ISEP - DM – Engenharia Mecânica
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Percorrer ISEP - DM – Engenharia Mecânica por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica"
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- Estruturação do modelo de gestão de uma nova unidade de produção do setor automóvelPublication . Campos, Lara Patrícia Lopes; Silva, Francisco José Gomes da; Ramos, Sandra Cristina de Faria; Ferreira, Luís Carlos Ramos Nunes PintoA produção automóvel está incorporada numa indústria em constante desenvolvimento e, como tal, as entidades que fornecem componentes para esta indústria necessitam de acompanhar os avanços tecnológicos, desenvolvendo sistemas inovadores que permitam otimizar os processos de fabrico associados. A dissertação aqui apresentada, foi realizada em contexto industrial na empresa Fico Cables, no departamento de Supply Chain. O problema abordado consistiu na definição da estratégia industrial a adotar, perante a necessidade de implantação de uma nova unidade fabril. O foco do projeto está associado à elaboração do layout fabril da nova nave industrial, otimizando assim os fluxos de material existentes e restruturando as áreas de fabrico. Para tal, avaliou-se a estrutura inicial da empresa, analisando cada área de fabrico, ao nível de produtos, processos de fabrico, número de equipamentos, fluxos, tanto entre as diferentes áreas como os fluxos internos dentro de cada uma dessas áreas de fabrico. Para a elaboração do layout final, recorreu-se ao suporte de duas ferramentas, nomeadamente, o Systematic Layout Planning, para desenvolver várias alternativas de layout, e o Analytic Hirarhic Process, uma ferramenta de análise multicritério baseada em dados numéricos, a qual permitiu selecionar a melhor alternativa apresentada. Esta última, consiste na comparação das diferentes alternativas, de acordo com os critérios definidos. Os critérios selecionados pela administração da empresa, consistiram na minimização dos fluxos, contribuindo assim para um aumento de produtividade, menores custos de transferência de equipamentos e maximização da flexibilidade, ou seja, otimizar os layouts das áreas de fabrico, permitindo a libertação de espaços para futuras expansões. Assim, definiu-se a estratégia a aplicar e procedeu-se à transferência dos equipamentos, avaliando as suas restrições/limitações. Com a implantação desta estratégia, os ganhos foram visíveis em vários aspetos, nomeadamente, minimização de transportes, distâncias e tempos associados aos fluxos de materiais, correspondendo a uma redução de cerca de 23% em relação aos fluxos iniciais, bem como à maximização e melhoria das áreas produtivas, eliminando algumas áreas alugadas, o que induziu uma redução de 50% de custos neste aspeto. De salientar que durante a fase de implantação, a empresa adotou estratégias que contribuíram para a redução do investimento estimado em 10%.
- Melhoria do processo produtivo de rolhas naturais: aplicação do Value Stream MappingPublication . Pinho, Miguel Abílio Gomes de Paiva; Silva, Francisco José Gomes da; Pinto, Isabel Cristina Silva Barros Rodrigues MendesA cortiça é uma matéria‐prima sustentável, com características únicas, que representa um significativo impacto comercial e financeiro na economia de Portugal, sendo amplamente utilizada numa grande diversidade de produtos e mercados, cujo destino mais comum é a produção de rolhas. Ao longo dos anos, o mercado de rolhas de cortiça tem exigido às empresas um elevado nível de qualidade e flexibilidade na produção, o que cria a necessidade das mesmas em apostar na melhoria contínua dos processos produtivos, para que possam permanecer no mercado e se tornarem competitivas. Neste sentido, a Cork Supply Portugal, atualmente um dos maiores produtores de rolhas de cortiça a nível global, a qual serviu de caso de estudo para esta dissertação, tem vindo a investir constantemente na melhoria contínua, na inovação e na investigação. O presente projeto enquadra‐se numa perspetiva de melhorar o processo produtivo de rolhas naturais, a eficiência e prazo de entrega do produto ao cliente, através da aplicação de ferramentas de melhoria contínua. O método aplicado consistiu na recolha e análise de informação sobre a filosofia Lean Production, no processo produtivo de rolhas naturais e operações associadas. Neste seguimento, foi elaborado o VSM (Value Stream Mapping) produtivo de rolhas naturais, com o objetivo de analisar o fluxo de materiais e informações necessários para levar um produto a um cliente, permitindo identificar oportunidades de melhoria e para eliminar as atividades de valor não acrescentado. De forma a monitorizar todo o desenvolvimento do VSM produtivo de rolhas naturais, elaborou‐se um relatório A3. Os resultados obtidos comprovam um decréscimo no valor total de inventário após quatro meses do momento da implementação das ações de melhoria, uma diminuição da diferenciação do inventário, que potenciou o aumentando da disponibilidade de rolhas no estado natural, e uma diminuição nos movimentos internos logísticos em mais de 10%.
- Modelação numérica de juntas adesivas sujeitas ao impacto por modelos de dano coesivoPublication . Arnaud, Manuel Fernandes Torres Dias; Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes; Marques, Eduardo André de Sousa; Machado, José Joaquim da Mota; Silva, Lucas Filipe Martins daAo longo da evolução tecnológica e devido à necessidade de várias indústrias, as ligações adesivas têm sido cada vez mais utilizadas. Este aumento da procura deve-se às vantagens significativas que as juntas adesivas apresentam em relação aos métodos convencionais tais como soldadura, ligações rebitadas e aparafusadas. As ligações adesivas permitem a redução de concentrações de tensões, redução de peso e maior facilidade de fabrico. Devido à utilização crescente destas juntas, é necessária a existência de ferramentas que tornem possível a previsão da resistência dessas mesmas ligações com um grau de precisão elevado. Neste domínio o Método de Elementos Finitos (MEF) é capaz de prever o comportamento da junta. Por outro lado, em muitos casos reais, as juntas adesivas são sujeitas a cargas dinâmicas, como por exemplo impacto, pelo que se torna relevante a existência e validação de técnicas numéricas de previsão de resistência nestas condições de carregamento. Nesta tese é apresentado um estudo experimental e numérico pelo MEF de juntas de sobreposição simples, fabricadas com um adesivo frágil e rígido (Araldite®️ AV138) e outro de elevada flexibilidade e ductilidade (Sikaforce®️ 7752). Para a construção das juntas foram considerados aderentes de compósito, denominado por plástico reforçado a fibra de carbono (PRFC). Foram consideradas juntas adesivas com diferentes comprimentos de sobreposição, submetidas a esforços de impacto, de modo a avaliar o seu desempenho. No estudo experimental, utilizou-se uma máquina de drop-test para submeter os provetes fabricados ao ensaio de impacto a uma energia cinética de impacto pré-estabelecida. A análise numérica foi baseada no MEF e em modelos de dano coesivo (MDC) e permitiu obter a distribuição de tensões na camada adesiva, a resistência da junta e a energia absorvida. Com a comparação dos valores numéricos aos obtidos experimentalmente é possível validar os estudos numéricos para este tipo de solicitações dinâmicas. Para este caso de estudo a técnica de MDC foi validada de forma positiva para o cálculo da resistência de juntas adesivas ao impacto. Além disto, verificou-se a influência do adesivo em estudo e do comprimento de sobreposição.
- Otimização da entrega de encomendas por dronesPublication . Barbosa, João Pedro Moutinho Alves; Ramos, António José Galrão; Silva, Elsa MaríliaA tecnologia está em constante evolução. Um dos frutos dessa evolução foi a criação de drones. Com a evolução destes, houve uma perceção que os drones teriam aplicação no ramo da logística, pelo menos para encomendas de pequeno a pequenomédio porte (telemóveis, por exemplo). A sua possível aplicabilidade deriva das suas vantagens económicas e ambientais, devido ao seu consumo reduzido de energia. Isto quando comparado com um veículo terrestre comum, como um camião. É por essa razão que este trabalho se foca em fazer um modelo para solucionar o problema “Travelling Salesman Problem with a Drone”, TSP-D, com foco na redução do impacto ambiental. Este foco ambiental foi implementado no modelo através da sua função objetivo ser a minimização das emissões de 𝐶𝑂2 da rota. Para o camião foram consideradas as emissões de 𝐶𝑂2 derivadas da queima de combustível. No caso do drone foram consideradas as emissões de 𝐶𝑂2 derivadas da produção de energia elétrica em Portugal. O trabalho consistiu em usar o modelo de (Jeong, Song, and Lee 2019) como base e alterá-lo. As alterações feitas foram: a correção de erros presentes no modelo, a remoção de restrições e parâmetros/variáveis relativas às zonas de voo proibidas (que o modelo considerava) e acrescentar novas restrições e parâmetros/variáveis de vertente ambiental. A realização deste trabalho permitiu chegar a duas conclusões principais. A primeira é que o drone é uma solução mais benéfica para o ambiente, em comparação com o camião, mas as suas desvantagens (limite de carga) impedem que este seja usado em vez do camião. A sua vantagem ambiental é vista quer através da bibliografia e quer através da rota exemplo apresentada. Nesta é possível ver que o drone emite muito menos gramas de 𝐶𝑂2 por km que o camião, 0,336 𝑔𝐶𝑂2/𝑘𝑚 do drone contra os 200 𝑔𝐶𝑂2/𝑘𝑚 emitidos pelo camião. A segunda conclusão foi que o fator de maior influência do tempo de processamento do modelo é o número de clientes a servir. Com o aumento do número de clientes viu-se um aumento exponencial do tempo de processamento, principalmente a partir de rotas com cinco ou mais clientes.
- Projeto de uma ferramenta específica para cravação de terminais elétricosPublication . Castro, Tiago André Moura de; Silva, Francisco José Gomes daA necessidade contínua de incrementar a produtividade em todos os sectores leva a que sejam utilizados equipamentos cada vez mais sofisticados, permitindo novas técnicas de abordagem dos processos de fabrico, velocidades mais elevadas e maior precisão no produto final. No entanto, quase todos os equipamentos necessitam de ferramentas adequadas, que tirem partido efetivamente das potencialidades dos equipamentos disponíveis. A Engenharia tem aqui um papel extremamente importante, já que terá de conceber as ferramentas atendendo à satisfação de um elevado número de requisitos, que passam genericamente por tirar o máximo partido dos fatores tecnológicos proporcionados pelos equipamentos, cumprir com a cadência de produção necessária, assegurar a qualidade estipulada, garantir a segurança dos colaboradores que com ela trabalham e permitir uma fácil montagem e afinação, reduzindo assim os tempos de preparação e as possibilidades de fabrico de peças fora das especificações. Este trabalho foi desenvolvido em torno de uma necessidade real, tendo sido estipulados os requisitos necessários pelo cliente e tendo sido elaborado todo o projeto da ferramenta em torno desses mesmos requisitos. Foi efetuada uma otimização da ferramenta ainda na fase de anteprojeto, permitindo minimizar o seu custo e maximizar o seu rendimento e aptidão para o fim em vista. Os materiais foram cuidadosamente selecionados, tendo em vista a utilização de cada componente e a relação custo‐benefício. Foi ainda efetuada uma orçamentação da mesma, assim como um plano de instruções para a operação e manutenção da ferramenta. Deste modo, este trabalho é o resumo de grande parte do conhecimento adquirido, quer ao longo da vida académica, quer ao longo da experiência profissional.