A ABORDAGEM UTILIZADA PELO GRUPO SIMUCAD: SIMULAÇÃO & CAD, NO DESENVOLVIMENTO DE INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS
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- Leandro Vidal Beretta
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1 A ABORDAGEM UTILIZADA PELO GRUPO SIMUCAD: SIMULAÇÃO & CAD, NO DESENVOLVIMENTO DE INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS Nilton Luiz Menegon Miguel Antonio Bueno da Costa João Alberto Camarotto ABSTRACT The SIMUCAD is a group of researchers from distinct knowledge areas as ergonomics, product design and system simulation. It has been working on the development of plant layout projects, with the support of advanced softwares in graphic computation and in animated simulation. This paper presents the work approach of the SIMUCAD team and its conception of plant layout. The development of a plant layout project is dealt as dynamic product, begining with user s needs and ending on a new concept of a new product. The definition of this new concept of plant layout is in the field of business estrategy and it can be deployed considering the areas of Production Planning and Control, Equipment Technology and Work Organization. Key-words: CAD, Simulation, Plant layout. 1. Introdução O grupo de ensino e pesquisa SIMUCAD, do Departamento de Engenharia de Produção (DEP) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), tem, como tema de atuação, estudar sistemas integrados de apoio à decisão no planejamento e implantação de instalações industriais. O SIMUCAD teve sua origem no ano de 1995 quando agregou pesquisadores atuantes nas áreas de simulação de sistemas, projeto do produto (metodologia de projeto e CAD) e ergonomia (análise ergonômica do projeto e projeto do trabalho). Este grupo tem apresentado trabalhos em congressos, publicado suas experiências em revistas e difundido sua abordagem metodológica através dos cursos de graduação em engenharia de produção da UFSCar, de cursos de especialização lato sensu, voltados para a educação continuada de profissionais, e de cursos específicos sobre seu tema de pesquisa, direcionados à empresas solicitantes.
2 Além da atuação em ensino e pesquisa, o grupo tem desenvolvido trabalhos de extensão. As primeiras aplicações ocorreram em empresas do setor calçadista da região de Franca, SP, nas empresas ALLA e SANBINOS. Atualmente vem realizando trabalhos em parceria com a Faber-Castell, tendo reprojetado uma das unidades da empresa, situada em Prata, MG, desenvolvido o projeto conceitual de uma unidade em implantação na América Central (CADesign, 1996) e está reprojetando setores da unidade localizada em São Carlos, SP. Participam do grupo SIMUCAD além de professores do DEP-UFSCar, alunos de pósgraduação e de graduação. O objetivo deste trabalho é apresentar a forma de atuação do SIMUCAD, principalmente no que diz respeito à visão do plant layout como uma das modalidades do projeto de engenharia, que segue as mesmas características do projeto do produto. O desenvolvimento de um projeto de plant layout é tratado como um produto dinâmico, que parte das necessidades do usuário, considera as restrições do projeto e do negócio e estabelece um novo conceito para o novo produto. Também é enfatizada a atuação conjunta de pesquisadores de áreas distintas como ergonomia, simulação de sistemas e projeto do produto, além da utilização integrada de softwares gráficos (CAD, 3D Studio) e animados (ARENA, AUTOMOD). 2. Método de Trabalho Para apresentar o método de trabalho do SIMUCAD algumas considerações precisam ser feitas, por exemplo: (1) o plant layout, ao tratar as questões relacionadas à distribuição espacial dos fatores de produção (homens, materiais e equipamentos) reflete diretamente a estratégia de manufatura de uma unidade industrial; (2) considerado como tal, o plant layout é a materialização da estratégia de manufatura através da tecnologia dos equipamentos, do planejamento e controle da produção e da organização do trabalho; e (3) portanto, o plant layout é condicionado pela estratégia mais geral do negócio e deve ser capaz de absorver as condicionantes presentes e futuras advindas do ambiente. Essas considerações remetem para discussões estratégicas e metodologias associadas ao campo dos negócios. O plant layout é, na visão do grupo SIMUCAD, uma das modalidades do projeto de engenharia, que segue as mesmas tendências do projeto de produto, propriamente dito. Em outras palavras, referimo-nos aos conceitos de usability e costumer satisfaction amplamente difundidos na literatura. Tais tendências significam, no desenvolvimento de produtos industriais, absorver e incorporar as expectativas dos usuários nas fases iniciais do projeto e desdobrá-las até o controle da produção. Do ponto de vista do plant layout, isto implica em envolver gerentes, encarregados e trabalhadores, oriundos das diversas funções gerenciais, no processo de projeto, além de estabelecer o conjunto de expectativas que deve ser atendido na fase de implantação. Outro aspecto relevante é o de estabelecer o que é estratégico e o que é tático no processo de projeto do plant layout. No projeto de um novo produto pode-se partir de um conceito já existente (produto estático) e empreender o desenvolvimento buscando incorporar no mesmo as necessidades dos usuários. Num outro extremo, a partir das necessidades dos usuários e, considerando a restrições do projeto e do negócio, estabelece-se um novo conceito (produto dinâmico) para o produto. É claro que nenhum projeto se encontra em um desses
3 extremos. Na realidade existem infinitas possibilidades entre esses limites e é importante definir sob qual perspectiva se coloca a equipe de projeto. Para o grupo SIMUCAD o projeto ou reprojeto de uma unidade industrial sempre será considerado do ponto de vista dinâmico, onde um conjunto de especificações atuarão como uma fronteira que condiciona o novo conceito. A definição do conceito de uma unidade industrial coloca-se no campo da estratégia do negócio e deverá ser desdobrada em termos de planejamento da produção, tecnologia dos equipamentos e organização do trabalho. Essas considerações constituem o pano de fundo sobre o qual se dá o processo de construção do plant layout industrial, abordado a seguir. 3. O Processo de Construção do Plant layout A figura 1 apresenta o processo de construção do plant layout industrial a partir da abordagem utilizada pelo SIMUCAD. Figura 1. Processo de Construção do Plant layout (figura aproveitada da referência COSTA et al, 1996) O ambiente representa a fronteira do negócio e a estratégia decorrente, condicionando o processo de construção do plant layout industrial e, mais importante, mostrando o contexto onde as soluções serão avaliadas. Os templates são construídos a partir do conceito de centro de produção que, por sua vez, é entendido como qualquer unidade de funcionamento da fábrica que colabora diretamente para a transformação de qualquer matéria prima em produto acabado (OLIVÉRIO, 1985; GARCIA, 1989). É importante considerar detalhadamente o processo de construção destes templates. Os templates dos centros de produção são representações bi e
4 tridimensionais onde consideram as demandas espaciais definidas pelo equipamento, operação, manutenção, processamento, transporte, serviços, acessos, segurança e ergonomia. Assim duas questões básicas devem ser atendidas. A primeira trata da forma de representação propriamente dita, para a qual em muito contribuem as ferramentas computacionais. Softwares gráficos como o AutoCAD (com ou sem as rotinas do FACTORY), MicroStation, Catia e 3D Studio, dentre outros, podem ser amplamente utilizados. A segunda questão coloca a necessidade de se responder claramente quais as interações necessárias entre homens, materiais e equipamentos dentro de cada centro de produção. Para tanto é necessário o uso de técnicas capazes de revelar tais interações. Nossa experiência tem mostrado que a utilização de métodos como QFD (Quality Function Deployment) (AKAO, 1990), com equipes multifuncionais de projeto, e Matrizes de Seleção de Conceito (Matriz de Pugh) ( PUGH, 1991) possibilitam evidenciar tais relacionamentos e selecionar conceitos que atendam as demandas advindas das diversas atividades funcionais de um centro de produção. O processo de validação se dá a partir da consideração de uma estratégia de produção, da construção do plant layout decorrente (integração dos vários centros de produção) e da simulação desta implementação. Para melhor representar a simulação, visualizá-la e analisar suas entradas e saídas são utilizados softwares animados, como é o caso do ARENA e do AUTOMOD. Os resultados obtidos devem responder as questões mais gerais impostas pelo ambiente, contra as quais a solução é avaliada. É importante reforçar que a simulação aparece como elemento chave do processo de validação, buscando evidenciar os efeitos de opções estratégicas sobre a produtividade da unidade, bem como de suas consequências sobre as atividades dos trabalhadores. Tal aspecto é ressaltado para mostrar a necessidade de considerar, em todo momento, o efeito de uma dada estratégia de manufatura sobre o trabalho humano. É isto, no final, que irá propiciar a produtividade e a flexibilidade de qualquer sistema produtivo. A saída deste processo é um conceito para a unidade industrial, que integra a estratégia de produção adotada e fornece a entrada para o detalhamento do plant layout. Estabelecido o conceito, as atividades de detalhamento do plant layout industrial são tratadas no plano tático e operacional, ainda que circunscritas pelas especificações advindas do ambiente. 4. Considerações Finais A abordagem utilizada pelo grupo SIMUCAD do DEP-UFSCar tem apresentado ótimos resultados em termos práticos. Os projetos conceituais de plant layout gerados tem correspondido plenamente as expectativas dos usuários envolvidos. A utilização de uma equipe multidisciplinar tem contribuído para visualizar problemas advindos de áreas distintas. A utilização de softwares avançados de desenho e simulação tem auxiliado muito a modelagem da situação problema e a análise dos resultados obtidos. Para evidenciar as vantagens da abordagem adotada pelo SIMUCAD é preciso considerar dois planos. No plano estratégico os problemas, relacionados às novas instalações e o plant layout industrial, são complexos e difíceis de serem formulados através de meios analíticos. Assim, ferramentas oriundas da computação gráfica e simulação, bem como técnicas de ajuda à tomada de decisão, como o QFD, possibilitam a revelação de conflitos e auxiliam nas decisões coletivas. No plano tático e operacional, o conceito de centro de produção, baseado nas interações entre homens, materiais e equipamentos, e nos fundamentos
5 da engenharia do trabalho, da ergonomia e da segurança e higiene do trabalho, possibilitam evidenciar as consequências na produtividade e nas condições sob as quais serão realizadas as atividades dos trabalhadores frente a uma estratégia de manufatura definida. 5. Bibliografia AKAO, Y., QFD (Quality Function Deployment) - Integrating Customer Requirements into Product Design, Productivity Press, Portland, CADESIGN, Tecnologia ajuda a antever funcionamento de fábricas escritórios e hospitais, CADesign, Ano 3, N. 20, Edição Especial, pp , São Paulo, COSTA, M.A.B., MENEGON, N.L., CAMAROTTO, J.A., SIMUCAD: Simulação e CAD - Um sistema integrado de apoio à decisão no planejamento e implantação de sistemas de produção, XVII ENEGEP, Anais em CD-Rom, Piracicaba, SP, GARCIA, J.E., Plant Layout, Fundacentro, OLIVÉRIO, J.L., Projeto da Fábrica, Instituto Brasileiro do Livro Científico Ltda, São Paulo, PUGH, S., Total Design, integrated methods for successful product engineering, Addison- Wesley, Reading, 1991.
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