MESTRADO EM ENGENHARIA INDUSTRIAL - Ufba
MESTRADO EM ENGENHARIA INDUSTRIALMANOEL MESSIAS DOMINGOS DA SILVAANÁLISE DA VIABILIDADE DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DOPROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA EMPRESA METAL –MECÂNICA EM MACEIÓ – ALAGOASSALVADOR2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAESCOLA POLITÉCNICAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA INDUSTRIAL – PEIMANOEL MESSIAS DOMINGOS DA SILVAANÁLISE DA VIABILIDADE DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DOPROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA EMPRESA METAL –MECÂNICA EM MACEIÓ – ALAGOASSALVADOR – BAHIA2017
MANOEL MESSIAS DOMINGOS DA SILVAANÁLISE DA VIABILIDADE DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DOPROCESSO DE PRODUÇÃO DE UMA EMPRESA METAL –MECÂNICA EM MACEIÓ – ALAGOASDissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduaçãoem Engenharia Industrial, Escola Politécnica,Universidade Federal da Bahia, em convênio com oInstituto Federal de Alagoas, como requisito paraobtenção do grau de Mestre em Engenharia Industrial.Orientador: Prof. Dr. Anselmo Alves BandeiraOrientador: Prof. Dr. Cristiano Hora de OliveiraFontesSALVADOR – BAHIA2017
.DEDICATÓRIAAos meus pais Antônio Domingos e Rosa Alves, pelo incomparável carinho e amor, aindaque meus olhos não possam vê-los, sei que estão em festa.
AGRADECIMENTOSA DEUS, por me abençoar a cada instante, pela misericórdia e força em cadamomento de dificuldade, por mais essa rica experiência de vida.A minha família, por sempre apoiar meus sonhos, ainda que signifique privação doconvívio familiar. Por muitas vezes, o estímulo e a compreensão de vocês foram o que meredirecionou e me fez seguir adiante. Sou muito privilegiado por ter vocês ao final de cadadia.A minha esposa e aos meus filhos, grandes incentivadores nos momentos deturbulência.Ao Professor Dr. Cristiano Hora de Oliveira Fontes que se dispôs, como membropermanente do PEI a supervisionar este trabalho.Ao Professor Dr. Anselmo Alves Bandeira, por sua orientação, paciência, sabedoria epelo seu profissionalismo e competência.Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial, pelasocialização do conhecimento.À empresa estudada que se dispôs a ajudar no que fosse necessário para a conclusãodeste trabalho.Aos amigos e colaboradores que, de alguma forma, apoiaram a realização destapesquisa.Por fim, quero registrar os meus agradecimentos a todos os demais familiares, amigose participantes que, aos seus jeitos, contribuíram para a realização deste projeto.
“Todo aquele que se dedica ao estudo da ciência chega aconvencer-se de que nas leis do Universo se manifestaum Espírito sumamente superior ao do homem, eperante o qual nós, com os nossos poderes limitados,devemos humilhar-nos”.(Albert Einstein)
RESUMOA inovação tecnológica torna-se fundamental para qualquer organização empresarialque visa destaque e relevância no mercado em que atua, a busca por maquinário comtecnologia de ponta é uma alternativa para se manter no mercado. Este trabalho tem comoobjetivo analisar a viabilidade de inovação tecnológica do processo de produção por meio deum estudo de caso em uma empresa metal-mecânica, analisando os impactos obtidos namelhoria da qualidade e desempenho de seus processos produtivos. Considerou-se porhipótese, que a importância da aquisição de um programa de inovações tecnológicasproporciona maior agilidade e versatilidade nos processos produtivos. Diante desse contexto,a pesquisa visa definir as vantagens impactantes no processo de produção de uma empresametal-mecânica, através da implantação de um programa de inovação tecnológica, com basena competitividade, produtividade e qualidade em seus produtos e/ou serviços. Os dadosforam submetidos a uma análise para medir a viabilidade de melhorias tecnológicas através daaquisição de maquinário com tecnologia de ponta. Verificou-se como limitação o históriconegativo da empresa, em se tratando de investimentos em tecnologia e manutenção preventivados equipamentos dispostos na área fabril. Como resultado do estudo, são evidenciados que amelhor opção é a aquisição de máquinas com novas matrizes tecnológicas, as quaisproporcionam mais agilidade nos processos produtivos. Com isso, a empresa poderá oferecerprodutos de maior qualidade dentro de prazos mais curtos, podendo aumentar seus níveis decompetitividade, produtividade e eficiência.Palavras-chave: Fabricação Mecânica. Processos produtivos. Inovações tecnológicas.
ABSTRACTThe technological innovation becomes fundamental for any businessorganization that aims for relevance in the market in which it operates, the search bymachines with the latest technology is an alternative to keep yorself in the market. Thiswork aims to analyze the feasibility of technological innovation of the productionprocess by means of a case study in a metal-mechanic company, analyzing the impactsobtained in improving the quality and performance of its production processes. It wasconsidered as the hypothesized that the importance of acquiring a program oftechnological innovations provides greater agility and versatility in the productiveprocesses. Faced with this of this context, the research aims to define the advantageswhich impacts in the production process of a metal-mechanic company, through theimplementation of a technological innovation program based on competitiveness,productivity and quality in its products and / or services. The data were submitted to ananalysis to measure the feasibility of technological improvements through theacquisition of machines with latest technology. was verified as a limitation, the negativehistory of the company in the case of investments in technology and preventivemaintenance of the equipment available in the manufacturing area. Thereby, thecompany will be able to offer higher quality products within shorter deadlines,increasing its levels of competitiveness, productivity and efficiency.Keywords: esses.Technological
LISTA DE FIGURASFigura 1 – Classificação dos processos de fabricação . 24Figura 2 – Interface CNC . 28Figura 3 – Torno Horizontal CNC . 30Figura 4 – Centro de Usinagem CNC . 31Figura 5 – Centro de Torneamento CNC . 32Figura 6 – Centro de Usinagem de alta velocidade CNC . 34Figura 7 – Pastilhas de Metal Duro para Usinagem . 36Figura 8 – Diagrama funcional mostrando a Engenharia de Fabricação dentro do cicloprodutivo da empresa . 55
LISTA DE QUADROSQuadro 1 – Fatores que contribuem para vantagem competitiva das organizações .40Quadro 2 – Metodologias de avaliação de desempenho empregadas nos artigospesquisados . 42Quadro 3 – Operações realizadas nos tornos CNC . 56Quadro 4 – Operações realizadas no Centro de usinagem CNC . 57Quadro 5 – Características técnicas do torno CNC Multiplic 40 . 57Quadro 6 – Características técnicas do torno CNC Multiplic 30 D . 58Quadro 7 – Características técnicas do Centro de usinagem CNC D1250 . 59Quadro 8 – Performance do torno CNC Multiplic 40 . 61Quadro 9 – Performance do torno CNC Multiplic 30 D . 62Quadro 10 – Performance do centro de usinagem CNC D1250 . 64Quadro 11 – Lead time de produção para lote de 20 peças . 67Quadro 12 – Qualidade dos produtos fabricados . 69Quadro 13 – Valor referente à hora/máquina . 69Quadro 14 – Custo de produção . 70
LISTAS DE ABREVIATURAS E SIGLASABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicasap – Profundidade de corte (mm)CAD – Desenho Assistido por ComputadorCAM – Manufatura Assistida por ComputadorCBN – Nitreto de Boro CúbicoCNC – Comando Numérico ComputadorizadoCN – Comando NuméricoD – DisponibilidadeDIN – Deutsches Institut für NormungEOE – Eficiência operacionalEUA – Estados Unidos da Américaf – Avanço (mm/volta)HSC – High Speed CuttingMCC – Manutenção Centrada em ConfiabilidadeMIT – Massaschussets Institut of TechonologyMTBF – Mean Time Between FailuresMTTR – Mean Time to RepairNB – Números de Possíveis Falhas no Decorrer do AnoNC – Numericamente ControladaNRs – Normas RegulamentadorasP – PerformancePINTEC – Pesquisa Industrial de Inovação TecnológicaQ – Qualidade
RPM – Rotações por MinutosSMD – Sistema de Medição de DesempenhoTc – Tempo de corte (min)Vc – Velocidade de corte (m/min)Vf – Velocidade de avanço (mm/min)KPI’s – Key Performance Indicators
Sumário1 INTRODUÇÃO . 151.1 Considerações iniciais . 151.2 O problema da pesquisa. 181.3 Justificativa do trabalho . 181.4 Objetivo geral . 191.5 Objetivos específicos . 191.6 Estrutura do trabalho . 202 REFERENCIAL TEÓRICO . 212.1 Inovações tecnológicas nos processos produtivos . 212.2 Processos de fabricação por usinagem . 242.3 Máquinas por comando CNC . 272.3.1 Torno CNC . 292.3.2 Centro de Usinagem e Centro de Torneamento . 302.3.3 Máquinas CNC de alta velocidade HSM/HSC . 322.4 Ferramentas de corte para usinagem . 362.5 Viabilidade técnica nos processos de usinagem . 382.6 Medição de processo . 422.6.1 Tempo de setup, lead time e tempo de lote . 432.6.2 Custos de produção . 442.7 Ferramentas da MCC para análise dos indicadores de desempenho . 452.7.1 Tempo médio entre as falhas MTBF e o tempo médio para reparo MTTR . 452.7.2 Confiabilidade e disponibilidade . 462.7.3 Aplicação de indicadores para análise de performance. 473 METODOLOGIA DA PESQUISA . 493.1 Procedimentos metodológicos . 493.2 Delimitação do estudo de caso . 503.3 Instrumentos e forma de coleta de dados . 513.4 Tratamento de dados . 514 ESTUDO DE CASO . 524.1 A empresa . 524.2 Atuação do setor de usinagem computadorizado . 53
4.3 Planejamento de processos e principais processos de usinagem . 544.3.1 Planejamento de processos de fabricação . 544.3.2 Principais processos de usinagem . 564.4 O setor de usinagem computadorizado . 574.4.1 Torno CNC Multiplic 40 . 574.4.2 Torno CNC Multiplic 30 D . 584.4.3 Centro de Usinagem CNC D1250 . 595 ANÁLISE DE RESULTADOS . 615.1 Análises das performances das máquinas, utilizando indicadores de desempenho médio do setor. 615.1.1 Torno CNC Multiplic 40 . 615.1.2 Torno CNC Multiplic 40 . 625.1.3 Centro de Usinagem CNC D1250 . 635.2 Evidenciar os fatores relevantes referentes aos impactos da inovação tecnológica . 655.3 Análise do Lead time de produção . 675.4 Análise da qualidade final dos produtos acabados . 685.5 Avaliação do custo de produção . 696 CONCLUSÃO . 71REFERÊNCIAS . 74ANEXO . 80
151 INTRODUÇÃO1.1 Considerações iniciaisAo longo das últimas décadas, as mudanças estruturais e tecnológicas, produtivas eorganizacionais apresentam-se cada vez mais dinâmicos e imprevisíveis, onde a concorrênciapode assumir escalas globais; as organizações necessitam ter agilidade para atender a seusclientes com prazos cada vez menores, com preços sugestivos e produtos ou serviços dequalidade; visando ao aumento da produtividade, competitividade e à constituição de ummercado de trabalho cada vez mais competitivo e seletivo.Devido à grande competitividade dos mercados, atualmente as empresas estãobuscando reduzir seus custos por meio das melhorias da qualidade, flexibilidade, variedade deprodutos e inovação (CHEUNG; XU, 2012).Para as organizações manufatureiras, o cenário não difere e, em geral, se enfrenta ummercado competitivo em medida nunca vista anteriormente, sendo primordial ter agilidadepara atender a seus clientes com prazos cada vez menores, preços competitivos, produtos ouserviços de qualidade e a busca de redução de custos (QIAN; ARIEH, 2008; DANIELA et al.,2009).Esta também é a realidade das empresas que utilizam processos de usinagem nos quaisos custos de fabricação de seus produtos são altamente influenciados pela abordagem degestão adotada. Portanto, a busca pela redução de custo de fabricação e/ou de aumento deprodutividade é uma preocupação constante para este tipo de empresa (SILVA et al., 2004;SHARMA et al, 2009).Deste modo, as empresas precisam atender a seus clientes, fornecendo produtos ouserviços com os melhores níveis de qualidade, com preços competitivos, com rapidez naentrega, com flexibilidade para atender a algumas solicitações de alteração no produto, alémde ter que criarem critérios competitivos, que se traduzam em ações estratégicas utilizadaspara diferenciá-los da concorrência. A busca da competitividade se faz por vários caminhos,um deles é em relação aos investimentos, seja em novos equipamentos, novas tecnologias,capacitação de pessoal, enfim com a redução do custo da manufatura (BRICHESI, 2013).Atualmente, a tecnologia está inserida no dia-a-dia das pessoas do mundo inteiro. Nasorganizações, ela se faz presente e é necessária em todos os setores, perpetrando com que as
16empresas e seus fornecedores se adaptem à realidade tecnológica através de investimentos emnovas máquinas, estratégias e aperfeiçoamento técnico contínuo.A evolução tecnológica dos processos de usinagem tem recebido diversasmodernizações, o que faz com que as organizações se concentrem em esforços na busca deuma melhor condição de processo que reflita na qualidade final do produto, resultando numcusto mínimo de fabricação.As organizações não devem focar somente em economia e redução de custos,entendendo que só assim se manterão vivas no mercado. Uma empresa precisa e deveconquistar uma boa participação de mercado. Para isso, deve desenvolver um diferencial decompetitividade, seja oferecendo algo que seus concorrentes também oferecem, mas que aosolhos do cliente resulta em benefícios superiores; ou oferecendo algo que os concorrentes nãopodem oferecer, e que o cliente esteja disposto a pagar algum dinheiro extra para obtê-lo.Tendo em vista a relevância da inovação de tecnologias para a geração decompetitividade industrial e para o desenvolvimento econômico e admitindo-se que é ela aresponsável em determinar a dinâmica industrial, nesse trabalho abordaremos a viabilidade deinovação tecnológica de uma empresa metal-mecânica em Maceió – Alagoas.Neste encadeamento temático, partindo-se do pressuposto de que as estratégias dasempresas centradas na inovação tecnológica são o cérebro do comportamento de empresascompetitivas, a inovação vem se tornando elemento cent
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