Mini-Projecto · Plano de integração de um sistema pneumático e hidráulico
Contexto
A "Metalfer, Lda.", uma empresa metalomecânica que fabrica suportes metálicos para mobiliário de escritório, quer expandir a linha de estampagem com uma nova célula de produção: uma prensa hidráulica para estampar as chapas e um conjunto de cilindros pneumáticos para fixar e ejetar as peças. Foste contratado/a, como técnico/a de planeamento industrial, para analisar os requisitos, elaborar o plano de integração, definir os procedimentos de monitorização e calcular os custos, antes de a direção aprovar o investimento.
Trabalhas individualmente ou em grupo de até 3 elementos, com consulta a catálogos de fabricantes de componentes pneumáticos e hidráulicos, tabelas de custos e as normas de segurança aplicáveis.
Requisitos
Funcionais
- Ficha técnica de requisitos: força, tempo de ciclo, curso, ciclos por lote, espaço disponível e ambiente.
- Escolha justificada entre pneumático, hidráulico ou misto para cada função da célula (fixação, estampagem, ejeção), com cálculo de força (F = P × A) para pelo menos dois atuadores.
- Diagrama de blocos ou esquema simplificado da cadeia de cada sistema (compressor/bomba → tratamento/válvulas → atuador).
- Plano de integração com sequenciamento das operações (fixar, estampar, ejetar) e diagrama de Gantt com pelo menos 5 tarefas, identificando o caminho crítico.
- Plano de manutenção e monitorização com pelo menos 4 componentes, verificação e periodicidade.
- Cálculo de custos: investimento, operação (energia), manutenção, amortização e custo por peça.
Não-funcionais
- Cumprimento das normas de segurança com equipamentos sob pressão e listagem dos EPI exigidos.
- Identificação de, pelo menos, uma medida de proteção ambiental (gestão do óleo hidráulico usado).
- Documento organizado, com tabelas e cálculos claros, pronto a apresentar à direção da empresa.
Fases
Fase 1 · Análise de requisitos (3h) Levantar os requisitos da célula (força, tempo de ciclo, espaço, ambiente) e montar a ficha técnica para cada função (fixação, estampagem, ejeção).
Fase 2 · Seleção do sistema e cálculo de força (4h) Escolher pneumático, hidráulico ou misto para cada função, com justificação técnica, e calcular a força de pelo menos dois atuadores (um pneumático, um hidráulico).
Fase 3 · Esquema e plano de integração (4h) Desenhar o diagrama de blocos de cada sistema e elaborar o plano de integração: sequenciamento das operações e diagrama de Gantt com o caminho crítico.
Fase 4 · Monitorização e manutenção (3h) Definir o plano de manutenção preventiva e os procedimentos de monitorização (manómetros, temperatura, inspeção) para os componentes críticos.
Fase 5 · Custos (3h) Calcular o investimento, o custo de operação, a amortização e o custo por peça da célula, com base nos dados de produção fornecidos.
Fase 6 · Segurança, ambiente e apresentação (3h) Listar as normas de segurança e EPI aplicáveis, a medida de proteção ambiental, e preparar a apresentação do plano à turma (simulando a direção da empresa).
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise de requisitos e ficha técnica | 15% |
| Seleção do sistema e cálculos de força corretos | 20% |
| Plano de integração (sequenciamento + Gantt) | 20% |
| Monitorização e manutenção | 15% |
| Cálculo de custos e custo por peça | 20% |
| Segurança, ambiente e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Escolher hidráulico ou pneumático "por hábito", sem calcular a força realmente exigida por cada função.
- Esquecer a margem de segurança no dimensionamento do compressor ou da bomba.
- Montar um Gantt com todas as tarefas em sequência estrita, sem aproveitar tarefas em paralelo.
- Calcular o custo por peça só com o investimento, esquecendo energia e manutenção.
- Omitir a despressurização e os EPI no plano de segurança.
- Não considerar o destino do óleo hidráulico usado como resíduo perigoso.
Bónus (opcional)
- Comparar o custo por peça da solução escolhida com uma alternativa (ex.: prensa totalmente elétrica), justificando a decisão final.
- Propor uma medida concreta de otimização energética (ex.: redução da pressão de rede numa zona da fábrica) com a poupança estimada em €/ano.
- Esboçar o diagrama PERT completo do plano de integração, identificando folgas em tarefas fora do caminho crítico.
Reflexão
No documento final, responde: porque é que a força necessária para a estampagem obriga a usar hidráulica e não pneumática, mesmo sendo a pneumática mais barata de operar? E identifica duas decisões do teu plano que, se erradas, mais encareceriam o custo por peça a longo prazo.