https://hdl.handle.net/1884/72858 Sat, 25 Apr 2026 12:20:54 GMT 2026-04-25T12:20:54Z https://hdl.handle.net/1884/98152 Aplicação integrada do oee com tecnologias da indústria 4.0 para aumento da eficiência operacional e produtividade Resumo: Atualmente, diante da necessidade de garantir a eficiência dos processos industriais, intensifica-se a busca por maior produtividade. Para isso, utilizam-se métricas e indicadores voltados à avaliação do desempenho, com foco na redução de custos, na adoção de processos enxutos e no aumento da competitividade das empresas. Nesse contexto, com a ampliação da aplicação dos conceitos de Lean Manufacturing e World Class Manufacturing (WCM), destaca-se o indicador Overall Equipment Effectiveness (OEE) como diferencial na gestão produtiva. Este estudo teve como objetivo aplicar o OEE para avaliar a performance da produção e fornecer subsídios à gestão da fábrica, de forma a direcionar a tomada de decisão. Foi realizada uma pesquisa exploratória por meio de um estudo de caso em uma empresa com processos verticalizados, onde se constatou que o uso do OEE no monitoramento em tempo real da manufatura pode potencializar os resultados, promovendo o aumento da produtividade, a redução dos custos de transformação, a melhoria dos indicadores de qualidade e a elevação do On Time Delivery (OTD). Os resultados esperados estão sendo alcançados com êxito, destacando-se o aumento da produtividade desde a implantação do sistema MES e a revisão do indicador OEE.Adicionalmente, este estudo insere-se no contexto da Indústria 4.0, incorporando tecnologias habilitadoras como Internet das Coisas (IoT) e Machine Learning. A utilização de sensores conectados em tempo real e a análise inteligente dos dados coletados permitiram maior precisão no monitoramento e na previsão de falhas, além de ampliar a capacidade de resposta da operação, promovendo a tomada de decisão baseada em dados. Dessa forma, a pesquisa evidencia o potencial das tecnologias digitais para transformar a manufatura tradicional, tornando-a mais eficiente, inteligente e adaptável.; Abstract: Currently, due to the need to ensure the efficiency of industrial processes, the pursuit of increased productivity has intensified. To achieve this, metrics and performance indicators are employed, focusing on cost reduction, lean processes, and enhanced competitiveness. In this context, with the growing application of Lean Manufacturing and World Class Manufacturing (WCM) principles, the Overall Equipment Effectiveness (OEE) indicator stands out as a key element in production management. This study aimed to apply OEE to evaluate production performance and provide support for factory management, thereby guiding decision-making processes. An exploratory research was conducted through a case study in a vertically integrated company. It was found that using OEE for real-time monitoring of manufacturing operations can enhance results by increasing productivity, reducing transformation costs, improving quality indicators, and raising On Time Delivery (OTD) rates.The expected results are being successfully achieved, particularly the increase in productivity since the implementation of the Manufacturing Execution System (MES) and the reassessment of the OEE indicator. Additionally, this study is aligned with the principles of Industry 4.0, incorporating enabling technologies such as the Internet of Things (IoT) and Machine Learning. The use of connected sensors and real-time data analysis enabled more accurate monitoring and predictive failure detection, enhancing operational responsiveness and enabling data-driven decision-making. Thus, the research highlights the potential of digital technologies to transform traditional manufacturing into a more efficient, intelligent, and adaptable system Orientador: Prof. Dr. Pablo Deivid Valle; Coorientador: Prof. Dr. Fernando Deschamps; Banca: Pablo Deivid Valle (Presidente da Banca), Sergio Eduardo Gouvêa da Costa, Marcos Augusto Mendes Marques, Fernando Deschamps e Marcio Fontana Catapan; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Manufatura. Defesa : Curitiba, 03/06/2025; Inclui referências; Área de concentração: Manufatura Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/98152 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/97995 Análise da formação de macrossegregações em reparos por soldagem utilizando diferentes variantes do processo MIG/MAG em aços inoxidáveis dissimilares Resumo: Macrossegregações em soldas são imperfeições de natureza metalúrgica que, na maioria das vezes, se formam durante a união de materiais dissimilares, podendo comprometer a qualidade da região soldada. O presente estudo teve como objetivo analisar a formação de macrossegregações durante a simulação de reparos por soldagem em regiões degradadas por cavitação, utilizando diferentes variantes do processo MIG/MAG e envolvendo a união de um aço inoxidável austenítico e um aço inoxidável martensítico. Foram realizados depósitos do tipo bead on plate empregando distintos modos de transferência metálica: curto-circuito convencional com e sem tecimento, curto-circuito controlado por CMT (Cold Metal Transfer), globular, spray e pulsado. Utilizou-se o aço inoxidável austenítico AISI 309 como metal de adição e o aço inoxidável martensítico grau CA-6NM como material-base. A caracterização microestrutural revelou a presença de macrossegregações na forma de ilhas e penínsulas na interface soldada entre os materiais. Essas imperfeições foram menos expressivas nos processos com transferência CMT e curto-circuito convencional sem tecimento quando comparadas às demais variações. Concluiu-se que o grau de macrossegregações está diretamente relacionado aos movimentos convectivos gerados pelas forças atuantes na poça de fusão, os quais variam conforme o modo de transferência metálica utilizado. Além da análise das macrossegregações, também foram realizadas medições complementares dos níveis de diluição e da profundidade da zona termicamente afetada (ZTA) entre os diferentes processos; Abstract: Macrosegregations in welds are metallurgical imperfections that typically form during the joining of dissimilar materials, potentially compromising the quality of the welded region. This study aimed to analyze the formation of macrosegregations during the simulation of welding repairs in areas degraded by cavitation, employing different variants of the MIG/MAG process and involving the joining of an austenitic stainless steel to a martensitic stainless steel. Bead on-plate weld deposits were produced using various metal transfer modes: conventional short circuit with and without weaving, CMT (Cold Metal Transfer) controlled short-circuit, globular, spray, and pulsed transfer. Austenitic stainless steel AISI 309 was used as the filler metal, and martensitic stainless steel grade CA-6NM was used as the base material. Microstructural characterization revealed the presence of macrosegregations in the form of islands and peninsulas at the welded interface between the two materials. These imperfections were less pronounced in the processes utilizing CMT transfer and conventional short-circuit without weaving when compared to the other variants. It was concluded that the extent of macrosegregation is directly related to the convective movements induced by the forces acting on the molten pool, which vary according to the metal transfer mode employed. In addition to the macrosegregation analysis, complementary measurements of dilution levels and heat affected zone (HAZ) depths were also performed for the different processes Orientador: Prof. Dr. Sérgio Luiz Henke; Banca: Sérgio Luiz Henke (Presidente da Banca), Gustavo Bavaresco Sucharski, Leandro João da Silva e Paulo Cesar Okimoto; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Manufatura. Defesa : Curitiba, 16/06/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/97995 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/98605 Estudo da aplicação dos aços avançados de alta resistência em chassis de plataformas para colheita de grãos Resumo: O estudo proposto teve como objetivo redimensionar o conjunto soldado de uma plataforma para colheita de grãos denominado chassi, visando a redução de peso com o aumento ou manutenção da resistência mecânica por meio da substituição de Aços de Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL) convencionais por Aços Avançados de Alta Resistência (AHSS). Esta mudança não visou apenas melhorar as propriedades mecânicas dos componentes, mas também diminuir os impactos ambientais associados à produção do aço, emissão de poluentes pelo consumo de combustível das colheitadeiras e compactação do solo. A escassez de estudos específicos da aplicação do aço AHSS em plataformas agrícolas motivou a busca por informações relacionadas às diferentes formas de utilização desse material e suas limitações neste contexto. Para isso um chassi de plataforma foi redesenhado utilizando o software Solidworks 2022 e mantendo as dimensões essenciais de montagem do conjunto existente. Durante o desenvolvimento do projeto foi realizada uma análise por elementos finitos para otimizar o design e garantir a integridade estrutural do conjunto. Com o objetivo de compreender a aplicação desses materiais na indústria agrícola foram feitas a avaliação do comportamento dos materiais e processos de fabricação utilizados, a construção de protótipos e a análise de custos. Os protótipos deste chassi foram submetidos a condições reais de trabalho em campo para validação. Por fim, a análise de custos foi realizada, considerando o preço do material, quantidade de material e de consumíveis de solda. Os principais resultados incluem aproximadamente 9% de redução de peso no novo chassi soldado e 25% de redução individual nos componentes modificados, uma distribuição adequada de tensões, desempenho satisfatório dos materiais em condições reais de operação e equivalência de custos entre os materiais convencionais e os aços avançados de alta resistência; Abstract: The proposed study aimed to redesign the welded assembly of a grain harvesting header, referred to as the chassis, with the objective of reducing weight while maintaining or increasing mechanical strength through the replacement of conventional High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels with Advanced High-Strength Steels (AHSS). This change was intended not only to improve the mechanical properties of the components but also to reduce the environmental impacts associated with steel production, pollutant emissions from harvester fuel consumption, and soil compaction. The scarcity of specific studies regarding the application of AHSS in agricultural headers motivated the search for information related to different forms of use of this material and its limitations in this context. For this purpose, a header chassis was redesigned using SolidWorks 2022 while maintaining the essential mounting dimensions of the existing assembly. During the project development, a finite element analysis was carried out to optimize the design and ensure the structural integrity of the assembly. In order to understand the application of these materials in the agricultural industry, assessments of material behavior and manufacturing processes were conducted, as well as prototype construction and cost analysis. The chassis prototypes were subjected to real field working conditions for validation. Finally, the cost analysis considered material price, quantity of material, and welding consumables. The main results include approximately 9% weight reduction in the new welded chassis and 25% individual reduction in the modified components, an adequate stress distribution, satisfactory material performance under real operating conditions, and cost equivalence between conventional steels and advanced high- strength steels Orientadora: Profa. Dra. Giovana de Fatima Menegotto; Banca: Giovana de Fatima Menegotto (Presidente da Banca), Sergio Fernando Lajarin, Sergio Luiz Henke e Leandro João da Silva; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Manufatura. Defesa : Curitiba, 30/07/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/98605 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/75363 Influência dos tratamentos por polimento e shot peening na resistência à erosão de revestimentos aplicados por aspersão térmica a arco elétrico Resumo: Atualmente no Brasil, mais de 60% da energia elétrica consumida vem da geração hidrelétrica, cuja potência instalada ultrapassa 109 GW. Nas usinas hidrelétricas, independente do tipo de turbina hidráulica utilizada, os componentes que ficam em contato com o fluxo de água são frequentemente expostos a fenômenos de desgaste como cavitação e erosão por partículas sólidas. Tais fenômenos são capazes de gerar danos significativos aos componentes, causando elevados custos de manutenção e de perda de produtividade por máquina parada. Neste contexto, a utilização de revestimentos anti-desgaste é uma alternativa interessante para aumento da vida útil das peças, sendo que a tecnologia de aspersão térmica aparece como uma das principais e mais viáveis formas de aplicação destes, em função de sua versatilidade e capacidade de deposição de camadas protetoras com diferentes propriedades químicas e físicas, e com muito baixo impacto ao substrato. Considerando aplicações contra a erosão por partículas sólidas, é comum a utilização de revestimentos duros a base de aços martensíticos, ou carbonetos de cromo e/ou tungstênio. Neste trabalho foi avaliada a resposta ao ensaio de erosão por jato de lama de dois revestimentos, com diferentes níveis de dureza, aplicados pelo processo de aspersão térmica a arco elétrico. Além disso, foi analisada também a influência da realização dos tratamentos superficiais dos revestimentos, por lixamento, polimento e shot peening. Em adição aos ensaios de erosão, foram estudadas as morfologias das camadas depositadas, assim como os mecanismos de desgaste presentes e suas correlações com a dureza de cada material. Os resultados indicaram que os revestimentos respondem ao processo erosivo de forma semelhante ao esperado para o material bruto, com atuação de diferentes mecanismos de desgaste em função da dureza da camada depositada. Neste sentido, considerando os parâmetros de ensaio adotados, com ângulo de jato de 90° em relação à superfície revestida, as camadas com menor dureza apresentaram menores perdas de massa e volume. No caso da condição como aspergida, a liga de menor dureza apresentou perda de volume total 13% menor em relação àquela mais dura. Os tratamentos de lixamento e polimento geraram redução das taxas iniciais de desgaste, porém os ganhos não justificam o material perdido durante o próprio processo de tratamento. A aplicação de shot peening não gerou melhorias significativas, e, inclusive, afetou negativamente a resistência à erosão do revestimento de maior dureza.; Abstract: Currently in Brazil, more than 60 % of electric energy comes from hydro generation, whose installed power exceeds 109 GW. In hydroelectric power plants, regardless of the type of hydraulic turbine used, those components in contact with the water flow are often exposed to wear phenomena such as cavitation and solid particle erosion. Such phenomena may cause significant damage to the components, causing high maintenance and downtime costs. In this context, the use of wear resistant coatings is an interesting alternative to increase the life time of components, and the thermal spray technology is one of the main and most viable ways of applying these coatings, due to its versatility and ability to create protective layers with different chemical and physical properties, with very low impact on the substrate. Considering the coatings resistant to solid particle erosion, it is usual the selection of hard alloys based on martensitic steels, or chromium and/or tungsten carbides. In this work, the response to the slurry jet erosion test of two coatings, with different hardness levels, applied by arc spray thermal spray process (ASP) was evaluated. The influence of surface treatments applied to the coatings, by sanding, polishing and shot peening was also analyzed. In addition to the erosion tests, the morphologies of the deposited layers were studied, as well as the wear mechanisms acting on the coatings and their correlations with the hardness of each material. The results indicated that the coatings response to the erosive process is similar to that expected for the raw material, with different wear mechanisms acting as a function of the hardness of the thermal sprayed layer. Considering the test parameters, with a jet angle of 90° to the coated surface, the layers with lower hardness presented smaller losses in mass and volume. For the "as-sprayed" condition, the alloy with the lowest hardness showed a 13% lower total volume loss compared to the harder one. The sanding and polishing treatments reduced the initial wear rates, but the gains do not justify the material lost during the finishing processes themselves. The shot peening process did not generate significant improvements to the coatings, and even negatively affected the erosion resistance of the hardest one. Orientador: Prof. Dr. Ramón Sigifredo Cortés Paredes; Coorientador: Prof. Dr. Gustavo Bavaresco Sucharski; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Manufatura - PPGEM. Defesa : Curitiba, 09/12/2021; Inclui referências Fri, 01 Jan 2021 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/75363 2021-01-01T00:00:00Z