Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

apostila projeto de fabrica, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Mecânica

introdução ao projeto de uma fabrica ideal para eng de Produção

Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas

Antes de 2010
Em oferta
30 Pontos
Discount

Oferta por tempo limitado


Compartilhado em 22/11/2009

khenok-gomes-4
khenok-gomes-4 🇧🇷

1 documento

Pré-visualização parcial do texto

Baixe apostila projeto de fabrica e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Projeto de Unidades Produtivas Apostila Prof. Dr. João Alberto Camarotto São Carlos - 2006 UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 1 SUMÁRIO Tópico Assunto Página 1. Projeto do Layout Industrial 03 1.1. Introdução 03 1.2. Pressupostos metodológicos e Conceituais 04 1.2.1. O trabalho 05 1.2.2. Estratégia de produção 07 1.3. Sistemas de produção 09 1.4. Metodologia para o projeto de Unidades Industriais 13 1.5. Considerações finais 14 2. Metodologia de desenvolvimento do layout 16 2.1. Objetivos 16 2.2. Princípios do layout 17 2.3. Recomendações ao estudo do layout 18 2.4. Dados básicos necessários 19 2.5. Etapas do Trabalho 20 2.6. Documentos Gerados pelo Trabalho 23 3. Representações de fluxo do processo 26 4. Dimensionamento dos Principais Fatores de Produção 35 4.1. Dimensionamento de pessoal e equipamentos 37 4.2. Dimensionamento de materiais 38 4.2.1. Dimensionamento de matéria-prima em indústria de adição 38 4.2.2. Dimensionamento de materiais em industria de montagem 43 4.3. Dimensionamento de Áreas de Produção 46 4.3.1. Método do Centro de Produção 46 4.4. Dimensionamento de áreas de conjuntos de centros de produção e de Departamentos 58 5. Estudo do Fluxo do Processo 59 5.1. Fluxos internos (no departamento e entre departamentos) 59 5.2. Fluxos gerais da fábrica (da unidade produtiva) 67 5.3. Áreas de Estocagem e de Expedição 69 5.4. Outras Áreas: Fatores Indiretos de Produção 73 6. Processos de Produção, Organização e Layout Industrial. 77 6.1. Processos de Produção 77 6.2. Tipos de Layout e Processos de Produção 79 6.3. Novos padrões de layout derivados das formas de gestão da produção e do trabalho 84 6.3.1. Layout em grupo 87 6.3.2. Célula de Manufatura 89 6.3.3. Projeto Modular: layout modular, mini-fábrica. 95 7. Projeto dos Requisitos das Instalações 102 7.1. Riscos Ambientais 102 7.2. Principais Riscos ambientais estudados em projetos de unidades UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 4 A simulação assumiu a partir dos anos 80, uma posição de destaque na área de pesquisa operacional, ressurgindo como uma poderosa ferramenta de apoio à tomada de decisão em sistemas complexos de produção. Isso se deve muito ao avanço proporcionado pelos chamados “ambientes de simulação”. Ao contrário das tradicionais linguagens de simulação, que exigiam muita experiência e dedicação do usuário, esses novos ambientes são extremamente amigáveis, consistentes em termos estatísticos e possuem interfaces gráficas que permitem visualizações das simulações. Os softwares mais conhecidos nessa área são: ARENA (Systems Modelling, Pegden et al., 1995), AUTOMOD (Autosimulations, 1993) e PROMODEL (Promodel Corp., 1990). Na área de projetos gráficos, desenvolveram-se excelentes softwares, cada vez mais customizados para aplicações específicas, envolvendo tanto o CAD (Computer Aided Design) como os softwares de animação gráfica. São exemplo o Autocad, Catia, Minicad e o 3dStúdio. A combinação das características dos softwares de simulação de sistemas com os de computação gráfica, articulados por uma metodologia apropriada para a abordagem dos problemas de layout, surge como uma alternativa viável, ao permitir a exploração, em diferentes graus de detalhamento, de todos os diferentes aspectos envolvidos no projeto. A abordagem que será apresentada na seqüência, busca explorar o potencial destas ferramentas computacionais, integrando-as nas diferentes etapas envolvidas na concepção de uma unidade industrial. Neste capítulo trataremos do processo produtivo para o produto em projeto. Antes de introduzirmos métodos e técnicas propriamente ditos, iremos fundamentar a abordagem, partindo dos conceitos de trabalho, tecnologia e estratégia. Na seqüência será apresentada a metodologia adotada. É importante salientar que as questões específicas da técnica de produção já devem ter sido tratadas ao longo do processo de desenvolvimento do produto. Nesta etapa iremos quantificar os recursos necessários e estabelecer a sua distribuição espacial a partir das inter-relações que se estabelecem entre os homens o dispositivo técnico e o processo de gestão. 1.2. Pressupostos metodológicos e Conceituais O layout industrial é a representação espacial dos fatores que concorrem para a produção envolvendo pessoal, materiais, equipamentos e as interações entre estes fatores de produção. Assim, ao conceber uma unidade industrial ou mais genericamente falando, um sistema de produção, estamos em última instância explicitando o que de uma forma ou outra constituirá o trabalho nos seus diversos níveis hierárquicos e funcionais. O contexto em que se coloca o projeto de uma unidade industrial não pode ser resumido à categoria trabalho. Sem dúvida os negócios estão inseridos em ambientes sociais e econômicos que impõem sobre uma organização determinantes que irão condicionar as possibilidades de implementação das soluções no campo do trabalho, da técnica e da sua coordenação. Desta forma, os pressupostos sobre trabalho e estratégias de produção irão nortear a concepção do sistema produtivo. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 5 1.2.1. O Trabalho A representação do trabalho no campo da engenharia de produção pode ser agrupada segundo duas abordagens distintas (Dejours,1995), sumarizadas no quadro 1. Quadro 1 – Abordagens sobre os fatores humanos no trabalho (Dejours, 1995). As limitações destas abordagens são criticadas por Dejours, “as relações intersubjetivas entre o ego e o outro, que incontestavelmente desempenham um papel organizador das condutas humanas, não são redutíveis a uma entidade ou um sistema ego-outro. Os conflitos, as relações de poder ou o reconhecimento criam sempre um desafio ao real. O conflito visa àquilo que na postura do sujeito relaciona-se a um fazer, a um ato, a uma conduta ou a uma ação sobre o real”. (pag. 12) Aslimitações destas abordagens são representadas abaixo no quadro 2. Quadro 2 – Limitações das abordagens sobre o fator humano – Dejours. Tais questões nos remetem para a discussão dos conceitos de técnica e de trabalho, os quais são sumarizados no quadro 3 abaixo. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 6 Quadro 3 – Representação de técnica e trabalho (Dejours, 1995). Ao considerarmos uma unidade industrial, estamos promovendo um recorte onde nos três pólos do triângulo poderíamos posicionar: o dispositivo técnico (o real), o homem (ego) e a gestão (outro). O quadro 4 mostra a representação. A intermediação destes elementos se dá pelo dinamizador destas relações: o trabalho. Quadro 4 – Representação do processo de travbalho do layout – visão botton-up Tal abordagem, centrada no trabalho responde parcialmente às questões de projeto de um sistema produtivo. Esta é uma abordagem do tipo botton up. Por outro lado, condicionam a operação de um negócio os aspectos estratégicos derivados da sua inserção no contexto social. 1.2.2. Estratégia de Produção. O conceito de estratégia segundo o Aurélio tem conotação militar: “Arte militar de planejar e executar movimentos e operações de tropas...., visando alcançar ou manter posições UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 9 Quadro 6 – Tipos de processo produtivos O que resulta da relação variedade/volume é uma indicação pouco precisa caracterizada como uma linha natural de ajuste do processo a características de volume variedade. Nos limites dsta relação encontram-se as empresas que trabalham para estoque (make to stock) ou sob encomenda (make to order). O posicionamento em relação da diagonal indica o grau de flexibilidade e o custo do sistema produtivo em relação ao demandado. Concretamente, as indicações valem como referencial global, porém não conseguem traduzir-se na prática como indicadores concretos de projeto. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 10 Figura 2: Processos produtivos segundo as variáveis Variedade/Volume. Ainda dentro desta abordagem que busca estabelecer recomendações para a concepção dos sistemas produtivos a partir do relacionamento entre as variáveis variedade/volume, encontramos uma caracterização para os diferentes tipos de arranjo dos elementos que concorrem para a produção, reunidos em três categorias: Posicional, Processo e Produto. (VER CAPITULO ????? Assim, ao olharmos para a realidade das unidades industriais vamos então nos deparar com uma multiplicidade de soluções adotadas para o arranjo dos fatores de produção que só podem ser explicadas a partir de considerações mais gerais a cerca dos inter-relacionamentos entre os dispositivos técnicos, os homens e os processos de gestão. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 11 1.4. Metodologia para o projeto de Unidades Industriais Considerando as discussões anteriormente apresentadas, deparamos com a questão de como interagir os aspectos relativos ao trabalho e à estratégia ao longo do processo de projeto. Em primeiro lugar, o projeto do layout industrial deve ser visto como uma das modalidades do projeto de engenharia, que segue as mesmas características do projeto do produto. O desenvolvimento de um projeto deve ser tratado como um produto dinâmico, que parte das necessidades dos futuros usuários, considera as restrições do projeto e do negócio e estabelece um novo conceito para o sistema produtivo. Vamos nos deter sobre a figura 3 e buscar compreender o que representa. Como se observa, o processo de projeto é circunscrito pelo ambiente representado na figura pelo retângulo maior. Ele constitui o conjunto de fatores condicionantes para o projeto, os quais são estabelecidos a priori e que não fazem parte do escopo de decisões envolvidas no recorte de análise. Figura 3. Processo de Projeto do Layout Industrial A partir das considerações acerca das condicionantes do ambiente, o primeiro passo trata de considerar o mix de produtos e a tecnologia de produção a ser adotada na unidade. Trata-se aqui de compreender exatamente quais são os produtos ou serviços a serem produzidos e os seus processo de obtenção. Trata-se de responder à questões relacionadas com o que e como produzir. Com este objetivo, devemos nesta etapa compreender precisamente todos os detalhes dos produtos de suas partes e componentes, bem como os processos de produção associados. Seguindo a método apresentado na figura 7, após ter-se consolidado a etapa anterior, devemos buscar quantificar os recursos necessários para o processo produtivo. A esta etapa designamos de pré-dimensionamento dos fatores de produção. Trata-se de quantificar os fatores diretos e indiretos de produção agrupados em: homens, materiais e equipamentos, diretos ou indiretos. Nesta etapa a quantificação ainda não pressupõe um arranjo específico dos fatores de produção. Na realidade iremos voltar ao dimensionamento na fase de construção do layout. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 14 2. Metodologia de desenvolvimento do layout 2.1. Objetivos Uma vez definido o processo de fabricação, o tipo de produto e as estratégias de produção e de tecnologia; pode-se então partir para o dimensionamento da fábrica: os fatores de produção e os arranjos destes fatores, obedecendo a lógica traçada para a organização da produção e do trabalho. O desenvolvimento da fábrica e o layout resultante são realizados nas seguintes etapas: a. Macro e micro localização: região, distrito, situação, vias b. Escolha do terreno: acessos, recuos, níveis, tratamentos c. Espaço arquitetônico: orientação, ocupação, formulação d. Arranjo físico: fluxos, funções, atividades, distribuição e. Centros de produção: espaços, requisitos, relações, organização f. Construção do espaço (edificação): programa, partido, detalhamento g. Ocupação e operação do espaço: uso, manutenção, avaliação Figura 5 – Macro-etapas do desenvolvimento do projeto da fábrica Um projeto ideal deveria cumprir estas várias etapas na ordem apresentada, porém na prática ocorrem problemas como a necessidade de aproveitar um terreno ou prédio já existentes. Ou a responsabilidade sobre as obras de engenharia civil pode correr por conta de uma firma externa que impõe o seu próprio padrão de acabamento e material; a região onde a fábrica será construída já está definida pela direção e não há discussão possível sobre o assunto ou ainda; há outros prédios construídos e é conveniente manter uma unidade arquitetônica. De qualquer forma, o melhor procedimento técnico e os melhores resultados financeiros de longo prazo são obtidos quando se desenvolve o projeto global sem restrições e depois se procura adaptá-lo as possíveis condições de contorno. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 15 2.2. Princípios do Layout A definição dos espaços de trabalho tem como objetivo a obtenção de um arranjo espacial que tenha o melhor desempenho conjunto das características de custo, flexibilidade, segurança, condições de trabalho, condições de controle e qualidade para o processo produtivo. Este arranjo deve seguir os seguintes princípios: Princípio da integração Os diversos elementos que integram os fatores de produção devem estar harmoniosamente integrados, pois a falha em qualquer um deles resultará numa ineficiência global. Devem estar dotados de absoluta unidade de propósitos como uma corrente onde sua resistência é a resistência do elo mais fraco. Por este principio, deve-se estudar os pequenos pormenores da fábrica, pois esta é considerada como uma unidade composta de uma série de elementos que devem estar devidamente entrosados, visando a eficiência de produção. Princípio da mínima distância O transporte nada acrescenta ao produto. Nunca se ouviu dizer que um produto industrial vale mais que outro, idêntico ao primeiro, simplesmente porque este se movimentou mais. O que podemos dizer é que muito provavelmente o primeiro produto custou mais caro. Desse modo a distância devem ser reduzidas ao mínimo para evitar esforços inúteis, confusões e custos maiores. Princípio de obediência ao fluxo das operações Materiais, equipamentos, pessoas, devem se dispor e movimentar-se em fluxo continuo e de acordo com a seqüência do processo de manufatura. Devem ser evitados cruzamentos, retornos e interrupções. A imagem ideal a ser conseguida, neste caso, e a do rio com seus afluentes. Princípio do uso das 3 dimensões Um arranjo não é apenas um plano, mas um volume. O projeto deve sempre ser orientado para usar as três dimensões, o que se traduzirá numa melhor utilização total do espaço. Deve- se ter sempre em mente que os itens a serem arranjados, na realidade ocupam um certo volume, e não uma determinada área. Princípio da satisfação e segurança Quanto mais satisfação e segurança um layout proporcionar aos seus usuários, tanto melhor ele será. O ambiente deve proporcionar boas condições de trabalho e máxima redução de risco. Não se deve esquecer a influência de fatores psicológicos como cores, impressão de ordem, impressão de limpeza, arrumação, iluminação entre outros; como aspectos que contribuem para a satisfação no trabalho. Princípio da flexibilidade Este é um princípio que, notadamente na atual condição de avanço tecnológico, deve ser atentamente considerado no desenvolvimento da fábrica. São freqüentes e rápidas as UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 16 necessidades de mudança do projeto do produto, mudança de métodos e sistema de trabalho. A falta de atenção a essas alterações pode levar uma fábrica ao obsoletismo. Neste princípio, deve-se considerar que as condições vão mudar e que arranjo físico deve servir às condições atuais e futuras. 2.3. Dados Básicos necessários. O projeto de layout propriamente detalhado tomará como dados as informações sobre o processo, os materiais e os equipamentos, que devem ter sido coletadas em uma etapa anterior. Estas informações devem ser, no mínimo: A. Informações gerais sobre a empresa A1. tamanho, produto A2. nível de produção atual e futuro A3. terrenos e capital disponível A4. tipos de matéria prima e condições gerais do processo B. Informações sobre o produto B1. características físicas e geométricas B2. manipulação e armazenamento B3. condições de qualidade B4. partes componentes C. Informações sobre o processo C1. diagramas de operação e montagem C2. Roteiros de produção (work sheets) e tempos de operação C3. estoques e transportes C4. outras informações D. Informações sobre pessoas e serviços auxiliares D1. pessoal necessário D2. serviços administrativos e auxiliares E. Informações sobre equipamento E1. lista completa de equipamentos e “templates” E2. características de operação E3. custo dos equipamentos F. Informações gerais financeiros F1. preço final do produto F2. estrutura de custos F3. preço do terreno e custo de urbanização e construção UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 19 DESENVOLVIMENTO DO LAYOUT CONCEITOS E ESTRATÉGIAS -Gestão da Produção -Gestão do Trabalho -Gestão da Tecnologia -Estrutura da Demanda DIMENSIONAMENTOS - FATORES DE PRODUÇÃO -Volume de Produção -Processos / Equipamentos -Materiais -Pessoal -Serviços Auxiliares -Utilidades -Serviços de Apoio e Controles FLUXO DE PRODUÇÃO DOS SETORES -Seqüências -Balanceamento / tempo -Agrupamentos Funcionais -Movimentação / Transportes RELAÇÕES ENTRE SETORES -Produção -Administração -Pessoal(apoio) -Auxiliares -Utilidades ARRANJOS -Layout de Blocos -Ligações dos Setores -Corredores -Fluxos Principais -Ocupação do Terreno -Orientações Geográficas AMBIENTE (dimensionamentos) -Requisitos das Operações -Segurança do Trabalho -Agentes Ambientais UNIDADE PRODUTIVA -Localização exata dos fatores -Corredores e circulação -Requisitos do Ambiente (projeto das condições ambientais) -Requisitos das Utilidades -Padronização de cores e Símbolos UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 20 2.6. Etapas de trabalho para projeto da unidade produtiva. ETAPA 1 – Dimensionamento dos fatores de produção Para iniciar esta etapa deve-se construir o fluxograma de processo. 1. Quantidade atual e prevista de materiais e componentes: Cálculo da quantidade de cada material necessáriouma listagem de todos os materiais, peças, componentes e produto pronto, com a quantidade que será utilizada para cumprir o nível de produção atual e a evolução desta quantidade no primeiros dez anos. O consumo indicado será periódico (semanal ou mensal) e as unidades de medida são as usuais no mercado de fornecedores. Fazer o balanço de massa dos materiais, considerando as perdas e obediência ao fluxo do processo. 2. Quantidade atual e prevista de equipamentos: uma listagem de todos os equipamentos de fabricação e montagem necessários para cumprir os volumes atual e previsto obtendo as quantidades por cálculo de carga das máquinas. 3. Quantidade atual e prevista de pessoal: cálculo do número atual e previsto de funcionários produtivos e administrativos, definidos para um turno de trabalho, com possibilidades de usar horas extras, indicando o local de trabalho, o custo da mão de obra por funcionário e o total para a empresa. 4. Superfície das áreas de estoques: indicando o total requerido por tipo de material (ou grupos de materiais) e a forma aproximada de armazenamento para cinco tipos principais de estoques: estoque de matéria prima, estoque de peças e componentes comprados, estoque intermediário de partes fabricadas, estoque de esperas intermediárias e estoque de produtos acabados. 5. Templates e superfícies dos centros de produção: plantas em escala (recomendado de 1:50) das estações de trabalho e centros de produção. Cálculo das superfícies das áreas por estação e no total por grupos de equipamento. 6. Superfícies das áreas auxiliares de produção: indicar os serviços auxiliares de manutenção, ferramentaria, controles, suprimentos, recepção, expedição, e as superfícies das áreas atuais previstas destes serviços. 7. Superfície das áreas de serviços de pessoal: cálculo das superfícies das áreas de refeitórios, banheiros, vestiários, enfermarias, lazer, bebedouros, etc., a serem utilizados pelo pessoal atual e previsto. 8. Superfície das áreas administrativas e de apoio: listagem de todos os serviços administrativos atuais e futuros, indicando as áreas de administração geral, pessoal técnico, segurança, limpeza, casas de força, etc. 9.Pré-definição de áreas construídas: este documento será obtido por soma das informações contidas nos documentos anteriores. ETAPA 2 – Relacionamentos entre os fatores de produção. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 21 Nesta etapa deverão ser fornecidos os documentos de elaboração do block-layout e preenchidos os dados de avaliação do projeto, na forma reiterativa (para cada alternativa, os dados de avaliação). Para iniciar esta etapa é necessária a elaboração detalhada dos fluxos do processo de produção, entre eles: os fluxogramas de fabricação e montagem, os fluxogramas cronológicos, os diagramas de trabalho de cada centro de produção e as tabelas de relacionamentos (carta DE-PARA e de ligações preferências). 10. Princípios de ocupação do terreno: discussão das características e dos princípios que serão adotados na ocupação do terreno e resumo das conclusões sobre vias de acesso e circulação, áreas externas, utilização de pisos e problemas de expansão. 11. Análise de alternativas de projeto de massa: para cada alternativa gerada fazer um esboço de planta em escala (recomenda. 1:500) das principais unidades da fábrica (departamentos, setores, blocos funcionais) e de circulação externa, anexando as seguintes informações: pontos de entrada e saída do terreno, tipo de construção (alvenaria, galpão, livre, etc.), a metragem final de cada construção, pontos de entrada e saída nos edifícios, vias de circulação externa, jardins, estacionamento e as direções de expansão. Nesta fase, cada unidade considerada no projeto não tem ainda uma forma geométrica definida. Em geral são usadas formas geométricas básicas como quadrados e retângulos (2x1). 12. Princípios de operação do conjunto: discussão e análise dos princípios a serem adotados na operação da parte produtiva e administrativa (em separado), e resumo das técnicas e conclusões sobre a distribuição dos blocos das seções na fábrica, com o uso de técnicas como a matriz de ligações preferenciais. Em projetos complexos, com grande diversidade de centros de produção e de componentes fabricados, nesta fase é necessário o balanceamento dos tempos entre os centros de produção e a determinação dos estoques em processo. 13. Análise de alternativas de diagramas de bloco: um esboço de diagramas de blocos das seções de fábrica, dos setores auxiliares, de pessoal, administrativos e de apoio; indicando os principais blocos e os fluxos de pessoas e materiais entre as seções (com representação aproximada de superfície e formato), com o uso de técnicas de relacionamentos quantitativos, como a carta DE-PARA e de processo, como o fluxograma de fabricação e montagem e o fluxograma de setores. 14. Avaliação econômico-financeira do block-layout: para cada combinação das alternativas anteriores, deverá ser calculado o custo total do investimento inclusive terreno, indicando a composição destes custos. 15. Avaliação técnica do block layout: pode ser adicionado aos documentos anteriores, um resumo de avaliação técnica onde deve constar, para cada alternativa, a produtividade física do terreno (área/volume de produção), o espaço específico pessoal (m2 de área de fábrica/número de funcionários) na parte produtiva e administrativa, a densidade de aproveitamento produtivo (área de estações de trabalho/área construída de fábrica), e o momento total de transportes, a relação de espaço direto-indireto (m2 de área de fábrica/m2 de áreas administrativas e auxiliares) e o aproveitamento do terreno (área construída plana/área total em termos atuais e futuros). 16. Block layout final: uma planta em acabamento profissional do block layout escolhido, em escala (recomendado 1:200), com todas as áreas construídas e sua posição no terreno, com os fluxos de circulação de materiais e pessoas. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 24 Fluxograma Singular Caracteriza-se esta concepção de fluxograma de processo, por representar a seqüência de atividades de processamento de um item singular. Item singular é definido como sendo um item que, durante o período de observação do processo de produção, não sofre integrações ou desintegrações de componentes. Fluxograma de Montagem O fluxograma de montagem representa o processo de montagem (ou de desmontagem) de um item composto, através de indicação esquemática da seqüência na qual seus componentes e sub-montagens são integrados ou desintegrados. No diagrama, estas integrações/desintegrações das partes se faz sobre (ou a partir de) um componente denominado corpo principal. Observe-se que o fluxograma de montagem se detém ao processo de montagem/desmontagem que pode ser parte de processo de produção mais completo, envolvendo fabricação de componentes singulares até a expedição de um item composto. As informações visuais básicas deste esquema são: -as seqüências de montagem do corpo principal e das sub-montagens componentes. -quais componentes constituem cada sub-montagem. -o estado de entrada dos componentes no processo de montagem. -os pontos de entrada de cada componente e submontagem, na montagem principal. A forma construtiva desse esquema consiste de uma coluna vertical onde é registrada a montagem do corpo principal, na qual se ligam linhas horizontais que indicam a entrada de cada componente e submontagem no processo de montagem. Para os casos de desmontagem, usa-se o mesmo esquema com inversão das setas para significar saídas de componentes do corpo principal. Fluxograma de Fabricação e Montagem - FFM O FFM fornece a visualização esquemática do processamento de itens compostos, que envolve processos de fabricação, manufatura, manipulação e montagem das partes componentes. Em síntese, o esquema mostra a maneira pela qual diversos componentes são processados e reunidos para formar um produto completo. O modelo mostra as seqüências das atividades de processamento das partes, a formação de subconjuntos ou sub-montagens, os pontos de introdução de partes compradas ou cujo processamento é considerado externo ao processo em registro, nos subconjuntos e no conjunto principal. O conjunto principal pode ser, dependendo do tipo de fluxo registrado: 1- materiais ou produtos - que recebem todas as outras peças ou subconjuntos de modo a constituir o produto final. 2 - formulários ou informações - via ou cópia mais importante. 3 - elemento humano - só se aplica quando se tem uma equipe trabalhando sobre um mesmo fluxo de materiais, produtos ou papéis. 4 - equipamentos de manufatura e de transporte - idem p/ elemento humano. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 25 Camisa Fundida Bruta P/ Torno Conv. Torno Convencional P/ Broqueadeira Torno Conv. (40h) Broqueadeira P/ Forno Inspeção Armazenagem Forno Montagem Inicial P/ Montagem Final Montagem Final Eixo Fundido Bruto P/ Torno Conv. Torno Convencional (35h) P/ Plaina de Mesa Plaina de Mesa (4h) P/ Montagem inicial Mancal Fundido Bruto P/ Torno Conv. Torno Convencional (40h) P/ Mandrilhadora Conv. Mandrilhadora Conv. (36h) P/ Furadeira Radial Traçagem Furadeira Radial (8h) P/ Montagem final P/ Torno Conv. Figura 6 – Exemplo de Fluxograma de fabricação e montagem Define-se dois tipos de FFM distintos pelo grau de explicitação das atividades: a) FFM para atividades produtivas - representadas as atividades que alteram o valor dos materiais ou constituem-se na principal finalidade da organização. b) FFM completo - registra todas as atividades sejam produtivas ou não. A concepção construtiva do esquema gráfico consiste numa linha de fluxo de processamento principal a qual são ligados os vários ramos de linhas de processamento secundárias, segundo a ordem de integração. As seqüências das atividades de processamento que ocorrem sobre cada parte, subconjunto ou conjunto principal, são representadas pela disposição dos símbolos nas linhas de fluxo verticais. Para se iniciar a construção do diagrama é preciso determinar ou escolher o conjunto principal, cujo processamento será indicado na linha de fluxo principal. Esta determinação ou escolha pode ser feita segundo três critérios básicos: a)identificar o componente básico do produto, que recebe as demais partes ou subconjuntos componentes; b)identificar o componente sobre o qual o corre o maior número de atividades de processamento; c)no caso de estudo de arranjo físico de linha de montagem progressiva, identificar o componente de maior volume ou maior peso, que recebe os demais componentes menores ou mais leves. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 26 Fluxograma de Setores O modelo fluxograma de setores tem o objetivo de apresentar esquematicamente o fluxo de material, homem ou equipamento através de uma seqüência de atividades de produção, explicitando a alocação de cada atividade ao setor responsável pela sua execução. Desse modo, além das informações básicas do fluxograma de processo, este formato mostra onde é executada cada fase ou mesmo cada atividade do processamento. Esta informação gráfica é conseguida, desenhando-se o fluxograma (também por meio de símbolos-atividades e linhas-fluxo) sobre um quadro matricial, onde as colunas são os setores produtivos, e as linhas a descrição de cada atividade. Fluxograma Cronológico O fluxograma cronológico objetiva fornecer a visualização das relações temporais e de ordem cronológica entre as atividades produtivas sobre um fluxo de itens em processamento. Neste formato de fluxograma de processo, o esquema gráfico relaciona a evolução da fluxo de itens em processamento através das atividades seqüenciadas de um processo produtivo com os instantes e períodos de tempo decorridos na execução dessas atividades. Figura 7 – Modelo de fluxograma cronológico (gráfico de Gantt) Mapofluxograma O mapofluxograma representa a movimentação física de um item através dos centros de processamento dispostos no arranjo físico de uma instalação produtiva, seguindo uma seqüência ou rotina fixa. A trajetória ou rota física do item, que pode ser produto, material, formulário ou pessoa, é desenhado, por meio de linhas gráficas com indicação de sentido de movimento, sobre a planta baixa em escala da instalação envolvida. O mapofluxograma permite estudar em conjunto, as condições de movimentação física que segue um determinado processo produtivo, os espaços disponíveis ou necessários e as localizações relativas dos centros de trabalho. O modelo fornece uma visão compacta e global do processo, existente ou proposto, em termos de sua ocupação física na instalação produtiva. É apresentado em duas maneiras UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 29 Este diagrama representa o inter-relacionamento das seqüências individuais de atividades dos componentes de uma equipe, durante a realização de um trabalho comum, no qual tem importância o tempo de execução e a coordenação estrita entre as atividades dos componentes. A equipe se caracteriza pela conjugação dos esforços de seus componentes, que executam simultaneamente tarefas interdependentes. O diagrama é especialmente apropriado no caso de trabalho que necessite de um método que coordene com precisão as atividades de seus componentes e que permita a execução do serviço no menor tempo possível. Um exemplo clássico é o trabalho nos pit-stop de corridas de automóveis quando as equipes de mecânicos executam simultaneamente troca de pneus, abastecimento, limpeza da carenagem, etc... Tabelas de Inter-relacionamento A tabela de inter-relacionamento registra a relação de trânsito existente entre cada par de componentes de um sistema produtivo durante um período de tempo. O sistema em estudo pode ser um grupo de instalações de produção, uma instalação, um departamento, um centro de trabalho ou sistemas homem-máquina, máquina-máquina e homem-homem. Os componentes do sistema produtivo são as unidades de trabalho que executam as atividades de produção, assumindo funções distintas e complementares no sistema Dependendo do nível de abrangência do sistema, os componentes podem ser: homens, equipamentos e ferramentas, ou mesas, bancadas e máquinas, ou estações de trabalho e equipamentos completos, ou seções e grupos de máquinas, ou departamentos, ou plantas. Os fluxos do sistema produtivo são constituídos fisicamente dos itens trocados em um dado sentido entre os componentes, sendo basicamente: pessoas, materiais ou produtos, papéis e informações ou contatos. Para fazer a análise da relação de fluxo entre os componentes da produção, em função de determinados aspectos que se deseja destacar na situação de trabalho, a determinação do valor da relação é feita segundo fatores de relação, conforme explicitado na tabela 2 abaixo. Tabela 1 – Componentes, fluxos e fatores de relação da tabela de inter-relacionamentos. COMPONENTES do sistema de produção FLUXOS entre os componentes FATORES DE RELAÇÃO .Mão-de-obra .Equipamento e ferramenta .Bancada ou Posto de trabalho .Centro de produção .Seção .Departamento .Planta .Pessoas .Materiais ou produtos .Papéis .Informações ou contatos .Distância .Freqüência .Volume .Peso .Quantidades .Custo .Importância (pesos) .Prioridades .Dificuldade .Periculosidade .Precisão .Tipo de via de transporte UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 30 A forma de registro gráfico da tabela de inter-relacionamento é uma tabela matricial, que pode ser organizada segundo duas concepções gráficas: matriz DE-PARA e matriz triangular. Matriz de-para Quando há interesse em explicitar o sentido do fluxo trocado entre os pares, emprega-se uma matriz de-para, conforme modelo abaixo. Figura 10 – Modelo de matriz de-para. Nesse caso, os itens alocados acima da diagonal principal são relativos ao fluxo de sentido positivo ou para frente em relação à ordem na qual os componentes foram escritos na tabela (1 2 3 4) e os itens abaixo da diagonal principal são relativos a fluxos negativos ou para trás. A matriz De-Para é usada principalmente em: .Arranjo físico - usada no sentido de indicar as proximidades relativas em função de um dado critério de eficiência. Os critérios são geralmente minimizar o momento de transporte total, reduzir retornos, minimizar número de viagens, minimizar manuseio de materiais, etc.. .Balanceamento de linha de produção - A tabela De-Para possibilita um estudo preliminar da distribuição das cargas de trabalho através das unidades produtivas que atuam segundo um método de trabalho. São mais comuns: a) verificação do balanceamento da carga de trabalho alocada ao conjunto de unidades produtivas envolvidas,e b) verificação das cargas de trabalho individuais. .Vias de transporte ou canais de informação - o registro quantitativo fornecido pela tabela de transporte pode ser empregado como um resumo ou levantamento de dados para o dimensionamento da capacidade ou especificação construtiva das vias de transporte e canais de informação. Matriz Traiangular (ou de ligações preferenciais) Quando o sentido do fluxo é de difícil definição ou não há interesse em explicita-lo, ou ainda quando o que se deseja mostrar é o total de itens trocados, a tabela é representada numa Matriz Triangular (figura 11) UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 31 Figura 11 – modelo de matriz triangular (ou matriz de ligações preferenciais) Figura 12 – Exemplo de relações entre os setores funcionais de uma empresa UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 34 Para cada um dos elementos constituintes do produto necessitaremos explicitar o seu processo de fabricação. A forma clássica de representação em engenharia de produção é com fluxogramas de processo. Eles representam os processos em termos de fluxos de operação, inspeção, esperas, transporte e armazenagem. O dimensionamento no projeto de uma fábrica envolve administração, parte técnica, produção, vendas, etc. Nos deteremos no dimensionamento dos fatores diretos da produção que são: - materiais diretos - mão-de-obra direta - mão-de-obra de preparação - equipamento produtivo 4.1. Dimensionamento de pessoal e equipamentos De um modo mais geral o dimensionamento dos equipamentos e dos homens devem ser tratados detalhadamente quando da consideração da estratégia de produção a ser adotada na unidade. No entanto para que estas considerações sejam feitas faz-se necessário um pré- dimensionamento onde iremos totalizar as frações de homens e equipamentos. A equação geral é apresentada abaixo. N = ((TPOp + TPPr)) * D / J * n Onde: N = número de homens ou de equipamentos no processo; TPOp = é o tempo padrão para o ciclo de trabalho ou de processo; TPPr = é o tempo padrão de preparação do equipamento; D = demanda do processo; J = jornada de trabalho; n = rendimento da fábrica. Deve-se tomar todo cuidado com as unidades e com as considerações acerca dos tempos de preparação. Quando se trata de muitos produtos que irão compartilhar os mesmos equipamentos deve-se calcular o lote de processamento e distribuir o TPPr para o mesmo. No caso de um único produto, o TPPr envolverá principalmente as operações de troca de ferramentas e manutenções previstas para o ciclo de trabalho. O rendimento de fábrica (n) é uma medida da eficiência da unidade industrial. Ele busca representar a variabilidade inerente ao processo que implica em horas não produtivas ao longo do ciclo de trabalho derivados dos aspectos humanos, bem como do dispositivo técnico. Quanto maior for a variabilidade do processo produtivo, menor será o rendimento do processo. No geral um rendimento de 85% é considerado um bom índice. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 35 4.2. Dimensionamento dos Materiais O dimensionamento dos materiais constitui o primeiro passo para se conhecer as necessidades em termos de fatores de produção em uma unidade industrial. Partindo das especificações do mix de produtos e dos fluxogramas deve-se proceder da seguinte forma: 1. Estabelecer uma representação sistêmica para o processo produtivo; 2. Identificar todas as operações onde haja uma transformação quantitativa nos materiais; 3. Aplicar para a última operação identificada o balanceamento de massa; 4. Repetir o procedimento anterior para todas as operações na ordem inversa do processo. O modelo geral para o balanceamento de massa a ser adotado é assim expresso: E = S + R R = a * E E = S + (a * E) S = E – (a * E) S = E (1 – a) N = (1 – a) E = S / (N) Onde N é o rendimento do processo. 4.2.1. Dimensionamento de matéria-prima em Indústrias de Adição Estas indústrias se caracterizam por terem seus produtos em porcentagens de seus componentes. É o caso mais freqüente em indústria de processamento químico e indústrias farmacêuticas. Esquema de solução: UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 36 UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 39 RESOLUÇÃO: UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 40 4.2.2. Dimensionamento de materiais em industrias de montagem (vários componentes). UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 41 UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 44 Áreas Definição Obtenção EQUIPAMENTO - É a projeção ortogonal do equipamento sobre o plano horizontal. Catálogos ou medição direta do equipamento. Fresadora - Estabelecer as dimensões do equipamento bem como as referências do centro de produção, segundo o código de cores. - AUTOCAD LT. -Setting -Drawing -Limits -Dawing Aids -Grid -Snap -Text Style -Edit Polyline -Draw -Line -Polyline -Donut -Text -Dimention -linear -View -Zoon -Construct -Copy -Mirror -Modify -Erase -Move -Change Properties -Color UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 45 OPERADOR - Área necessária para o operador realizar a operação. - Considerar as diferentes posições de trabalho do operador e suas movimentações intra e inter posições, bem como os aspectos de segurança envolvidos. - Análise dos micromovimentos, tabelas de ergonomia, normas de segurança. Operador Postura: -Trabalho em pé; -O operador realiza movimentos plenos na posição de operação. Rotina: -Retirar matéria-prima da zona de alimentação e abastecer o equipamento pelo lado esquerdo; -Operar equipamento. Eventualidades: -O operador refuga peças defeituosas; -O operador desloca-se para regular rotação do equipamento. - AUTOCAD LT -Draw -Circle -Modify -Stretch UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 46 MANUTENÇÃO - Área necessária para a realização de serviços de manutenção preventiva e corretiva. - Considerar os diferentes pontos que podem ocorrer serviços de manutenção e os espaços necessários para a remoção de componentes do equipamento. - Análise dos movimentos de manutenção, tabelas de ergonomia e dimensões de componentes críticos da máquina. Manutenção Postura - Deitada, na posição oposta ao operador; - Agachado nas posições laterais à direita e esquerda. - - AUTOCAD LT -Construct -offset -Modify -Trim UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 49 MOVIMENTAÇÃO E TRANSPORTE - Área necessária para que os dispositivos de transporte acessem o centro de produção. - Considerar carga, descarga e operações de manobra. -Catálogo de fabricantes, manuais de movimentação e métodos de empilhamento. Movimentação e Transporte -Os transportes entre os centros de produção são realizados pelos carros alimentadores. - AUTOCAD LT -Modify -Extend SERVIÇOS - Área destinada aos serviços que atendam ao centro de produção. - Considerar tipo de serviço (água, ar comprimido, ventilação...) e forma de abastecimento. - Catálogos de fabricantes e medições diretas. Ar de Exaustão -O ar de exaustão e fornecido por tubulação aérea, entrando pelo fundo do equipamento e saindo pela lateral direita; -O filtro de manga é substituído a cada 200 horas.(trabalho em pé). Energia Elétrica -A energia elétrica é fornecida por barramento aéreo. - AUTOCAD LT -Modify -Scale UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 50 DISPOSITIVOS AUXILIARES - Área necessária para ferramentas, dispositivos e instrumentos que auxiliam a produção. - Considerar método de armazenamento, transporte e distribuição. - Número de dispositivos e dimensões. Ferramentas -As ferramentas são distribuídas pelo PCP sempre no primeiro carro do lote; -As ferramentas são transportadas em carros de serviço. Instrumentos -Os instrumentos necessários para a execução da tarefa são guardados sob a mesa da fresadora. ACESSO - Área necessária para o operador e outras pessoas acessarem o centro de produção, permitindo a livre movimentação com segurança e rapidez. - Estudo dos deslocamentos do operário e tabelas de ergonomia. Circulação interna ao Centro de Produção -O operador precisa ter acesso à lateral esquerda no fundo do equipamento. Circulação Externa -O operador e as zonas de entrada e saída de materiais precisam ter acesso a um corredor de circulação externo. Sobreposição Interna UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 51 DISPOSITIVOS LEGAIS (ver capítulo 8 – riscos) - Área necessária para o atendimento das recomendações legais considerando o conforto e a segurança. - As considerações anteriores, quando seguidas corretamente, já possibilitam o atendimento às questões legais. Alem destas considerar que, entre máquinas, instalações, ou pilhas de materiais deverá haver uma passagem livre de no mínimo 800 mm ou de 1300 mm quando se tratar de partes móveis. Segurança -As distâncias mínimas de segurança sobrepõem-se a todas as áreas de circulação e movimentação. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 54 Representação final do centro de produção, considerando as sobreposições de áreas. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 55 4.4. Dimensionamento de áreas do conjunto de centros de Produção e Departamentos Esta área não é a simples somatória das áreas dos Centros de Produção, pois destas áreas, algumas podem ser superpostas. Deve-se considerar dois casos específicos: a) o conjunto de C.P. é conduzido por um único operário (verificar rota do operário e superposição de áreas) b) o conjunto de C.P. é conduzido por mais de um operário (extensão de dimensionamento do C.P. deve-se procurar superpor área). Área do Departamento Para o dimensionamento da área dos departamentos, deve-se proceder: 1 - Determinar os CPs que compõem o departamento considerando a forma geral de cada um a composição. 2 – determinar as áreas de supervisão, administração e controle do departamento; 3 - Definição da forma geométrica do departamento. Considerar a área disponível, os outros departamentos, a forma geral da fábrica e a disposição dos conjuntos de fluxos entre os departamentos. 4 – Considerar áreas comuns de Qualidade, controle da produção, supervisão, armazenagem, etc... 5 – determinação das áreas de serviços auxiliares como: gabaritos, peças e partes de equipamentos, manutenção, etc. 6 - Relação de áreas conflito de fluxo 7 - Dimensionamento e localização de corredoras e passagens (área p/ movimentação). Deve- se prever facilidade de movimentação e acesso, através de corredores principais e secundários para: - operários e materiais - equipamento de transporte - movimentação das provisões de sobras, cavacos e sujeiras. - remoção de equipamentos para manutenção e serviços - acesso para segurança e para proteção contra incêndios. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 56 5. Estudo do Fluxo do Processo Basicamente se trabalha em layout com três tipos básicos de fluxo: fluxo interno aos departamentos, fluxo entre os departamentos de produção e o fluxo geral da fábrica. Para o fluxo interno aos departamentos, o processo de análise se baseia exclusivamente na movimentação dos materiais em processo. Estuda-se o sistema de movimentação e de transferência de materiais entre os CPs (estoque em processo, lotes, freqüência, requisitos, etc.). No estudo de fluxo entre departamentos, além dos critérios já considerados no fluxo interno aos departamentos, considera-se os também os sistemas de estoques intermediários e os sistemas de emissão de ordem (ou de expedição). O fluxo geral da unidade produtiva é baseado em relações quantitativas (materiais e produtos) e qualitativas (pessoas, serviços, informações). 5.1 Fluxos Internos (no departamento e entre departamentos) Elaborado a partir de cartas do processo (fluxograma do processo, fluxograma de fabricação e montagem, de processos múltiplos, etc.) que é o documento básico e comum a todos os estudos de Layout, nos quais só se colocam as informações essenciais ao processo: Operação, Inspeção, Armazenagem e movimentação. Existe uma técnica do estudo do fluxo adequada a cada problema. As técnicas mais comuns são: Carta de processo simples (Fluxograma de fabricação e montagem), Carta de processos múltiplos e Carta DE-PARA. A configuração final destes documentos também depende do tipo de estudo efetuado. Uma primeira aproximação para a escolha do tipo de técnica a utilizar pode ser feita pela relação entre o volume de produção de cada item e a diversidade de produtos (ou componentes) produzidos, conforme figura abaixo: Figura 15 – Técnicas de estudo do fluxo do processo em função de volume e variedade UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 59 1º Fase: Estabelecimento dos grupos de trabalho: Procura-se estabelecer grupos de equipamentos que processam as mesmas peças e que estejam no mesmo nível de etapas de processamento: Duas regras comandam o método: - Regra Horizontal: colocar os mesmos equipamentos na mesma linha. - Regra Vertical: respeitar a seqüência de processamento. 1o.) Percorre-se a carta com uma peça até que esta não obedeça às regras (Horizontal ou Vertical). 2o.) Segue o mesmo procedimento para a próxima peça que, em seqüência, obedeça às regras. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 60 2º Fase: Destacar os grupos de trabalho e as relações entre eles. Agrupar os equipamentos e os processos em blocos funcionais, na seqüência dos processamentos, independente das peças. 3º Fase: Obter as Relações das Atividades. Pegar as áreas dos centros de produção e relaciona-las com as demais, mantendo relação de escala entre os centros de produção (forma geométrica simples e de tamanho aproximado) e estabelecer os fluxos entre elas. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 61 4º Fase: Obter Relações das Áreas, ou seja, retirar os espaços vazios entre os blocos. Com as relações das atividades obtidas e com as áreas reais obtém-se um esquema das relações das áreas. CARTA DE-PARA - Útil no tratamento de problemas de fluxo com grande nº de informações as quais transformaremos em grandezas de movimentação. O passo inicial é a escolha da grandeza representativa do fluxo, que pode ser: [Kg/tempo]; [vol/tempo]; [viagem /tempo]; [viagem empilh./tempo] Roteiro de Processamento: Peça Seqüência de Processa/o (atividades) Intensidade de Fluxo da peça I A-B-C-D 10 II A-B-D-C 5 III B-A-C-D 20 Do quadro, por ex: para peça I, da atividade a para B movimentam-se 10 unidades de intensidade do fluxo. O conveniente agrupamento destes valores de fluxo se faz pela carta DE-PARA onde, a parte superior representa os valores parciais obtidos da análise do fluxo de todas as peças, e a parte inferior o fluxo total resultante. De/Para A B C D A 10+5 / 15 20 / 20 B 20 /20 10 / 10 5 / 5 C 10 +20 / 30 D 5 / 5 UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 64 Exercício: Com esses dados: linearizar o fluxo primário usando a carta DE-PARA e montar um layout em blocos para os CPs. 5.2. Fluxo geral da fábrica (da unidade produtiva) Como já comentado no início do capítulo, o fluxo geral da unidade comporta relações quantitativas e qualitativas. A natureza da relação é definida pela função de cada departamento ou setor considerado. Uma classificação genérica e usual dos setores de uma instalação de produção (unidade produtiva), denominada de Unidades Típicas de uma Fábrica, é assim apresentado: 1 – Unidades diretas de produção: -Almoxarifado - armazenamento de materiais diretos ou indiretos. Os principais são: matérias-primas, partes em processo, produtos acabados. -Preparação de matérias-primas - adequação dos materiais diretos para serem processados. Compreende: controle de qualidade de matérias-primas e materiais comprados, sistema de movimentação, disposição dos materiais para processamento. -Fabricação (ou Processamento principal) - processamento dos materiais, transformando matérias-primas em partes intermediárias ou produtos finais. Pode ser dividida em: UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 65 processamento de materiais brutos, processos intermediários/tratamentos superficiais, processamento de componentes finais, montagem. Esta unidade pode ainda ser separada em departamentos, conforme já discutido no item anterior deste capítulo. -Acabamento/Embalagem - conferir aos produtos finais a forma de apresentação para venda (ou expedição). Compreende: controle de qualidade/produção, embalamento e movimentação para armazenamento. 2 – Unidades de apoio à produção e processos: -Manutenção - conservação e adequação de equipamentos e instalações visando sua disponibilidade de uso no processo. -Utilidades - sistemas de provimento de energia e de materiais secundários para o processamento. Compreende: reservatório de água, casa de força, gás, óleo, etc. Ferramentaria/oficina de máquinas - confecção de ferramentas de máquinas, reparos de partes de máquinas. 3 – Unidades de apoio de pessoal: -Apoio de pessoal - serviços de higiene, conforto e saúde para a mão-de-obra. Compreende: ambulatório, vestiários, sanitários, refeitórios, creche, bebedouros, salas de descanso. 4 – Administração e controle da fábrica: -Recepção - controle de entrada de materiais ou pessoas na fábrica. Compreende: recebimento de materiais, vias de acesso, estacionamento, controle de ponto. -Expedição - controle de saída de pessoas, materiais ou produtos da fábrica. Compreende: movimentação de produtos finais, carregamento e vias de circulação externa. -Administração - controle funcional, fiscal e financeiro das atividades da fábrica. Compreende: contabilidade, compras, vendas, recrutamento/seleção, pagamentos, gerência e direção. Os métodos tratados até aqui descritos baseiam-se nas seqüências de produção ou em relacionamentos quantitativos entre operações. No entanto, dentro de uma unidade industrial existirá um conjunto de atividades de suporte que irão interagir com os processos produtivos. A determinação do posicionamento destas atividades dentro das instalações irá depender, sobretudo do tipo de industria, da estratégia mais geral e da organização da produção. A técnica utilizada para definir o posicionamento relativo destas atividades no interior de uma unidade industrial é a Carta (ou Matriz) de Ligações Preferenciais. Além desta avaliação qualitativa, existem métodos quantitativos para a comparação entre soluções. O Método dos Momentos é um deles. Ele consiste no cálculo dos momentos resultantes (Σ M = Σ F x D), para uma dada solução e a sua comparação com as demais. Basicamente o método envolve: 1. Calcular todas as áreas necessárias para as atividades produtivas e não produtivas; 2. Fazer uma aproximação geométrica (retangular ou circular) para estas áreas; 3. Construir soluções baseadas nos métodos quantitativos e qualitativos apresentados; 4. Calcular o momento para a solução; 5. Comparar os resultados das soluções. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 66 5.3. Áreas de Estocagem e de Expedição As áreas de estocagem e expedição estão relacionadas com o recebimento, movimentação, armazenagem, preparação de pedidos e carregamento ou despacho de mercadorias. Seu dimensionamento depende fundamentalmente do tipo de pallet ou rack utilizado, do transportador a ser adotado, podendo ser manual ou empilhadeiras motrizes; e do sistema de armazenagem propriamente dito. A figura 16 apresenta três modelos de pallet do tipo plataforma, sendo os dois primeiros convencionais de madeira e o terceiro, de material polimérico. Destaca-se a necessária compatibilidade entre a geometria do pallet e do dispositivo de movimentação. O acesso bilateral é vantajoso na medida que facilita a acoplagem com um menor número de manobras. Figura 16: Pallets com diferentes possibilidade de acesso. Fonte: Alvarenga & Novais, 1997 citado por Ishikawa, 2000. A Figura 17. mostra um pallet contentor, cuja aplicação é indicada para situações onde o produto a ser armazenado possui geometria irregular e dispensa o uso de embalagens especiais. O rack auto-portante, mostrado nas Figuras 18. e 19., constituem solução adequada para armazenagem de produtos de baixa rotatividade, possibilitando a compactação e maximização no uso do espaço de armazenagem. Figura 17: Pallet contentor Figuras 18 e 19: Rack auto-portante Fonte: Ishikawa, 2000. No que se refere aos dispositivos de movimentação, existem uma infinidade de carrinhos com ampla aplicação na indústria e nos serviços. Em se tratando de carga paletizada, destacam-se as paleteiras manuais e as empilhadeiras elétricas e mecânicas. As empilhadeiras manuais, ou paleteiras (Figura 20), são de larga aplicação particularmente pelo baixo custo. No entanto, exigem piso regular, tem pouca capacidade de carga, baixa velocidade de operação e pequeno raio de ação.As empilhadeiras elétricas (Figura 21.) são equipamentos de elevado custo de aquisição, indicados para aplicações em ambientes fechados onde o ruído e poluição sejam indesejáveis. As empilhadeiras a combustão (Figura 22) são de menor custo, porém somente recomendadas para situações de boa ventilação. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 69 Figuras 29 e 30: Porta pallets e nomenclatura típica. As figuras 31, 32, 33 e 34 apresentam estruturas de armazenamento por acumulação. Nestas, a deposição e retiras dos materiais se dão por lados opostos, para sistema de armazenagem do tipo FIFO, ou pelo mesmo lado em sistema de armazenagem do tipo último que entra, primeiro que sai (push-back). Figuras 31, 32, 33 e 34: Diferentes formas de armazenagem por acumulação. Por fim, deve-se considerar no dimensionamento das áreas de armazenagem a forma de chegada e saída de produtos. Destacam-se os sistemas em nível e sistemas em docas. No primeiro caso, é obrigatório o uso de empilhadeiras, posto que a carga deve ser elevada ou rebaixada entre o nível do piso e do veículo. No caso das docas, as superfícies estão niveladas, agilizando o processo de carga/descarga, bem como possibilita o uso de paleteiras em situações onde não há empilhamento dos unitizadores. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 70 Para o sistema em doca existe a possibilidade de utilização de plataformas perpendiculares ou angulares. No primeiro caso, tem-se um maior número de docas por metro linear de construção, com uma maior demanda de área coberta e de manobra. No segundo, um menor número de docas por metro linear, com uma demanda também menor de área de manobra e de cobertura. A figura 35. ilustra as duas possibilidades. Figura 35: Plataformas perpendicular e angular. 5.4. Outras Áreas: Fatores Indiretos de Produção Para o estabelecimento das demandas espaciais não diretamente relacionadas à produção devem ser consideradas: a) Relacionadas com o pessoal: Vias de acesso, Facilidades, Proteção, Iluminação, Aquecimento, Ventilação, Escritórios e Centros de Treinamento. b) Relacionadas com os materiais: Qualidade e Inspeção, Controle da Produção, Controle de Resíduos, Armazenagem e Movimentação. c) Relacionadas com equipamentos: Manutenção, Ferramentaria e Instalações. Auxiliares. Pare efeito de dimensionamento estas podem ser agrupadas em: Instalações Auxiliares ou Utilidades, Unidades Administrativas e Sociais, Áreas Externas e Outras Unidades. Para instalações auxiliares não existem regras para dimensionamento a não ser a consideração específica da demanda em questão.Ver Valle, pag. 93 a 117. Unidades Administrativas e Sociais a) Ambulatórios e Postos de Socorro a acidentados (É Obrigatório para empresas com mais de 100 empregados). -OIT/OMS recomendam: 100 a 300 empregados 35 m2 301 a 500 empregados 60 m2 acima 501 empregados 60 m2 -Código de Edificações de São Paulo: - Área > 500 m2 Ambulatório > 16 m2 UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 71 - Simples: - Sala com Lavabo < 16 m2 -Completos: - Sala de Consulta (2 ou 3) 09 a 12 m2 - Sala para pequenas cirugias 20 a 25 m2 - Raio x 10 a 12 m2 - Consultório odontológico 10 a 12 m2 b) Auditórios - Aproximadamente 1 m2 por pessoa sentada - Copa/wc. c) Creche (Obrigatório para empresas com mais de 30 mulheres com idade superior à 16 anos). - 3 m2 por criança. - Considerar uma vaga para mulher na faixa etária entre 16 e 40 anos. d) Escritórios Considerar: -Todas as atividades administrativas a serem realizadas em escritórios. (Faturamento, contabilidade, vendas, marketing, gerências, ...) -Todas as áreas relacionadas com a administração da produção. (PCP, recebimento, expedição...) e) Refeitórios. - Cozinha, dispensa, câmaras frigoríficas (Obrigatório para empresas com mais de 300 funcionários), salão de refeições e bebedouros. - Lavatórios: 1 torneira para 20 usuários. - Área mínima: 1,2 m2 por pessoa. - Abrigar 1/3 dos funcionários do turno. f) Vestiários - Área mínima de 1,5 m2 por usuário simultâneo. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 74 6. Processos de Produção, Organização e Layout Industrial 6.1. Processos de Produção Classicamente é estabelecida uma relação entre os processos produtivos de manufatura e o layout industrial. Tais associações partem de distintas classificações, considerando variáveis como o tipo de ação que se realiza sobre os materiais, o volume e a variedade dos produtos. A figura 36 apresenta uma classificação adaptada de Moore (1962) pág. 7. Figura 36 - Representação dos sistemas clássicos de manufatura Indústrias de processos contínuos são características do processamento químico de substâncias e que não podem interromper a fabricação sob risco de perder o material processado ou até mesmo danificar equipamentos ou parte das instalações. Os problemas de projeto de planta de uma indústria de processo contínuo é completamente diferente daqueles de processos intermitentes ou repetitivos. No processo contínuo o layout é extremamente influenciado pelos condicionantes tecnológicos e sua lógica é determinada pelo processo de fabricação. São layout rígidos com equipamentos dedicados aos produtos. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 75 Indústrias de processamento repetitivo são aquelas em que o produto é processado em lotes. Os produtos são movimentados, através do processo, em quantidades fixas e cada item segue através do fluxo de forma análoga à todos itens do lote. Quando o lote de um mesmo item, ou itens semelhantes, seguem rigidamente as mesmas seqüências em tempos uniformes entre lotes; o processo assume, para efeito de estudo de layout, as características de um processo contínuo. Uma indústria de processamento intermitente processa um produto ou pequenos lotes de produtos(ou itens) sem regularidade de período ou de tamanho de lote. O processamento depende de encomenda e os produto pode sofrer alterações de especificações, mesmo dentro de um lote. Este tipo de indústria é característico de micro e pequenas empresas que trabalham através de encomenda de clientes. Para o estudo de layout, as empresas de processo de informações ou documentos, as empresas de serviços, são consideradas de processamento intermitente. A classificação apresentada e a sua tipificação tem valor histórico, porém muito da caracterização não têm hoje o mesma importância. Pode-se considerar que tal enfoque deriva das estratégias de produção em massa e neste contexto devem ser entendidas. A relação volume/variedade aparece como elemento caracterizante dos processos contínuos, repetitivos e intermitentes. Autores mais recentes, utilizam-se das mesmas variáveis para a classificação dos processo produtivos. Slack (1997) partindo da mesma relação classifica os sistemas de produção em processos de manufatura em: projeto, jobbing, lotes, massa e contínuos; e os processos de serviços em: profissionais, lojas de serviços e serviços de massa(quadros 7 e 8) Quadro 7: Processos atuais de Manufatura Projeto: A essência de processos por projeto é que cada trabalho tem início e fim bem definidos.Os recursos transformadores que fazem o produto provavelmente serão organizados de forma especial para cada um deles. Exemplos: Grandes obras de engenharia. Jobbing: Os processos em jobbing têm como característica a produção de pequenos lotes, sendo que cada produto em produção compartilha dos processos com os demais. Exemplos: Encomendas de série única. Lotes: Os processos em lotes ou em bateladas incluem uma ampla gama de relações volume-variedade. O que os caracteriza é a similaridade entre os distintos produtos que proporciona um maior grau de repetitibilidade. Exemplos: Autopeças, Alimentos de Conveniência. Massa: Os processos de produção em massa são caracterizados apresentam altos volumes de produção com relativamente baixa variedade. A principal característica é a forte similaridade entre produtos o que torna as operações essencialmente repetitivas. Exemplos: Automóveis, Cerveja. Contínuos: Em essência os processos contínuos operam com altos volumes e pouca variedade. Exemplos: Refinarias, Papel. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 76 Quadro 8: Processos de Serviços Profissionais: Caracterizado pela ênfase na customização com ênfase no contato com o cliente. Orientado pelo processo. Exemplos: Consultorias, Profissionais liberais. Lojas de Serviços: Lojas de serviços são caracterizadas por níveis de contato com o cliente, customização, volume de clientes e liberdade de decisão pessoal, que a posiciona entre os serviços profissionais e de massa. Orientado pelo produto/processo. Exemplos: Restaurantes, Shoppings, Locadoras. Massa: Envolvem muitas transações de clientes, tempo de contato limitado e pouca customização. Orientados para o produto. Exemplos: Supermercados, Transportes. Apesar das indicações serem genéricas e realmente pouco esclarecer em termos objetivos para o projeto de uma unidade industrial, elas sempre trazem referências que irão nos posicionar frente ao problema de projeto. O que resulta da relação variedade/volume é uma indicação pouco precisa caracterizada como uma linha natural de ajuste do processo a características de volume variedade, figura 37. O posicionamento em relação da diagonal indica o grau de flexibilidade e o custo do sistema produtivo em relação ao demandado. Concretamente, as indicações valem como referencial global, porém não conseguem traduzir-se na prática como indicadores concretos de projeto. Figura 37 : Matriz Produto-Processo. 6.2. Tipos de Layout e Processos de Produção. Assim como os processos produtivos são classicamente classificados o layout industrial também o é. Tradicionalmente são definidos três tipos de layout: posicional, por processo e UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 79 O arranjo é praticamente uma reprodução da carta de operações do produto. O material, sob a forma de matéria-prima, sofre a primeira operação caminha de uma operação a outra, percorrendo equipamentos colocados próximos e dispostos segundo o fluxograma da peça. A figura 41 mostra um 'Flow chart' de montagem de um automóvel que é um exemplo típico de uma fábrica com layout por produto. (Fonte: REID, 1950, p. 2) Figura 41 - Esquema de carta de fluxo de processo de fabricação e montagem de um automóvel. A concepção de uma fábrica deveria seguir este esquema, segundo revista de arquitetura da década de 40, editada por K. REID em 1950. Os layout reais são normalmente combinações destes tipos clássicos pois as indústrias possuem, normalmente em suas instalações, misturas desses tipos de layout. Ao lado de uma seção de arranjo tipo departamental ou funcional, pode existir um layout por produto, ou por posição fixa. Ou então, dentro do arranjo funcional, pode-se colocar os grupos de equipamentos dispostos segundo a seqüência preferencial do processamento do produto. Como exemplo, em setor de fabricação de engrenagens. Cada tipo de layout é recomendado em determinadas circunstâncias, e possui vantagens e desvantagens relativas em sua aplicação (quadro 9). UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 80 Quadro 9 - Características do sistema de produção e tipo de layout TIPO DE LAYOUT Posicional Funcional ou Processo Por Produto 1) Material difícil ou impossível de ser movimentado; 2) Ferramentas, dispositivos, equipamentos fáceis de serem movimentados; 3) Necessidade de se fixar responsabilidades; 4) Produção pequena e não cooperativa. 1) Muitos tipos ou estilos de produtos, ou produção sob encomenda; 2) Pequeno volume de produção em itens individuais (embora a produção total possa ser grande); 3) Impossibilidade de se fazer estudos adequados de tempos e movimentos; 4) Dificuldade de se encontrar um bom balanceamento entre operações; 5) Muitas inspeções requeridas durante a seqüência de operações; 6) Alta proporção de equipamentos que requeiram instalações especiais ou supervisão muito técnica; 7) Materiais ou produtos grandes ou pesados , o que dificulta um manuseio contínuo; 8) Necessidade freqüente de utilização de mesma máquina ou estação de trabalho para duas ou mais operações; 1) Um ou poucos produtos padronizados; 2) Grande volume de produção de cada item durante considerável período de tempo; 3) Possibilidade de estudos de tempos e movimentos; 4) Possibilidade de se encontrar um bom balanceamento entre operações; 5) Número mínimo de inspeções requeridas durante a seqüência de operações; 6) Mínima proporção de equipamento que requeiram instalações especiais (isolamento das outras áreas de produção, por exemplo), ou supervisão muito técnica; 7) Material e produto que permite manuseio contínuo; 8) Pequena ou nenhuma possibilidade de se utilizar a mesma máquina ou estação de trabalho para mais uma operação. (número mínimo de “set up” (Fonte: MOORE, 1962, p. 107 e OLIVÉRIO, 1985, p. 179) Como cada tipo clássico de layout é mais bem adequado às certas características de processo, relacionando as variáveis quantidade versus variedade de produtos, e também com a organização do trabalho e da gestão da produção (Quadro 10). Quadro 10 - Relação entre o tipo de layout e gestão da produção POSICIONAL POR PROCESSO POR PRODUTO 1) Permite à fábrica elevar a habilidade de seus operários, produzindo um conhecimento completo do trabalho 2) O operário se identifica com o produto, aumentando o seu orgulho profissional pela sua maior participação e responsabilidade no produto final; 3) Grande flexibilidade. Permite freqüentes e fáceis mudanças em: a) projeto do produto b) volume de produção c) tipo do produto 4) Mínimo investimento no layout. 1) Pouca duplicação de equipamento, logo pequeno investimento total; 2) Grande flexibilidade de produção; 3) Supervisão mais eficiente e mais técnica; 4) Maior incentivo para o operário, com a possibilidade de se utilizar prêmios de produção individuais; 5) Controle melhor de processos complicados ou precisos, especialmente onde muita inspeção é requerida; 6) Facilidade de contornar quebras de equipamentos, transferindo-se trabalho de uma estação para outra. 1) Menor custo de manuseio e transporte; 2) Menor tempo total de produção; 3) Menor inventário de material em processamento; 4) Maior incentivo para grupo de operários, com possibilidade de se utilizar prêmios de produção para grupo ou linha; 5) Menor área por unidade de produção; 6) Maior simplicidade de controle de produção, com menor número de registros necessários. (Fonte: OLIVÉRIO, 1985, p. 180) UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 81 Um fator complementar na decisão para escolha de um tipo de layout é a movimentação dos fatores de produção que concorrem para o fluxo da manufatura. A movimentação, para a construção do layout, é separada em: a) Movimentação dos materiais: os materiais se deslocam de posto em posto de trabalho e, nesse deslocamento, sofrem as alterações que os processos produtivos ocasionam na peça para a obtenção do produto acabado. b) Movimentação do homem - neste caso o homem se desloca de posto de trabalho, e em cada uma delas executa uma operação. c) Movimentação do equipamento - o equipamento se movimenta para produzir a operação, percorrendo vários postos de trabalho, ou seguindo o produto. d) Movimentação do homem e do material - ambos se movimentam. Acontece por exemplo, em linhas de montagem, quando o homem e o material se deslocam simultaneamente. e) Movimentação do material e do equipamento - O homem recebe o material e o equipamento, que se deslocam para o posto de trabalho, como na construção civil em que o concreto vai até a obra, com uma betoneira. f) Movimentação do homem e do equipamento - O material permanece fixo, recebendo a ação combinada dos outros dois fatores de produção. Nas obras de pavimentação existem vários exemplos desse tipo de movimentação. g) Movimentação de homem, máquina e material - São bastantes raros. Normalmente não é necessária esta movimentação conjunta Os produtos processados e a tecnologia empregada neste processamento restringem a adoção do layout, mas não o determinam. Esta determinação só se dá a partir da escolha dos modelos de gestão da produção e do trabalho. Claro que esta escolha também não é irrestrita, pois vão existir incompatibilidades , advindas da base técnica e das relações sociais de produção, entre os elementos do sistema produtivo. Um dos condicionantes mais difundidos é imposto pela tecnologia dos equipamentos de produção, cuja operação condicionam os esforços, os conhecimentos, os tempos e os espaços de trabalho. 6.3. Novos padrões de layout derivados das formas de gestão da produção e do trabalho. É possível estabelecer uma linha de estudos sobre as modificações no arranjo espacial do trabalho e suas conseqüentes interferências sobre a forma e o partido arquitetônicos adotados na concepção de edificações industriais. O JIT/KANBAN surgiu como uma alternativa para competir com a produção em massa do layout em linha, a Tecnologia de Grupo (TG) como solução para melhorar a competitividade (através de aumento de produtividade) do layout funcional para a fabricação em lotes e os Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM) surgiram para aumentar o grau de automação dos sistemas anteriores. Estas tendências, em síntese, apontam para: - Aumento da automação do processo de produção. - Uso de mão-de-obra multifuncional. - Agrupamento de máquinas por similaridades geométricas e de funções dos componentes. - Trabalho em grupo ( tanto de máquinas como de pessoas). - Mudança para layout celular ( ou grupo de máquinas). - Diminuição dos espaços entre os postos de trabalho pela diminuição dos estoques intermediários e integração da produção. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 84 operadores inclusive entre os agrupamentos, que permite melhor regularização do ritmo de trabalho, racionaliza a ocupação dos operadores e contribui decisivamente para reduzir os estoques. O principal efeito, para o layout, é a diminuição da área ocupada com a produção, logo, da área ocupada na edificação. As características das fábricas da Volvo em Kalmar e posteriormente em Udvalla, ambas na Suécia, são consideradas marcos neste processo de mudanças mais significativas, principalmente sobre a relação entre a organização do trabalho e o projeto do edifício industrial. Estes exemplos serão explorados com mais detalhes no decorrer deste capítulo. 6.3.1. Layout em grupo Este nome ganhou significância a partir do advento da noção da Tecnologia de Grupo, pelo princípio de agrupar a fabricação de ‘famílias’ de componentes, em contraposição à fabricação agrupada por processos, característica do layout funcional e da fabricação de componentes isolados no layout por produto. Pela definição da TG, o layout em grupo é representado por um conjunto de máquinas de diferentes tipos e funções, cujo objetivo é a possibilidade de fabricar determinados grupos de peças que mantém características de similaridades geométricas(formas e dimensões) e de processos. Sempre que se refere à TG, a primeira noção de layout é a célula de manufatura. A célula é a forma mais usual utilizada para representar o agrupamento de uma ‘família’ de componentes, mas não a única forma. De acordo com MIRANDA(1993), o layout da TG é um layout intermediário entre o sistema de produção funcional e o linear, posicionando as máquinas de forma a processarem famílias de peças com maior eficiência e economia em relação aos sistemas tradicionais, através de 3 sistemas básicos de arranjo entre o funcional e por produto(figura 45): Centro-TG, Célula-TG e Linha-TG. (Fonte: MIRANDA, 1993 p. 61) Figura 45 - Tipos de layout da Tecnologia de Grupo. O sistema Centro-TG consiste de um posto de trabalho com uma máquina que processa um conjunto de peças similares em forma e operações. O arranjo do layout dar-se-á pelo agrupamento de centros diferentes processando famílias diferentes. A diferença deste tipo de arranjo em relação ao arranjo funcional é que o processamento é realizado sobre peças similares em contraposição ao processos similares, conforme exemplifica a figura 46. O sistema Célula-TG é a forma mais conhecida de arranjo para o sistema TG. É um agrupamento de máquinas que permite o processamento seqüencial de operações de um UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 85 conjunto de componentes de uma família, mesmo que os componentes tenham seqüências diferentes de operações. No próximo item as células de manufatura estão detalhadas. (Fonte: MIRANDA, 1993, p. 62) Figura 46 - Layout utilizado na Tecnologia de Grupo: Centro – TG O arranjo de fluxo em Linha-TG (figura 47), de acordo com MIRANDA(1993), é um arranjo de máquinas em seqüência, cada uma com operações fixas, processando famílias de componentes. A diferença deste arranjo para o arranjo linear é que na linha-TG são processadas famílias de componentes e não componentes isolados, que caracteriza a linha tradicional. (Fonte: MIRANDA, 1993, p. 63) Figura 47 - Linha-TG, tipo de layout utilizado na Tecnologia de Grupo onde cada seqüência de máquinas processa uma família de componentes. O layout em grupo surge também em decorrência do movimento de humanização do trabalho com os princípios de trabalho em grupo, da escola sociotécnica iniciada com os trabalhos de Emery e Trist (VARGAS e FLEURY, 1981). Uma das bases deste movimento era o redesenho dos sistemas de trabalhos altamente repetitivos, usualmente associados à linha de montagem, na tentativa de promover uma melhor qualidade de vida no trabalho através de enriquecimento vertical de cargos, ampliação horizontal de tarefas, rotação de tarefas e UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 86 criação de grupos semi-autônomos de trabalho (VARGAS e FLEURY, 1981). Desta transição da linha de montagem para o trabalho em grupo surgiram 3 padrões de modelos de arranjo (GALLAGHER, 1986): 1) Grupos em série, separados por estoques reguladores intermediários, para superar problemas de balanceamento. 2) Grupos em paralelo que montam um produto completo onde a quantidade de grupos depende do volume de produção do produto. 3) Grupos independentes que realizam cada um uma sub-montagem independente para uma montagem final de um produto ou de produtos separados. 6.3.2. Célula de Manufatura A manufatura celular pode ser definida como uma organização espacial de produção discreta de pequenos lotes de componentes, agrupados em famílias(similaridade de formas e/ou dimensões e/ou processos) usando máquinas agrupada em células. Assim, célula de manufatura é cada uma das unidades espaciais deste sistema de manufatura celular. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 89 Figura 48 – Aplicabilidade do conceito da Manufatura celular em relação ao volume de produção e variedade de peças produzidas. Algumas das razões mais citadas para o uso da manufatura celular como conceito de processo de produção, e a célula de manufatura como base do layout da fábrica, são: - Aumentar a competitividade do processo de produção pela redução dos tempos de transferência e de manufatura, inicialmente pela redução dos tempos associados com a movimentação de peças e materiais. - Usar modernas técnicas de produção e atender as exigências de consumidores de programas de produtividade e qualidade. - Reduzir os altos custos de materiais em processo em comparação com os sistemas atuais. - Aumentar a capacidade da fábrica (planta) pela redução do tempo de preparo de máquinas (set-up). - Diminuir o tempo de entrega de produtos aos clientes. - Aumentar a produtividade do trabalho (mão-de-obra) e melhorar a relação custo- benefício pelo aumento da qualidade. - Reduzir as distâncias de transporte de materiais e, conseqüentemente, os danos de manuseio. -Preparar a fábrica para automação De acordo com WARREN(1997), uma célula típica é operada por trabalhadores multifuncionais dedicados a uma célula particular, sendo capazes de operar, e abastecer e regular todos os equipamentos da célula. O material em processo na célula deve ser menor que um dia de suprimento, requerendo que o material seja reposto em pequenas quantidades, preferencialmente, com o produto sendo processado inteiramente em uma única célula. Toda a produção e o trabalho devem ser programados dentro da célula e orientados para a célula e não para uma máquina ou para um operador da célula. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 90 Os trabalhadores de cada célula são responsáveis pelos programas de qualidade e de manutenção preventiva de sua célula e os resultados do trabalho são medidos pelo mix de produtos finais da célula, pelo volume semanal ou mensal, e não em desempenho de cada operador ou lotes de produtos. O fluxo de materiais, produtos ou componentes entre as células são controlados por grupos específicos de trabalhadores que não pertencem à estas células, organizados em sub-sistemas (baseados em Kanban, por exemplo), formando equipes de logística da fábrica. Segundo HOSKINS(1977), estas células são arranjadas, comumente, em um formato de ‘U’ ou circular, com áreas de interseção entre espaços de trabalho nas máquinas, para minimizar as distâncias de transporte entre as máquinas, favorecer o trabalho em equipe dentro das células e simplificar a entrada e saída de peças facilitando a logística da fábrica (figura 48). KONZ(1984) explica que o layout modificado para adoção de células de manufatura terá: 1) Redução de áreas de postos de trabalho – pela interseção de áreas para trabalho em grupo e pela diminuição dos estoques de processo. 2) Diminuição da quantidade de postos de trabalho – pela melhor utilização dos equipamentos, diminuindo ociosidade , por conseguinte, diminuição do número de máquinas em uso. 3) Redução de área para movimentação e transporte de materiais em processo – pela redução do tamanho de lotes e pelo transporte unitário dentro das células. 4) Redução de áreas de estoques – pelo uso de controles do trabalho por célula(Kanban) e pela melhoria da previsão baseada no trabalho de cada célula. As células de manufatura têm sido classificadas quanto aos seus arranjos espaciais internos sem, no entanto, prescrever a forma geral do layout da fábrica que irá acomodar estas células. A relação e estrutura dos blocos funcionais, de uma fábrica organizada em células de manufatura, irão depender dos conceitos de autonomia adotados para as células. Ou seja, quais as atividades complementares à fabricação que as células irão conter de forma independente e específica, como manutenção, estoques, ferramentaria, montagens, engenharia de processos, etc.. Uma célula completa com todas as funções de uma fábrica completa é chamada de mini-fábrica, conceito que será visto adiante. Em geral, as células típicas, como já definidas, possuem, além dos fatores imediatos necessários para a fabricação(pessoal, equipamentos, ordenação e material em processo), os estoques(inicial e final) e as áreas para troca e reposição de peças e ferramentas de máquinas. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 91 (Fonte: KONZ, p. 52) Figura 48 - Layout de uma célula de manufatura, no formato 'U'. Uma classificação de células de manufatura, em relação aos possíveis arranjos espaciais internos (HOSKINS, 1997), separa inicialmente as células quanto ao grau de automação (‘manned’ ou ‘unmanned’) e ao formato do caminho do fluxo interno ( em ‘U’ ou linear) Célula ‘manned’ (tripulada) pode ser definida como um sistema de trabalho semi- automatizado em que os operadores conduzem (pela tradução literal, pilotam) o fluxo de trabalho, o ritmo e divisão de tarefas (grupos semi-autônomos). Célula ‘unmanned’ (não tripulada) é uma célula automatizada onde as principais atividades dos operadores são de supervisão de máquina, ajustes, reparos e movimentação de materiais (geralmente de abastecimento da primeira máquina da célula e retirada das peças prontas da última máquina). Para o layout da fábrica, o grau de automação irá interferir nos serviços complementares de fabricação. Geralmente, as células ‘manned’ são ligadas umas às outras pelos sistemas de manuseio de materiais. Pela características de trabalho em que os operadores devem operar diversas máquinas, o layout mais comum é o de formato ‘U’, pela dificuldade de balanceamento de atividades entre máquinas e pelas distâncias a serem percorridas pelos operadores. Para as células ‘unmanned’, em função de seu grau de automação, independe o formato do caminho do fluxo, seja ‘U’ ou linear, pois é pressuposto que os materiais irão seguir automaticamente entre as máquinas sucessivas no processo e que os trabalhadores irão se deslocar com menor freqüência entre as máquinas, já que não estarão operando-as, mas apenas supervisionando seu funcionamento. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 94 sistema extremamente flexível de grupos de montagem. Carrinhos de montagem, eletricamente guiados (AGVS), auxiliam os trabalhos e são controlados pelo pessoal de montagem. As diferentes equipes, tanto nos departamentos de fabricação como de montagem, participaram do planejamento e projeto da fábrica e dos postos de trabalho e, após a implantação trabalharam no desenvolvimento de novas formas de organização do trabalho. Os 4 módulos de fabricação são conectados por espinhas de fluxo de material e de pessoas na extremidade do módulo. A planta total da fábrica ocupa aproximadamente 37.000 m2 de área construída. (Fonte: TOMPKINS, 1984, p. 252) Figura 51 - Módulos de montagem da automóveis da fábrica da Volvo em Kalmar, Suécia. A planta de montagem de automóveis em Kalmar é outro exemplo de projeto modular. Como mostrado na figura 17, a planta de montagem consiste de 4 módulos hexagonais de tamanhos iguais, com 3 módulos de montagem em 2 pavimentos e um modulo de preparação e acabamento em um só pavimento. Possui ainda um modulo hexagonal em um só pavimento para suporte administrativo e de engenharia localizado na parte da frente do edifício e conectado com a montagem. As operações de montagem são realizadas em 3 módulos adjacentes. As rotas da montagem estão indicadas na figura 52. A área de armazenagem de materiais está localizada no centro da planta (figura 53) e elevadores de carrinhos são usados para armazenar e pegar os materiais nas estantes dos estoques, como também transportar os materiais entre a área de estoques e as estações de plataformas de estoques rápidos localizadas em cada piso. O elevador de carrinhos opera no primeiro piso transportando pequenas quantidades de materiais entre o primeiro e o segundo piso. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 95 (Fonte: TOMPKINS, 1984, p. 253) Figura 52 - Rotas de fluxo das montagens da fábrica da Volvo de Kalmar, Suécia. A planta de Kalmar é reconhecida internacionalmente pelo seu pioneirismo no enriquecimento do trabalho e na formação dos conceitos de equipes na montagem de automóveis. O conceito de equipes foi uma dos objetivos básicos estabelecidos no início do processo de planejamento da planta. Os membros das equipes de montagem participaram da composição de suas próprias tarefas e dos trabalhos comuns dentro de uma estrutura de produção estabelecida. Eles tinham permissão para interromper o trabalho, variar seus ritmos de trabalho, eram responsáveis pela qualidade e tinham a possibilidade de influenciar em seus ambientes de trabalho. (Fonte: TOMPKINS, 1984, p. 254) Figura 53 - Vista geral da planta da Volvo em Kalmar, Suécia. UFSCar - DEP Projeto de Unidades Produtivas Prof. Dr. João Alberto Camarotto 96 A hipótese da gerência da Volvo era a de que um aumento de tarefas, por enriquecimento horizontal e vertical de funções, combinado com equipes de trabalho; poderia alcançar maiores resultados de produção e satisfação para cada empregado. Como resultado do projeto, cada equipe de trabalho passou a ter sua entrada própria, vestiários e sanitários próprios, área de descanso e a área de montagem, no total de 900 m2 , incluindo uma pequena oficina própria. As montagens de automóveis são realizadas por 20 diferentes equipes. Cada equipe completa um sistema no carro, por exemplo, o sistema elétrico, instrumentos e equipamentos de segurança. A montagem é feita sobre um teleférico guiado, movido à bateria elétrica e carros controlados por computadores (AGVS). Duas abordagens de montagens são usadas: montagem em linha e montagem em docas (figura 54). (Fonte: TOMPKINS, 1984, p. 255) Figura 54 - Abordagens de montagem utilizadas na fábrica da Volvo em Kalmar, Suécia. (a) método de montagem em linha, (b) montagem em docas. Segundo FERREIRA et alii (1991) o sistema de produção em docas apresenta as seguintes características: 1- o produto a ser trabalhado fica parado e a equipe de trabalho se movimenta ao redor do produto. Nesta proposição pode-se verificar, pelo menos, duas inovações em relação aos sistemas tradicionais de produção intermitente: substituição de sistemas de movimentação de partes inacabadas semi-processados percorrendo postos de processos especializados, e a mudança do layout predominante de processo ou produto por posição fixa. 2- o grupo de trabalho é composto de 5 até 10 trabalhadores responsáveis pelo ciclo completo de trabalho sobre o produto(montagem completa, por exemplo). A principal mudança em relação ao layout é a complexidade de cada posto de trabalho que, pelas característica de absorver um conjunto maior de atividades diferentes, passa a ser denominado de estação de trabalho(tem vários postos agregados e incorpora funções de decisão de processo com uso de computador e funções de
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved