Peen forming é um processo de conformação plástica a frio de laminas ou painéis metálicos através do impacto de um jato regulado de pequenas esferas de aço em sua superfície, a fim de produzir uma curvatura pré-determinada. A aplicação da técnica de shot peening como um processo de conformação já é conhecida da indústria desde a década de 1940, mas a demanda crescente por produtos de grande confiabilidade tem impulsionado o desenvolvimento de novas pesquisas visando o seu aperfeiçoamento e automação. . O planejamento do processo de peen forming requer medição e controle de diversas variáveis relacionadas à dinâmica do jato de granalhas e à sua interação com o material a ser conformado. Conforme demonstrado por diversos autores, a velocidade de impacto é uma das variáveis que mais contribui para a formação do campo de tensões residuais que leva o material a se curvar. Neste trabalho é apresentado um modelo dinâmico simplificado que descreve o movimento de um grande número de pequenas esferas arrastadas por um fluxo de ar em regime permanente e sujeitas a múltiplas colisões entre si e com a peça a ser conformada. Simulações deste modelo permitiram identificar a correlação entre o campo de velocidades das granalhas e os demais parâmetros do processo. Mediante a aplicação da técnica de projeto de experimentos pôde-se estimar os valores dos parâmetros que otimizam o processo. Ao final, elaborou-se um algoritmo que permite realizar o planejamento de processos de peen forming, ou seja, determinar os valores desses parâmetros, de modo tal a produzir uma curvatura pré-determinada em uma placa metálica originalmente plana. / Peen forming is a plastic cold work process of shaping a metallic sheet or panel through the impact of a regulated blast of small round steel shots on its surface, in order to produce a previously desired curvature. The application of the shot peening as a forming process has been a known technique in the industry since the decade of 1940, but the increasing demand for products of high reliability have pushed the development of new research in order to enhance and automate it. Peen forming process planning requires the measurement and control of several variables concerning the dynamics of the shot jet and its interaction with the piece to be shaped. As previously shown by several authors, impact velocity is one of the variables that most contribute to the development of the residual stress field that causes the material to bend. In this article we present a simplified dynamical model describing the motion of a large number of small spheres (shot) dragged by an air flow in steady conditions and exposed to multiple collisions with each other and with the piece to be shaped. Computer simulations of this model allowed to identify correlations between the shot field velocity and the parameters of the process. Applying design of experiments techniques it was possible to estimate the value of parameters that optimize the process. It was, then, elaborated an algorithm that enables peen forming process planning, allowing the determination of the parameters, in order to make a predetermined bending in a metallic plate originally plane.

Apresenta uma análise da estimação de custos em sistemas de manufatura utilizando rede de Petri (PN), ferramenta gráfica e matemática para modelagem e simulação. Esta análise permite a apresentação de um sistema aplicável à programação e otimização de processos de fabricação aliadas à estimação dos custos ao longo do processo. Para uma determinada peça, a partir de conceitos sobre custeio de produtos, é proposto um modelo que visa conectar as transições da PN com as informações de custos de produção. O estudo de caso mostra que informações importantes à tomada de decisão podem ser obtidas através do uso de uma metodologia que incorpore planejamento de processos, métodos de custeio e redes de Petri. Finalmente, traz sugestão de um trabalho subseqüente: a partir do modelo proposto, implementar um template no editor/simulador de redes de Petri, Petri Net Tools 2000, capaz de realizar os cálculos necessários para estimativas de custo e fornecer resultados relevantes para um planejamento real. / This work presents a cost estimation analysis in manufacturing systems based in Petri net (PN), which is a graphical and mathematical tool. This analysis allows the presentation of a system, applicable to the programming and optimizing of manufacturing processes joined with cost estimation. A cost model is proposed using concepts of product costing. It seeks for connecting PN transitions to the data manufacturing cost of a certain part. The case study shows that important information to decision support can be found through the use of a methodology which joins process planning, costing systems and Petri nets. There is also a suggestion of a later work: a template implementation, on Petri Net Tools 2000 editor/simulator of PN models, which is able to accomplish the necessary calculations for cost estimates and, to supply important results to a real planning.

Peen forming é um processo de conformação plástica a frio de laminas ou painéis metálicos através do impacto de um jato regulado de pequenas esferas de aço em sua superfície, a fim de produzir uma curvatura pré-determinada. A aplicação da técnica de shot peening como um processo de conformação já é conhecida da indústria desde a década de 1940, mas a demanda crescente por produtos de grande confiabilidade tem impulsionado o desenvolvimento de novas pesquisas visando o seu aperfeiçoamento e automação. . O planejamento do processo de peen forming requer medição e controle de diversas variáveis relacionadas à dinâmica do jato de granalhas e à sua interação com o material a ser conformado. Conforme demonstrado por diversos autores, a velocidade de impacto é uma das variáveis que mais contribui para a formação do campo de tensões residuais que leva o material a se curvar. Neste trabalho é apresentado um modelo dinâmico simplificado que descreve o movimento de um grande número de pequenas esferas arrastadas por um fluxo de ar em regime permanente e sujeitas a múltiplas colisões entre si e com a peça a ser conformada. Simulações deste modelo permitiram identificar a correlação entre o campo de velocidades das granalhas e os demais parâmetros do processo. Mediante a aplicação da técnica de projeto de experimentos pôde-se estimar os valores dos parâmetros que otimizam o processo. Ao final, elaborou-se um algoritmo que permite realizar o planejamento de processos de peen forming, ou seja, determinar os valores desses parâmetros, de modo tal a produzir uma curvatura pré-determinada em uma placa metálica originalmente plana. / Peen forming is a plastic cold work process of shaping a metallic sheet or panel through the impact of a regulated blast of small round steel shots on its surface, in order to produce a previously desired curvature. The application of the shot peening as a forming process has been a known technique in the industry since the decade of 1940, but the increasing demand for products of high reliability have pushed the development of new research in order to enhance and automate it. Peen forming process planning requires the measurement and control of several variables concerning the dynamics of the shot jet and its interaction with the piece to be shaped. As previously shown by several authors, impact velocity is one of the variables that most contribute to the development of the residual stress field that causes the material to bend. In this article we present a simplified dynamical model describing the motion of a large number of small spheres (shot) dragged by an air flow in steady conditions and exposed to multiple collisions with each other and with the piece to be shaped. Computer simulations of this model allowed to identify correlations between the shot field velocity and the parameters of the process. Applying design of experiments techniques it was possible to estimate the value of parameters that optimize the process. It was, then, elaborated an algorithm that enables peen forming process planning, allowing the determination of the parameters, in order to make a predetermined bending in a metallic plate originally plane.

Apresenta uma análise da estimação de custos em sistemas de manufatura utilizando rede de Petri (PN), ferramenta gráfica e matemática para modelagem e simulação. Esta análise permite a apresentação de um sistema aplicável à programação e otimização de processos de fabricação aliadas à estimação dos custos ao longo do processo. Para uma determinada peça, a partir de conceitos sobre custeio de produtos, é proposto um modelo que visa conectar as transições da PN com as informações de custos de produção. O estudo de caso mostra que informações importantes à tomada de decisão podem ser obtidas através do uso de uma metodologia que incorpore planejamento de processos, métodos de custeio e redes de Petri. Finalmente, traz sugestão de um trabalho subseqüente: a partir do modelo proposto, implementar um template no editor/simulador de redes de Petri, Petri Net Tools 2000, capaz de realizar os cálculos necessários para estimativas de custo e fornecer resultados relevantes para um planejamento real. / This work presents a cost estimation analysis in manufacturing systems based in Petri net (PN), which is a graphical and mathematical tool. This analysis allows the presentation of a system, applicable to the programming and optimizing of manufacturing processes joined with cost estimation. A cost model is proposed using concepts of product costing. It seeks for connecting PN transitions to the data manufacturing cost of a certain part. The case study shows that important information to decision support can be found through the use of a methodology which joins process planning, costing systems and Petri nets. There is also a suggestion of a later work: a template implementation, on Petri Net Tools 2000 editor/simulator of PN models, which is able to accomplish the necessary calculations for cost estimates and, to supply important results to a real planning.

A partir dos anos 2000 houve uma significativa mudança no cenário global da manufatura, no sentido de induzir as empresas a trabalhar dentro de ambientes colaborativos, os quais necessitam de soluções mais integradas ao \'modelo de empresa estendida\' para colaborar a organização como um todo, incluindo parceiros, fornecedores e clientes. Na atualidade, as atividades de planejamento e gerenciamento dos processos de manufatura necessitam levar em consideração a dispersão de recursos (do ponto de vista sistema), que engloba inclusive o conhecimento e a informação. Um problema de grande importância está na \'conexão\' (interface) entre as engenharias, os ambientes de produção e os ambientes de operações comerciais, principalmente na precisão do compartilhamento de dados. Como proposta de solução deste problema a pesquisa tem como contribuição a criação do modelo de referência denominado PLM2M (PLM to Manufacturing), suportado pelas iniciativas da manufatura digital DM (Digital Manufacturing) do PLM (Product Lifecycle Management), que envolvem \'simulação\' e \'procedimentos colaborativos\', principalmente para as atividades de planejamento e gerenciamento de processos de manufatura, consideradas o \'elo\' entre o desenvolvimento de produtos, o gerenciamento do chão de fábrica e o planejamento e controle da produção. O modelo de referência PLM2M tem como objetivo integrar as áreas que participam do processo de manufatura. Está fundamentado em um conjunto de procedimentos que explora estratégias de modelagem de fluxos de trabalho WfMS (Workflow Management System) e arquitetura TIC (Tecnologia da Informação e Comunicação), a modelagem de processos de negócios, as definições de produto, o layout de plantas industriais, os recursos (máquinas e dispositivos, matéria-prima e pessoas), o sequenciamento das operações de produção (que releva a demanda e envolve volume, variedade e prazos), e ainda, o controle e gerenciamento das informações de chão de fábrica. O modelo PLM2M estabelece relação com a gestão de portfólio de programas e projetos no ciclo de vida de produtos (PLM) e tem o propósito de oferecer melhoria de produtividade, ajuste de capacidade de produção e melhor reuso dos ativos da planta, proporcionando melhores \'time-to-market\' de produtos. Para implementar o modelo PLM2M considera-se a hipótese de que esse modelo deve ser aplicado em cenários de planejamento e gerenciamento de processos de manufatura para ambientes complexos e dispersos e que estejam engajados dentro de critérios de avaliação (assessment) de modelos de maturidade e capabilidade em relação ao uso do PLM e Manufatura Digital. / Since 2000, there has been a significant change in the global scenario of manufacturing, in order to induce companies to work within collaborative environments, which require more integrated solutions to the \'extended enterprise model\' to collaborate the organization as a whole, including partners, suppliers and customers. In the current days, the activities of manufacturing process planning and management need to take into account the dispersion of resources (from the point of view system), which includes the knowledge and information. A problem of great importance is the \'connection\' (interface) among the engineering, the production environments and the commercial operations environments, mainly in the accuracy of the data sharing. As a proposal for solve this problem the research presents as a contribution the creation of the reference model called PLM2M (PLM to Manufacturing), supported by initiatives of Digital Manufacturing (DM) of PLM (Product Lifecycle Management), that involves \'simulation\' and \'collaborative procedures\', principally for activities of manufacturing processes planning and management, considered the \'link\' among the products development, the shop floor management and the production planning and control. The PLM2M reference model has as objective to integrate the areas that participate in the manufacturing process. It is based on a set of procedures that explores workflows modeling strategies WfMS (Workflow Management System) and ICT (Information and Communication Technology) architecture, the business processes modeling, the product definitions, the layout of industrial plants, the resources (machines and devices, raw materials and people), the sequencing of production operations (which takes into account the demand and involves volume, variety and lead-time), and yet, the shop floor information control and management. The PLM2M model establishes relationship with the portfolio management of programs and projects in the product lifecycle management (PLM) and has the purpose to provide productivity improvement, adjustment of production capacity and better reuse of plant assets, providing better \'time-to-market\' of products. To implement the PLM2M model, it is important to consider the hypothesis that this model should be applied in manufacturing process planning and management scenarios for complex and dispersed environments and that are engaged within assessment criteria of maturity and capability models in relation to the use of PLM and Digital Manufacturing.

A partir dos anos 2000 houve uma significativa mudança no cenário global da manufatura, no sentido de induzir as empresas a trabalhar dentro de ambientes colaborativos, os quais necessitam de soluções mais integradas ao \'modelo de empresa estendida\' para colaborar a organização como um todo, incluindo parceiros, fornecedores e clientes. Na atualidade, as atividades de planejamento e gerenciamento dos processos de manufatura necessitam levar em consideração a dispersão de recursos (do ponto de vista sistema), que engloba inclusive o conhecimento e a informação. Um problema de grande importância está na \'conexão\' (interface) entre as engenharias, os ambientes de produção e os ambientes de operações comerciais, principalmente na precisão do compartilhamento de dados. Como proposta de solução deste problema a pesquisa tem como contribuição a criação do modelo de referência denominado PLM2M (PLM to Manufacturing), suportado pelas iniciativas da manufatura digital DM (Digital Manufacturing) do PLM (Product Lifecycle Management), que envolvem \'simulação\' e \'procedimentos colaborativos\', principalmente para as atividades de planejamento e gerenciamento de processos de manufatura, consideradas o \'elo\' entre o desenvolvimento de produtos, o gerenciamento do chão de fábrica e o planejamento e controle da produção. O modelo de referência PLM2M tem como objetivo integrar as áreas que participam do processo de manufatura. Está fundamentado em um conjunto de procedimentos que explora estratégias de modelagem de fluxos de trabalho WfMS (Workflow Management System) e arquitetura TIC (Tecnologia da Informação e Comunicação), a modelagem de processos de negócios, as definições de produto, o layout de plantas industriais, os recursos (máquinas e dispositivos, matéria-prima e pessoas), o sequenciamento das operações de produção (que releva a demanda e envolve volume, variedade e prazos), e ainda, o controle e gerenciamento das informações de chão de fábrica. O modelo PLM2M estabelece relação com a gestão de portfólio de programas e projetos no ciclo de vida de produtos (PLM) e tem o propósito de oferecer melhoria de produtividade, ajuste de capacidade de produção e melhor reuso dos ativos da planta, proporcionando melhores \'time-to-market\' de produtos. Para implementar o modelo PLM2M considera-se a hipótese de que esse modelo deve ser aplicado em cenários de planejamento e gerenciamento de processos de manufatura para ambientes complexos e dispersos e que estejam engajados dentro de critérios de avaliação (assessment) de modelos de maturidade e capabilidade em relação ao uso do PLM e Manufatura Digital. / Since 2000, there has been a significant change in the global scenario of manufacturing, in order to induce companies to work within collaborative environments, which require more integrated solutions to the \'extended enterprise model\' to collaborate the organization as a whole, including partners, suppliers and customers. In the current days, the activities of manufacturing process planning and management need to take into account the dispersion of resources (from the point of view system), which includes the knowledge and information. A problem of great importance is the \'connection\' (interface) among the engineering, the production environments and the commercial operations environments, mainly in the accuracy of the data sharing. As a proposal for solve this problem the research presents as a contribution the creation of the reference model called PLM2M (PLM to Manufacturing), supported by initiatives of Digital Manufacturing (DM) of PLM (Product Lifecycle Management), that involves \'simulation\' and \'collaborative procedures\', principally for activities of manufacturing processes planning and management, considered the \'link\' among the products development, the shop floor management and the production planning and control. The PLM2M reference model has as objective to integrate the areas that participate in the manufacturing process. It is based on a set of procedures that explores workflows modeling strategies WfMS (Workflow Management System) and ICT (Information and Communication Technology) architecture, the business processes modeling, the product definitions, the layout of industrial plants, the resources (machines and devices, raw materials and people), the sequencing of production operations (which takes into account the demand and involves volume, variety and lead-time), and yet, the shop floor information control and management. The PLM2M model establishes relationship with the portfolio management of programs and projects in the product lifecycle management (PLM) and has the purpose to provide productivity improvement, adjustment of production capacity and better reuse of plant assets, providing better \'time-to-market\' of products. To implement the PLM2M model, it is important to consider the hypothesis that this model should be applied in manufacturing process planning and management scenarios for complex and dispersed environments and that are engaged within assessment criteria of maturity and capability models in relation to the use of PLM and Digital Manufacturing.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3829.pdf: 4230286 bytes, checksum: 57d5e0c531823572429b3f117b7809fb (MD5) Previous issue date: 2011-06-21 / A necessary condition for the economic efficiency of modern plants is the ability to adjust - as quickly and effectively as possible - the performance of manufacturing process for demand request decisions. In this sense, the research emphasized the importance of understanding the best practices in Information Technology (IT) and the trade scenario of solutions using shopfloor real data in virtual environments for simulation and many achieved benefits. The highlights of this research focused on exploring the collaboration (practice of skills for the achievement of mutually beneficial results) between the MES (Manufacturing Execution Systems) and the digital manufacturing systems (also called virtual manufacturing systems) of PLM (Product Lifecycle Management), in a scenario where the manufacturing processes require high flexibility, reliability and lower delivery times, extensive combination of variants and lower life-cycle of products. The research - in an exploratory and descriptive way, which identified the available knowledge on the subject more sharply between the years 2006 and 2010 - was grounded in the practices of world-renowned companies and institutions and considered opinions and evaluations of renowned researchers and professionals with expertise in initiatives to support the use of MES solutions data in systems of digital manufacturing of PLM to manufacturing processes planning. As a result of the studied scenarios and covered concepts, the research has consolidated a "diagram of information collaboration", with the aim of providing better decision choices within the framework of shop-floor project, processes planning and production management. The research also concluded that the MES systems may have their value extended if integrated within the characteristics of functionalities of the PLM concept. It also brought some recommendations and limitations on the portability of information, commented on the learned lessons and suggestions for future tasks that include the BPM (Business Process Management). / Uma condição necessária para a eficiência econômica das fábricas modernas é a habilidade de adequar - de forma mais rápida e melhor possível - o desempenho dos processos de manufatura às decisões de solicitação de demanda. Nesse sentido, ressaltou-se a importância de compreender as melhores práticas de Tecnologia da Informação (TI) e o cenário comercial de soluções que utilizam dados reais de chão-de-fábrica em ambientes virtuais de simulação e os vários benefícios obtidos. O destaque desta pesquisa ficou por conta de explorar a colaboração (prática de competências para a obtenção de resultados mutuamente vantajosos) entre os sistemas MES (Manufacturing Execution Systems) e os sistemas de manufatura digital (também chamada fábrica virtual) do PLM (Product Lifecycle Management), num cenário onde os processos de manufatura impõem alta flexibilidade, confiança e menores tempos de entrega, ampla combinação de variantes e menores ciclos de vida de produtos. A pesquisa - de forma exploratória e descritiva, que identificou o conhecimento disponível sobre o tema mais acentuadamente entre os anos de 2006 e 2010 - foi embasada nas práticas de instituições e empresas mundialmente reconhecidas, e considerou opiniões e avaliações de profissionais e pesquisadores renomados nas iniciativas que apóiam a utilização de dados das soluções MES em sistemas de manufatura digital do PLM para o planejamento de processos de manufatura. Como resultado dos cenários estudados e conceitos abordados, a pesquisa consolidou um diagrama de colaboração da informação , com o propósito de auxiliar melhores tomadas de decisão no âmbito do projeto de chão-de-fábrica, planejamento de processos e gerência da produção. A pesquisa ainda concluiu quanto os sistemas MES podem ter seu valor ampliado se integrados dentro das características de funcionalidades do conceito PLM, trouxe algumas recomendações e limitações sobre a portabilidade das informações, comentou sobre as lições aprendidas e apresentou sugestões de trabalhos futuros que inclui o gerenciamento de processos de negócios BPM (Business Process Management).