Optimização da logística e distribuição de armazéns:

Transcrição

1 Artigo Optimização da logística e distribuição de armazéns: Caso de aplicação numa empresa de produção de garrafas de vidro - Barbosa e Almeida vidros. Maria Victoria Camacho Bello Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial Júri Presidente: Professora Ana Paula Ferreira Dias Barbosa Póvoa Vogal: Dra. Tânia Pinto Varela Orientador: Professora Ana Isabel Cerqueira de Sousa Gouveia Carvalho Julho de 2011

2 RESUMO O ambiente macroeconómico industrial no qual as empresas se desenvolvem hoje em dia caracteriza- se por ser altamente exigente e competitivo. O sucesso ou fracasso de uma empresa não depende apenas da capacidade de adaptação às exigências do mercado, mas também do nível de eficiência das práticas implementadas. Neste sentido, o aumento da produtividade nas operações de armazenagem influi directamente na optimização dos processos logísticos da empresa, concedendo assim uma vantagem competitiva. No presente trabalho apresenta- se uma problemática referente à logística interna de armazéns, concretizado num caso de estudo real no Armazém de Produto Acabado da fábrica de embalagens de vidro da empresa Barbosa e Almeida vidro, localizada na Venda Nova, Lisboa. O projecto apresentado consiste numa contextualização do problema, seguido de uma revisão bibliográfica dos tópicos relacionados com o tema principal e por último, a aplicação ao caso de estudo real. Esta última parte envolve aspectos como obtenção e análise de dados, definição de indicadores para avaliação de desempenho de layouts, criação e avaliação de propostas para soluções alternativas e selecção da melhor proposta. Com este trabalho foi possível alcançaruma melhor proposta de layout que permite, em comparação com a situação actual, a redução de tempos e distâncias na armazenagem, e o aumento da capacidade de armazenagem do armazém. Foram ainda propostos sistemas e equipamentos para a automatização das actividades internas na fábrica, numa perspectiva de aumento da produtividade nos processos da armazenagem. Palavras chave: Armazenagem, layout, logística interna, KPI, distribuição interna. i

3 ABSTRACT The industrial macroeconomic environment in which companies are developed today is characterized by being highly demanding and competitive. Success or failure depends not only on the ability to adapt to market requirements, but also on the efficiency level of the applied practices. In this sense, the increase in productivity in warehouse operations has a direct influence on the optimization of logistic processes in the company, thus giving a competitive advantage. The current work presents a problem related to internal logistics in a warehouse, implemented on a real case study in the Finished Product Warehouse of a factory of glass packaging, belonging to the Barbosa & Almeida - vidro company, located in Venda Nova, Lisbon. The presented project consists of a contextualization of the problem, followed by a literature review on related topics and finally, the application to real case study. This last part involves aspects such as obtaining and analyzing data, defining indicators for assessing the layouts performance, creating and evaluating proposals for alternative solutions and selecting the best proposal for subsequent economic analysis. With this work it was possible to conclude that the implementation of the best layout proposal makes it possible to reduce times and distances in warehouse activities, while increasing the storage capacity of the warehouse, compared to the current situation. Suggestions about systems and equipment for automation of internal activities in the factory were also proposed, in an attempt to increase productivity in warehouse processes. Key words: Warehouse, layout, internal logistics, KPI, internal distribution. ii

4 AGRADECIMENTOS À professora Ana Carvalho, pelo apoio incondicional na elaboração deste projecto, simpatia, disponibilidade e ajuda em todos os momentos À empresa Barbosa e Almeida, especialmente ao Engenheiro João Teixeira, pela disposição e interesse que sempre demonstrou e pela sua grande amabilidade. Aos meus pais, João e Maruxa, e toda a minha família, pelo ânimo que me deram em todos os momentos a partir da Venezuela e porque sempre acreditaram em mim e nas minhas capacidades. Ao Sr. Peneda, pela sua disposição e ajuda em encontrar o projecto certo. Ao meu namorado, Hugo, pelo ânimo que me deu para trabalhar, pelo apoio incondicional e por me alegrar nos momentos de crise. Aos meus amigos Fernando, Monika, Michal, Tiago, Eduardo, Filipe, Lívia, Rosa e os meus amigos da residência, por estarem sempre presentes, partilharem os seus conhecimentos e me distraírem do trabalho quando foi preciso. Por último, quero dar graças a Deus pela oportunidade de estudar no estrangeiro, por todas as experiências vividas e por conhecer pessoas maravilhosas. iii

5 ÍNDICE Resumo i Abstract ii Agradecimentos iii Índice iv Índice de figuras vii Índice de tabelas viii Índice de anexos ix Lista de abreviaturas x CAPÍTULO I Introdução Contextualização do problema Objectivos Metodologia a seguir Estrutura do trabalho escrito 3 CAPÍTULO II Estado da Arte A armazenagem Actividades na armazenagem Recepção Pré - embalagem (Opcional) Put- away Armazenagem Order picking Embalar e/ou etiquetar (opcional) Divisão e agregação Expedição Cross- docking Tipos de armazéns Armazém de matérias- primas e componentes Armazém de produtos em processo (Work- in- process) Armazém de produto acabado (APA) Centro de distribuição Pequenos centros de distribuição Armazém local Armazém de valor agregado Métodos de armazenagem Unidades de armazenagem Sistemas de armazenagem em paletes Tecnologias Equipamento estático Equipamento móvel Ferramentas para o transporte e para o picking Desenho dos armazéns Chave PQRST Tipos de layouts Por características do material ou produto Por características da encomenda Por fornecedor ou cliente Por nível de actividade 20 iv

6 Por método de armazenagem e manuseamento Avaliação da armazenagem 20 CAPÍTULO III Caso de Estudo Caracterização do produto: o vidro Ciclo de vida do vidro A indústria do vidro Barbosa e Almeida vidro, S.A Breve História da BA Missão, Visão e Valores Normas ISO A fábrica na Venda Nova Produção do vidro Introdução das matérias- primas Fusão de matérias- primas Moldagem Recozimento e tratamentos de superfície Controlo de Qualidade Embalagem Armazenagem Expedição e transporte Fluxos inversos A armazenagem Os armazéns Processo de armazenagem Descrição do problema 38 CAPÍTULO IV Abordagem do Caso de Estudo Visita às fábricas Caracterização do Inventário Mapeamento da quantidade inventariada Caracterização dos produtos em inventário Análise ABC por quantidade Análise ABC por rotação Conclusões Propostas de melhoria de gestão do armazém Layout Definição de indicadores Obtenção e análise de dados Criação e análise de propostas Layout triplo 1: Distribuição em espinha Layout triplo 2: Distribuição em corredores paralelos Layout triplo 3: Distribuição combinada Comparação e selecção da proposta de layout KPI operacionais (Grupo 1) KPI operacionais (Grupo 2) KPI de Área Conclusões gerais Análise de custos Layout triplo Conclusões Gestão operacional Fluxograma de sistema de classificação automatizado 75 v

7 Equipamento para colocação de etiquetas autocolantes Zona de preparação de cargas Conclusões 80 CAPÍTULO V Conclusões e Recomendações 81 Referências Bibliográficas 83 Anexos 86 vi

8 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: Metodologia adoptada na dissertação de mestrado 2 Figura 2: Evolução da Gestão da Cadeia de Abastecimento 5 Figura 3: Cadeia de abastecimento unidireccional 6 Figura 4: Exigências da armazenagem hoje em dia 7 Figura 5: Agrupação das actividades do armazém 11 Figura 6: Tipos de paletes 13 Figura 7: Sistemas de armazenagem em paletes 15 Figura 8: Empilhamento estático 16 Figura 9: Equipamentos móveis 16 Figura 10: Diagrama da chave PQRST 18 Figura 11: Avaliação geral de operações no armazém 21 Figura 12: Avaliação PQRST 22 Figura 13: Produtos e usos principais do vidro 23 Figura 14: Materiais utilizados para embalagens 24 Figura 15: Ciclo do vidro 25 Figura 16: Instalações de produção da BA na Venda Nova 28 Figura 17: Processo de fabrico das embalagens de vidro 29 Figura 18: Empilhamento de 3 e 6 pisos 31 Figura 19: Empilhadora dupla com 4 paletes 32 Figura 20: Disposição da armazenagem de paletes 33 Figura 21: Planta da fábrica e dos armazéns 35 Figura 22: Processo de armazenamento das paletes 36 Figura 23: Camião para transportar as paletes fora das instalações das fábricas de Avintes e Marinha Grande 40 Figura 24: Cais de carga (Fábrica de Avintes) 41 Figura 25: Planta do armazém (Fábrica de Avintes) 41 Figura 26: Inventário mensal Figura 27: Inventário a partir de Julho de Figura 28: Gráfico ABC por rotação mensal 49 Figura 29: Divisão actual por blocos do armazém (3-6) 54 Figura 30: Percursos se armazenagem de paletes no armazém (3-6) 55 Figura 31: Quantidade de paletes vs. distância (Março 2010) 57 Figura 32: Distribuição layout triplo 1 60 Figura 33: Distribuição layout triplo 2 62 Figura 34: Distribuição layout triplo 3 65 Figura 35: Sistema de classificação automatizado 75 Figura 36: Divisão dos armazém em zonas segundo a classificação ABC 77 Figura 37: Máquina para colocar etiquetas autocolantes 78 Figura 38: Disposição na zona de preparação de cargas 79 vii

9 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1: Inventário mensal no ano Tabela 2: Inventário mensal a partir do mês de Julho Tabela 3: Número de PAs mensais 46 Tabela 4: Análise ABC por quantidade 46 Tabela 5: Número total de PAs 47 Tabela 6: Análise ABC por rotação 48 Tabela 7: Descrição de indicadores KPI operacionais (Grupos 1 e 2) 51 Tabela 8: Descrição de indicadores KPI de área 53 Tabela 9: Distâncias e quantidade de paletes layout duplo no armazém (3-6) 55 Tabela 10: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 1) layout duplo 57 Tabela 11: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 2) layout duplo 58 Tabela 12: Resultados dos KPI operacionais totalidade de paletes Março 2010 (Grupos 1 e 2) 58 Tabela 13: Resultados dos KPI de área do layout duplo 59 Tabela 14: Resultados do PP e do PPE do layout duplo 59 Tabela 15: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 1) layout triplo 1 61 Tabela 16: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 2) layout triplo 1 61 Tabela 17: Resultados dos KPI de área do layout triplo 1 62 Tabela 18: Resultados do PP e do PPE do layout triplo 1 62 Tabela 19: Distâncias e quantidade de paletes layout triplo 2 64 Tabela 20: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 1) layout triplo 2 64 Tabela 21: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 2) layout triplo 2 64 Tabela 22: Resultados dos KPI de área do layout triplo 2 64 Tabela 23: Resultados do PP e do PPE do layout triplo 2 65 Tabela 24: Distâncias e quantidade de paletes layout triplo 3 66 Tabela 25: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 1) layout triplo 3 66 Tabela 26: Resultados dos KPI operacionais (Grupo 2) layout triplo 3 67 Tabela 27: Resultados KPI de área do layout triplo 3 67 Tabela 28: Resultados do PP e do PPE layout triplo 3 67 Tabela 29: Comparação dos KPI operacionais (Grupo 1) 68 Tabela 30: Comparação dos KPI operacionais (Grupo 2) 69 Tabela 31: Comparação dos KPI de área 71 Tabela 32: Percentagens de melhoria média 71 Tabela 33: Comparação de custos mensais do sistema de layout e empilhadora 72 Tabela 34: Analise custos implementação layout 73 viii

10 ÍNDICE DE ANEXOS Anexo 1: Plano das instalações da fábrica na Venda Nova 86 Anexo 2: Tabela da análise ABC por quantidade detalhado 87 Anexo 3: Análise detalhada produtos classe C 87 Anexo 4: Resumo da quantidade de paletes por tipo de T 90 Anexo 5: Quantidade de paletes e plano do armazém (7-8) e outras localizações. 90 Anexo 6: Cálculos e apresentação da planta do layout duplo 92 Anexo 7: Cálculos KPI e apresentação da planta do layout triplo 1 94 Anexo 8: Sobreposição layout triplo 2 (plano e tabelas) 96 Anexo 9: Cálculos KPI e apresentação da planta do layout triplo 2 98 Anexo 10: Sobreposição layout triplo 3 (plano e tabelas) 100 Anexo 11: Cálculos KPI de áreas e apresentação da planta do layout triplo ix

11 LISTA DE ABREVIATURAS ABC Método de classificação do inventário, cada letra representa uma classe de produtos. ABU Área base útil (Indicador). A corr Área total correspondente ocupada pelos corredores. APA Armazém de Produto Acabado. A tot Área total do armazém. AVG Automated Guided Vehicle. BA Barbosa e Almeida, S.A. CA Capacidade de armazenagem (Indicador). CaCO 3 Carbonato de cálcio. CC Custo combustível (Indicador). CpQ Custo de combustível por quilómetro (Indicador). D Direita. Segundo carácter no código alfanumérico pertencente ao nome das filas de armazenagem. DP Distância percorrida (Indicador). DV Distância média por viagem (Indicador). E Esquerda. Segundo carácter no código alfanumérico pertencente ao nome das filas de armazenagem. FIFO First in, first out. Método de armazenagem. GCA Gestão de Cadeias de Abastecimento. HDPE High- density Polyethilene. HeART Código de valores da empresa: Humildade, Ambição, Rigor, Transparência, com emoção. ISO International Organization for Standardization. IT Information Technologies. KPI Key performance indicators. Tipo de indicadores utilizado na avaliação dos layouts. LIFO Last in, first out. Método de armazenagem. NV Número de viagens (Indicador). PA(s) Produto(s) Acabado(s). pal Paletes. PB Paletes base (Indicador). PE Polietileno. PET Polietileno tereftalado. PP Percentagem de perda (Indicador). PPE Percentagem de perda efectiva (Indicador). PpV Paletes por viagem (Indicador). PQRST Chave para o desenho do armazém: Produto, Quantidade Rotas, Serviço Técnico, Tempo. PVC Cloreto de polivinilo. Q Quantidade de paletes. RFID Radio Frequency Identification. RLEC Reverse Logistics Executive Council. SiO 2 Sílica. x

12 SKU Stock Keeping Unit. T Tempo teórico utilizado (Indicador). TX Número de pisos possíveis no empilhamento de paletes de certa referência. O X representar um carácter numérico e o seu valor está compreendido entre 3 e 6. UV Ultravioleta. VpH Viagens por hora (Indicador). VR Voice Recognition xi

13 CAPÍTULO I INTRODUÇÃO A armazenagem de produtos é um dos pilares mais importantes do sector industrial; tão importante como os cronogramas de produção ou a distribuição interna de uma fábrica. O processo de armazenagem e os procedimentos envolvidos nele, tais como o put- away e o picking são geralmente a fonte de elevados custos e ineficiências. Uma gestão ineficiente de armazenagem não se traduz apenas num obstáculo para a melhoria interna das empresas, mas contribui também para a redução da satisfação dos clientes. Uma melhoria do processos de armazenamento leva ao aumento de eficiência, à redução de custos e à redução de tempo de execução das variadas tarefas. As empresas, hoje em dia, enfrentam um ambiente altamente competitivo, assim para que a empresa continue a ser competitiva esta tem de ser flexível e tentar reduzir, ao máximo, custos e tempo de prazos de entrega. Um bom desempenho nas actividades de armazenagem é uma das chaves para o sucesso de uma empresa, e poderá fazer a diferença entre ser um líder de mercado ou de ir à falência. Neste trabalho propõe- se uma reconfiguração da logística interna de armazenagem para uma fábrica de garrafas de vidro. O objectivo principal é propor um novo sistema de armazenamento interno para aumentar a eficiência das instalações localizadas na fábrica Barbosa e Almeida de vidro nas suas instalações na Venda Nova, Lisboa. 1.1.CONTEXTUALIZAÇÃO DO PROBLEMA Barbosa e Almeida é uma empresa especializada na fabricação de embalagens de vidro para diferentes indústrias. Actualmente tem instalações em várias cidades de Portugal e Espanha. Recentemente, a empresa adquiriu novas instalações, na Venda Nova, na Grande Lisboa. As instalações têm uma parte de fabrico, onde produzem, controlam a qualidade, empacotam e embalam as garrafas; e outra de armazenagem do produto final ou acabado (PA). Uma vez que este armazém foi adquirido recentemente, não existe um sistema optimizado de fluxos internos directos e inversos, layout, distribuição interna e métodos de manuseamento de materiais, pelo que se torna necessária a sua análise detalhada com a consequente proposta de novas alternativas de melhoria. 1.2.OBJECTIVOS Esta tese tem como objectivo geral sugerir um novo sistema de fluxo de materiais, layout e distribuição interna de produto final, tendo como objectivo principal o aumento da produtividade e a redução de custos no armazém de produto acabado (APA), localizado em 1

14 Venda Nova, Lisboa, da empresa Barbosa e Almeida vidros. Para tal irá ser estudado e analisado o estado actual do armazém nas instalações de Venda Nova: comportamento dos fluxos, entradas de produto, distribuição de materiais, controlo de stock, layout. De seguida serão propostas diferentes alternativas operacionais, com distintos fluxos de materiais directos, layout e distribuição interna de produto. Estas propostas serão comparadas com a situação actual do armazém através de indicadores KPI. Por fim, será seleccionada a melhor alternativa que permita diminuir custos e aumentar a produtividade do sistema. Após a selecção, será elaborada uma avaliação económica de funcionamento mensal e de custo da implementação da alternativa seleccionada. 1.3.METODOLOGIA A SEGUIR Para a realização deste projecto foi seguida uma série de passos, ilustrados na Figura 1. Passo 1 Passo 2 Passo 3 Passo 4 Passo 5 Passo 6 Contextualização do problema Encuadramento teórico: Estado da Arte Aplicação ao caso de estudo: Obtenção e análise de dados Elaboração de propostas para soluções alternayvas Avaliação das propostas Seleção da melhor proposta e análises posteriores Figura 1: Metodologia adoptada na dissertação de mestrado O primeiro passo consiste na contextualização do problema principal. Nesta etapa foram realizadas várias visitas às instalações na Venda Nova com o propósito de verificar o estado das instalações e obter informação através da observação directa e de entrevistas não estruturadas com pessoal qualificado laboral. Outra forma de obtenção de dados consistiu na visita às fábricas de Avintes e Marinha Grande.. Em segundo lugar foi desenvolvida uma investigação teórica, de modo a contextualizar o problema com conceitos, métodos, estratégias e indicadores necessárias que servirão como base para a elaboração do projecto. O terceiro passo é constituído pela obtenção e análise de dados, necessários à resolução do problema em causa. Os dados necessários para a análise foram obtidos através do sistema de gestão SAP utilizado pela BA. Os dados não disponíveis no sistema foram obtidos através do pessoal qualificado da empresa. A análise dos dados foi elaborada em duas etapas: o A primeira etapa consiste na caracterização dos produtos inventariados nos armazéns da fábrica na Venda Nova, com o intuito de estabelecer uma linha de comportamento dos mesmos e fazer um mapeamento do inventário. Esta análise é 2

15 elaborada seguindo o conceito de classificação ABC do inventário e da rotação dos produtos. o Uma segunda etapa consiste na obtenção e estruturação de dados de um mês de referência, através do sistema de gestão SAP. Estes dados, em combinação com a configuração actual do armazém, são avaliados utilizando indicadores KPI criados pelo autor ao longo do trabalho. No quarto passo realiza- se a criação de propostas alternativas de layout, com a utilização do software AutoCAD. No quinto passo é realizada a avaliação das propostas sugeridas comparando os valores dos diferentes indicadores para cada uma das propostas e para o mês de referência, de modo a seleccionar àquela que maximize a produtividade do armazém ao mesmo tempo que diminui custos. Uma vez seleccionada a melhor proposta no sexto passo, são realizadas análises posteriores relativas a custos de implementação da proposta e custos futuros operacionais ESTRUTURA DO TRABALHO ESCRITO seguintes. Esta tese encontra- se estruturada em 5 capítulos que serão resumidos nos parágrafos No presente capítulo apresenta- se uma breve introdução ao tema da tese com uma descrição sucinta do problema principal, com uma exposição dos objectivos gerais e específicos do trabalho e a metodologia a utilizar na análise do problema em questão. No segundo capítulo realizou- se o estado da arte, onde são abordados os conceitos essenciais utilizados ao longo da tese com as suas respectivas referências. No terceiro capítulo apresenta- se a caracterização da empresa Barbosa e Almeida vidros (BA), assim como uma descrição detalhada dos problemas actuais nas instalações, especificamente no armazém de produto acabado (APA), o qual é o objecto de estudo principal deste trabalho. No quarto capítulo descrevem- se os resultados principais. Em primeiro lugar são apresentadas propostas alternativas de melhoria da actual situação do armazém. De seguida, estas propostas são avaliadas sendo seleccionada a melhor solução de funcionamento. 3

16 O quinto e último capítulo apresenta as conclusões principais obtidas no decorrer da tese. São ainda sugeridas uma série de recomendações futuras que poderão vir a ser exploradas pela empresa para um melhor desenvolvimento das suas funções. 4

17 CAPÍTULO II Estado da Arte Ao longo dos anos, houve uma evolução na organização logística das empresas, passando de um sistema pouco organizado e coordenado entre as actividades da cadeia de abastecimento para se tornar num sistema bem estruturado e focado na integração de todas as actividades envolvidas, assim como na redução de tempos e custos (Macmillan Publishers India Ltd., 2001). A Gestão de Cadeias de Abastecimento (GCA) define- se como um conjunto de acções com o objectivo de integrar eficientemente fornecedores, produtores, armazéns e lojas, de modo a implementar uma correcta distribuição das mercadorias, minimizando assim o custo total do sistema e satisfazendo os requisitos dos níveis de serviço de cada cliente (Macmillan Publishers India Ltd., 2001). A GCA evoluiu, passando de um sistema descentralizado para um sistema centralizado, o que culminou na combinação das duas abordagens. Hoje em dia a tendência das empresas é apresentar um planeamento centralizado com operações descentralizadas. Esta integração apenas foi possível de realizar com o apoio dos avanços tecnológicos, os quais facilitam os fluxos de informação (Muzumdar & Balachandran, 2001). Na 3 encontra- se representada a evolução dos métodos na produção desde Produção em Massa Controlo de Inventário e Opymização dos custos JIT, TQM, BPR, Parceiras Criação da Gestão de Cadeias de Abastecimento Aperfeiçoamento das capacidades da Gestão de Cadeias de Abastecimento Figura 2: Evolução da Gestão da Cadeia de Abastecimento (Simchi- Levi, 2003) 2000 A cadeia de abastecimento compreende fornecedores, centros de produção, armazéns, centros de distribuição e pontos de venda, assim como também matérias- primas, inventário em processo e produto acabado (PA) que se deslocam entre das diferentes instalações. Numa típica cadeia de abastecimento as matérias- primas são adquiridas e posteriormente transportadas aos produtores, de modo a serem transformadas em PA. Posteriormente, os PAs são transportados aos armazéns e/ou centros de distribuição e finalmente aos pontos de venda, de modo a alcançar o consumidor final. Cada um dos níveis da cadeia de abastecimento 5

18 tem objectivos e funções diferentes, os quais devem ser integrados entre si para alcançar uma redução de custos e aumentar os níveis de satisfação do cliente (Simchi- Levi, 2003). Na Figura 3 exibe- se uma cadeia de abastecimento típica, unidireccional. Matérias primas Produto em processo Poduto Acabado Produto Acabado Produto Acabado Fornecedores Centros de produção Armazéns Centros de distribuição Pontos de Venda Figura 3: Cadeia de abastecimento unidireccional 2.1.A ARMAZENAGEM Constitui um dos níveis mais importantes da cadeia de abastecimento, embora seja uma actividade de alto custo financeiro para as empresas, com uma percentagem de entre 2-5% dos custos totais (Frazelle, 2002). A armazenagem pode ser definida como o processo onde ocorrem três funções principais: receber produtos de uma fonte, armazenar os produtos durante o tempo necessário até que sejam solicitados por um cliente (interno ou externo) e retirar os produtos quando são requisitados (Queirolo et. al, 2002). As iniciativas actuais, como a integração da cadeia de abastecimento, a resposta rápida (quick response em inglês), o e- commerce e o Just- in- time, tentam eliminar o lugar que tem o armazém na cadeia de abastecimento. Contudo, é muito difícil ou até impossível, conseguir a organização necessária para coordenar os diferentes níveis de modo a não serem necessários armazéns no processo. A armazenagem de produtos compensa os desequilíbrios existentes na cadeia de abastecimento, conferindo maior flexibilidade à cadeia de abastecimento e ao mesmo tempo estabilizando- a. No entanto, a armazenagem tem um papel importante relativamente ao serviço, já que uma boa gestão de armazéns é condição para alcançar um alto nível de serviço ao cliente (Frazelle, 2002). Hoje em dia, as exigências na armazenagem de produtos são bastante elevadas, de modo a garantir qualidade no serviço. A Figura 4 apresenta um quadro que contém uma lista de exigência nas actividades da armazenagem. 6

19 Executar mais e menores transacções Controlar (manusear) e armazenar mais produtos Fornecer mais produtos e maior serviço de customização Oferecer mais serviços de valor acrescentado Processar mais retornos dos clientes Receber e enviar mais ordens internacionalmente Menor tempo para processar as ordens Uma margem de erro menor Menor quanydade de pessoal jovem e qualificado disponível Menor capacidade dos sistemas de gestão de armazéns Figura 4: Exigências da armazenagem hoje em dia (Frazelle, 2002) Actualmente existem muitos estudos orientados à analise e optimização das funções na armazenagem. Baker & Canessa (2009) elaboraram uma revisão da literatura acerca de denho de armazéms, validando os seus resultados com empresas especializadas no campo do desenho de armazéns. O resultado foi uma série de passos, com ferramentas e técnicas específicas que podem ser utilizados para a elaboração de desenho de layouts. Gua, Goetschalckx, & McGinnis (2007) apresentaram uma extensa revisão sobre problemas no planeamentos das operações na armazenagem, os quais foram classificados de acordo com as funções básicas armazéns. O objetivo deste trabalho foi estabelecer uma ligação entre a investigação acadêmica e as prácticas reais de armazenagem,explicando modelos e métodos de planeamento. Noutros estudos, como Roodbergen & Vis (2006), o objectivo principal está relacionado com as actividades do order picking. Neste trabalho foi apresentado um modelo para a optimização de layouts de armazéns. O objectivo principal desse estudo foi calcular o número óptimo de corredores numa área de order picking, na qual os operadores deviam caminhar ou conduzir através de espaços rectangulares. Hwang & Cho (2006) elaboraram modelos matemáticos e de simulação considerando a demanda probabilística e a frequência do order picking. Também criaram um programa de computador com o objectivo de verificar os resultados das simulações. O estudo elaborado por Chan & Chan (2011) esteve focado na área do picking e é o trabalho más parecido ao actual. Este trabalho teve como objectivo apresentar uma simulação para um estudo dum caso real sobre recolha manual e prateleiras de vário níveis, e foca- se num problema de atribuição num armazém ABC e utiliza medições como distância de viagem e tempo de picking a fim de determinar o desempenho das operações internas. 7

20 ACTIVIDADES NA ARMAZENAGEM Existem uma série de operações básicas que são realizadas em qualquer armazém, desde que o PA sai da linha de produção, até à sua expedição para os clientes RECEPÇÃO Inclui todas as operações envolvidas em três processos principais. O primeiro é dar entrada física no sistema de todos os produtos que são recebidos no armazém. O segundo é assegurar- se de que o tipo, a quantidade e a qualidade do produto correspondem às especificações das ordens realizadas pela empresa aos fornecedores. Por último, o terceiro processo é direccionar os produtos para a secção de armazenagem ou para as outas áreas da empresa onde são estes são requeridos (Frazelle, 2002) PRÉ - EMBALAGEM (OPCIONAL) Esta actividade é realizada nos armazéns onde os produtos são recebidos a granel, e que consequentemente têm de ser embalados em embalagens unitárias comerciais mais pequenos ou serem agrupados com outros produtos, sob a forma de sortido de produtos, para posterior armazenamento. É possível pré embalar a totalidade da mercadoria recebida, ou processar só uma parte para assim armazenar o material a granel. Esta decisão depende da disponibilidade e disposição do espaço no armazém (Frazelle, 2002). Esta operação é opcional e pode realizar- se antes de os materiais serem expedidos PUT- AWAY É o termo técnico para a acção de arrumar os artigos e significa dispor os produtos na sua posição de armazenagem. Estão incluídas neste processo o manuseamento do material, verificação da posição de armazenagem e colocação física do produto no local de armazenamento (Frazelle, 2002). Este processo pode ser caracterizado por trajectórias muito compridas, especialmente quando o sistema de armazenagem é aleatório. É possível diminuir a distância percorrida e os erros na armazenagem através do planeamento dos trajectos em sintonia com o layout do armazém e com a rotação do produto em questão (Liebeskind, 2005) ARMAZENAGEM Refere- se à permanência física dos produtos no armazém enquanto não são requeridos para expedição; noutras palavras, os produtos estão à espera. O método de armazenagem 8

21 depende do tipo, tamanho, quantidade do produto e das características de manuseamento do mesmo ou do seu contentor (Frazelle, 2002) ORDER PICKING É também chamado preparação das ordens e é o termo técnico para se referir à selecção e recolha dos produtos no armazém (Frazelle, 2002). Basicamente é o processo inverso do put- away (Liebeskind, 2005). Os produtos são retirados da posição de armazenagem para serem agrupados por encomendas e posteriormente despachados aos clientes (Glossary of Marketing, 2011). Esta é uma das actividades que mais tempo e recursos consome no armazém, pelo que é considerada como primordial no momento de concepção do layout do armazém (D Angelo, 2010). A estratégia mais utilizada é o picking discreto, na qual um trabalhador faz a recolha de todos os produtos, destinados a um único cliente, não iniciando outra encomenda até ter completado a primeira. É um método simples, fiável que evita atrasos na recolha das encomendas já que não permite a sua mistura. Esta estratégia é utilizada para operações em tempo real. A maior desvantagem é que o operador deve percorrer grandes distâncias para fazer a recolha dos artigos das encomendas. Não obstante, com o uso de tecnologia adequada e um layout optimizado do armazém é possível aumentar a eficiência do picking discreto (Eisenstein, 2008) EMBALAR E/OU ETIQUETAR (OPCIONAL) Assim como a pré embalagem, esta operação implica agrupar e embalar os produtos em embalagens unitárias para propósitos comerciais. Em termos de tempos e custos, é mais rentável realizar este processo antes de serem expedidos os produtos. Quando o processo de embalar é posterior à armazenagem, a flexibilidade da armazenagem relativa ao uso do inventário é superior. Os produtos individuais estão sempre disponíveis para serem agrupados e embalados quando são necessários. Por outro lado, os produtos geralmente são etiquetados com os preços correspondentes nos pontos de venda, portanto um processo de etiquetar anterior poderá vir a ser inútil e aumentar tempos e custos. Contudo, os códigos de barra para fazer o picking dos produtos e o preço dos mesmos podem estar incluídos na mesma etiqueta (Frazelle, 2002). Nem todos os produtos passam por este processo antes de serem despachados para os clientes. 9

22 DIVISÃO E AGREGAÇÃO Uma vez feito o picking, os produtos são distribuídos e reagrupados de acordo com as encomendas individuais de cada cliente. Este processo pode ser realizado quando as encomendas contêm mais do que um produto diferente e a agregação dos itens não foi realizada em simultâneo com o picking (Frazelle, 2002) EXPEDIÇÃO Antes de transportar os produtos aos pontos de venda, é necessário verificar que as encomendas estão completas e que os produtos apresentam os requisitos de qualidade necessários. Uma vez feita esta análise, os produtos devem ser colocados em contentores apropriados para o seu transporte. É também necessário preparar os documentos de transporte, como por exemplo a lista de embalagens, etiquetas de endereço e informação de embarque. Nalguns casos, os carregamentos são pesados para determinar as tarifas das cargas e depois acumuladas à saída. Por último, são carregadas nos camiões (Frazelle, 2002). Dentro dos processos básicos na armazenagem existe um em específico que não se enquadra na série de operações básicas: o cross- docking. Este sistema é de criação recente e foi rapidamente adoptado pelas grandes indústrias. Como tal, situa- se entre as operações de recepção e despacho, mas não tem algum tipo de interacção com os processos principais dentro do armazém, sendo assim uma actividade separada CROSS- DOCKING Refere- se a um método aplicado em armazéns e centros de distribuição no qual os produtos passam directamente da recepção à expedição sem serem armazenados. Assim, as instalações servem apenas como ponto de coordenação e transferência da mercadoria, permanecendo as mercadorias no local não mais de doze horas. Este sistema foi criado por Wal- Mart e visa a redução de custos do inventário ao mesmo tempo que reduz o tempo de despacho das encomendas (Simchi- Levi, 2003). Na Figura 5 encontram- se representadas as actividades que ocorrem no armazém e os fluxos que existem entre elas. 10

23 Armazenagem Order Picking Put- Away Manuseamento De materiais Divisão e agrupação Recepção Cross- Docking Despacho TIPOS DE ARMAZÉNS Figura 5: Agrupação das actividades do armazém (Adaptado de (Frazelle, 2002)) Dependendo da função que desempenhem ou dos itens que possui, os armazéns podem ser classificados em vários tipos. Segundo o tipo de inventário, podem ser: ARMAZÉM DE MATÉRIAS- PRIMAS E COMPONENTES Este tipo de armazém contém todos os componentes de inventário classificados como matéria- prima. Este tipo de armazém também inclui os componentes base de processos de montagem (Frazelle, 2002) ARMAZÉM DE PRODUTOS EM PROCESSO (WORK- IN- PROCESS) Num processo de fabrico ou de montagem por vezes é necessário armazenar produtos que já foram parcialmente processados mas ainda não são PAs. Os armazéns de produtos em processo abastecem a linha de produção em vários locais, dependendo das necessidades da linha de produção (Frazelle, 2002) ARMAZÉM DE PRODUTO ACABADO (APA) Contém os PAs resultantes do processo de fabrico mas que ainda não foram enviados aos clientes. Este tipo de inventário é necessário para reduzir os efeitos da variação existente 11

24 entre a produção da fábrica e a procura dos compradores. Geralmente, estes armazéns estão localizados perto das instalações de fabrico e caracterizam- se por receber e despachar lotes grandes de produção (Frazelle, 2002). Existem também outros tipos de armazéns que se caracterizam pela sua função e pela sua localização: CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO São instalações encargadas de receber os PAs dos centros de produção de uma ou várias empresas para serem separados, agrupados e despachados aos clientes. Geralmente, estes centros localizam- se num ponto intermédio entre os produtores ou os clientes e têm um fluxo constante de entrada e saída de materiais (Frazelle, 2002) PEQUENOS CENTROS DE DISTRIBUIÇÃO Fazem a recepção, picking e despacho de pequenas ordens para clientes específicos (Frazelle, 2002) ARMAZÉM LOCAL Localizam- se em zonas perto dos clientes com o objectivo de minimizar os tempos e custos de transporte aos clientes e permitindo assim uma resposta rápida para com os clientes. Usualmente, o picking é feito em produtos individuais e o mesmo artigo pode ser enviado ao cliente todos os dias (Frazelle, 2002) ARMAZÉM DE VALOR AGREGADO Os produtos que necessitam de requisitos especiais, tais como embalagens diferentes, ser etiquetados, preços especiais ou encontram- se em processo de retorno têm de passar por este armazém para serem processados (Frazelle, 2002) MÉTODOS DE ARMAZENAGEM Existem dois métodos básicos de gestão de inventário: FIFO: Provém do termo em inglês first- in- first- out, o que significa primeiro dentro, primeiro fora. Este método suporta que os primeiros itens armazenados são os primeiros a 12

25 serem retirados. Desta forma, no final de um período de tempo os produtos que constam em inventário são os produtos recentemente armazenados (Murray, 2011). LIFO: Provém do termo em inglês last- in- first- out, o que significa último dentro, primeiro fora. Com este método, os produtos colocados em último lugar no armazém são aqueles que são retirados em primeiro lugar. Assim, no final de um período de tempo o inventário consiste nos artigos armazenados no início do período que não foram recolhidos (Murray, 2011) UNIDADES DE ARMAZENAGEM A base universalmente reconhecida para as cargas unitárias é a palete. Consiste numa plataforma portátil para a montagem de produtos com o objectivo de criar uma unidade de carga para o manuseamento e a armazenagem dos materiais. A sua estrutura básica consta de uma cobertura instalada acima de suportes cuja altura é reduzida ao mínimo. As paletes podem ser manuseadas por empilhadoras e porta- paletes manuais. Existem dois tipos principais de paletes: palete de entrada dupla (two- way entry) e palete de entrada quadrupla (four- way entry) (Drury & Falconer, 2003). Na Figura 6 apresenta- se um exemplo de paletes de entrada dupla e de entrada quadrupla. Palete de entrada dupla Palete de entrada quadrupla Figura 6: Tipos de paletes (Imagens de (Classic Pallets UK Ltd, 2011)) O material mais utilizado para a sua construção é a madeira por ser um material barato e de fácil reciclagem. As paletes de madeira podem ser classificadas em madeira forte (hardwood) ou macia (softwood) dependendo da capacidade de carga necessária, dos requisitos das cargas, da durabilidade esperada e das condições do manuseamento e da armazenagem (Rosaler, 2002). Outros materiais alternativos para as paletes são plástico, especificamente polietileno de alta densidade (HDPE do inglês high- density polyethilene), madeira comprimida, cartão corrugado, e inclusive aço e alumínio para uso militar (Twede & Selke, 2005). A integridade, estabilidade e eficiência de carga de uma palete depende do padrão no qual os objectos são empilhados (Twede & Selke, 2005). Um padrão eficiente de colocação 13

26 pode armazenar mais material no mesmo espaço. Desta forma, é possível transportar maior quantidade de material em menos viagens, o que reduz o custo de manuseamento em aproximadamente um terço (Liebeskind, 2005) SISTEMAS DE ARMAZENAGEM EM PALETES Existem oito sistemas de armazenagem em paletes, apresentadas na Figura 7. (Nationwide Industrial Supply, 2010) (Warehouse One, Inc., 2011) (Engineered Products, 2008) Empilhamento em bloco (Block Stacking) As cargas unitárias são empilhadas umas sobre outras estando a sua base assente no solo. As linhas podem apresentar de duas a dez unidades de profundidade. A altura depende do peso e da estabilidade do material, assim como também dos limites de segurança aceitáveis e da altura das instalações. Empilhamento em paletes de armação (Pallet Stacking Frames) As paletes de armação são portáteis e permitem o empilhamento dos materiais, aumentando a mobilidade e a eficiência na utilização do espaço. O sistema pode estar formado por uma armação anexa às paletes de madeira standard ou unidades de aço independentes. Prateleira selectiva de profundidade unitária (Single- deep selective pallet rack) Consiste numa construção vertical de metal com estantes transversais que servem como suporte para cargas unitárias. Este sistema confere grande versatilidade já que permite armazenar cargas de distintas dimensões e com formas irregulares, sendo possível ter acesso a todos os itens armazenados facilmente. Prateleira de profundidade dupla (Double- deep rack) É apenas uma prateleira selectiva com duas posições de profundidade. A disposição é mais eficiente já que reduz até 50% a perda de espaço dos corredores. Este sistema é implementado quando se faz o recebimento e o picking de duas em duas paletes. Por esta mesma razão é necessário uma empilhadora de duplo alcance para manusear as respectivas cargas. 14

27 (Cisco- Eagle, 2010) (Warehouse One, Inc., 2011) (Cisco- Eagle, 2010) (Warehouse One, Inc., 2011) Prateleira Drive- in (Drive- in rack) A armação consiste em colunas de metal verticais que possuem trilhos para suportar as cargas e podem armazenar vários pisos independentes uns dos outros. As empilhadoras entram por baixo da estrutura a uma velocidade muito baixa para colocar as cargas, atingindo uma profundidade até dez paletes. Prateleira Drive- through (Drive- through rack) É uma prateleira drive- in mas com acesso por ambos lados, portanto funciona com o método de armazenagem FIFO. Para este sistema aplicam- se as mesmas considerações do que para o sistema de prateleira drive- in. Prateleira de fluxo de paletes (Pallet flow rack) Funcionalmente é uma prateleira drive- through, mas as cargas são transportadas através de tapetes rolantes ou conveyors de um extremo da estrutura à outra. Enquanto uma carga é removida da linha de armazenagem, a seguinte avança ao primeiro lugar por acção da gravidade. Prateleira push- back (Push- back rack) A armação possui trilhos que servem de transportadores para cada uma das cargas. O sistema funciona com o método de armazenagem LIFO. Quando uma carga é colocada, a força da empilhadora impulsa as cargas já armazenadas para trás, criando espaço para a última carga TECNOLOGIAS Figura 7: Sistemas de armazenagem em paletes (Robson & Copacino, 1994) A tecnologia implementada nos armazéns para fazer o manuseamento das cargas deve minimizar o tempo utilizado para as transacções e a perda do espaço efectivo dentro das instalações. Deve também ter considerações ergonómicas na definição do seu layout, de modo a minimizar as oportunidades de ferimento e indevido stress físico dos trabalhadores (Ackerman & Van Bodegraven, 2007). Existem inúmeros equipamentos especializados para a armazenagem. Alguns servem para movimentar cargas dentro do armazém e outros servem apenas para organizas as cargas no espaço. Os equipamentos mais comuns encontram- se agrupados em três tipos principais: 15

28 EQUIPAMENTO ESTÁTICO Consistem principalmente em itens que não possuem rodas e geralmente são prateleiras metálicas para armazenagem. Estes equipamentos podem ser móveis ou não, dependendo dos requisitos do armazém (Ackerman & Van Bodegraven, 2007). Na Figura 8 apresenta- se um exemplo da armazenagem com empilhamento estático EQUIPAMENTO MÓVEL Figura 8: Empilhamento estático (Getty Images, Inc., 2011) O principal objectivo destes equipamentos é movimentar produtos dentro das instalações e inclusive ao ar livre, reduzindo a força de trabalho humana ao mesmo tempo, minimizando o tempo gasto em manusear, processar e movimentar materiais. Os veículos mais antigos são accionados manualmente. Exemplos destes veículos são os carrinhos de mão de duas rodas e os transportadores hidráulicos de paletes. O equipamento mais utilizado é a empilhadora, a qual provavelmente seja o aparelho motorizado mais velho entre os veículos de manuseamento de materiais. Com o avanço da tecnologia, esta máquina sofreu melhorias com o intuito de adaptá- la às diferentes indústrias (Ackerman & Van Bodegraven, 2007). Na Figura 9 ilustram- se exemplos dos equipamentos móveis. Carrinho de mão de duas rodas Transportadora hidráulica de paletes Empilhadora Figura 9: Equipamentos móveis (Getty Images, Inc., 2011) 16

29 FERRAMENTAS PARA O TRANSPORTE E PARA O PICKING Os tapetes rolantes e distribuidores são os sistemas mais eficientes nas instalações de armazenagem para minimizar o trabalho do picking, mas também é um dos sistemas mais caros. Combinam equipamentos estáticos com móveis e podem ser alimentados por energia ou simplesmente funcionar com gravidade (Ackerman & Van Bodegraven, 2007). Os veículos automaticamente guiados (AVG pelas siglas em inglês Automated Guided Vehicle) representam uma opção para movimentar cargas verticalmente com um custo razoável. Estes carros eléctricos têm a capacidade de transportar cargas unitárias, assim como levar vagões para movimentar múltiplas cargas. O sistema é de fácil implementação e possui grande flexibilidade, sendo possível a alteração de rotas de forma relativamente simples (Ackerman & Van Bodegraven, 2007). A implementação do sistema de código de barras nas actividades de recebimento, produção, armazenagem e transporte de produtos melhora a precisão das transacções. Com este equipamento, a empresa consegue seguir o inventário, localizar produtos, medir a produtividade e avaliar outros elementos de desempenho. Outra vantagem deste sistema é a redução dos erros na armazenagem, especificamente nas actividades de recebimento, put- away, armazenados, recolhidos e despachados (Robson & Copacino, 1994). A utilização do sistema de código de barra combinado com terminais de rádio frequência reduz o trabalho envolvido e o número de viagens para armazenar os produtos, aumenta ainda a precisão das operações. Além disso, é um sistema mais flexível porque permite transmissões a partir de qualquer ponto do armazém sem a utilização de fios (Liebeskind, 2005). Existem também outras tecnologias para a identificação de produtos como identificação por rádio frequência (RFID pelas siglas em inglês Radio Frequency Identification) e sistemas de reconhecimento por voz (VR pelas siglas em inglês Voice Recognition) (Ackerman & Van Bodegraven, 2007) DESENHO DOS ARMAZÉNS Para fazer o desenho da planta de um armazém é preciso ter em consideração certos aspectos gerais. Em primeiro lugar, é necessário determinar as interacções entre as diferentes actividades que ocorrem no armazém. Por exemplo, a distância entre a actividade de cross- docking e o despacho deve ser pequena, enquanto a distância entre a zona de armazenagem de produtos e a zona de produtos devolvidos não apresenta grande importância. Em segundo 17

30 lugar, é preciso determinar o espaço necessário para cada actividade. O espaço necessário depende da variedade de produtos (do termo em inglês product mix), das políticas de inventário, dos métodos de armazenagem, entre outros factores. É também necessário determinar as condições nas quais os produtos devem ser armazenados e as limitações físicas do espaço. Em último lugar, faz- se a combinação dos factores anteriores (interacções e espaço) sendo realizados os ajustes necessários para a criação de duas ou mais soluções alternativas (Hales, 2006) CHAVE PQRST Para elaborar correctamente o desenho do armazém é necessário ter à disposição informação pertinente e pontual. Esta informação está dividida em cinco categorias, ordenadas alfabeticamente: PQRST, ilustradas na Figura 10 (Hales, 2006). Figura 10: Diagrama da chave PQRST (Hales, 2006) A categoria P refere- se àquilo que se vai armazenar, ou seja, ao produto ou material. É preciso ter a disposição as características do produto, tais como tamanho, peso, forma, danos potenciais, condições e valor. Esta informação pode ser utilizada para agregar os produtos em diferentes áreas dependendo das suas características (Hales, 2006). A categoria Q refere- se a quantidade de produto ou encomendas de um produto. Não se refere apenas às quantidades físicas, mas também aos fluxos de produtos de entrada e saída. Esta informação é necessária para determinação do movimento e do manuseamento dos materiais, assim como também para o cálculo da capacidade física de armazenagem (Hales, 2006). A categoria R refere- se às rotas ou sequência de operações que cada produto ou grupo de produtos tem de seguir. Refere- se ainda ao tipo de operações que devem ser executadas e a maquinaria utilizada em cada uma dessas fases. A quantidade de um certo produto que segue uma determinada rota define o fluxo de material (Hales, 2006). 18

31 A categoria S refere- se ao suporte técnico que é necessário para o funcionamento do armazém, incluindo manutenção da maquinaria, recargas de combustível ou a manutenção dos sistemas tecnológicos instalados no armazém. Também inclui serviços requisitados pelo pessoal (Hales, 2006). Por último, a categoria T refere- se ao tempo em horas de operação, turnos e horas de pico de cada área e operação. A variação nos tempos e horas de pico pode depender da actividade realizada em cada área, assim como também da altura da semana, do mês ou do ano na qual se faça a medição. O desenho do layout deve tomar estas restrições em conta (Hales, 2006). O êxito do desenho de um armazém depende da constante rotação de produtos, percorrendo o mínimo de distância possível (Hales, 2006) TIPOS DE LAYOUTS Existem diferentes tipos de layout dependendo dos fluxos dos materiais. Geralmente, a maioria dos grandes armazéns aplicam combinações dos tipos clássicos de layouts, os quais se apresentam de seguida: Por características do material ou produto Os produtos com características similares são agregados para serem armazenados na mesma área. Cada área pode apresentar diferentes métodos de armazenagem. Este método não se aplica a armazéns nos quais os produtos são muito semelhantes (Hales, 2006) Por características da encomenda É possível agregar os produtos por rota ou sequência de processos e armazena- los em áreas específicas, por exemplo zonas dedicadas à mercadoria devolvida pelos clientes ou artigos que são enviados directamente aos clientes. Este tipo de layout não se aplica a armazéns que funcionam apenas com uma rota ou sequência de processos determinada (Hales, 2006) Por fornecedor ou cliente Este tipo de layout é aplicado quando a empresa recebe ou fornece produtos únicos para clientes importantes. Os produtos são agregados e armazenados em determinadas zonas no armazém separados por fornecedor ou cliente, o que permite um picking ou put- away mais 19