GESTO DE OPERAES Arranjo Fsico Jurandir Peinado Objetivos

GESTÃO DE OPERAÇÕES Arranjo Físico Jurandir Peinado

Objetivos da aprendizagem Fornecer o conceito básico de arranjos físicos e uma série de ferramentas práticas que auxiliam na escolha e elaboração de um novo leiaute, ou na análise de um arranjo físico já existente, para propor melhorias. Habilitar o aluno a: 1. Entender o conceito e a importância dos arranjos físicos para os mais variados tipos de organização. 2. Conhecer os tipos básicos de arranjos físicos: arranjo físico por produto, por processo, celular, por posição fixa e misto. 3. Entender e elaborar balanceamentos de linhas de montagem e calcular as áreas necessárias em um estudo de arranjo físico. 4. Utilizar o diagrama de relacionamento para a análise de proximidade entre as diversas áreas que compõem uma organização. 5. Realizar a análise quantitativa de custos de movimentação para diversas alternativas de arranjo físico por processo, permitindo identificar a melhor alternativa. 6. Determinar a quantidade de equipamentos necessários em uma operação produtiva. Jurandir Peinado

O que é Arranjo Físico? Arte e a ciência de se converter os elementos complexos e inter-relacionados da organização da manufatura, e facilidades físicas em uma estrutura capaz de atingir os objetivos da empresa pela otimização entre a geração de custo e a geração de lucros. (Gurgel - 2000) IMPORT NCIA DO ARRANJO FÍSICO • As decisões de arranjo físico são demoradas e caras • Se o arranjo já existe, sua alteração geralmente interrompe ou atrapalha as atividades • Um arranjo físico mal elaborado gera aumento no custo de produção. Jurandir Peinado

Arranjo por posição fixa O produto permanece estacionário e os recursos de transformação se deslocam ao seu redor executando as operações necessárias. Quando não é possível movimentar o produto: ___________________________________________________ __ Quando não se deseja movimentar o produto: ___________________________________________________ DESVANTAGENS __ VANTAGENS • Não há movimentação do produto • Pode-se utilizar PERT/CPM quando projeto • Possibilidade de terceirizar Jurandir Peinado • Complexidade na supervisão de materiais e mão de obra • Necessita áreas externas ao redor • Pequeno grau de padronização • Produção em baixa escala

Arranjo por produto ou em linha As máquinas, os equipamentos ou as estações de trabalho são colocados de acordo com a seqüência de montagem, sem caminhos alternativos. Montadoras: As indústrias montadoras, em geral. Exemplo: linhas de montagem de automóveis, eletrodomésticos, bicicletas, brinquedos, eletrônicos etc. Serviços fast food: Um restaurante self service está utilizando uma espécie de linha de montagem de pratos. VANTAGENS • Grande produtividade, produção em massa • Carga máquina e consumo de material constante na linha de produção • O controle de produtividade é mais fácil DESVANTAGENS • Alto investimento em máquinas • Gera tédio e monotonia aos operários • Falta de flexibilidade da linha • Fragilidade de paralisação • Subordinação aos gargalos Jurandir Peinado

Balanceamento de linha de produção Atribuição de tarefas às estações de trabalho com o objetivo de que cada estação demande o tempo de execução da tarefa o mais próximo possível uma da outra. PROBLEMAS DO DESBALANCEAMENTO Na tarefa com maior tempo de montagem, o operador vai tentar compensar a desvantagem trabalhando em ritmo acelerado. A soma do tempo ocioso dos operadores, com tarefas de menor duração será alta. A velocidade da linha de produção será a velocidade da operação mais demorada. (gargalo). Jurandir Peinado

Tempo de ciclo É o tempo em que uma linha de produção demora a montar uma peça. É o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho passar a tarefa para a estação seguinte. O tempo de ciclo mínimo será igual ao tempo da maior tarefa individual e o tempo de ciclo máximo será o tempo total da soma de todas as tarefas Jurandir Peinado

Tempo de ciclo É o tempo em que uma linha de produção demora a montar uma peça. É o tempo máximo permitido para cada estação de trabalho passar a tarefa para a estação seguinte. O tempo de ciclo mínimo será igual ao tempo da maior tarefa individual e o tempo de ciclo máximo será o tempo total da soma de todas as tarefas 1 a operação 2 a operação 3 a operação 4 a operação 5 a operação 10 seg. 22 seg. 50 seg. 30 seg. 15 seg. Estação de trabalho Tarefas Tempo de trabalho Tempo total disponível Tempo ocioso A 1ª e 2ª operações 32 50 18 B 3ª operação 50 50 0 C 4ª e 5ª operações 45 50 5 Neste caso o tempo de ciclo será de 50 segundos ou 0, 83 minutos Jurandir Peinado

Capacidade de produção A capacidade de produção é obtida em função do tempo de ciclo e da capacidade disponível da empresa, em outras palavras, é o tempo de trabalho dividido pelo tempo que demora a produzir uma peça na linha de produção. Supondo que a empresa trabalhe oito horas por dia, ou seja, 480 minutos por dia, então a capacidade de produção será: Jurandir Peinado

Nível de produção desejado Se a demanda for superior a 576 peças por dia, então necessário reconfigurar a linha de produção através do aumento do número de estações de trabalho. Será necessário calcular qual o tempo de ciclo necessário para atender a demanda. Supondo que exista uma necessidade de demanda de 900 peças por dia, neste exemplo o tempo de ciclo será calculado por: Jurandir Peinado

Número de estações de trabalho O número necessário de estações para atender a demanda é calculado pela divisão da soma dos tempos individuais dividido pelo tempo de ciclo necessário para atender a demanda No exemplo tem-se que o número de estações de trabalho necessárias para atender a necessidade de demanda de 900 peças por dia será Jurandir Peinado

Índice de ociosidade Por melhor balanceada que a linha possa estar, sempre existirão estações de trabalho com atividades que demandam menor tempo de produção, que naturalmente será compensada pela diminuição do ritmo do operador O exemplo utilizado tem 23 segundos de ociosidade representados pelas estações de trabalho números 1 e 3. O tempo de ciclo corresponde a 50 segundos e são três estações de trabalho assim sendo, o índice de ociosidade seria de: Jurandir Peinado

Balanceamento de linha Um fornecedor de bombas d’água pretende instalar uma linha de montagem. A demanda estimada para estes produtos é de 200 peças por dia. O analista de processos dividiu o processo de montagem e estimou seu tempo de trabalho conforme quadro abaixo, a empresa trabalha um turno de oito horas por dia. Jurandir Peinado

Operação Descrição Tempo (s) Operações predecessoras A Montar espaçadores na capa protetora 30 - B Colocar arruelas de pressão nos espaçadores 55 A C Colocar adesivo nos espaçadores 28 B D Montar capa protetora da bomba no motor 6 B E Colocar retentor no corpo inferior da bomba 34 B F Montar corpo inferior no motor 35 C, D G Colocar retentor de porcelana no rotor 15 E H Montar rotor na bomba 22 E I Montar conjunto parafuso, arruela e anel “oring” 12 - J Montar conjunto na bomba 6 I K Colocar corpo superior da bomba 25 J L Colocar quatro parafusos rosca fina 30 J M Colocar quatro parafusos rosca auto tarraxante 15 L N Colocar tampa da recirculação 15 L O Testar funcionamento 60 K, M, N, F, G, H Tempo total 6, 47 minutos Jurandir Peinado

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Estação de trabalho Jurandir Peinado Tempo restante por estação Tarefas possíveis de alocar Tarefas alocadas Tempo ocioso

Problemas propostos 1. Uma roda de bicicleta precisa de 15 operações para ser montada. A operação mais longa dura 78 segundos e a operação mais curta tem a duração de 10 segundos. O tempo total é de 5 minutos, que corresponde à soma dos tempos das 15 operações. A linha de produção trabalha em dois turnos de sete horas por dia cada um. Perguntase: a. quais os tempos de ciclo mínimo e máximo? (R. 1, 3 min; 5 min) b. qual a quantidade máxima e mínima de produção da linha teoricamente possíveis? (R. 646 peças; 168 peças) c. qual o número mínimo de estações de trabalho para atender uma demanda diária de 1500 rodas? (R. 9 estações) Jurandir Peinado

Problemas propostos 1. Uma empresa pretende instalar uma linha de montagem para um novo produto. A demanda estimada para este produto é de 600 peças por dia. O analista de processos dividiu o processo de montagem e estimou seu tempo de trabalho conforme o quadro abaixo. A empresa trabalha em dois turnos diários de oito horas. a. Desenhe o diagrama de precedências. b. Calcule o tempo de duração do ciclo e determine o número mínimo de estações de trabalho. (R. 1, 6 min/pç; ≈ 5, 0 estações) c. Atribua as tarefas às estações de trabalho, montando a linha de produção. d. Calcule o percentual de tempo ocioso e grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 7, 5%; grau de utilização = 92, 5%) Jurandir Peinado Operação Tempo (s) A B C D E F G H I J K L M N O 50 45 18 7 35 48 39 12 13 36 37 23 8 25 40 Operações predecessoras A B B C C D H H J, I K K M E, F, G, L, N

Problemas propostos 5. Determine quantos centros de trabalho e quais tarefas cada centro deve executar para produzir 5 unidades por hora de determinado produto montado conforme o diagrama de precedências abaixo. Os tempos mostrados sobre as tarefas estão em minutos. Calcule o percentual de tempo ocioso e o grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 6, 94%; grau de utilização = 93, 1%) 4 K 5 8 F G 2 5 I H 5 J 10 C Jurandir Peinado 2 3 7 A B D 9 E 7 L

6. Uma fábrica de fogões tem pouco espaço para suas cinco linhas de montagem. O gerente de produção verifica que a montagem das portas do forno poderia ser feita em uma célula de produção distinta em outro local. A criação desta célula aliviaria os problemas do espaço que afligem as linhas de montagem dos fogões. Assim o gerente de produção precisa criar a nova célula. São montados cerca de 3. 000 fogões por dia em dois turnos de oito horas cada. A tabela a seguir demonstra as tarefas, tempos e relações de precedência necessários para a montagem dos fogões. a. desenhe o diagrama de precedências. b. calcule o tempo de duração do ciclo e determine o número mínimo de estações de trabalho. (R. 0, 32 min/pç; ≈ 4 estações) c. atribua as tarefas às estações de trabalho, montando a linha de produção. d. calcule o percentual de tempo ocioso e grau de utilização da linha de produção proposta. (R. ociosidade = 22, 92%; eficiência =77, 08%) Jurandir Peinado Tarefa Duração (segundos) Tarefa anterior A 7 - B 13 A C 10 - D E 7 3 B, C - F 12 E G 7 D, E H 15 G, F

Arranjo por processo Agrupa em uma mesma área todos os equipamentos do mesmo tipo e função. Os materiais e produtos se deslocam procurando os diferentes processos de cada área necessária. • Hospitais: centro cirúrgico, pediatria, raios x, pronto socorro, farmácia, unidade de tratamento intensivo etc. • Serviços de confecção de moldes e ferramentas: Retíficas, centros de usinagem, fresas, furadeiras, eletro erosão etc. • Lojas comerciais: roupas masculinas, femininas e infantis; artigos de cama, mesa e banho; roupas sociais e esporte; calçados; eletrodomésticos etc. VANTAGENS • Grande flexibilidade para atender a mudanças de demanda de mercado • Bom nível de motivação • Atende a produtos diferentes em quantidades variáveis ao mesmo tempo • Menor investimento na planta industrial Jurandir Peinado DESVANTAGENS • Longo fluxo dentro da fábrica • Diluição menor do custo fixo • Dificuldade de balanceamento • Exige mão de obra mais qualificada • Maior necessidade de setup de máquinas

Elaboração de Arranjo por processo Se existirem seis áreas para serem posicionadas, haverá 6! = 720 possibilidades de combinações diferentes. 1. Identificar o fluxo dos materiais e operações 2. Levantar a área necessária para cada agrupamento de trabalho 3. Identificar o relacionamento entre estes agrupamentos 4. Elaborar o arranjo físico. Jurandir Peinado

Identificar o fluxo dos materiais e operações Levantar: Quantidade de materiais movimentada em cada fluxo. Quantidade de fluxos, direção e sentido destes fluxos. Estimar o custo gasto em cada movimentação. A carta multiprocesso e o fluxograma são boas ferramentas para tal levantamento. Processo Peça a ser produzida – Seqüência de operações A 1 - Soldar B C D 1 2 – Cortar 1 1 3 – Prensar 2 2 4 – Furar 2 1 E F G 2 2 1 3 2 H I 1 1 2 1 1 5 – Rebarbar 2 6 – Pintar 7 – Embrulhar 3 3 8 - Colocar na caixa 4 4 9 – Expedir Jurandir Peinado 2 3 3 4 3 4 4 5 4 5 5

Levantar a área dos agrupamentos de trabalho Devido às particularidades de cada processo, máquina, forma de trabalho e configuração da planta previamente construída, o cálculo e a divisão das áreas tornam certos níveis de detalhe específicos para cada caso. 1 m. Área projetada Aresta viva Área de operação 0, 5 m = 50% de 1 m. (mín = 0, 5 m; máx = 2 m) Área de circulação 0, 75 m = 50% de 1+ 0, 5 m. (máx = 3 m) Corredor de passagem Jurandir Peinado 1 m. 0, 6 m = Corredor

Identificar o relacionamento dos agrupamentos Diagrama de relacionamento: Método qualitativo para a análise de proximidade entre áreas, setores de produção ou departamentos. Setor A A = Absolutamente importante estar próximo A Setor B E = Especialmente importante estar próximo U I Setor C I = Importante estar próximo A I A Setor D O = Seria desejável estar próximo (Ordinary) C X X E Setor E U = Não precisa estar próximo (Uniportant) I C O I U X = É indesejável que estejam próximos Setor F Razões de proximidade 1. Utilizar o mesmo equipamento ou as mesmas instalações 2. Compartilhar o mesmo pessoal ou o mesmo registro 3. Seqüência do fluxo de trabalho 4. Facilidade de comunicação 5. Condições não seguras ou desagradáveis 6. Semelhança no trabalho executado Jurandir Peinado

Avaliação quantitativa O custo de movimentação do material pode ser significativo quando a freqüência, volume e peso do material são expressivos e existe a necessidade de equipamentos de transporte como talhas, guindastes ou empilhadeiras Onde: C = custo para transportar uma unidade entre origem e o destino D = distância entre a origem e o destino Q = quantidade transportada entre a origem e o destino Jurandir Peinado

Avaliação quantitativa Um estudo de arranjo físico desenvolveu duas alternativas para localizar seis setores produtivos A, B, C, D, E e F dentro de uma determinada área. Conhecendo-se as quantidades que devem ser transportadas por mês entre os setores produtivos e os custos unitários de transporte, calcular a melhor alternativa. Primeira alternativa A B 10 Segunda alternativa 25 15 D C 10 25 F 15 E F A E B Custos (metros por Ton. ) Jurandir Peinado Setores Quantidade A-B 100 A-C 50 A–D 80 A–E 30 B–C 80 B–E 60 B–F 100 Distância R$ C–D 50 Até 10 m 1, 00 C–F 80 Entre 11 m e 20 m 1, 50 D–E 90 Acima de 20 m 2, 00 D-F 30

Arranjo físico Celular Consiste em arranjar em um só local, máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. As células podem ser consideradas como “mini linhas de produção”. Lanchonetes de supermercados: conseguem produzir o serviço de vendas completo, independente do supermercado. A lanchonete possui seu próprio caixa para pagamento, funcionários de atendimento, balcões e todos os equipamentos que permitam completar o processo de atendimento e venda ao cliente. VANTAGENS • Aumento da flexibilidade quanto ao tamanho dos lotes de produção • Diminuição do transporte de material • Diminuição dos estoques] • Enseja satisfação no trabalho Jurandir Peinado DESVANTAGENS • Específico para uma família de produtos • Dificuldade em elaborar o arranjo

Arranjo físico Celular Consiste em arranjar em um só local, máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. As células podem ser consideradas como “mini linhas de produção”. Jurandir Peinado

Determinação de equipamentos Uma fábrica de rodas estampadas deseja instalar um número de prensas que seja suficiente para produzir 1. 000 de rodas por ano. Cada prensa deve trabalhar em dois turnos de 8 horas por dia, com um trabalho útil de 6, 9 horas/ turno, e produzir uma roda a cada 0, 8 minuto. Considerando que existe uma perda de 1% na produção e que o ano tem 300 dias úteis, quantas prensas são necessárias para atender à demanda estipulada? m = número de máquinas necessário t = Tempo de operação unitário por peça N = Número de produtos ou operações por período. CD = Capacidade disponível por período. Jurandir Peinado

Determinação de equipamentos Uma fábrica de rodas estampadas deseja instalar um número de prensas que seja suficiente para produzir 1. 000 de rodas por ano. Cada prensa deve trabalhar em dois turnos de 8 horas por dia, com um trabalho útil de 6, 9 horas/ turno, e produzir uma roda a cada 0, 8 minuto. Considerando que existe uma perda de 1% na produção e que o ano tem 300 dias úteis, quantas prensas são necessárias para atender à demanda estipulada? Jurandir Peinado

Problemas propostos Calcule a necessidade das áreas de operação, circulação e corredores de passagem de um centro produtivo com área projetada de 5 m de comprimento e 1 m de largura. Os operadores do centro produtivo precisam trabalhar dos dois lados do comprimento. (R. operação: 5 m 2; circulação: 7, 5 m 2; corredor: 6 m 2) Jurandir Peinado

Problemas propostos 9. Uma indústria de confecções deseja adquirir um número de máquinas de costura que seja suficiente para produzir 7. 000 bonés promocionais por mês. A empresa trabalha em um turno de oito horas por dia. Cada máquina consegue costurar um boné em 4, 46 minutos (em tempo centesimal). Considerando que existe uma perda de 1, 5% na produção e que o mês tem em média 22 dias úteis, quantas máquinas de costura são necessárias para atender a demanda? (R. = 3 máquinas) 10. Em uma fábrica de produtos alimentícios, o processo de embalagem de um biscoito do tipo caseiro é feito em uma máquina seladora que é capaz de embalar três pacotes por minuto, já descontando possíveis perdas. A fábrica trabalha em média 22 dias por mês, em um turno de oito horas por dia. Considerando que cada pacote tem 300 gramas, quantas máquinas seladoras são necessárias para produzir 15. 000 quilos de biscoito por mês? (R. 1, 56 máquinas) Jurandir Peinado