Arranjo físico e fluxo Procedimentos de arranjo físico O arranjo físico (em inglês lay-out) de uma operação produtiva preocupa-se com o posicionamento dos recursos de transformação. Isto é, definir onde colocar: Instalações Máquinas Equipamentos Pessoal de produção Mudanças relativamente pequenas na localização de uma máquina numa fábrica ou dos produtos em um supermercado podem afetar o fluxo de materiais ou de pessoas, dessa forma podendo afetar positiva ou negativamente os custos e a eficácia da operação. As razões práticas pelas quais as decisões de arranjo físico são importantes são as seguintes: o Mudanças de arranjo físico são freqüentemente atividades difíceis e de longa duração, por causa das dimensões físicas dos recursos de transformação movidos, além das mudanças necessárias em termos de alimentação de energia, entre outras; o O rearranjo de uma operação existente pode interromper seu funcionamento suave, levando à insatisfação do cliente ou a perdas na produção; o Um arranjo físico errado gera padrões de fluxo confusos e longos, estoques de materiais, filas de clientes, resultando em tempos de processamento longos, operações inflexíveis, fluxos imprevisíveis e altos custos. A figura 1 mostra as etapas da decisão de arranjo físico. Uma vez definido o tipo de processo, em função da relação volumevariedade, e dos objetivos de desempenho estratégico proposto para a operação, pode-se passar para a etapa de escolha do tipo básico de arranjo físico: Arranjo físico posicional Arranjo físico por processo Arranjo físico celular Arranjo físico por produto Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 1
Fig. 1: A decisão de arranjo físico A partir desse momento, o projetista pode iniciar a terceira fase do processo, que é o projeto detalhado do arranjo físico, quando a posição de todos os recursos de transformação é definida, gerando os fluxos de recursos transformados que passarão pela produção. A tabela 1 mostra a relação entre os diferentes tipos de processos e os tipos básicos de arranjo físico que normalmente melhor se adaptam a cada caso. Tab.1 Relação processos vs arranjos físicos Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 2
Tipos básicos de arranjo físico Arranjo físico posicional É o arranjo físico no qual os recursos que estão sendo transformados materiais, informações ou consumidores não se movem, enquanto todos os recursos de transformação equipamentos e pessoal devem se mover para e na região onde esta sendo feito o processo de produção. Aplica-se nos casos onde o recurso a ser transformado é muito grande, ou, ao contrário, são muito delicados para serem movidos, ou ainda não querem ser movidos!!! Construção de uma rodovia Restaurante de alta classe (em geral não oferecem refeição por quilo!!!) Cirurgias (não podem ser feitas com o paciente andando!!!) Estaleiro (construção de navios) Fig.2: Navio petroleiro que foi construído em um estaleiro Fig. 3: Rodovia, que é construída no local definitivo Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 3
Arranjo físico por processo É bastante comum encontrarmos operações onde os processos de transformação são muito importantes na tomada de decisão sobre o tipo de arranjo físico a adotar, e dentro dessas operações, ainda podem ser identificadas aquelas onde existem muitos recursos de transformação (equipamentos e instalações) similares, que por conveniência de controle e administração, devem ficar juntos: Nos hospitais, os equipamentos de Raio-X em geral são colocados em uma única região, devido às necessidades de proteção. Os laboratórios também se concentram em uma região, assim como centros cirúrgicos, e uma ampla gama de outros exemplos que podem ser citados. Na fabricação de componentes mecânicos, alguns processos exigem instalações e pessoal específico e treinado, sendo portando mais fácil a administração desses equipamentos se forem colocados juntos, conforme sua característica. Nos supermercados, não vemos carne misturada com peixe, ou verduras misturadas com pães. Os setores são separados conforme o tipo de produto a oferecer. Fig. 4: Arranjo físico por processo biblioteca Fig. 5: Arranjo físico por processo linha de tornos CNC, todos executando o mesmo tipo de processo Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 4
Arranjo físico celular Apesar de, no estudo das técnicas japonesas, podermos chegar à conclusão de que o arranjo físico celular foi inventado pelos japoneses, na realidade essa técnica foi inventada pelos russos ainda no século XX, nos anos 30, mas acabou sendo implementada com sucesso pelos japoneses. Os recursos a serem transformados são separados em famílias de peças que possuem processos de fabricação idênticos ou muito similares, permitindo que todos os recursos de transformação necessários para sua produção sejam colocados juntos, permitindo a produção sem interrupção de determinado lote de peças. Terminada a operação em uma célula, o lote de peças segue para outra célula, e assim por diante até sua conclusão. Como resultado, o tempo total de fabricação é extremamente reduzido, assim como o estoque em processo. Fig. 6: Família de peças e típico arranjo físico celular em forma de U Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 5
Fig. 7: Loja de departamentos, com diferentes células de serviços Arranjo físico por produto No caso de produção em larga escala ou produção em massa, os recursos de transformação (instalações e pessoas) devem ser dispostos de tal forma que não exista perda de tempo para mudança de processo de uma máquina para outra. Assim sendo, a seqüência prevista para o processo é exatamente a mesma na qual os recursos ficam arranjados fisicamente. Permite-se assim a produção em larga escala, com baixos custos. Fig. 8: Arranjo físico por produto fabricação de papel Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 6
Fig.9: Arranjo físico por produto Usina de açúcar e álcool Fig. 10: Arranjo físico por produto Centro de alistamento militar Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 7
Arranjo físico misto Dependendo do grau de complexidade das operações, pode acontecer que a utilização de um único modelo de arranjo físico não resolva completamente o problema, e assim nasce a necessidade do uso de mais de um modelo. Tais casos recebem a denominação de arranjos físicos mistos Arranjo físico em linha = bandejão Arranjo físico celular = Buffet Arranjo físico posicional = A La Carte Fig. 11: Diferentes arranjos físicos para um mesmo restaurante, atendendo diferentes níveis de consumidores A decisão sobre qual arranjo físico adotar para determinada operação, passa pela análise da relação volume variedade. A movimentação dos materiais, informações ou clientes ao longo do processo depende diretamente do tipo de arranjo físico selecionado. Operações com baixo volume e alta variedade não tem no fluxo dos recursos a serem transformados o real foco da atenção, mas sim no fluxo dos equipamentos e pessoal produtivo. Em contra partida, operações que apresentam alto volume e baixa variedade de produtos, precisam ser bem estudadas de forma a garantir o melhor fluxo possível aos recursos a serem transformados materiais, informações ou clientes. Assim sendo, fazer uma inter relação entre a idéia de variação do volume e variedade, comparado aos diferentes tipos de arranjo físico, auxilia no momento de se tomar a decisão sobre o melhor arranjo a implantar. Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 8
A figura 12 mostra uma possibilidade de entendimento para a seleção do tipo de arranjo físico em função da relação volume variedade. Deve-se observar que, da mesma forma que aconteceu quando da seleção do tipo de processo produtivo, aqui também existem áreas comuns, onde a aplicação de um ou outro tipo de arranjo físico dependerá de mais fatores que somente volume variedade de produção. Fig. 12: Relação Volume Variedade e os tipos básicos de arranjo físico A seleção através da relação volume variedade, em geral limita a seleção de tipos de arranjo físico a aplicar em, no máximo, dois tipos de arranjo possíveis. A definição final sobre qual arranjo aplicar depende da correta interpretação das vantagens e desvantagens de cada tipo de arranjo físico. Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 9
Tipo de processo Vantagens Desvantagens Posicional - Flexibilidade de mix e produto muito alta - Produto ou cliente não movido ou perturbado - Alta variedade de tarefas para mão-de-obra - Custos unitários muito altos - Programação de espaço e atividades complexa - Muita movimentação de equipamentos e mão-de-obra Processo Celular Produto - Alta flexibilidade de mix e produto - Suporta interrupção de alguma etapa - Facilita supervisão de equipamentos e instalações - Boa relação entre custo e flexibilidade em operações com variedade mais ou menos alta - Tempo de passagem rápido - Trabalho em equipe - Custo unitário baixo - Especialização de equipamentos - Garante boa movimentação de materiais e clientes - Baixa utilização de recursos - Gera alto estoque em processo e fila de clientes - Fluxo complexo e difícil de controlar - Custoso para reconfigurar arranjo físico original - Resulta na necessidade de capacidade adicional - Reduz nível de utilização dos recursos - Baixa ou nenhuma flexibilidade do mix - Pode parar se alguma etapa parar - Trabalhop repetitivo Tab. 2 Vantagens e desvantagens dos tipos básicos de arranjo físico O estudo dos arranjos físicos passa pela avaliação dos custos envolvidos na implantação do arranjo físico, e na sua operação. Tais custos podem ser entendidos como: Custos fixos: são os custos envolvidos na implantação de um arranjo físico. O arranjo físico posicional é, sem dúvida, o que apresenta o menor custo fixo, uma vez que muitas vezes não exige nem a construção de um prédio específico para abrigar a operação na construção de um edifício, tudo acontece no terreno onde o mesmo será construído, por exemplo. Por outro lado, o arranjo físico por produto necessita de grande investimento inicial, pois utiliza até máquinas que são feitas de forma customizada, para produção exclusiva do produto em questão açúcar e álcool por exemplo. Custos variáveis: São os custos que envolvem mão-de-obra, energia elétrica, matéria-prima, materiais de consumo, entre outros itens necessários para produzir aquilo que a organização se propõe. Quanto maior o volume produzido, maior o custo variável. Dessa forma, o custo variável para produtos produzidos utilizando um arranjo físico posicional em grande volume é muito maior do que produtos produzidos utilizando um arranjo físico por produto, por exemplo. Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 10
Fig. 13: Custos envolvidos na utilização dos diferentes tipos de arranjo físico em função do volume produzido Administração das Operações Produtivas Prof. Rodolpho A M Wilmers 11