e tempo médio de espera nas filas? Apresente a imagem do relatório que contém essa informação. Qual operação possui maior número médio de entidades aguardando na fila? E qual o tempo médio e máximo de espera nessa fila?
g) Qual a taxa de ocupação de cada recurso em percentual? Qual recurso está mais sobrecarregado e qual recurso está mais ocioso? Apresente a imagem do relatório que contém essas informações.
FASE 3
Qual é o gargalo atual do processo e por quê? O que acontece com a proporção das saídas, com a formação de filas e com a utilização dos recursos, se você aumentar um recurso na operação que é gargalo? (Apresente uma imagem do fluxograma gerado após a simulação no ARENA). Na sua opinião, vale a pena aumentar esse recurso? Explique a sua resposta.
Bom trabalho!
MAPA – SINAIS E SISTEMAS LINEARES – 52/2023
A compreensão intuitiva e heurística dos conceitos relacionados aos fenômenos e significados físicos são aplicações de resultados matemáticos que podemos observar dentro do conceito da disciplina de sinais e sistemas lineares.
A disciplina de sinais e sistemas lineares representam uma parte significativa de nossas vidas, e nós enquanto engenheiros estamos apitos a reconhecermos os fenômenos físicos que constituem as aplicações diárias das quais vivenciamos.
Questão 01:
Vimos em nossas aulas alguns exemplos de sinais e de sistemas de forma introdutória, na qual um dado sinal de entrada que possui uma informação quando processado passa a apresentar essa informação em sua saída, essa informação é processada por meio de um sistema que vem possibilitar a compreensão desse determinado sinal.
Vimos alguns exemplos de sinais e sistemas, como sinais e sistemas de comunicação, telecomunicação, processamento digital de imagens, sinais biológicos, sinais digitais e entre outros.
Com suas Palavras, apresente um exemplo de sinal e sistema, de forma breve descrevendo o processo do sinal. (Caso tenha alguma dúvida, dê uma olhada no vídeo explicativo da atividade Mapa, lá apresento um exemplo).
Questão 02:
a) Determine a Série de Fourier da Função e descreva se o sinal é par ou ímpar:
Figura 1 - Gráfico da função f(x)
Fonte: O Autor.
b) Determine a Série de Fourier da Função e descreva se o sinal é par ou ímpar:
Figura 2 - Gráfico da função f(x)
Fonte: O Autor.
c) Determine a Série de Fourier da Função:
v
Figura 2 - Gráfico da função f(x)
Fonte: O Autor.
Questão 03:
Determine a transformada de Laplace dos seguintes sinais:
Questão 04:
Determine a transformada Z dos seguintes sinais:
Questão 05:
Os sistemas de controle são uma parte integrante da sociedade. Um sistema de controle consiste em subsistemas e processos (ou plantas) construídos com o objetivo de se obter uma saída desejada com um desempenho desejado e uma entrada especifica.
Dentre as vantagens de se utilizar e se ter um sistema de controle temos: amplificação de potência, controle remoto do sistema, conveniência da forma de entrada e compensação de perturbações.
Por exemplo o uso de robôs, que vem sendo projetados para a substituição de atividades humanas que requerem um determinado grau de periculosidade, além disso os sistemas de controle também são úteis em locais remotos, nos quais a presença humana se torna inviável.
Já as configurações para um sistema de controle, é possível encontrarmos sistemas em malhas abertas e fechada. Essas configurações são como a arquitetura, a sua estrutura interna do sistema, sendo o seu funcionamento a parte que controla o sistema.
De acordo com a figura abaixo, explique com suas palavras cada item do sistema de controle:
Figura 4 - Sistema de controle
Fonte: O Autor.
Bons Estudos.
MAPA - SISTEMAS DISTRIBUÍDOS E REDES - 52/2023
“A automação envolve a implantação de sistemas interligados e assistidos por redes
de comunicação, compreendendo sistemas supervisórios e interfaces homem- máquina que possam auxiliar os operadores no exercício da supervisão e da análise dos problemas
que porventura venham a ocorrer.”
A respeito dos protocolos de redes usados em plantas industriais, defina:
a) Os protocolos HART e CAN.
b) A diferença entre os protocolos MODBUS RTU, ASCII e TCP.
c) Quando usar o PROFIBUS DP e quando usar o PROFIBUS PA.
MAPA – USINAGEM E CONFORMAÇÃO – 52/2023
M.A.P.A. – Usinagem e Conformação
Etapa 01 – Conformação - Estampagem
O processo de estampagem por corte é usado na obtenção de formas geométricas em chapas por meio de uma ferramenta de corte, ou punção de corte, por intermédio de uma prensa exercendo pressão na chapa apoiada numa matriz.
Os principais parâmetros a serem considerados na operação de estampagem por corte são: aproveitamento máximo da chapa; folgas entre punção (macho) e matriz; forças envolvidas na operação; dimensionamento da matriz; e escolha de molas para prensa.
- 1 Descreva as etapas do processo de estampagem profunda
1.2 Descreva o controle do processo de estampagem
Para um engenheiro mecânico que trabalha na área de conformação mecânica é de extrema importância conhecer as formas de controle de processo. Com isso, descreva como pode ser feito essa etapa.
1.3 Aproveitamento da chapa em estampagem por corte
Você como um engenheiro de uma empresa conformação mecânica foi solicitado para otimizar o processo de estampagem por corte, em relação ao aproveitamento máximo da chapa, para a seguinte peça.
Logo, determine folga mínima entre peça e a da borda da chapa, em uma chapa de 1 m x 1 m, com uma espessura de 0,35 mm.
Etapa 02 – Usinagem
A usinagem é, de fato, o mais importante dos processos de fabricação. Ela descreve, já em seu nome, uma variedade de processos de remoção de material, como furação, torneamento, fresamento, etc., nos quais uma ferramenta de corte remove material indesejado de uma peça, na forma de cavacos, a fim de produzir o formato desejado.
Suponhamos que você é da equipe de manutenção de uma empresa no ramo de metalmecânica. Determinado dia, chegou uma ordem de serviço para realizar a produção do seguinte eixo, representado no desenho técnico abaixo.
Inicialmente, será necessário utilizar um torno mecânico universal para fabricar a peça. Para isso, é preciso calcular os parâmetros de usinagem necessários e definir uma sequência lógica de torneamento.
No entanto, a empresa adquiriu recentemente um novo torno CNC e a equipe está passando por um treinamento para utilizá-lo. Com isso, decidiu-se construir os sistemas de coordenadas para a fabricação da peça nesse novo equipamento.
2.1 Usinagem Convencional
2.1.1 Parâmetros de Usinagem
Calcular todos os RPM necessários para a usinagem do eixo, tanto de desbaste como para acabamento, identificando os diâmetros de cada processo.
Considerações:
Material Bruto: Aço SAE1045 – Ø150 x 300 mm Desbaste: Considerar VC 115 m/min.
Acabamento: Considerar VC 100 m/min. 1 mm para acabamento
2.2 Processos de torneamento
De acordo com o desenho técnico, analise e descreva toda a sequência lógica de operações de usinagem (torneamento) a serem realizadas.
Exemplo:
Prender peça, Facear topo, Tornear diâmetro de... (desbaste) Tornear diâmetro de... (Acabamento) Virar peça, Facear comprimento, Etc…
2.2 Usinagem CNC
2.2.1 Sistemas de Coordenadas
O sistema de coordenadas na usinagem CNC é essencial para controlar a posição da ferramenta em relação à peça, com base em um plano cartesiano com eixos X, Y e Z. Isso permite que o operador defina precisamente a posição e trajetória da ferramenta. Existem dois tipos de coordenadas: absolutas e incrementais, que são escolhidas de acordo com a aplicação específica e as preferências do operador.
Logo, construa uma tabela identificando as coordenadas absolutas e incrementais necessária para produzir o eixo da Figura 3, utilizando um torno CNC.
