ESTGV - DEMGI - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri)
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Browsing ESTGV - DEMGI - Dissertações de mestrado (após aprovadas pelo júri) by Field of Science and Technology (FOS) "Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica"
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- Aplicação da realidade mista na aprendizagem em unidades industriais - learning factoryPublication . Nogueira, Pedro Alexandre Loureiro; Silva, José Luís Henriques da; Vaz, Paulo Joaquim AntunesO aparecimento da Indústria 4.0 veio apresentar novos sistemas inteligentes, com capacidade de comunicar, que estão diretamente ligados ao crescimento dentro das empresas. Ao longo da história, a indústria já passou por diferentes revoluções, desde a 1ª Revolução até a atual 4ª Revolução. Com o avanço da tecnologia, tem sido implementada uma abordagem denominada Learning Factory (LF), que relaciona os conceitos de “aprendizagem” e “fábrica” e que surge para revolucionar os processos de aprendizagem nas várias áreas da indústria. O aumento da complexidade de processos dentro das empresas levou ao aparecimento de algumas limitações nas capacidades e competências dos colaboradores, reduzindo assim o seu potencial de trabalho. A transmissão de conhecimento deixou de ser um processo de aprendizagem tradicional para ser uma aprendizagem assistida por tecnologia como E-learning, videoconferência ou aulas virtuais. Ferramentas como Realidade Virtual, Realidade Aumentada ou Realidade Mista são tecnologias largamente desenvolvidas que podem funcionar como ferramentas de apoio nos novos processos de aprendizagem. O objetivo deste trabalho foi o de testar a utilização da Realidade Mista como ferramenta de apoio num setor de uma linha de montagem. Foi desenvolvido, em bancada didática, o processo de montagem de um cilindro pneumático de modelo C95SDB32-25 com recurso aos óculos de realidade mista da Microsoft HoloLens 2. Posteriormente, com a recolha dos dados armazenados pelos smart glasses foi possível desenvolver um relatório com os tempos produtivos e analisar os dados de forma a implementar alterações ao processo de montagem para a obtenção de uma melhoria de resultados. Por último, foi desenvolvida uma aplicação de gestão de stock, para que o operador possa consultar o stock que tem disponível e dar entrada ou saída de peças produzidas.
- Aplicação de metodologias Lean em ambiente industrialPublication . Nunes, Marco António Quintal; Silva, José Luís Henriques da; Vaz, Paulo Joaquim AntunesNo decorrer dos anos pós-Revolução Industrial, aos poucos foram surgindo cada vez mais empresas, e as existentes industrializaram-se cada vez mais. Com isto as populações começaram a abandonar os ambientes rurais para procurarem novas oportunidades nas cidades e em ambientes mais industrializados. As empresas tornaram-se cada vez maiores, fruto do desenvolvimento económico e tecnológico. Isto por consequência provocou o aumento da concorrência e uma maior competitividade entre as empresas nos diversos setores. Deste modo, as organizações nos dias que correm, devem procurar adotar formas de ter uma maior vantagem competitiva em relação às outras, para assim conseguir destacar-se da concorrência e obter lucro e crescimento ao longo do tempo. É com esse objetivo que se enquadra a metodologia Lean Manufacturing (ou Produção Lean). Esta metodologia procura reduzir o tempo não produtivo, aumentando assim a sua eficiência e produtividade, para isso baseia-se na identificação dos 7 tipos de desperdício, e utiliza ferramentas para eliminá-los. O Lean Manufacturing procura reduzir os tempos de setup nas linhas de produção, tornando os processos mais flexíveis, mais rápidos, com menor necessidade de stocks, entre outras vantagens. Neste projeto/estágio a metodologia acima referida será aplicada em três linhas de produção da empresa EDA- Estofagem de assentos inserida no grupo Faurecia, que produz para a indústria automóvel. A metodologia em questão vai de encontro aos princípios da multinacional Faurecia, voltada para a melhoria contínua e aumento da produtividade, por sua vez de encontro também com os princípios da EDA, sendo esta uma Unidade industrial Just in Time. A empresa EDA pretende com isto tornar as suas linhas mais eficientes e flexíveis, de forma a ser possível produzir maior variabilidade de produtos na mesma linha de produção de forma rápida e eficaz.
- Aplicação de um Workflow na Gestão da Manutenção numa Unidade IndustrialPublication . Martins, Sérgio Filipe Duarte; Silva, José Luís Henriques da; Vaz, Paulo Joaquim AntunesO ritmo constante de evolução da indústria e dos processos envolvidos, exige por parte das organizações uma aposta em mecanismos de melhoria de modo a aumentar a satisfação dos clientes e manter a competitividade do mercado. Com a realização desta dissertação pretende-se abordar o processo de digitalização de uma empresa. Para tal, foi necessário estudar alguns temas relevantes para o caso em estudo, sendo estes as metodologias da gestão da produção, a definição de workflow, e ainda as metodologias Lean e a gestão da manutenção. A empresa referente ao caso de estudo é uma oficina. Anteriormente às propostas de melhorias, foi feito um estudo detalhado de todos os processos e assim foi possível detetar alguns desperdícios e lacunas no processo que influenciam negativamente o desempenho geral da oficina. A partir destas lacunas identificadas, foi desenvolvido um projeto que propõe a melhoria de todos os processos. Com o auxílio do departamento de informática foi desenvolvido um software que permite a compilação de todos os processos. Este software é alimentado com a ajuda de todos os intervenientes a partir de tablets individuais, uma vez que só assim é possível o controlo da produção em tempo real. Outros aspetos tidos em conta, foram a eliminação de desperdício a partir das metodologias Lean, e algumas alterações de layout que permitiram obter um processo mais eficiente. Infelizmente não foi possível a implementação total deste projeto, mas nesta dissertação é apresentada a parte que foi possível implementar bem como o desenvolvimento da parte que foi apenas sugerida à administração da empresa. Com este projeto implementado, prevê-se obter toda a informação em tempo real, o que permite um controlo mais rigoroso dos planos de manutenção e também um aumento da qualidade das reparações. Com tudo isto, espera-se uma diminuição dos gastos referentes à manutenção de frota do grupo. Preveem-se também algumas dificuldades na implementação deste projeto, nomeadamente a adaptação dos mecânicos ao mundo tecnológico, visto estarem adaptados a uma diferente cultura.
- Aplicação dos Conceitos Lean Service a um caso de EstudoPublication . Sanches, Indira Patrícia Brito; Vaz, Paulo Joaquim Antunes; Silva, José Luís Henriques daOs aeroportos estão constantemente em mudanças, no que diz respeito à gestão de recursos e serviços decorrentes da interação de vários agentes que operam para prestar os serviços (operador, companhias aéreas, agências de tráfego aéreo, agências de segurança, handling, etc.). Os sistemas de gestão aeroportuários focam no processo de melhoria contínua dos aeroportos, utilizando o conceito colaborativo de tomada de decisão dos mesmo. Com isso, existe grande procura nas metodologias de gestão para aumentar a eficácia e a eficiência dos processos, através da melhoria da qualidade dos seus produtos e serviços, da redução de custos e do aumento de satisfação dos seus clientes. A presente dissertação incide no estudo da implementação de ferramentas Lean e Seis Sigma, sustentada pelo DMAIC, no Núcleo de Manutenção Geral e Núcleo de Oficinas Gerais da ASA no aeroporto internacional na ilha do Sal. Inicialmente recolheram-se os dados sobre o estado inicial das atividades de cada setor, com o foco principal no entendimento do processo e na identificação das atividades de maior duração e com maior potencialidade para melhoria. Aplicou-se o DMAIC em conjunto com um grupo de técnicas de análise e ferramentas de qualidade para sustentar a transformação necessária em cada fase DMAIC. O estudo indicou que o uso das ferramentas Lean permite obter resultados mais rápidos, quando se implementa medidas mais simples. Também pode-se aferir que o novo método de trabalho permitiu identificar as variáveis que influenciam o processo de análise dos serviços defeituosos e reconhecer a importância e o impacto que a aplicação da integração dos conceitos Lean e Seis Sigma tem numa empresa. Este estudo constitui valor para a empresa onde foi aplicado, pois permitiu atingir os objetivos delineados, aumentando assim a eficácia e a eficiência dos processos associados aos serviços da manutenção.
- Automatização da E.T.A.R. e Plano de Manutenção para a Adega Cooperativa de MangualdePublication . Lopes, Ricardo Pereira; Rodrigues, António Mário da SilvaVisto que o tratamento das águas residuais é um tema muito importante para a saúde pública, é necessário criar vários processos para o tratamento de efluentes. Após a finalização de todos os processos, o efluente tratado terá de cumprir requisitos de qualidade químicos e biológicos para a sua descarga no meio ambiente. A utilização de equipamentos e técnicas, caraterizados por elevados níveis de precisão (como a tecnologia), é muito importante, pois é possível tornar o sistema mais autónomo, monitorizar processos e controlá-los de forma eficiente e acessível para o utilizador. Assim, neste tipo de sistemas terá que ser utilizado um elemento central de controlo e vários elementos auxiliares, nomeadamente vários tipos de sensores. Também terá que se usar uma interface que permita ao utilizador comunicar com o sistema de controlo, de forma a poder manipular e ajustar determinados parâmetros que influenciam os processos de tratamento. Neste sentido, a presente dissertação apresenta um estudo/projeto, na Adega Cooperativa de Mangualde, onde se pretende automatizar, controlar e monitorizar a Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) da mesma. Como, cada vez mais, os lucros das empresas dependem do bom funcionamento, não só dos trabalhadores mas também dos seus equipamentos, é necessário que estes estejam em ótimas condições de trabalho, de forma a evitar avarias e paragens na produção, o que vem trazer, por consequência, prejuízos para as empresas. Assim, realizar-se-á, também, um plano de manutenção para garantir o bom desempenho dos equipamentos desta unidade fabril.
- Automatização do dimensionamento de separadores ciclónicos e modelação para impressão 3DPublication . Pais, Nuno Henrique da Silva; Fernandes, Alexandre David AibéoCiclones são equipamentos destinados à separação de partículas sólidas em suspensão num fluido. São vastamente utilizados, nos mais diversos ramos da indústria, devido ao seu baixo custo de produção, manutenção e simplicidade. O seu princípio básico de funcionamento decorre do balanço entre as forças gravitacional, de arrasto e de inércia que efetuam a separação das partículas através da formação de um vórtice ciclónico. O interesse no seu estudo foi reforçado nas últimas décadas com a crescente diligência com a emissão de partículas e consequente efeito no meio ambiente. O presente trabalho começa por apresentar uma revisão de alguns modelos de dimensionamento de Ciclones. Esta revisão serve para introduzir os conceitos teóricos necessários ao correto dimensionamento dos separadores ciclónico e correta utilização da aplicação informática desenvolvida. A aplicação, após ser alimentada com as variáveis que descrevem o escoamento bifásico, dimensiona o Ciclone, permite a seriação e consequente comparação dos modelos através de valores de rendimento, perda de carga e números adimensionais. A aplicação admite o dimensionamento por oito modelos de configuração geométrica, o cálculo de rendimento teórico é realizado por dez modelos, e o de perda de carga por dez. São ainda calculados o número de Euler, o número de Reynolds, as razões entre o diâmetro de corte e o diâmetro central do Ciclone, e entre a massa volúmica do fluido pela do material em suspensão. Após a avaliação dos resultados obtidos, pode ser feita a exportação da modelação 3D destes dispositivos, para posterior impressão pelo método de fabricação aditiva e/ou simulação CFD. É, também, disponibilizada a ferramenta que possibilita a criação de Ciclones com as variáveis geométricas livres, i.e., permitindo ao utilizador a possibilidade de as definir, todas, de forma independente. Os resultados de dimensionamento são concordantes com a literatura. A modelação produzida permite a impressão dos modelos.
- Avaliação da conformidade em organismos de inspeção automóvelPublication . Santos, Dalila Mazetto dos; Lopes, Maria Odete MonteiroNos últimos anos, os dados apurados pela Comissão Europeia apontam para uma taxa média de 51,5 mortes por 1 milhão de habitantes nas estradas europeias. O objetivo mais recente, contudo, é reduzir em 55% o número de mortos por milhão de habitantes. Em Portugal, após a instituição da obrigatoriedade da inspeção periódica em 1992, a percentagem de vítimas mortais diminuiu 20,3% em comparação a 2014. No entanto, os dados de 2015 indicam uma inversão dessa tendência. Neste sentido, uma das principais vias para prevenir o acidente automóvel é o investimento na inspeção periódica realizada por organismos de inspeção. Os organismos de inspeção que executam inspeção automóvel devem implementar e monitorizar os requisitos da NP EN ISO/IEC 17020:2013, norma que contém os requisitos para o funcionamento dos diferentes tipos de organismos de inspeção. O objetivo desta dissertação foi explicar o processo de concessão da acreditação baseado na NP EN ISO/IEC 17020:2013 e verificar a eficácia de sua implementação num organismo de inspeção. Para atingir este objetivo recorreu-se a um estudo de caso como instrumento de investigação, durante o qual se acompanharam as diferentes etapas de implementação dos requisitos normativos no Centro de Inspeção Automóvel Inspecar Viseu. O estudo desenvolvido nesta dissertação utilizou-se de análise dos dados coletados na organização e respetiva comparação pormenorizada com os requisitos da Norma. Diante da análise efetuada, concluiu-se que a implementação dos requisitos de imparcialidade, confidencialidade, estrutura, recursos, processo e do sistema de gestão de acordo com a NP EN ISO/IEC 17020:2013 apresentou eficácia e funcionalidade. Além da aquisição da concessão da acreditação do centro de inspeção automóvel, a organização alcançou melhoria nos processos desenvolvidos, mostrou elevada capacidade e competência técnica no desempenho das atividades de inspeção e melhoria da qualidade dos serviços prestados aos clientes.
- Uma Contribuição para a soldabilidade de aços InoxidáveisPublication . Fonseca, Carlos Miguel Pereira da; Trindade, Adelino Mendes CabralNesta tese foram realizadas soldaduras em chapas de aço inoxidável AISI 316 com 6 mm de espessura em configuração de junta topo-a-topo, através do processo Metal Inert Gas (MIG). Este trabalho teve como principal objetivo, fazer uma análise de caráter didático, que permitisse avaliar a qualidade metalúrgica das soldaduras efetuadas e aprofundar conhecimentos úteis nesta área para o percurso profissional. Numa primeira fase, foram selecionados os materiais de adição, recorrendo ao diagrama de Schaeffler com regiões de Bystran. A utilização deste diagrama é de extrema importância, pois permite fazer uma seleção adequada do metal de adição, permitindo prever e evitar problemas metalúrgicos no material fundido. Inicialmente, as soldaduras foram realizadas utilizando como material de adição o fio OK Autrod 308LSi da ESAB com 0,8 mm de diâmetro. Posteriormente, com o objetivo de melhorar as soldaduras obtidas, o metal de adição utilizado foi o fio OK Autrod 347Si com 1,2 mm de diâmetro. Após inspeção visual, as amostras foram polidas e atacadas quimicamente para poderem ser observadas no microscópio ótico. Os reagentes utilizados (Glicerégia e Marble) apenas permitiram revelar a zona fundida da amostra, uma vez que é a única zona da amostra onde está presente ferrite. A microestrutura da zona fundida das amostras estudadas, caracteriza-se por ser uma matriz austenítica com a presença de ferrite δ com morfologia dendrítica. Na sequência da análise micrográfica foram efetuados ensaios de dureza que revelaram que a amostra soldada com o fio OK Autrod 308LSi tem dureza mais elevada na zona termicamente afetada (ZTA) e na zona fundida. As amostras soldadas com o fio OK Autrod 347Si apresentaram menor dureza do que o metal de base na zona termicamente afetada (ZTA) e na zona fundida. Os ensaios de tração permitiram concluir que nenhuma das amostras soldadas com o fio OK Autrod 308LSi são um conjunto soldado válido, uma vez que apresentaram uma resistência à tração menor do que a do metal de base. As amostras soldadas com o fio OK Autrod 347Si, mostraram resistência à tração igual ou superior à do metal de base, sendo por isso consideradas como conjuntos soldados válidos.
- De-bonding on command of adhesive joints for automotive industryPublication . Veloso, Rui Jorge; Silva, Lucas Filipe Martins da; Banea, Doina MarianaO uso de juntas adesivas em aplicações automóveis tem vindo a aumentar uma vez que oferecem potencial para redução tanto do peso como do custo de fabricação. Contudo, com a tendência actual para construção de veículos mais leves e com reduzidas emissões de CO2, os construtores automóveis estão a aumentar o uso de materiais de baixa densidade, tais como, polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRP) ou super ligas, materiais dispendiosos, que levam à necessidade de reaproveitamento dos mesmos. Assim, por razões ambientais e económicas, o desenvolvimento de novas tecnologias e procedimentos capazes de desunir facilmente as juntas adesivas (sem danificar os componentes a ligar) assume um grande interesse por parte da indústria automóvel. Seguindo esta tendência, a possibilidade de desunir quando necessário ligações adesivas foi investigada ao longo desta tese, usando juntas simples unidas com adesivos modificados com partículas termo expansíveis (TEPs’). Foram usados dois adesivos diferentes para comparar o efeito dos TEPs’ em cada um. Foram também efectuados ensaios de tracção para perceber qual a percentagem ideal de TEPs’ de forma a permitir, se necessário, uma fácil desunião de junta sem comprometer os requerimentos de força de adesão. Os resultados são comparados com juntas simples dos mesmos adesivos sem qualquer adição de TEPs. Desta comparação concluiu-se que com o aumento de % de TEPs no adesivo a força de resistência de sobreposição diminui. Para descobrir o melhor/mais rápido procedimento para desunir as juntas foi aplicado calor localmente durante alguns segundos, determinou-se a eficiência de desunião de juntas através da expansão dos TEPs’ para cada percentagem de TEPs’ utilizada. Como era esperado com o aumento da percentagem de TEPs’ no adesivo faz com que a ligação adesiva quebre a temperaturas mais baixas.
- Desenvolvimento de unidade laboratorial de obtenção de códigos IP segundo a norma ISO 20653:2013 (teste contra água)Publication . Ferreira, Filipe Lusio; Oliveira, Serafim Paulo Melo de; Marques, José Manuel Neto SalgueiroO índice de proteção a componentes elétricos e eletrónicos de veículos motorizados é uma exigência regulamentada pela norma ISO 20653:2013 (Veículos rodoviários – Grau de proteção (código IP) – proteção de equipamentos elétricos contra acesso a objetos estranhos e a água). Para a proteção contra a água, a norma define um largo conjunto de ensaios que engloba a impermeabilidade a pequenos salpicos até à impermeabilidade a jactos de elevada pressão, assim temos testes contra: • Queda de gotas de água vertical (IPx1 e IPx2); • Salpico e spray de água (IPx3, IPx4e IPx4K); • Alto caudal de água (IPx5, IPx6, IPx6K); • Alta pressão de água/vapor (IPx9K). Devido à dificuldade em realizar todos estes ensaios num único equipamento, houve a necessidade de desenvolver uma unidade laboratorial automatizada capaz de avaliar a estanquicidade dos componentes automóveis e fornecer um Índice de Proteção (IP) de equipamentos eletrónicos contra água seguindo a norma ISO 20653:2013. Essa unidade foi desenhada em termos estruturais e todos os componentes foram selecionados com base em métodos de cálculo que garantam a sua fiabilidade. De entre os componentes foram selecionados os motores elétricos – utilizados para a movimentação linear e rotacional dos diversos componentes; os acoplamentos – utilizados para a conexão dos diversos sistemas/motores; os rolamentos e chumaceiras – utilizados para o suporte das partes em movimento de rotação; as correias sincronizadoras – utilizadas para a movimentação controlada ao longo de todo o ensaio; os fusos roscados – utilizados na conversão do movimento rotacional de um motor, em movimento de translação e as electroválvulas – utilizadas para o controlo do fluido. Atendendo às grandes diferenças em termos de execução dos ensaios descritos na norma ISO 20653:2013, houve a necessidade de criar uma plataforma de posicionamento de amostras permitindo que cada uma seja movimentada para a sua posição de ensaio convenientemente. Para cada tipo de ensaio foram encontradas diferentes soluções, sendo que para os ensaios IPx1 e IPx2 é utilizada uma “caixa de chuva” posicionada no final do deslocamento horizontal e as amostras serão posicionadas debaixo da “caixa de chuva” de acordo com os parâmetros da norma; Nos ensaios IPx3, IPx4 e IPx4k são utilizados arcos, raios de 200, 400, 600 e 800 mm com orifícios de diâmetros de 0,4 e 0,8 mm, que rodam em torno da amostra com uma amplitude entre ±90º e ±180º com a vertical. Nestes ensaios, as amostras são pulverizadas de acordo com a pressão, diâmetro e amplitude de abertura dos orifícios. Devido ao elevado número de variáveis foi encontrada uma solução que agrupa, para cada arco, os 3 tipos de ensaio. Esse agrupamento foi possível devido à utilização de dois arcos soldados lado a lado e divididos de forma a obter a abertura correta dos bicos; iv A avaliação do comportamento das amostras a um elevado caudal (máximo de 100 l/min), ensaios IPx5, IPx6 e IPx6k, foi conseguido usando duas ponteiras diferentes a uma distância de 2,5 a 3 m da amostra para a formação de um jato de água. A resistência a elevadas pressões, ensaio IPx9k, é testada em 4 posições durante 30 segundos usando um jacto de água à pressão de 100 bar e temperatura de 80ºC. À parte da automatização dos ensaios, foi implementado um sistema fechado de recuperação de água, tornando o equipamento mais ecológico e reduzindo os custos de operação. Como forma de verificação do projeto, foram realizadas provas sem amostras, de forma a verificar os valores de caudal e pressão previstos na norma. Após todas as verificações, foram realizados testes solicitados por clientes para os ensaios: IPx2, IPx5 e IPx6k. Embora este laboratório seja projetado para a realização de ensaios a componentes automóveis, poderá ser utilizado no teste de componentes de outras áreas à semelhança dos testes já realizados em componentes de bicicletas solicitados por clientes. O sucesso dos ensaios já realizados garantem a continuidade e utilidade deste projeto no apoio ao cumprimento da norma ISO 20653:2013 e asseguram uma importante quota de mercado para o ISQ.