Objetivos do Planejamento do Processo
O Planejamento do Processo Convencional
O Planejamento do Processo Assistido por Computador (CAPP)
Objetivos
do Planejamento do Processo
As funções do planejamento do processo são selecionar e definir os processos a serem executados em uma peça de maneira econômica, de acordo com as especificações do projeto, verificando as condições de venda (como volume de vendas e prazos). O documento resultante do planejamento do processo, conhecido como plano de processo, é a base para se realizar o planejamento da produção e serve como referência à produção propriamente dita. Por isso é que se considera o planejamento do processo como o elo de ligação entre projeto e o planejamento da produção e também o chão-de-fábrica (vide Figura 1).
Figura 1: Localização do planejamento do processo
Plano
de Processo
O plano de processo é um
documento que reúne todas as informações necessárias para transformar o desenho
do produto em um produto acabado. Cada empresa tem necessidades diferentes de
documentação de processo, conforme a realidade do seu chão-de-fábrica, tanto em
termos de equipamentos quanto em termos de pessoal.
Apesar da diversidade de planos de processo existente, pode-se identificar pelo menos dois conjuntos de informações comuns a todos eles:
·
Plano macro, que determina a seqüência de
operações executadas no ambiente fabril, ou seja, especifica a rota pela qual a
peça sendo fabricada irá passar. O plano macro é a base para o planejamento e
controle da produção.
·
Detalhamentos
das operações, que são
informações de apoio ao chão-de-fábrica (instruções e croquis para montagem de
máquinas e do ferramental, lista de ferramentas, instruções de qualidade, folha
de CEP, programas CN, etc.).
O Planejamento do Processo Convencional
O desenvolvimento de um plano
de processo inicia-se, geralmente, a partir de um desenho de produto. A partir
das informações de projeto, o processista passa a seqüenciar as operações do
plano macro. Em uma fase posterior, estas operações são detalhadas, sendo que o
nível de detalhe, como já citado, depende de características da empresa.
Há poucos anos atrás, o processista documentava o plano de processo utilizando a forma manuscrita e, em alguns casos, digitava em sistemas PCP (Planejamento e Controle da Produção). Esta forma de planejar o processo de fabricação continua sendo empregada em várias empresas de manufatura. Contudo, este modo de planejamento possui uma baixa produtividade, como mostrado na Figura 2, na qual 63% do tempo é gasto com a redação do plano. Junto a isto, o tempo utilizado em cálculos diversos e em recuperação de informações totaliza 29%, ou seja, 92% do tempo é empregado em funções que não agregam valor diretamente, e apenas 8% é utilizado em funções como concepção e análise.
Figura 2: Tempo gasto no desenvolvimento do processo convencional
O Planejamento do Processo Assistido por
Computador (CAPP)
As características do
planejamento de processo convencional, que dependem da experiência do
processista, resultam em problemas que podem ser resolvidos pela aplicação do
computador. As informações produzidas pelo CAPP tornam-se padronizadas,
eliminando-se a inconsistência de planos obtidos por processistas diferentes. A
qualidade da documentação enviada ao chão-de-fábrica eleva-se também,
garantindo o domínio do processo.
Existem quatro tipos de CAPP:
Planejamento generativo interativo
Planejamento generativo automático
Planejamento do Processo Variante: é aquele que parte de um plano base (ver Figura 3), que é modificado para se obter um novo plano. Neste tipo de planejamento utiliza-se planos padrões ligados a famílias de peças ou planos semelhantes, que não requerem a formação de famílias de peças, proporcionando uma sistematização de curto período e investimento.
Figura 3: CAPP Variante
Planejamento do Processo Generativo Interativo: inicialmente correspondia a edição indireta do plano, de forma que as informações do planejamento eram geradas pelo processista e enviadas a um digitador, que alimentava o computador com os dados necessários. Normalmente era impresso um formulário que o processista conferia, ou seja, essa forma de trabalho continha idas e voltas que não agregam valor e era sujeita a erros. Em outras empresas, o processista substitui o digitador, colocando as informações diretamente no computador (ver Figura 4). Por eliminar a etapa intermediária, achava-se que o ciclo de obtenção de um plano seria menor. Tal pressuposto mostrou-se falso, pois o processista experiente normalmente não apresentava habilidade no computador. Com as pressões de produtividade, o processista tornou-se um digitador, não pensando nos processos e sim colocando dados no computador. Ele deixa de realizar as funções para as quais é melhor capacitado.
Figura 4: CAPP generativo interativo
Ambas as atividades acima descritas não são consideradas CAPP interativo, e mantém os problemas do planejamento convencional. No final da década de 90 o computador começou a ser utilizado como um guia na escolha de padrões pré-cadastrados, através de uma interface amigável (ver Figura 4). A busca deste padrão é ainda apoiada por uma classificação, que facilita a sua busca. Desta maneira, o processista interage diretamente com o computador com um mínimo de digitação e dificuldade. Quando existir uma relação entre os padrões (por exemplo, a ferramenta "X" só pode ser utilizada na máquina "Y"), o processista não precisa navegar por muitas opções para escolher um padrão (no exemplo, a ferramenta). O sistema verifica o que já foi determinado e só apresenta para seleção aqueles padrões que se relacionam com os já escolhidos (por exemplo, uma lista das ferramentas que podem ser utilizada na máquina "Y").
Planejamento Generativo Automático: O princípio deste método de planejamento do processo é baseado no armazenamento de regras e dados de capacidade do processo de fabricação. Através destas informações, um plano de processo poderia ser gerado sem a necessidade de uma pessoa experiente, pois os mecanismos de inferência, decisões, lógicas e algoritmos, interpretariam os dados de projeto e tomariam as decisões sobre o "como fazer".Este é o caso mais completo de planejamento automático. No entanto, pode haver outras formas de planejamento automático, nas quais somente certas funções de planejamento são automatizadas (vide planejamento híbrido).
A representação das peças deve estar armazenada no computador de uma forma interpretável pelo sistema CAPP, para que este realize inferências automáticas nas tomadas de decisão. A melhor forma de representação para a inferência automática são os features.
Planejamento Híbrido: como cada método apresenta vantagens e desvantagens, a conclusão natural é de que a combinação destes métodos em uma solução híbrida pode alcançar o melhor de cada um dos métodos. A solução híbrida permite a utilização das vantagens de cada método em partes distintas das funções de planejamento de processo. Para uma peça totalmente nova, que não possua plano de processo semelhante, inicia-se o planejamento através do generativo interativo, e em determinados pontos pode-se requisitar que o sistema faça uma inferência automática (cálculo de tempos, cálculo de condições de usinagem, geração de CN para um feature conhecido).Outras peças, de formato mais bem comportado que apresentem uma certa repetibilidade, podem ser melhor planejadas através do método variante (Figura 5).
Figura 5: CAPP híbrido
Pode-se realizar também a geração de planos de processo de maneira totalmente automática, como no caso de peças que podem ser parametrizadas, por exemplo uma engrenagem, a qual pode ser descrita pelo seu passo de base, diâmetro primitivo, módulo, etc. Neste caso o computador interpreta os parâmetros, realiza inferências automáticas e gera o plano de processo (vide artigo sobre caso prático de implantação de um CAPP para peças paramétricas).
Benefícios
A aplicação do CAPP, em
qualquer um dos casos, traz um grande número de vantagens sobre o planejamento
de processo convencional, entre elas podemos citar:
· Redução
do tempo de planejamento: um dos
principais ganhos com a implantação do CAPP é o aumento da produtividade de
planejamento do processo. Com isto é possível elaborar os planos de processos
com um número reduzido de processistas e curto período de tempo.
· Agilidade
nas revisões: com o CAPP, cada
operação do processo pode ser facilmente revisada. O histórico das revisões
pode ficar armazenado em uma base de dados, possibilitando o acompanhamento de
todas as modificações.
· Padronização
dos processos: o uso do CAPP pode
permitir que todos os parceiros trabalhem com um modelo único de plano de
processo, garantindo uma padronização da documentação de processos da fábrica,
além de garantir a padronização dos termos adotados.
· Criação
de uma base única de processos: O
CAPP permite a criação de uma base de dados única de processos, garantindo a
integridade das informações registradas.
· Aumento
da qualidade dos processo: Com o
uso do CAPP pode-se adicionar outros tipos de informações aos planos de
processos, além das informações descritivas. Assim pode-se fazer uso de
informações visuais através de fotografias, gráficos, desenhos, ou então outras
instruções detalhadas do processo, como listas dos componentes montados em cada
operação, instruções de controle e dispositivos necessários, por exemplo.
Existem ainda várias outras vantagens como a redução drástica de papel impresso, agilidade na elaboração e alteração de uma especificação de projeto, alta confiabilidade nos dados por estarem automatizados com fórmulas de cálculos, definição de hierarquia para aprovação de projeto, entre outras. A conseqüência do uso de CAPP nas outras áreas da empresa são: diminuição de refugos, diminuição do custo ferramentas, diminuição de lead-time e criação de padrões de engenharia.
A Figura 6 faz um comparativo entre a aplicação de algumas tecnologias considerando seu sucesso e retorno. Observa-se que a aplicação do CAPP é realizada com sucesso em quase 100% dos casos, e o seu retorno supera o de todas as outras analisadas.
Devido aos benefícios decorrentes do uso do CAPP, ele é hoje uma ferramenta muito importante para o aumento da qualidade e diminuição de custos da fase de planejamento do processo e da manufatura e conseqüentemente para o aumento da competitividade da empresa como um todo.
Figura 6: Comparativo Sucesso e ROI
