9. ARRANJO FÍSICO DAS INSTALAÇÕES PRODUTIVAS

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1 ARRANJO FÍSICO DAS INSTALAÇÕES PRODUTIVAS A descrição de como são dispostos tradicionalmente os centros de trabalho em instalações produtivas e suas principais características é o objetivo de estudo deste capítulo. 9.1 Introdução Planejar o arranjo físico ou layout de uma instalação industrial ou de prestação de serviços significa tomar decisões sobre como serão dispostos os centros de trabalho. Exemplos de centros de trabalho são os departamentos de uma indústria, salas comerciais, máquinas e equipamentos, bancadas, Workstation (estação de trabalho), entre outros, ou seja, um centro de trabalho é algo físico que se destina a determinado fim. Motivos que tornam importantes as decisões sobre arranjo físico: Afetam diretamente a capacidade da instalação e a produtividade das operações; O forte impacto dos custos iniciais de implantação do arranjo físico para a empresa; Os gastos adicionais durante uma mudança do arranjo físico. 9.2 Arranjo físico por produto O arranjo físico por produto, também conhecido como arranjo físico em linha, é usado quando se acredita que uma seqüência linear de operações é a mais indicada para produzir um produto ou prestar serviços. Como afirma Martins (2004) as máquinas ou estações de trabalho são colocadas de acordo com a seqüência das operações e são executadas de acordo com a seqüência estabelecida sem caminhos alternativos. Esquema que exemplifica um arranjo físico em linha: Centro de Trabalho 1 (montagem do motor ao chassi) Centro de trabalho 2 (montagem da transmissão e das rodas) Centro de Trabalho 3 (montagem do assoalho, cabine e portas) LINHA DE MONTAGEM DE UM AUTOMÓVEL Centro de trabalho 4 (montagem do acabamento interno, estofados e vidros) Uma pergunta importante aqui é: Quando se deve pensar em mudar o arranjo das instalações já existentes? Possíveis respostas estariam vinculadas as ponderações citadas abaixo: Ineficiência na execução das operações; Taxas altas de acidentes no trabalho; Mudanças no produto ou serviço; Necessidades de facilitar o acesso dos clientes aos produtos, por exemplo: diminuir o tempo de espera no atendimento; Mudanças no volume de produção ou geração de serviços. LINHA DE MONTAGEM DOS ANTIGOS FUSCAS

2 De modo geral, o arranjo físico por produto é muito comum nas empresas de manufatura (produção com foco repetitivo e foco no produto), poucos são os casos onde este tipo de arranjo se adapta a prestação de serviços; 107 A seguir, apresentam-se dois esquemas que exemplificam um arranjo físico por processo. 108 Exemplos de indústrias que trabalham com arranjo físico por produto são as de processo (refinarias de petróleo, produção seriada, linhas de montagem automotiva e de eletrodomésticos, etc.). SETOR DE CORTE SETOR DE SOLDA SETOR DE FURAÇÃO Características principais dos arranjos por produto: Adequado para produção contínua de produtos com alto grau de padronização; Previsibilidade dos fluxos de materiais; Alto grau de automatização dos processos realizados nos centros de trabalho e no transporte entre estes centros; INSTALAÇÕES DE UMA METALÚRGICA (GALPÃO) SETOR DE USINAGEM (TORNEARIA, FRESAGEM E APLAINAMENTO) ACABAMENTO FINAL (PINTURA E REBARBAMENTO) Altos valores para os custos fixos (instalações destes tipos são caras, ou seja, de alto valor para o investimento inicial); As taxas de produção podem ser reguladas, porém em termos econômicos somente as altas taxas de produção são viáveis; O custo unitário por produto é baixo; Baixos custos de treinamento de pessoal para operar a linha de produção, pois o trabalho é rotineiro; Trabalhos repetitivos, monótonos e desmotivadores para os colaboradores; Rigidez e inflexibilidade nas linhas de produção. RECEPÇÃO SALA DE ESPERA CLÍNICAS (CONSULTAS) RAIO-X E EXAMES CORREDOR PEDIATRIA GERIATRIA 9.3 Arranjo físico por processo O arranjo físico por processo ou funcional é aquele em que cada centro de trabalho esta disposto segundo a sua função específica de produção ou prestação de serviços. PRONTO SOCORRO (EMERGÊNCIAS) CIRURGIAS INTERNAMENTO (UTI E CTI) Martins (2004) comenta que todos os processos e os equipamentos do mesmo tipo são desenvolvidos na mesma área e também operações ou montagens semelhantes são agrupadas nesta área. INSTALAÇÕES DE UM HOSPITAL

3 O arranjo físico por processo é muito comum nas empresas de manufatura que trabalham de forma intermitente ou por encomendas de pequenos lotes de produtos, ou seja, foco no processo. Mas sem dúvida, é na área de prestação de serviços onde este tipo de arranjo mais é empregado. Características dos arranjos físicos por processo: Adequado para produção de uma gama variada de produtos e serviços; Pequena capacidade de previsão dos fluxos de materiais; Taxas de produção relativamente baixas em comparação com aquelas encontradas nos arranjos por produto; Os custos fixos das instalações são bem inferiores àqueles encontrados nos arranjos por produto; O custo unitário por produto é mais alto que aqueles encontrados nos arranjos por produto; Elevado custo de treinamento de pessoal para operar a linha de produção, pois o trabalho não é rotineiro; Diminui os estoques intermediários; Centraliza a responsabilidade sobre o produto fabricado; Enseja satisfação no trabalho; Permite elevado nível de qualidade e de produtividade. Podemos ainda mencionar que este tipo de layout foi primeiramente aplicado com êxito no sistema de produção enxuta denominado de Just-In-Time (JIT). Como exemplo, vejamos na próxima página, uma Carta de Multiprocesso e o arranjo celular proposto para estas operações simples de manufatura. Os estoques de matérias primas devem ser maiores que aqueles encontrados nos processos com arranjos físicos por produto; Dificuldade na programação e no controle da produção; Flexibilidade nas linhas de produção. 9.4 Arranjo físico celular O arranjo físico celular é organizado por meio de células de manufatura. Ele consiste em arranjar em um só local (a célula) máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. Apesar do layout celular ser semelhante ao layout em linha, o tipo celular é usado em processos de fabricação simples e de baixo a médio volume, enquanto que o tipo em linha é mais comum em situações onde há mais complexidade, com um volume alto de produção. Poderíamos montar um layout celular para a manufatura das peças A e G da seguinte forma Martins (2004) aponta as principais características deste tipo de layout como: Permite relativa flexibilidade quanto ao tamanho de lotes por produto; Específico para uma família de produtos; Diminui os percursos de transporte de material;

4 P C entrada CÉLULA PEÇA A 9.5 Arranjo físico posicional E EC saída C S entrada LAYOUT CELULAR EM MANUFATURA CÉLULA PEÇA G CÓDIGO DO PROCESSO Este tipo de layout é também conhecido como de posição fixa. O material a ser processado permanece fixo em uma determinada posição e as máquinas se deslocam até o local executando as operações necessárias. E saída EC C P S E EC CORTAR PRENSAR SOLDAR EMBRULHAR ENCAIXOTAR Exercícios Propostos: 1. O que você entende por arranjo físico de uma instalação? 2. Que características gerais deverão ter um bom layout? 3. Quais os principais tipos de arranjo físico, suas características, vantagens e desvantagens? 4. Uma empresa está analisando uma família de produtos que utilizam a mesma matéria-prima e que são processados em 4 centros produtivos dispostos em linha (A,B,C e D). Não há perdas de material dentro do processo e cada centro processar as quantidades de material dadas na tabela abaixo: Quantidade de materiais processados em cada centro A 2000 toneladas por mês B 1800 toneladas por mês C 2200 toneladas por mês D 1900 toneladas por mês a) Qual é a capacidade do sistema? b) Quem é o gargalo do sistema? c) No último mês a linha produziu 1500 toneladas. Calcular a eficiência da linha de produção. As principais características do arranjo posicional são: Para um produto normalmente único, ou seja, sem repetição. Envolvem a fabricação de navios, turbinas, pontes, edifícios, galpões e quaisquer produtos de grandes dimensões físicas. 5. (Provão Administração - MEC) A Telefones Brasileiros S.A. está estudando a instalação de uma nova fábrica no Brasil. Para esta decisão, f oram levantados a receita e os custos totais em função da quantidade de aparelhos, para dois tipos de sistemas de produção. O gráfico, a seguir, representa esse levantamento. Observação: Não podemos deixar de mencionar que os quatro tipos de arranjos físicos descritos anteriormente podem ser combinados proporcionando uma combinação de flexibilidade e especialização para uma organização.

5 Tendo em vista que o Departamento de Vendas levantou um mercado de unidades já no primeiro ano, que tipo de sistema de produção você recomenda e qual o seu ponto de equilíbrio? Abaixo, está descrito o sistema de produção da empresa Tuperware, fabricante mundial de utensílios de plástico. Descreva o tipo de arranjo físico adotado pela Tuperware, suas características básicas e foco de produção. 114 (A) Células de Produção; (B) Células de Produção; (C) Células de Produção; (D) Linha Automatizada; (E) Linha Automatizada; (Provão Administração - MEC) Uma fábrica fez o levantamento dos custos dos diversos tipos de arranjos físicos, em relação ao volume produzido. A figura abaixo representa esses vários tipos. O pessoal do departamento de marketing sugeriu uma previsão de vendas entre os níveis a e b assinalados no gráfico acima. Baseado no levantamento de custos, o Dr. Luiz Flávio, diretor de produção da fábrica, deve optar pelo(s) tipo(s) de arranjo físico: (A) posicional. (B) celular. (C) por produto. (D) por processo. (E) por processo, celular e por produto, simultaneamente.

6 O Modelo Carga/Distância para determinação do layout por processos Quando o arranjo físico de uma empresa é por processos, pode se buscar uma disposição que minimize os custos com transporte entre os setores da empresa. A alternativa mais simples e usual para a escolha da posição dos setores é a de aplicar o Modelo da Carga/Distância; O Modelo da Carga/Distância trabalha com as seguintes variáveis: distâncias a serem percorridas, cargas a serem transportadas e custo unitário de se mover uma unidade de carga por uma unidade de distância. O tipo de Problema Padrão que pode ser resolvido pelo Modelo Carga/Distância: Existe um número finito n de setores (ou salas, departamentos, galpões,...) que devem ser distribuídos em um certo espaço total; Procedimento para o uso do Modelo Carga/Distância 1. Divide-se a área total disponível para o empreendimento em setores (blocos de áreas menores), segundo a necessidade de cada setor; 2. Estima-se à distância entre cada setor; 3. Aplica-se a formulação do modelo carga/distância e determine o custo total para esta configuração; 4. Refaça os itens 1, 2 e 3 por tentativas até achar a configuração com o menor custo total. Exercício 8 - Um estudo de lay-out desenvolveu duas alternativas para localizar seis setores produtivos A, B, C, D, E e F dentro de uma área determinada, conforme as figuras ilustradas abaixo (os números referem se as distancias em metros de um setor ao outro) São conhecidas as necessidades individuais de espaço para cada setor; São conhecidos: a quantidade de carga a ser movida de um setor a outro e o número de viagens efetuadas; São conhecidos os preços ou custos de locomoção das cargas. A Formulação do Modelo Carga/Distância Onde: CT = Cij dij p CT = custo total do transporte de cargas; ij C ij = carga movida do setor i para o j ou o n o de viagens dadas; d ij = distância para ir do setor i para o j; p ij = preço ou custo de mover uma unidade de carga por uma unidade de distância, do setor i ao j. a) alternativa 1 b) alternativa 2 Conhecendo-se as quantidades em toneladas que devem ser transportadas por mês entre os setores produtivos e os custos unitários de transporte (tabelas a seguir), determinar a melhor alternativa de layout. Quantidade transportada por mês (ton/mês) Setores Quantidade Setores Quantidade A B 100 B E 100 A C 50 B F 80 A D 80 C D 50 A E 30 C F 20 B C 80 D F 60 Custos de transporte [$] Até 10 m de 11 a 20 m Acima de 20 m Preço unitário [$] 1,00 1,50 2,00

7 Solução: ALTERNATIVA 1: Origem Destino Carga distância Custo Transp. A B A C A D A E A F B C B D B E B F C D C E C F D E D F E F TOTAL = Total parcial 9.7 Balanceamento de Linhas de Montagem Introdução: A linha de montagem é um caso clássico do fluxo de operações em sistemas de grande volume de produção. São exemplos deste sistema de produção as montadoras de automóveis, de eletrodomésticos, e outros itens fabricados em série. Na linha de montagem, a fabricação de um produto é dividida em um certo número de operações (ou tarefas) que devem ser distribuídas nos centros de trabalho. O problema fundamental na linha de montagem é o seu balanceamento, ou seja, é descobrir o número correto de centros (ou postos) de trabalho que minimiza a ociosidade e a sub-ocupação dos centros. Veja o esquema abaixo. A linha de montagem representada acima, apresenta 4 postos de trabalho, responsáveis pela execução de 8 tarefas ou operações. ALTERNATIVA 2: Origem Destino Carga distância Custo Transp. A B A C A D A E A F B C B D B E B F C D C E C F D E D F E F TOTAL = Total parcial Conceitos: O objetivo do balanceamento de uma linha de montagem é de atribuir as tarefas aos postos de trabalho de forma a atingir uma dada taxa de produção, e de forma que o trabalho seja dividido igualmente entre os postos. O número mínimo de postos de trabalho N será Conteúdo do Trabalho N = Tempo do ciclo Onde o conteúdo do trabalho é medido pela soma dos tempos das tarefas que compõe a fabricação de uma unidade e o tempo de ciclo é a medida do tempo disponível para se fazer uma unidade do mesmo produto. O tempo de ciclo é calculado da seguinte forma tempo total disponível num dado período Tempo de Ciclo = produção desejada no dado período A eficiência com que os postos de trabalho executam as operações de produção podem ser calculada da seguinte forma Tempo Consumido Eficiência = Tempo disponível

8 119 Exercício 9 - Uma linha de montagem deve operar 8 horas por dia, com uma taxa de produção de 80 unidades por dia. O produto é montado em 5 operações distintas, A, B, C, D e E. A duração de cada operação e a precedência relativa a cada uma está mostrada na tabela abaixo. Tarefa Duração [minutos] Tarefas Precedentes Pede-se: A 1 - B 2 A C 2 A D 5 A, B, C E 3 A, B, C, D a) Montar o diagrama de precedências; b) Determinar o conteúdo do trabalho; c) Calcular o tempo de ciclo; d) Determinar o número mínimo de postos de trabalho; e) Alocar carga nos postos de trabalho; Exercício 10 - Uma linha de montagem deve operar 8 horas por dia, com uma taxa de produção de 120 unidades por dia. O produto é montado em 8 operações distintas, A, B, C, D, E, F, G e H. A duração de cada operação e a precedência relativa a cada uma está mostrada na tabela abaixo. Tarefa Duração [minutos] Tarefas Precedentes Pede-se: A 2 - B 1 A C 2 A D 1 B E 1 C, D F 1 E G 2 E H 1 F, G a) Montar o diagrama de precedências; b) Determinar o conteúdo do trabalho; c) Calcular o tempo de ciclo; d) Determinar o número mínimo de postos de trabalho; e) Alocar carga nos postos de trabalho; f) Calcular a eficiência de cada posto de trabalho.