Balanceamento de uma linha de produção

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1 M alaceameto de uma liha de produção Uma liha de produção cosiste um cojuto de Postos de Trabalho (PT) cuja posição é sucessivas operações a realizar e descritas a gama operatória. Recordese que um PT pode ser costituído por um úico Operador ou por vários Operadores realizado operações mauais evetualmete assistidas por ferrametas ou pequeos equipametos. m que N mi represeta o úmero míimo de PT s ecessários à liha (o resultado deve ser arredodado para a uidade imediatamete superior). = () m que 8 artigo cietífico Rui ssis rassis@rassis.com Mauteção,. o Trimestre de 0 O balaceameto de uma liha de produção cosiste em distribuir a carga das várias operações o mais uiformemete possível pelos vários PT s. Quado se iicia a fabricação de um ovo produto, a geharia de Processo começa por estudar todas as operações ecessárias executar, estima a sua duração e, tedo em cota as relações de precedêcia etre todas as operações, procede ao chamado balaceameto da liha que se vai costituir para fabricar aquele produto.. LNMNTO O balaceameto de uma liha costituída por muitas operações para processameto de um produto cosiste em ecotrar a solução para uma das duas seguites alterativas: Dado um tempo de ciclo, determiar o úmero míimo ecessário de PTs; Dado um úmero de PT s, determiar o tempo de ciclo míimo possível. Num problema de balaceameto cosideramse tipica N Número de PT s existetes a liha. Normalmete um PT é ocupada por um úico Operador o qual pode realizar uma ou mais operações. otudo, um PT pode ter mais do que um Operador, ou um Operador pode itervir em mais do que um PT; Tempo de ciclo. Tempo decorrido etre a fabricação de duas uidades sucessivas à saída da liha, ou seja o tempo máximo de desempeho permitido a cada PT; t i Tempo médio correspodete à operação de ordem i; Tempo total ecessário para produzir uma uidade, ou soma das durações de todas as operações. tre estas variáveis existem as seguites relações: N mi = () f = () m que f represeta a do cojuto das operações. Não existe um método exato para o cálculo do balaceameto de uma liha de produção. Na prática utilizamse métodos heurísticos, etre os quais, o mais popular é o do tempo de operação mais logo.. XMPLO D PLIÇÃO motagem de um produto requer operações. Os tempos médios de cada operação e as suas precedêcias ecotramse descritas o Quadro. Quadro. Dados do caso. Operações Durações (miutos) Precedêcias,0,0 0,0, D,0,0 D 0,0 G 0,0 H 0,0 G I 0,0, J,0, H k 0,0 I, J produção ecessária é 80 uidades por turo de 8 horas. O tempo de produção dispoível é de 0 miutos. de míima de PT s e determiar quais as operações que se podem agrupar em cada PT. Os tempos de movimetação do produto etre cada dois PT s podem cosiderarse desprezáveis face aos tempos de operação, pois os PT s ecotramse muito próximos us dos outros.

2 omeçamos por desehar o diagrama de sequêcias operatórias (igura ). de ode cabe a operação I com 0,0 miutos. Por último temos a operação k com 0,0 miutos, restado 0,0 com PT s, coforme pretedido. O Quadro resume os passos precedetes. Quadro. Sequêcia da heurística. PT Operações Durações olgas Operações dispoíveis, D, G D,0,0, G, igura. Sequêcia de operações. O tempo de ciclo ecessário atigir é: = 0 miutos/dia / 80 uidades/dia =, miutos/ uidade O úmero míimo de PT s será etão:,0 0,0 G,,,0 0,80 G,, G 0,0 0,0,, H,0,00, H, 0,0 0,0 H, 0,0 0,0 H, I H 0,0 0,00 I, J J,0,0 I N t i / = 8,9 /, = + omeçamos com uma operação de cada vez. Notemos que as operações, D e G iiciam o processo (ão têm precedetes). scolhemos a operação mais loga de etre este grupo assim com,0 miutos de. s operações seguites são agora, G e. operação mais loga de etre estas é com,0 miutos, mas ão serve pois é mais loga do que a de,0 miutos existete. Portato, escolhemos com uma duração de,0 miutos (que é mais loga do que os 0,0 miutos da operação G). Jutamos a operação o Quadro, restado agora 0,0 miutos à stação. s operações G, e podem iiciarse. omo a duração de qualquer destas operações é superior à de 0,0 miutos, temos de iiciar um ovo PT. omeçamos com, pois é a operação mais loga etre G, e. Restam 0,8 miutos o PT e pode iiciarse. tre G, e, é a operação mais loga com,0 miutos mas ão cabe. scolhemos a operação imediatamete iferior, ou seja G com 0, miutos restado 0,0 miutos de. H pode agora iiciarse. O cojuto das operações, e H têm uma duração superior a 0,0 miutos, pelo que temos de optar por outro PT. O PT iiciase com (operação mais loga), restado,00 miutos e a operação pode iiciarse. tre, H e, é a mais loga com 0,0 miutos, restado 0,0 miutos. Restam H e (I e J ão podem iiciarse aida pois têm também como precedetes e H). tre e H escolhemos com 0,0 miutos. Restam tamete 0,0 miutos pelo que completa a. Jutase um ovo PT (o quarto). tre J e I escolhemos a operação J por ser a mais loga, deixado,0 miutos I 0,0 0,90 k k 0,0 0,0 9,0 total do sistema resulta igual a: f = =, 9, = 0, miutos / = 9, / (,) = 0,9 ou 9 % De otar que o PT ão possui qualquer. Um pequeo alogameto de qualquer das operações,, ou H compromete imediatamete o objetivo de 80 uidades/turo, pelo que uma alterativa mais realista cosistiria em retirar a materseia costate. igura mostra esquematicamete a solução ecotrada. igura. grupameto ecotrado das operações. artigo cietífico 9

3 Para resolver problemas mais complexos, evolvedo até 0 operações e 6 precedêcias, recomedamos o recurso a software especializado.. SNSIILIDD D IIÊNI VRIÇÕS DO TMPO D ILO po de ciclo coforme se pode observar a igura. c) d) Supoha que o tempo ecessário para realizar a operação tem de ser, aida durate algum tempo (processo maual a passar para semiautomático) de 0,9 miutos. Que medida tomaria para cumprir aquele obje balaceameto? Supodo que só existem Operadores: e) Qual o Tempo de iclo possível coseguir estas codições? f) omo agrupar as operações de forma a obter a capacidade máxima? g) Qual a produção possível coseguir um dia de horas de trabalho? igura. Para um mesmo, quado o úmero de PT aumeta, a artigo cietífico 0 Quado a ecessidade de produção cresce, o tempo de ciclo tem de dimiuir (a igura deslocase para a esquerda) e a case uma descotiuidade e a quatidade de PT s tem de êcia da liha dimiui. crescerá até que uma ova descotiuidade seja atigida. igura. Sequêcia de operações. a) = 60 / 600 = 0, miutos b) N = T i (0,6 + 0, ,8) = = + 0, Quadro. Sequêcia da heurística.. XMPLO D PLIÇÃO (Moks, Joseph G. gemet, McGrawHill, Ic. 98) motagem de um produto requer as operações que se mostram o Quadro. Quadro. Dados do exemplo. Operações Duração (miutos) Precedêcias D G 0,6 0,9 0, 0, 0,6 0, 0,8 D, São precisas 600 uidades/dia e a liha de produção poderá operar horas/dia. Nestas codições: a) Qual o Tempo de iclo? b) Qual o úmero míimo de PT s e de Operadores? stação Operação Duração olga Operação dispoível 0,6 0,08 0,9 0, 0, 0,0 D, 0,6 0, D D 0, 0,00 0, 0, G c) = G 0,8 0,0 T i =,6 ()(0,) 00 = 9,% omo o tempo da operação é superior ao, temos de re cai para: = T i = e) =,6/ = 0,8 miutos/peça,6 0,6 + 0,9 ()(0,) 00 = 8,%

4 f) lterativas stação stação stação + D G + + D + + G + + D + + G Ou seja: d) Supoha que a liha é trasformada uma célula. omo sário de Operadores? a) a. T = 8 x 60 / 8 = 0 miutos b. N mi = / 0 =, ou PT e Operadores c. alaceameto: lterativas stação stação stação 0,6 0,9 + 0, = 0,66 0, + 0,6 + 0, + 0,8 =,, Quadro 6. Resultados da heurística. 0,6 0,9 + 0, + 0, = 0,80 0,6 + 0,9 =,0 0, + 0,6 = 0,8 0,6 + 0, + 0,8 =,9 0, + 0, + 0,8 = 0,,9,0 Logo, o melhor agrupameto é o da alterativa, pois resulta o meor possível. g) horas/dia x 60 miutos/hora /,0 miutos/uidade = 6 uidades/dia. XMPLO D PLIÇÃO motagem de um produto requer as operações que se mostram o Quadro seguite. Quadro. Dados do exemplo. Operações Duração (miutos) Precedetes D G H I J K L 6 D, G H J K PT Operadores Operações Durações olgas Operações dispoíveis, D, G, J 6 D, G, J, D, G, J, D G, J, G, J, G, J, 6 G, J G J, H J 0 H, K H K, I I K K L L Operador com as operações,, D e miutos de Operador com as operações, e miutos de Operador com as operações, G, J e 0 miutos de Operador com as operações H, I e miutos de Operador com as operações K, L e miutos de Total de s: miutos d. = / ( 0) 00 = 86% b) a. T = 8 60 / 8 = 0 miutos b. N mi = 9 / 0 =,9 ou PT e Operadores c. alaceameto: artigo cietífico a) São precisas 8 uidades/dia e a liha a formar pode operar 8 horas/dia. Nestas codições: a. Qual o tempo de ciclo ecessário? b. Qual o úmero ecessário de PT s e de Operadores? c. Qual o tempo perdido em cada ciclo? d. Qual a eficiêcia do balaceameto assim coseguido? b) Supoha que a operação passa a demorar miutos. Nestas codições: a. Qual o tempo de ciclo ecessário? b. Qual o úmero ecessário de PT s e de Operadores? c. Qual o tempo perdido em cada ciclo? d. Qual a eficiêcia do balaceameto assim coseguido? c) Só é possível costituir PT s. Qual a produção diária possível? Quadro. Resultados da heurística. PT Operadores Operações Durações olgas Operações dispoíveis, D, G, J 6 D, G, J, D, G, J, D G, J, G, J, G, J, 8 G, J G 6 J, H H J, I J K, I I K K L L 6

5 artigo cietífico Operador com as operações,, D e miuto de Operador com as operações, e miuto de Operadores com as operações, G, H, J e miuto de Operador com as operações I, K e miutos de Operador com a operação L e 6 miutos de Total de s: miutos d. = 9 / (6 0) 00 8% c) T = / =, miutos O melhor arrajo de operações para produzir o máximo possível é: + + D + G + J: miutos + + H + K: miutos + I + L: miutos stragulameto: Máximo (,, ) = miutos Poderíamos chegar à mesma coclusão, calculado T = miutos/ PT =, miutos. Logo a produção possível é 60/ = uidades/hora ou 8 = uidades/dia d) Operador com a operação e 6 miutos de Operador com as operações,, D e 0 miutos de Operador com as operações, e 0 miutos de Operador com as operações G, H, I e 0 miutos de Operador com as operações J, K, L e miuto de = / ( 0) 00 = 86% 6 e. a) Quatas uidades podem, o máximo, ser produzidas por hora? b) Se pretedermos que a célula opere à sua capacidade plea, como balaceála? c) Sedo ecessário um PT = miutos e existido aida célula? a) to): a que dura 6 miutos. grupamos as operações possíveis de forma a uca ultrapassar aquela duração. pós algumas tetativas, coseguimos duas alterativas (represetadas esquematicamete a seguir). 0 Oper.. 0 Oper.. 8 Oper.. 8 Oper.. Oper.. Oper.. Oper.. Oper.. 6 Oper.. 6 Oper.. Oper.. Oper.. 0 Oper.. 0 Oper.. 6. LNMNTO D UM ÉLUL D TRLHO Uma élula de Trabalho cosiste um cojuto de PT s cuja verse etre estes e realizar operações em qualquer deles. disposição física dos vários PT s de uma célula é sempre em forma de U. omo resultado, a sequêcia das sucessivas operações ão iteressa para efeitos do seu balaceameto. O xemplo seguite permite ilustrar este caso particular.. XMPLO D PLIÇÃO Um produto pode ser motado uma élula de Trabalho a qual itegra as operações descritas o Quadro 8. Quadro 8. Dados do exemplo. Operações 6 Duração (miutos) operação mais loga determia a capacidade do sistema. Sedo a duração daquela operação 6 miutos, a capacidade média de produção será 60/6 =, uidades/ hora. b) Depois de várias tetativas, reforçamos a operação esta operação a demorar 8 miutos apeas. operação estragulameto passou a ser a 6 com miutos. grupamos as operações possíveis de forma a uca ultrapassar esta duração. pós algumas tetativas, coseguimos o seguite agrupameto esquemático: 0 Oper.. 8 Oper.. Oper.. Oper Oper.. + Oper.. Oper.. 0 Oper.. operação mais loga determia a capacidade do sistema. Sedo agora a duração desta operação de miutos, a capacidade média de produção passa para 60/ = uidades/hora. M