Análise exergoeconômica de uma linha de produção de motores automotivos

Abstract

Resumo: A economia de recursos energéticos para a produção de componentes manufaturados interessa a todos os segmentos da produção industrial. Um método interessante para gerenciar o consumo de energia e financeiro da linha de produção é denominado análise exergoeconômica. Considerando um processo de produção de motores automotivos e tendo conhecimento dos dados de entrada de energia de todas as estações da linha de produção, é possível aplicar conceitos termodinâmicos e econômicos com o objetivo de otimizar os parâmetros operacionais e de projeto da linha de produção para desempenho máximo em termos de uma taxa de lucro. A função de taxa de lucro foi definida como o valor total de mercado dos motores produzidos por dia menos o custo da eletricidade consumida no mesmo período (taxa de entrada de exergia). Uma análise exergética foi conduzida para o processo, após a qual os custos exergéticos e não exergéticos foram incluídos no modelo para produzir a análise exergoeconômica. Os resultados numéricos mostraram uma taxa de lucro máximo de U$438.617,18 dia-1 com 887 motores produzidos por dia. O custo que mais impacta a lucratividade da linha de produção é manutenção dos equipamentos. Embora uma análise exergoeconômica de linha de produção simplificada tenha sido utilizada neste estudo, fundamentalmente, os resultados aqui obtidos demonstraram que existem parâmetros que podem ser otimizados (e.g., número de motores por dia) na linha de montagem para obter uma taxa de lucro máxima, não importando o grau complexidade do processo manufatureiro que esteja sendo analisado. Palavras-chave: análise exergoeconômica. maximização da taxa de lucro. motores automotivos.

Abstract: Saving energy resources for the production of manufactured components is of interest to all segments of industrial production. An interesting method to manage the energy and financial consumption of the production line is called exergoeconomic analysis. Considering an automotive engine production process and knowing the energy input data of all stations in the production line, it is possible to apply thermodynamic and economic concepts to optimize the operating and design parameters of the production line for maximum performance in terms of a profit rate. The profit rate function was defined as the total market value of the engines produced per day less the cost of electricity consumed in the same period (exergy entry fee). An exergetic analysis was conducted for the process, after which exergetic and non-exergetic costs were included in the model to produce the exergoeconomic analysis. The numerical results showed a maximum profit rate of US$ 438,617.18 day-1 with 887 engines produced per day. The cost that most impacts the profitability of the production line is equipment maintenance. Although an exergoeconomic analysis of a simplified production line was considered in this study, fundamentally, the results obtained here demonstrated that there are parameters that can be optimized (e.g., number of engines per day) in the assembly line to obtain a rate of maximum profit, regardless of the complexity of the manufacturing process under investigation. Keyword: exergoeconomic analysis. profit rate maximization. automotive engines.