Enegep2009 - Psl Em Empresa de Metal-mecanica

PROPOSIO DE MELHORIA DO

LAYOUT UTILIZANDO O SLP

SIMPLIFICADO

Carla Simone Ruppenthal Neumann (UFRGS)

[email protected]

Juliano Milani (UFRGS)

[email protected]

A aplicao de tcnicas voltadas para a melhoria do layout do setor

produtivo est cada vez mais em uso em virtude das constantes

adaptaes das empresas s necessidades do mercado. Uma dessas

tcnicas o Planejamento Sistemtico de Layoutt (SLP), que fornece

excelentes resultados na reestruturao de layouts fabris. Este trabalho

apresenta a proposio de reestruturao do layout de uma empresa

do ramo metal-mecnico atravs da utilizao do mtodo de SLP

simplificado. Os resultados alcanados foram redistribuio dos

departamentos da empresa, reduo da movimentao em virtude da

aproximao por afinidades e conseqentemente melhor

seqenciamento do fluxo produtivo.

Palavras-chaves: otimizao, layout, SLP simplificado

XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUO A Engenharia de Produo e o Desenvolvimento Sustentvel: Integrando Tecnologia e Gesto.

Salvador, BA, Brasil, 06 a 09 de outubro de 2009

XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Engenharia de Produo e o Desenvolvimento Sustentvel: Integrando Tecnologia e Gesto


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1. Introduo

O estudo do layout uma ferramenta importante no processo produtivo pois est diretamente

ligado com a programao e controle da produo, levando a melhorias no fluxo produtivo.

Tambm tm relacionamento com os custos da produo, atravs da reduo na

movimentao de materiais, produtos e pessoas, melhor aproveitamento do espao fsico e

melhoria das condies de trabalho. Essas vantagens, oriundas da implementao de um

layout eficiente, visam busca de qualidade e competitividade no mercado industrial e,

conseqentemente, aumentam a produtividade da produo (TOMPKINS et al.,1996).

Verifica-se que o problema de melhoria de um layout tem sobreposio com outras reas

tradicionais, como controle, qualidade, manuteno, vendas, produo, financeira, funcional

entre outras; por isso, assume relevncia maior do que apenas determinar o melhor arranjo

fsico para um conjunto momentneo de produtos a serem produzidos. Um bom layout pode

tolerar, por exemplo, pouco controle da produo ou grande variao na demanda de itens.

Porm, se o layout no for adequado, problemas como falta de controle da produo, alta

variao na demanda de itens, falta de qualidade e falta de planejamento da produo, entre

outros, podem ser potencializados (VOLLMANN E BUFFA, 1966). Devido a esta

sobreposio, a soluo de muitos problemas de layout esbarra na resoluo de problemas de

planejamento e controle da produo, de roteamento dos produtos, de escolha de bons

fornecedores de matrias primas e de adequao estrutura predial existente, alm da

determinao do melhor fluxo dentro do arranjo fsico existente. Por este motivo, a soluo

pode se tornar complexa, demorada e custosa; assim, na prtica freqentemente se prefere

conviver com as ineficincias de um layout (BENJAAFAR et al., 2002).

Ao longo desse trabalho, ser utilizado o mtodo de planejamento sistemtico e simplificado

de layout (MUTHER & WHEELER, 2000). No desenvolvimento, este artigo apresenta um

estudo de caso em uma empresa do ramo metal-mecnico que atua na fabricao de cilindros

e unidades hidrulicas. A empresa possui 17 funcionrios e seu faturamento anual de dois

milhes de dlares. Em breve a empresa ir se mudar para um novo prdio, j construdo, o

qual maior que o atual, da a necessidade da reorganizao do layout da nova instalao.

Observa-se que o layout atual se encontra ultrapassado em virtude de estar organizado da

mesma forma, desde a fundao h 12 anos. Outro motivo para atuar na reorganizao do

layout, a aquisio de novas mquinas, as quais foram alojadas de forma aleatria sem

estudo sistemtico, gerando movimentaes excessivas de materiais, produtos e pessoas.

O tema central deste trabalho o estudo para melhoria do layout e os objetivos traados so:

desenvolver um layout que minimize as perdas por movimentao/transporte, que agilize o

processo produtivo da empresa e que melhore o inter-relacionamento entre os

setores/departamentos que necessitam de proximidade fsica. O artigo possui a seguinte

estrutura: na seo 2 apresenta a reviso bibliogrfica sobre o tema, na seo 3 enfoca a

metodologia utilizada, na seo 4 apresenta o estudo de caso e na seo 5 termina com as

concluses.

2. Reviso bibliogrfica

Com as rpidas mudanas nas tcnicas de produo e com os equipamentos novos que tem

surgido, poucas empresas sero capazes de conservar suas instalaes com o mesmo layout

sem prejudicar seriamente sua posio competitiva no mercado. Um dos mtodos mais

efetivos de aumentar a produtividade e reduzir custos reduzir ou eliminar todas as atividades



3

que so desnecessrias ou que gerem desperdcio. Estas atividades incluem a verificao da

utilizao dos equipamentos e pessoas, a necessidade do aumento da qualidade, a reduo de

estoques, a melhoria do processo produtivo (atravs do aumento do ndice de valor agregado),

o aumento da segurana e da sade dos empregados e a utilizao eficaz dos recursos

energticos, entre outras (TOMPKINS et al., 1996). Todas estas atividades so realizadas ao

se propor a modificao de um layout de uma instalao existente.

Segundo Groover (2001), a classificao em funo do layout da fbrica est associada ao

sistema de produo de peas discretas: posio fixa (fixed-position layout), orientado a

processo ou funcional (process layout) e orientado a produto (product-flow layout). No

primeiro tipo, o termo posio fixa se refere ao produto, que fica fixo em funo do seu

tamanho e peso. Quem se desloca so os equipamentos utilizados na sua fabricao.

Usualmente este tipo de layout associado ao sistema de produo do tipo job shop. No

layout orientado a processo, as mquinas de produo so arranjadas em grupo de acordo com

o tipo geral de processo de manufatura. Este tipo de layout comum em sistemas de produo

do tipo job shop e batch. Finalmente, quando a fbrica especializada para a produo de um,

ou para uma classe de produtos em larga escala, os equipamentos so rearranjados da forma

mais eficiente para a produo do mesmo. Este tipo de layout normalmente associado a

sistemas de produo do tipo mass.

De acordo com Slack et al. (1997), o layout de uma operao produtiva preocupa-se com a

localizao fsica dos recursos de transformao. Dito de forma simples, definir o arranjo

fsico decidir o posicionamento das instalaes, mquinas, equipamentos e pessoal da

produo. Sendo assim, o layout uma caracterstica evidente da operao produtiva, porque

determina sua forma, aparncia e a maneira como os materiais, informaes e clientes fluem

atravs da operao.

Neste sentido, os objetivos ao se melhorar o layout poderiam ser enumerados como sendo

(KRAJEWSKI E RITZMAN, 2002; FRANCIS ET AL., 1992): melhorar a utilizao do

espao disponvel, diminuindo a quantidade de material em processo; minimizando as

distncias de movimentao de materiais e pessoas e racionalizando a disposio das sees;

aumentar a satisfao, segurana e a moral do trabalho, ordenando e limpando os ambientes;

incrementar a produo racionalizando o fluxo; reduzir o manuseio e a movimentao no

processo produtivo; reduzir o tempo de manufatura diminuindo esperas e distncias; reduzir

os custos indiretos, diminuindo os congestionamentos, manuseio e danos aos materiais e

manter a flexibilidade das operaes.

Segundo Lee (1998), as abordagens ao planejamento do layout das instalaes podem ser

altamente organizadas ou extremamente aleatrias. Dentre as abordagens citadas, o autor

referencia a abordagem baseada no conhecimento, a centrada na construo, a estratgica e a

sistemtica. A abordagem baseada no conhecimento se embasa ne experincia dos antigos

usurios para propor melhorias. A abordagem centrada na construo procura tirar proveito de

aspectos do prdio para impressionar os usurios e causar impacto psicolgico positivo. A

abordagem estratgica parte de definies amplas para o laytout que provm da alta gerncia,

geralmente de alterao de foco, de expanso ou de mudana de tecnologia de produo. Para

Foulds (1983), a abordagem sistemtica requer menor intuio dos usurios. As primeiras

abordagens sistemticas eram baseadas nas cartas de percurso embasadas nos modelos de

fluxo e volumes dos produtos. Num segundo momento, surgiram as cartas de relacionamento

que foram introduzidas por Muther apud Francis et al. (1992), atravs do planejamento

sistemtico do layout (SLP). O SLP auxilia o projetista a entender o que fazer ao longo do

projeto de melhoria do layout, proporcionando economia de tempo e esforo. O SLP segue



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alguns passos, conforme observado na figura 1.

O SLP inicia com a verificao dos dados de entrada (produto, quantidades, rotas, tempos,

atividades de suporte e atividades principais). A seguir, todos os fluxos de materiais so

reunidos e representados numa carta de-para a fim de diferenciar a intensidade de fluxo

entre diferentes departamentos. Ao verificar as atividades relacionadas, dados qualitativos que

justificam a proximidade devem ser verificados. O diagrama de relacionamentos posiciona os

departamentos espacialmente. Os departamentos que tem a maior interao devem ser

aproximados e vice-versa. Os prximos passos verificam a necessidade de espao e o espao

disponvel, determinando a quantidade de espao a ser alocado para cada departamento. O

diagrama de relacionamento de espao adiciona as informaes a respeito do tamanho dos

departamentos no diagrama de relacionamentos. Restries e limitaes adicionais devem ser

consideradas antes de gerar o layout em blocos. Ao final, devem ser geradas alternativas para

serem avaliadas e uma delas, poder ser implantada (TOMPKINS et al.,1996).

Figura 1 - Planejamento SLP (Fonte: Tompkins et al., 1996)



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O objetivo ao se avaliar um layout investigar alternativas tericas para o layout, sob

restries reais de tempo e disponibilidade de informaes, realizando um esforo prvio

antes de implementar as mudanas, sem que seja necessrio um novo rearranjo do layout,

custoso e que gere perdas na produo. Segundo Gantz e Petit (1953) apud Wilson (1962), o

layout de uma instalao pode ser avaliado pelos seguintes critrios: i) distncia proporcional

em que os materiais podem ser movidos mecanicamente em relao ao total de

movimentao; ii) distncia total percorrida; iii) proporo de mquinas que foram

movimentadas em um turno sobre o total de mquinas; iv) proporo da rea total ocupada

por corredores; e v) proporo do volume cbico utilizado em relao ao volume cbico total.

Konz (1985) apud Lin e Sharp (1999a) subdividem os ndices de avaliao do layout em trs

categorias: i) conforme utilizao dos recursos (pessoas, equipamentos, espao e energia); ii)

gerenciamento e controle (matrias, movimentao e perdas); e iii) eficincia das operaes

(manufatura, armazenamento e retirada de estoque, recebimento e envio).

Segundo Lin e Sharp (1999b), as limitaes e deficincias dos ndices de avaliao do layout

so os seguintes: dificuldade de obteno de parmetros, necessidade de dados muito

detalhados ou mesmo indisponveis, indisponibilidade de dados antes do incio da operao e

inexistncia de um modelo genrico para avaliao e validao clara do mesmo. Desta forma,

os autores apresentam uma metodologia de integrao que discute a designao de pesos,

normalizao, direo, sensibilidade e correo de deficincias e desequilbrio nos dados.

O SLP simplificado segue os mesmos passos propostos pelo SLP, apenas o faz de uma forma

ordenada, deixando claro ao projetista com menor experincia o encadeamento dos passos a

serem seguidos, explicitando as sadas de cada passo ((MUTHER & WHEELER, 2000).

3. Mtodo de trabalho

O trabalho foi conduzido em trs fases, seguindo a proposta do SLP simplificado, que so

detalhadamente descritas no estudo de caso, e que so brevemente descritas abaixo:

i) coleta de dados nesta fase se coletam dados referentes produo desejada durante um

perodo estabelecido. Os dados coletados foram a distncia percorrida e o tempo de produo

e a posterior confeco das cartas de fluxo de processo dos produtos; medies do espao

ocupado pelo maquinrio e operadores, posicionamento dos departamentos e verificao do

layout atual.

ii) melhoria do layout nesta fase se realiza a avaliao dos dados coletados na fase i).

Atravs das cartas de fluxo e dos relacionamentos estabelecidos entre os novos departamentos

so construdos os diagramas de relacionamento, de espao e so consideradas as limitaes,

levando a um possvel layout.

iii) proposio de um novo layout - nesta fase se prope um novo layout que possa ser

implementado, mesmo que no seja o timo.

4. Estudo de caso

Inicialmente foi realizada a coleta de dados detalhada que deu origem a duas cartas de fluxo

de processo, uma para unidades hidrulicas e outra para cilindros. Esses dados foram muito

importantes para o detalhamento do processo e a verificao de que seria possvel,

posteriormente, a criao de duas linhas virtuais de produo distintas para cilindros e

unidades hidrulicas, mesmo que compartilhando alguns departamentos chaves, como retifica,

solda e pintura. A carta de fluxo de processo utiliza linguagem simblica atribuindo um

smbolo para cada atividade do processo de fabricao, conforme simbologia da ASME,



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representando seqncias de operao, movimentao, transporte, inspeo, espera e

armazenamento. A carta de fluxo de processo contm os dados que foram coletados na

primeira fase do trabalho e os apresenta de forma simples e clara, facilitando a visualizao

das atividades que so realizadas para a produo, bem como o tempo de cada operao e a

distncia percorrida entre cada unidade de produo. A Figura 2 mostra uma das cartas de

fluxo utilizadas neste trabalho.

Figura 2 - Carta de fluxo de processo para a produo de cilindros

O layout atual da empresa pode ser observado na figura 3. No layout atual, organizado de

modo funcional, fica evidente o cruzamento de fluxo entre os produtos, a movimentao

descontinuada entre os departamentos e conseqentemente a grande distncia percorrida para

a produo de cada produto. Alm disto, tambm se verifica a necessidade de melhorar o

posicionamento dos departamentos de estocagem de peas e da pintura.



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Figura 3 - Layout atual



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A partir da anlise das cartas de fluxo foi possvel compreender melhor o processo para cada

produto e verificar que tipo de atividades deveriam estar relacionadas ou adjacentes no novo

layout. Cada atividade recebeu um nmero e foi chamada de unidade de planejamento de

espao (UP). A seguir foi realizada a descrio de que mquinas/elementos estariam inclusos/

exclusos em cada nova UP, quais deveriam ser desmembradas ou duplicadas e quais deveriam

ser criadas. Esta anlise pode ser verificada nas trs primeiras colunas da tabela 1.

A seguir foi desenvolvido o diagrama de relacionamento. O diagrama de relacionamento

relaciona cada atividade (UP), rea, funo ou caractersticas importantes das instalaes,

envolvidas no layout considerando todas as outras atividades, atravs de um grau de

proximidade/ adjacncia desejado (MUTHER & WHEELER, 2000). As vogais utilizadas no

diagrama de relacionamento representam o grau de proximidade necessrio entre as unidades

de produo. Os graus utilizados so os seguintes: A significa Absolutamente necessrio;

E Especialmente importante; I Importante; O proximidade normal; U sem

importncia; x significa proximidade no desejada. A proximidade entre as operaes de

grau A e E elemento fundamental na construo de um novo layout. A figura 4

apresenta o diagrama de relaes entre as diversas atividades desenvolvidas no processo em

questo.

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tura

ID Nome da UP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 Entrada x O U U U U U U U U U U U U U A E O

2 Reservatrio de leo x U U U U U U U U U U U I U U U U

3 Estoque de UH (int) x U E U U U I U E E U E U E U I

4 Torno 1 x E I O U O A I U O U I U U U

5 Fresa 1 x A U U U I U U O U I U U U

6 Radiais x I U U U A U I O U U U U

7 Tornos 2, 3 e 4 x U U U U U U U U U U U

8 Solda x U U O U A U U U U U

9 Fresa 2 x U U U U U U U U U

10 Mesa para traado x U U U U A U U U

11 Retfica x U A U U U U U

12 Montagem UH x U A U I I O

13 Montagem cil x A U I U I

14 Teste x U I U A

15 Estoque cil x U U U

16 Expedio x U A

17 Estoque UH (ext) x A

18 Pintura x

Figura 4 - Diagrama de relacionamento

Dando seqncia melhoria, foram estabelecidas as necessidades mnimas de espao, as

quais podem ser observadas na quarta coluna da Tabela 1. A rea disponvel no foi levada

em considerao, pois a mesma no apresenta limitaes ao projeto.



9

ID Nome da UP Incluso rea mnima

necessria

1 Entrada 5, 0m

2 Reservatrio de leo Trs tonis de leo hidrulico sero inseridos na UP 3

e 17 2,0 m

3 Estoque de UH (int)

Prateleiras que armazenam os blocos brutos de ferro

fundido de diferentes tamanhos sero agrupados com

a UP 2 e 17

2,0m

4 Torno 1 Uma mquina que realiza usinagem em geral 2,0 m

5 Fresa 1 Uma mquina que deixa a pea na medida desejada 3,0 m

6 Radiais Trs mquinas que fazem a furao, roscas e rebaixos

8,0 m

7 Torno 2, 3 e 4

Trs tornos que realizam usinagem em geral, centram as

peas no dimetro correto e tiram os cantos vivos das

peas 6,0 m

8 Solda Uma mquina de solda e um pequeno estoque de peas

que so soldadas 75,0 m

9 Fresa 2 Uma mquina que trabalha na produo de blocos 3,0 m

10 Mesa para traado Uma mesa e uma serra de preciso 2,0 m

11 Retfica Uma mquina que faz o acabamento final , tira rebarbas

e riscos 3,0 m

12 Montagem UH Uma bancada de montagem 4,0 m

13 Montagem cil Uma bancada de montagem 4,0 m

14 Teste Uma bancada que contm um reservatrio de leo e um

motor p/ o fluxo do leo 3,0 m

15 Estoque cil Uma prateleira que contm camisas e hastes p/ cilindros

em estado bruto 5,0 m

16 Expedio rea onde o produto final aguarda a coleta das

empresas 40,0 m

17 Estoque UH (ext)

Uma prateleira que armazena os blocos padres, as

conexes, os tubos e os reservatrios de leo sero

agrupados com a UP 2 e 3

45,0 m

18 Pintura Cabine de pintura 50,0 m

Tabela 1 Necessidade de espao

O passo seguinte consiste em relacionar as atividades entre si visual e graficamente,

fornecendo o formato bsico do layout. Este passo da melhoria permite que se aproximem UP

que necessitem proximidade e se afastem as que necessitam afastamento. Neste estudo optou-

se por representar as relaes A e I, que so representadas pelas linhas triplas e duplas,

respectivamente. A figura 5 apresenta o diagrama de relacionamento de espao (primitiva)

para a produo de cilindros.



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Figura 5 - Diagrama de relacionamento e espao

Os passos seguintes do SLP simplificado consistem em desenvolver alternativas de layout e

verificar sua viabilidade at chegar no layout que corresponda s expectativas da equipe de

melhoria. A figuras 6 apresenta o layout proposto.

No novo layout, se observa-se a existncia de dois fluxos seqnciais distintos para cada

produto. Embora o layout seja funcional, algumas UPs foram desmembradas, gerando UPs

duplicadas que simplificam o fluxo.

Os benefcios que podem ser enumerados em relao ao layout atual so a reduo na

distncia total da movimentao de materiais e a aproximao de UPs de maior afinidades.

Quanto as distncias percorridas se percebe a diminuio de 61 e de 56,5% do deslocamento

inicial de unidades hidrulicas e de cilindros respectivamente, conseqncia do respeito a

relaes de adjacncia. Para a maximizao da adjacncia das UPs de maior afinidade podem

ser citados o desmembramento e o deslocamento dos tornos, a criao de bancadas de

montagem separadas para cada produto, a aproximao das fresas radial, a aproximao do

teste e da pintura e a aproximao da expedio entrada da nova instalao. Alm disto, a

nova rea de estoque de peas de unidades hidrulicas que antes possuia dois espaos (externo

e interno) foi unificada, sendo tambm considerado espao para o reservatrio de leo.



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Figura 6 - Layout proposto

5. Concluses

O desenvolvimento de um novo layout uma tarefa complexa e desafiadora. Entretanto ao

minimizar a distncia percorrida pelos produtos ou maximizar a adjacncia dos departamentos

(UP) que tem maior afinidade, pode-se obter bons resultados na melhoria do layout das

instalaes.

O presente trabalho demonstrou a anlise e a aplicao do mtodo SLP simplificado na

formulao de um novo layout para a empresa em foco. Os resultados foram positivos e o

mtodo de trabalho mostrou-se eficiente e com um alto nvel de aplicabilidade nos diferentes

setores da produo. Atravs de planilhas e diagramas os dados coletados foram

transformados em informaes valiosas para a elaborao de um novo layout.

Referncias

BENJAAFAR, S.; HERAGU, S.S.; IRANI, S.A., Next generation factory layouts: research challenges and

recent progress. Interfaces, v.32, n.6, p.58-76, 2002.

FOULDS, L. R. Techniques for facilities layout: deciding which pairs of activities sShould be adjacent.

Management Science, vol.29, n.12, p.14141426, 1983.

FRANCIS, R. L; McGINNIS, L. F.; WHITE, J. Facility layout and location: an analytical approach. Upper

Saddle River: Prentice Hall, 1992.

GROOVER, M. P. Automation, production systems and computer integrated manufacturing. Upper Saddle

River: Prentice Hall, 2001.

KRAJEWSKY,L.J.; RITZMAN, L.P. Operations management: strategy and analysis. Upper Saddle River:

Prentice Hall, 1998.

LEE, Q. Projeto de instalaes e do local de trabalho. So Paulo: IMAM, 1998.

LIN, L.C.; SHARP, G.P., Quantitative and qualitative indices for the plant layout evaluation problem.

European Journal of Operational Research, v.116, n.1, p.100-117, 1999a.



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LIN, L.C.; SHARP, G.P., Application of the integrated framework for the plant layout evaluation problem.

European Journal of Operational Research, v.116, n.1, p.118-138, 1999b.

MUTHER, R. e WHEELER, J. D. Planejamento sistemtico e simplificado de layout. So Paulo: IMAM,

2000.

SLACK, N., CHAMBERS, S., HARLAND, C., HARRISON, A. e JOHNSTON, R. Administrao da

Produo. So Paulo: Atlas, 1997.

TOMPKINS, J. A; WHITE, J. A.; BOZER, Y. A.; FRAZELLE, E. H.; TANCHOCO, J. M. A.;

TREVINO, J. Facilities planning. New York: John Wiley, 1996.

VOLLMANN, T.E.; BUFFA, E.S., The facilities layout problem in pespective. Management Science, v.12,

n.10, p.B540-B468, 1966.

WILSON, R.C., Some observations on facility design. Capturado da internet do site: deepblue.lib.umich.edu,

1962.

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