O documento apresenta diversos exemplos de aplicações da automação na produção, como em automóveis, trens, aviões, prédios, usinas, aeroportos, portos, estações de tratamento de água, gasodutos, indústrias farmacêutica e de papel, química e petroquímica, cimento, armazéns e centros de distribuição. A automação tem como objetivos aumentar a produtividade, segurança e qualidade dos processos produtivos.

1. Automação da Produção
Introdução
Prof. Antonio Souza Jr
Agosto de 2011

2. Automação da Produção
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3. Automação da Produção
Automóveis
Mercedes CL600
Hoje: 50..100 ECU (electronic control units)
Aplicações críticas: Brake-by-wire, Steer-by-wire
A eletrônica embarcada é cerca de ¼ do custo
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4. Automação da Produção
Trens
Um trem moderno possui mais de 20 computadores interconectados
Radio Comunicação Unidade de controle
Displays
VCU VCU
DU DU
TCU TCU
Freios Diagnósticos Controle de tração Energia Sinalização
Benefícos: Redução dos custos de operação, diagnósticos mais rápidos de problemas, Melhor
gerenciamento do consumo de energia, controles automáticos, etc
TGV 3:30
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5. Automação da Produção
Aviões
Avionics:
 Flight management
 Flight control
 Flight recording
 Diagnostics
 “Fly-by-wire”
 Flight Simulators
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6. Automação da Produção
Prédios
 Ar condicionado
 Elevadores
Irrigação de jardins
 Segurança patrimonial
 Controle de consumos
(H20/Energia/Gás)
 Controle de visitantes
 Sistema de alarme e combate
à incêndio
 Eficiência energética
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7. Automação da Produção
Usinas e subestações
 Sistemas de Proteção
 Controles (remotos e locais)
 Tensão e frequência
 Garantia de fluxo de energia
 Medição de consumo
 Faturamento
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8. Automação da Produção
Usinas e subestações
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9. Automação da Produção
Aeroportos
Aeroporto de Oslo - Noruega
12 milhões de passageiros
 Terminais, torre de controle, perímetro de
segurança, área de tráfego, pátios e pistas
 180.000 m2 de área construida
 34 portões de embarque
 3 estações de gerenciamento
 1000 painéis sinóticos
 8500 pontos de controle de ar condicionado
 Gerenciamento remoto através de TCP/IP
 Sistemas de alarmes de incêndio
 Sistemas de combate à incêndio
 Sistemas de comunicação
 Sistemas de iluminação
 Sistemas de controle de bagagem
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10. Automação da Produção
Controle de tráfego
Monitoria e controle de incêndio
Monitoria e controle de invasões
Controle de energia e iluminação
Controle de ventilação
Monitoramento de poluição
Monitoramento visual (câmeras)
Prevenção de engarrafamentos...
(Túnel Letten - Zurique
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11. Automação da Produção
Portos
Euromax
Controle de trâfego Controle de acesso
Janelas de atracação Segurança patrinomial
Carga e descarga Segurança do trabalhador
Planejamento de pátio Planejamento de Carga
Energia e Água Monitoramento visual (câmeras)
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12. Automação da Produção
Estações de tratamento de água e esgoto
 Gerenciamento de operações
 Bombas, válvulas, exaustores
 Monitoramento de vazões
 Controle de qualidade da água
 Controle de qualidade do esgoto
 Adição de produtos químicos
 Segurança das operações
 Segurança do trabalhador
 “Segurança da população”
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13. Automação da Produção
Gasodutos e oleodutos
 Sistemas de comunicação de longa
distância. Muitas vezes interligando
países
 Sistemas de segurança contra
vazamentos, explosões, incêndios
 Controle de fluxo dos fluidos ou
gases
 Importância econômica
 “Gasoduto Bolívia – Brasil”
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14. Automação da Produção
Indústria farmacêutica
 Controle de Inventario
 Gerenciamento de receitas
 Embalagem
 Amostragem
 Rastreamento
Típica de processos por lotes / bateladas
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15. Automação da Produção
Manufatura
 CAD/CAM/CIM
 Robôs,
 Transportadores
 Máquinas CNC
 Cabines automáticas de pintura
 Células
 Logistica.
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16. Automação da Produção
Armazéns e CDs
 Dependência extrema dos sistemas de
controle e localização
 Conexões com a Cadeia de Suprimento
 Atendimento de pedidos
 CRM – Customer Relationship
Management
 Faturamento
 EDE - Eletronic Data Exchange
 ASN Advanced Shipping Notice
Apparel Picking
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17. Automação da Produção
Indústria de papel e gráficas
 Controle de motores (sincronização dos cilindros de impressão, tinta e água)
 Controle da lâmina de papel (paper web): tensão e velocidade)
 Interfaces homem-máquina
 Alto requerimento de disponibilidade
 Produção perecível (notícias).
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18. Automação da Produção
Química e petroquímica
Exploração
e prospecção
Requerimentos especiais:
 Proteção ambiental
Transporte  Ambiente explosivo
e Distribuição  Altas pressões
 Ambiente corrosivo
 Inacessibilidade
Refino e
trasnformação
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19. Automação da Produção
Cimento
 Tarefas:
 Controle de rotação dos fornos
 Controle de temperatura
 Controle de suprimento de combustível
 Controle de transportadores
 Monitoramento de poluição
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20. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
 Mudanças das plantas fabris
 Atendimento às mudanças de mercado
 Desenvolvimento de novas disciplinas
 Pesquisa operacional
 Cibernética
 Informática
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21. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
 Declínio inicial da produtividade (Anos 80)
 Maior variedade de encomendas
 Maior diversidade de produtos
 Menores lead times
 Ciclos de vida menores
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22. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
 Mais automação com maior abrangência
 Processos produtivo
 Controle de variáveis de processo
 Nível, pressão, temperatura,vazão, etc
 Sequência das etapas de processo
 Coleta, distribuição e guarda de informações de
processo
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23. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
 Mais automação com maior abrangência
 Processos auxiliares
 Recebimento/aceitação de pedidos
 Planejamento de materiais
 Armazenagem
 Distribuição
 Manutenção
 RH
 Planejamento financeiro
 Contas a pagar
 Etc
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24. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
Evolução:
 Configuração multidisciplinar englobando várias áreas do
saber
Objetivo:
 Sistemas produtivos mais eficientes, ágeis e confiáveis
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25. Automação da Produção
Automação no contexto da produção
Razões para automatizar
 Aumentar a produtividade;
 Aumentar o rítimo de produção; Planilha de
 Redução de lead time; Custo de Mão
 Redução de mão de obra direta e indireta de Obra
 Segurança
 Remover pessoas do trabalho em ambientes perigosos;
 Remover pessoas de processos que requerem ambientes extremamente
limpos
 Melhoria de qualidade
 Detecção imediata de defeitos
 Redução de perdas
 Redução de atividades rotineiras e burocráticas
9/9/2011

26. Automação da Produção
Automação - Definições
 Automação é a substituição do trabalho humano ou animal por
máquina.
 Automação é a operação de máquina ou de sistema
automaticamente ou por controle remoto, com mínima
interferência do operador humano.
 Automação é o controle de processos automáticos.
 Automático significa ter um mecanismo de atuação própria, que
faça uma ação requerida em tempo determinado ou em resposta
a certas condições.
Ribeiro, 1999

27. Automação da Produção
Automação - Definições
Etimologia: Automation (1960)
Participação do computador no controle automático industrial.
Definição:
“Qualquer sistema, apoiado em computadores, que substitui o
trabalho humano, visando soluções rápidas e econômicas, para atingir
os objetivos da indústria, dos serviços ou bem estar”
Controle automático e automação podem ter o mesmo significado ou
podem ser diferentes, onde o controle regulatório se aplica a
processos contínuos e a automação se aplica a operações lógicas,
seqüenciais de alarme e intertravamento.

28. Automação da Produção
Mecatrônica - um novo conceito
Aplicação combinada de conhecimentos de áreas tradicionais, como a
engenharia mecânica, a eletrônica, controle e a computação de forma
integrada e concorrente
Termo usado pela primeira vez no Japão nos anos 70 como resultado da
combinação bem sucedida da mecânica, eletrônica e processamento digital
para bens de consumo.

29. Automação da Produção
Mecatrônica - Definições
É a combinação sinergética de engenharia
mecânica, eletrônica e de computação aplicada
ao desenvolvimento de produtos e sistemas
(Ashley, 1997)

30. Automação da Produção
Mecatrônica - Definições
Área interdisciplinar que combina a engenharia mecânica, a engenharia
eletrônica e ciências da computação.
Schweitzer, 1996
Combinação das áreas de mecânica, controle, microeletrônica e ciência da
computação numa abordagem de engenharia concorrente, com uma visão
simultânea das possibilidades nas diferentes disciplinas envolvidas, em
contraste com as abordagens tradicionais que em geral tratam os problemas
separadamente.
Van Brussel, 1996.

31. Automação da Produção
Mecatrônica - Definições
Combinação de mecânica e eletrônica, considerando as ciências da computação
ferramenta integrante das engenharias, com o objetivo de melhorar a operação,
aumentar a segurança e reduzir custos de máquinas e equipamentos.
Salminen, 1996.
Filosofia de projeto, baseada na integração de microeletrônica, computação e
controle em sistemas mecânicos, com o propósito de obter a melhor solução de
projeto e produtos com certo grau de ‘inteligência’ e ‘flexibilidade’.
Acar, 1996

32. Automação da Produção
Mecatrônica

33. Automação da Produção
Produtos e Sistemas Mecatrônicos
A mecatrônica e o desenvolvimento de produto
O desenvolvimento de um produto que segue uma abordagem mecatrônica é
realizado utilizando ferramentas de CAD, CAE, CAM, CAPP.
A mecatrônica e o desenvolvimento de sistemas
O sistema desenvolvido é um sistema mecatrônico quando composto por
elementos mecânicos e eletrônicos e controlado por um sistema
computacional.
As duas interpretações podem ser combinadas!

34. Automação da Produção
Sistemas Mecatrônicos
Definição de um sistema
“Uma combinação de componentes que agem conjuntamente para completar
uma função não possível para quaisquer das partes individuais.”
Dicionário Padrão da IEEE de Termos Elétricos e Eletrônicos
Definição de um sistema Mecatrônico
“Uma combinação de componentes mecânicos, elétricos, eletrônicos e de
engenharia de computação que agem conjuntamente para completar uma
função não possível para quaisquer das partes individuais.”
Adaptado de Dicionário Padrão da IEEE de Termos Elétricos e Eletrônicos pelo autor
9/9/2011