Chapter 10 Layout. Arranjo físico

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1 Chapter 10 Layout Arranjo físico Layout de Instalações O planejamento de layouts envolve decisões em relação a disposição física dos centros de atividade econômica necessárias aos vários processos de uma instalação Centro de atividade econômica: qualquer coisa que utilize espaço: uma pessoa ou grupo de pessoas uma área de recepção ao cliente um guichê de caixa de banco um departamento, estação de trabalho, etc

2 Layout de Instalações Objetivos do estudo do layout Proporcionar fluxo de trabalho de materiais através da fábrica Proporcionar padrão de tráfego para clientes e trabalhadores em uma organização de serviços Melhorar processos através da revisão de layout Layout de Instalações Implicações práticas: Aumenta a satisfação do cliente e as vendas em loja de varejo Facilita o fluxo de materiais e informações Aumenta a utilização eficiente de trabalho e equipamento Reduz riscos para trabalhadores Aumenta o ânimo dos funcionários Melhora a comunicação

3 Layout de Instalações O tipo de operação determina os requisitos de layout Exemplo Em Armazéns é importante considerar o fluxo de materiais e os custos de operação de estoques Em Lojas de varejo é importante o conforto do cliente e as vendas Em um escritório pode ser crucial a efetividade da comunicação e a construção de equipes Tipos de Layout de Instalações Layout por Processo Layout por Produto Layout Híbridos Layout de Posição Fixa

4 Layout por Processo Processos por tarefa e linha de frente com fluxos de trabalho muito diferentes - Volume baixo e personalização alta (variedade) Operações similares são realizadas em uma área comum ou funcional, não importando o produto no qual as peças são utilizadas Arranjo físico de uma oficina - Trabalhos com metal Retífica Forja Torno Agrupa estações de trabalho ou departamentos de acordo com a função Ex. todas as perfuradoras estão localizadas na mesma área da oficina Pintura Escritório Solda Fresa Perfuradora Fundição Layout por Processo Como desenvolver um layout de processo? Organizar departamentos de maneira a otimizar sua localização relativa Meta principal Minimizar custo de manuseio de materiais (Manufatura) Minimizar o tempo de viagem do cliente e do trabalhador através do processo (Serviços)

5 Layout por Processo O Projeto de layout por processo envolve três passos básicos, seja um projeto de um novo layout ou para a revisão de um layout existente 1. Coletar informações 2. Desenvolver um plano geral 3. Projetar o layout detalhado Projeto de Layout por Processo Exemplo: Oficina Mecânica que produz pequenas peças metálicas variadas Primeira Etapa: Coletar Informações 1. Necessidades de espaço por centro: Agrupa-se os processos em departamentos distintos Departamento Área necessária (m 2 ) 1. Desbaste e retífica Equip. de controle numérico Expedição e recebimento Tornos e furadeiras Depósito de ferramentas Inspeção 65 Total Espaço Disponível : 501 m 2 Dividi-se inicialmente em áreas de mesmo tamanho, até a 3ª etapa de detalhamento 3. Fatores de Proximidade A localização dos departamentos é baseada no nº de movimentações entre eles e em fatores qualitativos ,4 18,3

6 Projeto de Layout por Processo Primeira Etapa: Coletar Informações Matriz de Movimentação Registro do nº de movimentação entre os deptos Movimentação entre os deptos Departamento Desbaste e retífica Equip. de controle numérico Expedição e recebimento Tornos e furadeiras Depósito de ferramentas 6. Inspeção 75 percursos entre o depto 2 e 5 O depto 6 deve ficar próximo aos deptos 1 e 3 O nº de movimentação entre os departamentos é estimado pelo projetista com base na freqüência de pedidos para itens típicos produzidos na unidade Os totais fornecem indicações de que departamentos devem ficar próximo Projeto de Layout por Processo Primeira Etapa: Coletar Informações Proximidade entre os departamentos Departamento Desbaste e retífica E U I U A 2. Equip. de controle numérico O U E I 3. Expedição e recebimento O U A 4. Tornos e furadeiras E X 5. Depósito de ferramentas U 6. Inspeção Quadro de Relacionamentos Reflete os julgamentos qualitativos de gerentes e funcionários Pode substituir uma matriz de movimentação

7 Projeto de Layout por Processo Primeira Etapa: Coletar Informações Proximidade entre os departamentos Departamento Desbaste e retífica E U I U A (3, 1) (2, 1) (1) 2. Equip. de controle numérico O U E I (1) (1) (6) 3. Expedição e recebimento O U A (1) (1) 4. Tornos e furadeiras E X (1) (5) 5. Depósito de ferramentas U 6. Inspeção Quadro de Relacionamentos Vantagem: pode-se levar em conta múltiplos critérios de desempenho Projeto de Layout por Processo Primeira Etapa: Coletar Informações Matriz de movimentação e quadro de relacionamentos refletem os fatores de localização relativa Outras Considerações de localização absoluta Recebimento e expedição (departamento 3): Deve permanecer onde se encontra, porque está próximo ao pátio de carga e descarga de caminhões Tornos e furadeiras (departamento 4): Deve permanecer onde se encontra, porque os custos de relocação seriam absurdos. Níveis de Ruído Preferência dos gerentes ,4 18,3

8 Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Usa-se tentativa e erro Departamentos 3 e 4 não podem ser alterados * Departamentos 3 e 6 próximos entre si Departamentos 1 e 6 próximos entre si Departamentos 2 e 5 próximos entre si Departamentos 4 e 5 próximos entre si Agrupamento inicial Plano proposto ,3 18, ,4 27,43 Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Departamentos 3 e 4 não podem ser alterados Departamentos 3 e 6 próximos entre si Departamentos 1 e 6 próximos entre si Departamentos 2 e 5 próximos entre si Departamentos 4 e 5 próximos entre si Considerando a movimentação maior ou igual a 70 Agrupamento inicial Plano proposto ,3 18, ,4 27,4

9 Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Departamentos 3 e 4 não podem ser alterados Departamentos 3 e 6 próximos entre si Departamentos 1 e 6 próximos entre si Departamentos 2 e 5 próximos entre si Departamentos 4 e 5 próximos entre si Agrupamento inicial Plano proposto ,3 18, ,4 27,4 Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Departamentos 3 e 4 não podem ser alterados Departamentos 3 e 6 próximos entre si Departamentos 1 e 6 próximos entre si Departamentos 2 e 5 próximos entre si Departamentos 4 e 5 próximos entre si Agrupamento inicial Plano proposto ,3 18, ,4 27,4

10 Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Análise de distância da carga Plano atual Plano proposto Par de Fator de Distância Pontuação Distância Pontuação deptos. proxim. l d ld d ld 1, , , , , , , , ld = 785 ld = 400 Considerando o agrupamento inicial Nº de movimentações nº de unidades percorridas Considerando o plano proposto ld: pontuação carga-distância Projeto de Layout por Processo Segunda Etapa: Desenvolver o Plano Geral Ponto de Decisão Apesar de uma melhoria de quase 50% em relação aos deslocamentos, será que vale a pena, em termos de custos, realocar 4 dos 6 departamentos dentro da área estudada??? Talvez seja necessário que o projetista realize um novo estudo! Terceira Etapa: Projeto do Arranjo Físico Detalhado O projeto deve detalhar todas as medidas e disposição de máquinas, mesas, cadeiras, áreas de armazenagem, etc, localização de corredores, escadas e outros espaços comuns

11 Uma empresa com quatro departamentos possui a seguinte matriz de movimentações e layout atual 1. Qual é a pontuação carga-distância para o atual arranjo físico (supondo a distância retilínea) 2. Desenvolva um arranjo físico melhor. Qual é a pontuação deste novo layout? Layout por Produto Justifica-se quando a demanda é alta e o processo em linha É definido pela seqüência necessária para fazer o produto Freqüentemente chamado de linha de produção ou montagem, devem dispor estações de trabalho em seqüência Estação 1 Estação 2 Estação 3 Estação 4

12 Layout por Produto Linha de Montagem Produto move-se de uma estação para outra até o fim da linha Normalmente há um trabalhador que realiza trabalhos repetitivos Estoque reduzido e as estações não podem operar independentemente A linha de montagem deve ser balanceada Tempo de processamento similar para todas as estações de trabalho Espaço ocupado por uma ou mais pessoas; Uma ou mais operações podem ser alocadas. Layout por Produto Balanceamento da Linha de Montagem Uma linha de montagem consiste em uma série de estações de trabalho Cada estação de trabalho possui um tempo de ciclo c= 1/ r onde r é a taxa de produção Problema do Balanceamento de Linha: Delegação de tarefas às estações de trabalho dentro de um dado tempo de ciclo e com mínimo tempo ocioso dos trabalhadores Respeitar a relação de precedência entre as tarefas

13 Layout por Produto Exemplo de Balanceamento em uma Linha de Montagem Linha desbalanceada = postos de trabalho com ritmos diferentes MP PA (min/u) 1 0,5 0,5 0,2 0,4 0,4 0,7 0,3 (u/h) Tempo de Ciclo Taxa de Produção Recurso Crítico Recurso Gargalo Qual o ritmo da Linha? 60 u/h MP (min/u) 1 0,5 0,5 0,2 0,4 0,4 0,7 0,3 Agrupa-se estações com cargas de trabalho bem balanceadas através de análise de Tentativa e Erro Posto 1 Layout por Produto Exemplo de Balanceamento em uma Linha de Montagem (cont.) Posto 2 Posto 3 Posto 4 PA MP PA 1 min/u 1 min/u 1 min/u 1 min/u

14 Layout por Produto Etapas no Balanceamento da Linha de Montagem Determinar o tempo de ciclo Determinar o número mínimo de estações Desenhar um diagrama de precedência Selecionar uma regra de alocação de tarefas Efetuar as alocações das tarefas Calcular a eficiência da linha de montagem Avaliar a solução Layout por Produto Exemplo Supondo que uma empresa produza 500 unidades por dia em um turno de 7 horas. Duração do Ciclo: C = Tempo de Produção / Output 7horas / dia 60min/ h 60seg / min C = 500 unidades C = 50,4 seg/un (ciclo em cada estação) Número mínimo de estações teórico: N = Soma dos tempos das tarefas (T) / Duração do ciclo (C) 195 seg N = = 3,86 = 4 estações 50,4 seg São necessárias no mínimo 4 estações para que a cada 50 seg tenha-se uma unidade produzida

15 Layout por Produto Etapas e Tempos de Montagem Tarefa Tempo Precedência A 45 - B 11 A C 9 B D 50 - E 15 D F 12 C G 12 C H 12 E I 12 E J 8 F, G, H, I K 9 J Layout por Produto Gráfico de Precedência F 45 B C 12 A G 50 D H 8 9 J K E 12 I

16 Layout por Produto Método de tentativa e erro Agrupar elementos de trabalho de forma a minimizar o nº de estações de trabalho, respeitando a precedência e os requisitos de tempo Encontrando uma solução por tentativa e erro: C = 50 seg N = 5 estações (mín) Estação Tarefa Tempo da Tarefa Tempo Acumulado 1 A D B E 15 C 9 F 12 4 G H 12 I 12 J 8 5 K 9 9 Layout por Produto Estações de Trabalho B A 9 C 12 F 12 G C = 50 seg N = 5 estações (mín) 50 D 15 E 12 H J K I

17 Layout por Produto Cálculo da Eficiência Soma dos tempos das tarefas(t) Eficiência = Número estações de trabalho(n) Tempo de ciclo(c) 195 Eficiência = = 0,77 = 77% 5 50,4 Perda por desbalanceamento Perda por desbalanceamento = 100% - eficiência Perda por desbalanceamento = = 23% Layout por Produto Supondo que uma linha de montagem contenha os seguintes tempos de tarefa em segundos: 40, 30, 15, 25, 20, 18, 15. A linha funciona por 7,5 horas por dia e a demanda é de 750 unidades por dia. O tempo de ciclo é: (7,5 x 60 x 60) / 750 = 36 segundos/un Como tratamos a tarefa que dura 40 segundos? Dividir a tarefa Duplicar a estação Compartilhar a tarefa Utilizar um trabalhador mais qualificado Trabalhar horas-extra Reprojetar

18 Uma empresa deseja configurar uma linha de montagem para fabricar 480 unidades por turno de 8 horas. Os elementos de trabalho e suas relações de precedência são mostrados na tabela abaixo Tarefa Tempo Precedência A 45 - B 11 A C 9 B D 50 - E 15 D F 12 C G 12 C H 12 E I 12 E J 8 F, G, H, I K 9 J a) Qual é o número mínimo teórico de estações b) Quantas estações são necessárias usando tentativa e erro para encontrar uma solução? c) Supondo que seja obtida uma solução que necessite de cinco estações. Qual é a sua eficiência? Layout HíbridoH Estratégia intermediária no qual algumas partes da instalação são dispostas em um layout por processo e outras são dispostas em um layout por produto Em geral são layouts por produto para processos de baixo volume Duas técnicas para criar layouts híbridos: Células de um operador, máquinas múltiplas (OWMM) Células de tecnologia de grupo (GT)

19 Layout HíbridoH Células de um operador, máquinas m múltiplas (OWMM) Um trabalhador opera várias máquinas diferentes para alcançar um fluxo por produto Uma disposição OWMM reduz tanto o estoque como a mãode-obra Em vez de se amontoarem em filas, os materiais se movem diretamente para a próxima operação Mais trabalho é automatizado Maior especialização do operador Célula de Manufatura Layout HíbridoH Célula de Tecnologia de Grupo (GT) O método GT agrupa peças ou produtos com características semelhantes em famílias e reserva grupo de máquinas para sua fabricação Cria células que não se limitam a apenas um operador A meta é identificar um conjunto de produtos com requisitos de processamento semelhantes e minimizar as trocas e ajuste das máquinas Ex.: Todos os parafusos podem ser designados para a mesma família porque todos requerem os mesmos passos básicos de processamento

20 Layout HíbridoH Célula de Tecnologia de Grupo (GT) Similaridade entre produtos Similaridades de processo e geometria Os produtos são alocados em famílias de peças É necessário um sistema de classificação e codificação Agrupamento de máquinas e processos em células de manufatura Layout HíbridoH Célula de Tecnologia de Grupo (GT) Usinagem Fresagem Perfuração L L M M D D L L M M D D Retífica L L M M G G L L A Montagem A G G Recebimento e embarque A A G G (a) Fluxos desordenados em uma oficina sem células GT

21 Layout HíbridoH Célula de Tecnologia de Grupo (GT) L L M D Célula 1 Célula 2 G Área de montagem A A Recebimento L M G G Célula 3 L M D Embarque (b) Fluxos em linha em uma oficina com três células GT 3 células: 3 famílias de produtos Layout de Posição Fixa Devido ao seu volume ou seu peso, o produto permanece em um local só Os funcionários junto com seu equipamento vêm ao local para fazer seu trabalho Ex.: Construção Naval, montagem de locomotivas, obras civis, etc