PMR3507 Fábrica digital

Transcrição

1 LSA Laboratório de Sistemas de Automação PMR3507 Fábrica digital Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos Av. Prof. Mello Moraes, São Paulo - SP - Brasil

2 5 a 2,6 milhões de anos Ferramentas de pedra 2,8 milhões de anos lança de madeira e pedra 2,6 milhões de anos machados, facas, bigornas, cunhas Caçar, limpar animais e cortar carne Cortar árvores e frutas Afiar ossos para pescar 1,5 milhões de anos Fundição de metais Início da idade do cobre 8000 AC Cobre não era ideal para armas e ferramentas por ser muito maleável

3 3500 AC Registro do uso da roda por artesões para fazer potes de barro Não se sabe ao certo quando foi inventada Usada para triturar grãos, fazer ceramica, para transporte de objetos pesados Inicialmente feitas de madeira maciça 3200 AC Rodas usadas em carroças, na Mesopotâmia 3000 a 1000 AC Idade do bronze 2000 AC Rodas raiadas usada em carroças e carruagens Egito, norte da Europa, China Mais leves e eficientes que as rodas maciças

4 1500 AC Idade do ferro Torno primitivo usado para usinar madeira Considerada a primeira máquina ferramenta Continuamente modificado para produzir móveis, rodas raiadas, ornamentos

5 1000 AC Celtas introduziram o anel de ferro nas rodas raiadas Aumento da durabilidade 360 AC Torno usado para usinar bronze

6 1600 Carroças engatadas umas às outras, puxadas por cavalos, trafegavam sobre trilhos de madeira (mais tarde substituídos por ferro)

7 1663 Alemão Otto von Guericke Projetou e construiu a primeira máquina eletrostática Composta de um globo de enxofre e uma vara de madeira passando pelo seu centro O globo podia ser girado com as mãos gerando centelhas 1698 Thomas Newcomen, Grã-Bretanha, instala um motor a vapor para esgotar água em uma mina de carvão

8 1733 John Kay, Grã-Bretanha, inventa uma lançadeira volante para o tear, acelerando o processo de tecelagem

9 1750 Marca o início da 1ª Revolução Industrial (Inglaterra) 1764 James Hargreaves, Grã-Bretanha, inventa a fiadora "spinning jenny", uma máquina de fiar rotativa que permitia a um único artesão fiar oito fios de uma só vez

10 1765 James Watt, Grã-Bretanha, introduz o condensador na máquina de Newcomen, componente que aumenta consideravelmente a eficiência do motor a vapor 1768 Richard Arkwright, Grã-Bretanha, inventa a "spinningframe" (faz novelos de linha), uma máquina de fiar mais avançada que a "spinning jenny"

11 1771 Richard Arkwright, Grã-Bretanha, introduz o sistema fabril em sua tecelagem, adaptando a spinning frame para ser movida por roda d água, dando origem à water frame

12 1776 Adam Smith Divisão do trabalho para aumentar a produtividade Inspirou vários conceitos na revolução industrial Estabeleceu o local de trabalho com pessoas, máquinas e matérias primas Máquinas como substitutas das operações manuais (produção em massa)

13 1779 Samuel Crompton, Grã-Bretanha, inventa a "spinning mule", combinação da "water frame" com a "spinning jenny" Permitiu produzir fios mais finos e resistentes Capaz de fabricar tanto tecido quanto duzentos trabalhadores, apenas utilizando alguns deles como mão-de-obra Protótipo de locomotiva (John Fitch, Estados Unidos) 1784 Protótipo de locomotiva (William Murdoch, Escócia) 1790 Estabelecido o conceito de partes intercambiáveis

14 1793 Eli Whitney, Estados Unidos, inventa o descaroçador de algodão 1794 Primeiro motor a combustão interna Aberto na parte superior e fechado na parte inferior mistura não era comprimida 1800 Inventado o torno com fuso

15 1804 Richard Trevithick, Grã-Bretanha, primeira locomotiva posta em operação 1808 Richard Trevithick, Grã-Bretanha, tornou a locomotiva mais compacta Velocidade de 19Km/h

16 1814 George Stephenson cria sua primeira locomotiva 1819 Início da fabricação de motores elétricos

17 1820 Inventado o raio de ferro tensionado similar ao usados em bicicletas Inventada a precursora da fresa ferramenta estacionária e a mesa se move 1829 George Stephenson - locomotiva atinge 48Km/h Impulsiona a expansão das ferrovias

18 1832 Estudo de tempos e métodos na indústria visando melhorias nos métodos produtivos 1840 Surgem as ferramentas para fabricar perfis de engrenagem 1850 Marca o fim da 1ª Revolução Industrial (Inglaterra) Marca o início da 2ª Revolução Industrial (EUA e Alemanha) Considerado um marco no emprego de métodos científicos na

19 1860 Etienne Leonir, França, primeiro motor de 2 cilindros comercializado

20 1876 Nikolas Otto, Alemanha, cria o motor a compressão, a gasolina

21 1883 Edison inventou a lâmpada... depois de 700 fracassos

22 1886 (Frederic W.) Taylor realiza primeiro estudo científico sobre remoção de metal Conduziu aproximadamente 50 mil experimentos Avanços: importância do fluído de corte velocidade de avanço da ferramenta profundidade de corte vida útil da ferramenta 1890 Desenvolvimento do motor de indução (CA)

23 1893 Rudolf Diesel cria motor a diesel Melhor eficiência térmica Bom tanto para uso estacionário quanto para automóveis

24 1911 Taylor publicou Princípios do gerenciamento científico Avaliar o desempenho do ser humano Organização do trabalho Melhores métodos de trabalho Padrões de trabalho Padrões de tempo para as atividades Divisão das atividades em elementos básicos e estudo das melhores sequências (de movimento) para a maior produtividade

25 1912 Henry Gantt desenvolveu o diagrama de agendamento de atividades e suas relações gráfico de Gantt 1913 Ford introduziu o conceito de linha de produção Redução do tempo de fabricação Incentivos financeiros para quem produzisse mais

26 ª Guerra Mundial Produção em massa se desenvolveu e acelerou após a 1ª Guerra Mundial 1929 Queda da bolsa de Nova York 1937 Princípio de Paretto 20% das causas são responsáveis por 80% dos problemas ª Guerra Mundial Marca o fim da 2ª Revolução Industrial Marca o início da 3ª Revolução Industrial

27 1945 Uso de técnicas matemáticas na produção Programação linear, modelos de transporte, agendamento da produção, teoria de filas 1946 Produzido o 1º computador eletrônico - ENIAC

28 1947 Inventado o transistor 1950 Começam a serem fabricados os circuitos integrados Técnicas de gerenciamento quantitativo foram usadas para modelar e simular processos complexos Sistemas de suporte à tomada de decisão PERT (Project Evaluation and Review Technique) CPM (Critical Path Method) LP (programação linear) PO (pesquisa operacional) MRP (Material Requirement Planning) MRP II (Manufacturing Resource Planning)

29 1952 Primeiro protótipo de máquina de comando numérico é produzido no MIT Usava cartões perfurados Precisava de muitos cartões até conseguir fazer o programa corretamente 1960 Comando numérico controlado por computador - CNC Fim do cartão perfurado Surgimento de diferentes linguagens de programação G, M, APT Reduz interação / intervenção humana Aumenta produtividade Feedback e controle ótimo por meio do monitoramento contínuo e otimização dos parâmetros de usinagem

30 1960 ARPAnet (Advanced Research Project Agency) precursora da internet (fins militares) Inventado o primeiro laser de rubi Produzir menos e melhor JIT (Just in Time) reduzir estoque de produtos em processo e eliminar todos os tipos de desperdício Kanban produção puxada Kaizen aprimoramento contínuo TQM (Total Quality Management) º robô UNIMATRON instalado na GM 1ª calculadora eletrônica

31 1967 1ª calculadora portátil º computador a usar circuitos integrados Projetado e produzido o CLP, a pedido da GM MODICON (MOdular DIgital CONtroller) Especificado por Edward R. Clark Projetado por Dick Morley, pai do CLP 1970 Internet º programa de

32 1977 GM especifica o robô PUMA (Máquina Programável Universal para Montagem) º robô PUMA foi fabricado Operações perigosas, desagradáveis, repetitivas, e inacessíveis para seres humanos º transistor de 32bits Tem início a prototipagem rápida Conceito originalmente adotado para qualquer técnica da manufatura aditiva que deposita material camada a camada a partir de um modelo CAD 1981 IBM produz o PC

33 1986 Estereolitografia é utilizada para prototipagem rápida 1990 Internet WWW (World Wide Web) HTTP (Hypertext Transfer Protocol) HTML (HyperText Markup Language) Globalização Necessidade de aprimoramento constante da flexibilidade e personalização para atender a população global Acirramento da competição entre as empresas Melhor produto, menor custo, menor tempo - métodos de melhorias continuas

34 1990 Mudanças constantes nas necessidades dos clientes Clientes querem qualidade e variedade Menor ciclo de vida do produto Flexibilidade é a palavra chave Manufatura celular + sistema de manufatura reconfigurável >> ambientes de manufatura ágil e flexível Sistemas de manufatura baseados em internet Troca de conhecimentos de produção pela internet Manufatura ágil e virtual >> produtos podem ser projetados, produzidos e vendidos em diferentes partes do globo