A mecanização é o processo onde a máquina é utilizada para substituir o trabalho manual, humano ou animal. Já a automação é o processo de aprimoramento da mecanização, onde além do trabalho manual humano ser substituído pela máquina, esta adquire controles advindos da microeletrônica e torna-se capaz de interagir com as situações adversas, encontrando um ponto ótimo de operação e corrigindo eventuais erros, tudo conforme foi pre- viamente programado no sistema de controle da máquina.A construção naval
deu um grande salto produtivo com mecanização dos estaleiros de 3ª geração, que possibilitou o aumento dos tamanhos dos blocos e redução dos tempos de produção, ou seja, a obtenção de economias de escala a partir do con- ceito de produção em massa. No entanto, após as duas crises do petróleo os estaleiros japoneses, que antes tinham produtividades inferiores aos esta- leiros europeus, revolucionaram seus sistemas de produção com o que veio a se chamar posteriormente de lean manufacturing ou sistema de produção enxuta, inicialmente desenvolvido na Toyota após a Segunda Grande Guerra e posteriormente difundido para toda a indústria japonesa. Isto viabilizou o aumento do tamanho dos blocos, redução nos tempos de produção
Segundo Harris (2001) pode-se classi car a automação de uma manufa- tura em cinco Níveis de Automação, conforme apresentado na tabela a seguir:
Figura 4: Níveis de Automação (HARRIS, 2001)
Esta classi cação não signi ca que um nível é melhor do que outro, ape- nas fornece uma base de classi cação dos processos automatizados e que, embora haja processos que devem obrigatoriamente ter o nível máximo de automação, deve-se avaliar criteriosamente qual é o nível ideal de automação para o seu processo e a sua indústria. Importante ressaltar que há um grande salto na automação do nível três para o nível quatro, mas que também envolve alguns inconvenientes:
ˆ Maior investimento: uma vez que as máquinas e equipamentos são mais so sticados e customizados.
ˆ Maiores custos: especialmente de manutenção e engenharia pois de- mandará mão de obra altamente especializada para estas atividades.
ˆ Menor exibilidade de produção: pois quando mais automatizada, mais restrita se torna a utilização da máquina. Consequentemente, menor a aprendizagem envolvida no processo.
ˆ Menor tempo produtivo da máquina (uptime): que estará programada para realizar as tarefas de carregamento e de transporte além do seu ci- clo de funcionamento ou sua produção propriamente dita. Harris (2001) estima que enquanto a utilização de uma máquina de nível três pode atingir 95%, uma de nível quatro deverá rodar com utilização de 70-75% e uma máquina de nível cinco com utilização de 65-70%. Quando o in- vestimento realizado na máquina corresponde a um alto valor, o tempo parado desta máquina corresponde a um signi cativo desperdício de pro- dução e a utilização deve ser considerada.
ˆ Maior tempo de mudança (changeover): o tempo de changeover mais desejado em um processo automatizado corresponde a um takt time, que corresponde à taxa de demanda do cliente interno. Este tempo é muito mais fácil e provável de ser alcançado em automações de níveis 1, 2 e 3. Conforme aumenta a complexidade da automação, maior é o tempo de mudança de um ciclo para o outro.
Para o caso de sistemas de produção enxutos, com favorecimento do uxo de produção e diminuição de desperdícios como estoques intermediários e tempos parados de máquinas, o nível três de automação normalmente é mais adequado. Com base neste critério de classi cação, fez-se um levantamento
da ocorrência e dos níveis de automação no processo de construção naval típico de um estaleiro com produção enxuta.
No uxo de produção naval típico, conforme apresentado por Adritsos e Perez-Prat (2000), é importante distinguir os processos que possuem auto- mação, dos processos em que há ampla mecanização, como é o caso das atividades de transporte, uma vez que a construção naval requer a frequente movimentação de grandes cargas em todas as suas fases de produção. Desta forma, classi cou-se os processos em três grandes grupos:
ˆ Processos com automação
ˆ Processos com mecanização
ˆ Processos intensivos em mão de obra
Os processos intensivos em mão de obra, que não admitem ou admi- tem pouca automação pela complexidade e/ou variedade das operações, são: Sub-montagem e Caldeiraria, Montagem de Blocos 3D, Montagem de Mega- -Blocos (Pré-Edi cação), Edi cação do Navio e Acabamento do Navio. Os processos intensivos em mecanização, focados no transporte e conformação de materiais, normalmente são: Transporte da Chapas, Per s, Painéis, Blocos e Mega-Blocos (Descarregador de Chapas, Roletes, Pontes Rolantes, Virador de Chapas, Transportadores sobre Rodas, Guindastes Jib-Cranes, Pórticos Goliath). Por m, os processos com ocorrência de automação, independente do nível, são: Pré-tratamento de Chapas, Processamento de Aço - Marcação e Corte de Chapas, Fabricação de Per s (Longarinas), Fabricação de Painéis, Fabricação de Blocos 2D e Fabricação de Tubos
Uma avaliação dos níveis de automação do processo produtivo da cons- trução naval, conforme a escala de Harris (2001), indica:
ˆ Pré-Tratamento de Chapas = Nível três de Automação
ˆ Processamento de Aço = Nível dois de Automação
ˆ Fabricação de Per s = Nível dois de Automação
ˆ Fabricação de Painéis = Nível três de Automação
ˆ Fabricação de Blocos 2D = Nível dois de Automação
ˆ Fabricação de Tubos = Níveis de Automação de zero a dois
ˆ Demais Itens = Níveis zero a um
Figura 5: Automação na Construção Naval
Portanto, o mapeamento dos níveis de automação em um estaleiro típico contemporâneo, indicam maior ocorrência de automação nos níveis dois e três, que por sua vez, são os níveis ideais para um sistema de produção en- xuta ou lean shipbuilding. Assim, a automação na construção naval deve ser
exível para suportar grandes alterações de demanda uma vez que os estalei- ros fazem parte de um mercado global, volátil e competitivo. Esta exibilidade signi ca produzir em sequencia diferentes tipos de navios ou ainda platafor- mas marítimas sem perda de produtividade.
A maior ocorrência os níveis dois e três de automação nos estaleiros atu- ais é uma decisão estratégica e importante para o estaleiro, pois proporcionam
maior exibilidade e altas taxas de utilização das máquinas, que correspon- dem à parcela considerável do investimento em uma planta de construção naval. Estes níveis de automação são coerentes com o conceito de produção enxuta, ou lean shipbuilding, sistema adotado pelos modernos estaleiros de 5ª geração. Observa-se também que há maior concentração de processos automatizados no início da produção, nas fases de tratamento de chapas, pro- cessamento de aço e fabricação de tubos, per s, painéis e blocos 2D. Isto se deve à simplicidade e possibilidade de repetição das operações nestas fases de produção, diferente das fases de montagem 3D e edi cação.
Há também a automação no uxo de informações, que costuma ser cus- tomizada para a realidade de cada estaleiro, mas normalmente ocorre na forma de sistemas de informação que suportam as seguintes atividades do estaleiro: Planejamento e Controle da Produção, Programação e Distribuição de Pacotes de Trabalho, Medições da Produção / Qualidade, Interfaces da Produção com Suprimentos (ERP), Interfaces da Produção com Engenharia (CAD/CAD), Planos de Corte, Planos de Montagem, Plano de Edi cação e Interfaces da Produção com Engenharia (Sistemas PLC ou Estaleiro Virtual). Percebe-se, portanto, que o aumento da complexidade das operações em um estaleiro, tornou imprescindível a automação nos uxos de informações. Os diversos sistemas de TI, geralmente customizados para cada o processo produtivo de estaleiro, são peças chave para uma gestão e ciente e a funda- mental integração entre Engenharia, Suprimentos e Produção e sincronia dos
uxos materiais de produção um sistema de produção enxuta.