Abordagem prática para controlar perdas na fabricação

Os fabricantes estão sempre em busca de maneiras para maximizar a produtividade e a eficiência. Hoje, esses esforços envolvem programas de alto nível que empregam palavras da moda, como computação em nuvem, fabricação orientada aos dados, sistemas físicos virtuais e Indústria 4.0. Essas iniciativas avançadas são excelentes conceitos e podem produzir resultados impressionantes. No entanto, a realidade da fabricação muitas vezes interfere na implementação de tais planos ambiciosos, e uma realidade crítica é a falta de controle de desperdícios no processo de fabricação.

 

Antes de discutir digitalização e otimização, é necessário que o fabricante examine suas operações, determine onde os desperdícios estão e desenvolva métodos para reduzi-los ou eliminá-los. O controle de desperdícios é o primeiro passo na preparação de uma empresa de produção voltada à adoção de estratégias de produção inteligentes e sofisticadas. 

 

Figura 1 - imagem total de todos os elementos e como eles se relacionam e interagem em uma fábrica (PRÓXIMA ETAPA - modelo e conceito).

 

Princípios Básicos de Economia na Produção - Fabricação consiste em uma série de processos de transformação. Uma produção transforma matéria-prima em peças acabadas ou semiacabadas através de uma série de operações de transformação individuais, como forjamento, soldagem ou usinagem. Diversos elementos compõem cada operação. Os elementos básicos de usinagem, por exemplo, incluem a ferramenta de corte, dispositivos de fixação e líquidos de refrigeração. Juntos, esses elementos formam um sistema de usinagem que tem o apoio dos equipamentos e componentes relacionados em um sistema de produção.

 

Funções de planejamento, programação e gestão econômica cercam o sistema de produção para formar um ambiente de produção. O elemento-chave de um ambiente de produção são as pessoas. Embora a produção hoje use amplamente computadores, robôs e outras tecnologias avançadas, as pessoas tomam as decisões que controlam o ambiente em geral.

 

O processo de usinagem é baseado em detalhes de aplicação técnica referentes à seleção da ferramenta, condições de corte, programação, materiais e fixação. Outros detalhes importantes incluem requisitos de volume de produção e a qualidade especificada das peças acabadas.

 

A associação de detalhes de aplicação técnica com preocupações econômicas é chamada de economia de produção. O objetivo da ciência da economia de produção é equilibrar todos os fatores envolvidos. Enquanto elementos técnicos produzem resultados desejados em termos de qualidade da peça, quantidade e pontualidade, as operações devem ser executadas por um custo que faça a empresa prosperar.

 

Encontrar um equilíbrio entre resultado e custo na usinagem é um processo de três fases. A primeira fase é estabelecer um processo de usinagem confiável. É essencial minimizar ocorrências inesperadas, tais como ferramentas quebradas, cavacos sem controle e peças que acabam destruídas. Uma produção estabelece a confiabilidade operacional, pois escolhe ferramentas com capacidade de carga que atendem ou excedem as cargas mecânicas, térmicas, químicas e tribológicas geradas no processo de usinagem.

 

Figura 2 - Modelo de usinabilidade total desenvolvido na ETAPA.

 

A fase dois na obtenção de uma economia de produção equilibrada envolve escolher as condições de corte que refletem restrições impostas sobre o processo de usinagem por circunstâncias reais. A capacidade teórica de uma ferramenta de corte é ampla. Mas a realidade específica da produção restringe a gama de parâmetros de aplicação eficientes.

 

Por exemplo, os recursos e o desempenho de uma ferramenta variam de acordo com a quantidade de potência exercida pela ferramenta de usinagem que a aplica, as características de usinagem do material ou a configuração de uma peça que pode ser propensa à vibração ou distorção. Embora haja uma vasta seleção de condições de corte que funcionam na teoria, infelizmente as restrições impostas pela realidade acabam estreitando a gama de opções livres de problemas.

 

A Figura 3 ilustra uma grande seleção ou volume de velocidades de corte, profundidades de corte e avanços que se esculpiram em uma pequena seleção e um volume reduzido em reconhecimento de várias realidades de uma aplicação específica de corte. 

 

Figura 3 - ilustração em 3D que mostra a coleta de todas as combinações de condições de corte que podem ser usadas dentro das limitações que vêm do ambiente de corte.

 

Aplicar as condições de corte fora das restrições de aplicação da situação específica gera consequências econômicas negativas, incluindo custos mais altos e produtividade menor. Talvez, 90% dos problemas observados durante a usinagem resultam de uma falta de respeito pelas restrições que a realidade da produção impõe sobre o processo de corte.

 

Quando as condições de corte não excedem as exigências impostas pela realidade da produção, a operação é segura, do ponto de vista técnico. Entretanto, nem toda combinação tecnicamente segura de condições de corte produz o mesmo resultado econômico. Alterar as condições de corte muda o custo do processo de usinagem. Passar para condições de corte mais agressivas, ainda tecnicamente seguras, aumenta o rendimento de peças acabadas, mas depois de certo ponto, a produtividade tende a cair, pois os parâmetros de corte mais agressivos também resultam em vida útil mais curta. O rendimento das peças ao longo do tempo também cai, pois mais tempo será necessário para a troca das ferramentas gastas.

 

Em algum lugar, existe uma combinação de condições de corte que resultam em um equilíbrio entre resultado produtivo e custo de fabricação. A figura 4 mostra a relação entre as condições de corte, a produtividade e os custos de ferramentas e máquinas. (O gráfico se concentra somente em elementos que variam conforme as mudanças das condições de corte - material, despesas e custos de administração e engenharia não estão incluídos.) Condições mais agressivas estão do lado direito dos eixos, e maior produtividade, na parte superior. A faixa azul-claro no meio do gráfico indica onde as condições de corte produzem uma combinação balanceada de produtividade (rendimento mais alto) e economia (custo mais baixo).

 

Figura 4 - relação entre as condições de corte, produtividade e custos de usinagem. Esta figura mostra um modelo simplificado, não levando em conta os fatores de desperdícios.

 

Portanto, a terceira fase na obtenção de uma economia de produção equilibrada envolve determinar a combinação ideal de condições de corte de determinada situação. É essencial levar em conta todos os fatores nas operações de usinagem para estabelecer um domínio funcional em que os parâmetros de corte forneçam os níveis desejados de produtividade e economia.

 

O efeito dos desperdícios sobre a economia de produção - Infelizmente, os elegantes métodos científicos de uma economia de produção equilibrada operam à mercê de desperdícios no sistema de fabricação. O desperdício destrói o equilíbrio e ocorre de muitas formas. Por exemplo, é um desperdício de energia e potência quando uma ferramenta de usinagem de 60 kW é usada em uma aplicação contínua que exige apenas 15 kW. Em outra situação, quando peças acabadas não atendem aos níveis necessários de qualidade, o tempo, o dinheiro e os recursos investidos no processo são desperdiçados em busca de um resultado inaceitável. Da mesma forma, a fabricação de peças que desnecessariamente excedem níveis essenciais de qualidade é algo dispendioso, porque atingir maior qualidade faz elevar o custo.

 

Uma ocasião menos óbvia e menos compreendida de desperdício é a subutilização ou o mau uso de recursos intelectuais. Certas pessoas em uma empresa podem ter conhecimentos ou habilidades que ajudem a empresa a alcançar suas metas, mas, por razões que variam desde falta de comunicação até políticas intracorporativas, esses conhecimentos e habilidades não são compartilhados e, portanto, vão para o lixo.

(*) Para ler a segunda e última parte deste artigo clique no link abaixo

Abordagem prática para controlar perdas na fabricação II

 

Fonte: Revista Usinagem Brasil

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