unidade 2.1 planejamento t+ítico do layout

Planejamento Tático do Layout(Projeto do Arranjo Físico Fabril)

Introdução e Planejamento

Professor: Daniel MouraDisciplina: Projeto de Fábrica e LayoutCurso: Graduação em Engenharia de Produção

http://sites.google.com/site/nepcdsa/

Enfoque territorialDecide a localização da nova planta e a estratégia de edificação

Enfoque localDetermina a distribuição de setores, máquinas e equipamentos, otimização dos postos de trabalho, etc.

Enfoque no dia-a-dia da operaçãoAtua no monitoramento e aperfeiçoamento dos postos de trabalho.

Níveis de Planejamento

O planejamento tático pode ser feito em duas fases

• Em grandes organizações, realizar o planejamento tático fabril em uma única fase é muito complexo

• Divide-se em:– Planejamento de Macro-layout inter-departamental– Planejamento de Micro-layout intra-departamental

Focos

Inter-departamental

Intra-departamental

Exemplo – Layout em nível tático

8

Motivação

Prover infra-estrutura

Educar / Treinar

Definir Ações

Implantar

Entender motivação

Projetos de Transformação

Analisar situação

Problemas Oportunidades

Execução e liberação

ProjetoDetalhado

ProjetoConceitual

ProjetoInformacional

Planejamentodo

Projeto

MO

DE

LO

DE

TR

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NF

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PR

OP

SO

TA

Modelo de intervenção

Objetivo do Planejamento tático fabril

• Criar um plano de projeto que entregue à organização o tipo de layout mais adequado:– Ao volume de produtos– À variedade de produtos– Às expectativas estratégicas da organização– Ao processo realizado

TIPOS DE LAYOUT

Processos Produtivos(volume e variedade)

ALTO

BAIXO

MÉDIO

ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade

Vo

lum

e

Fluxos flexíveis

projetos

job

Fluxos intermediários

batelada

linha

Fluxos em linha

Proc. Contínuo

s

Tipos de Layout (volume e variedade)

Arranjofísico

posicional

Arranjofísico porproduto/

linha/flow

Arranjo físicoCelular

ALTO

BAIXO

MÉDIO Arranjo físicoModular

Arranjofísicofractal

Arranjofísico porprocesso/funcional

ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade

Vo

lum

e

Comparativo: Layout e Processo(volume e variedade)

Arranjofísico

posicional


linha/flow


Arranjo físicoModular



ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade

Vo

lum

e

Fluxos flexíveis

projetos

job

Fluxos intermediários

batelada

linha

Fluxos em linha

Proc. Contínuos

OBS:Figura apenas ilustrativa

Relacionamento entre processos e layout

Serviços de massaLayout por produtoProcesso contínuo

Layout celularProcesso em massa

Loja de serviçosLayout por processo

Processo tipo batch (batelada)

Processo tipo jobbingServiços profissionais

Layout posicionalProcesso por projeto

Tipo de serviçoTipo de layoutTipo de processo

Tipos de Sistemas de Manufatura x Tipos de Indústrias por Produto

AeroespacialConstrução de navios

Equipamentos pesadosMáquinas-ferramentas

MedicamentosMotocicletas

Químicos especiaisEletroeletrônicos

AutomóveisPneus e borrachas

Produtos de açoQuímicos (maioria)

PapelContêineres

CervejasPetróleo

AçoProdutos Florestais

COMMODITIESENCOMENDAINDÚSTRIAS

Layout deposição fixa

Layout funcional

Layoutem linha

Layoutem linhadedicado

Layout deprocessocontínuo

SIS

TE

MA

S D

E M

AN

UF

AT

UR

A

Tipos de Layout (por volume e variedade)

Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

Layout Fixo ou Posicional

• Recursos organizam-se:– em torno do objeto a ser fabricado– ou, em serviços, – em torno da pessoa que está sendo

atendida.

• Objetivo no planejamento:– Otimizar a localização de centros de

recursos ao redor do produto

• Principais parâmetros: – Centros de recursos– Pontos de localização– Requisitos de localização de recursos

• Vinculado ao processo produtivo do tipo "projeto"

A

B

E

D

C

O layout fixo adequa-se a produtos em lotes unitáriose de grande tamanho ou baixa mobilidade

volume

variedade

• Construção Civil• Navios, Aviões• Turbinas, Geradores

Fixo

Layout Fixo: Volume x Variedade

Layout Fixo: Vantagens e limitações

• Vantagens:– Pequena movimentação de materiais– Permite enriquecimento de tarefas– Favorece trabalho em times– Alta flexibilidade de processo e produto (partes)– Centros de trabalho quase autônomos: rapidez

• Limitações:– Grande movimentação de pessoas e equipamentos– Grande necessidade de supervisão– Posicionamento de equipamento e pessoas pode ser inseguro, não

ergonômico ou pouco prático– Baixa utilização do equipamento


Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

Layout Por Produto, em Linha, ou flow shop

A B C D E

B C E D F

• As linhaslinhas são estabelecidas em função do fluxofluxo do produtoproduto

• cada produto tem uma linha dedicada a ele

• inflexível

• O roteiro do produto define a alocação das máquinas na linha

• adequado aos tipos de

processos em linha e

contínuos


• Vantagens: – Taxas mais altas de processamento;– Menor $ em estoques;– Menor tempo perdido em setups e transporte de materiais.

• Desvantagens:– Necessidades de reprojetos freqüentes para produtos com vida curta

ou incerta;– Menor flexibilidade;– Má utilização dos recursos quando os volumes são pequenos.


• O problema central em arranjos flow-shop é obter o equilíbrio na utilização de trabalhadores e equipamentos em todas as operações.

• Ou seja, deve-se agrupar operações em conjuntos que tomem aproximadamte o mesmo tempo.

• Linhas de produção podem ter ritmo ditado externamente (ex.: automóveis) ou internamente (ex.: eletrônicos de tamanho pequeno).

Peças adicionadas ao longo da linha de montagem. Esteira dita o ritmo.

Exemplo de ritmo ditado externamente:Indústria automobilística

Operador dita o ritmo

Exemplo de ritmo ditado internamente:montagens, trabalhos manuais

O layout por produto adequa-se a sistemas produtivos degrandes volumes e baixas variedades

Produto

volume

variedade

• alimentos• automóveis• computadores • supermercado• aeroporto

Layout por Produto: Volume vs. Variedade

Equipamento de movimentação

esteira, correia, carrinho, manualesteira, correia, carrinho, manualRitmo

determinado ou indeterminadodeterminado ou indeterminadoExtensão

número de estações de trabalhonúmero de estações de trabalhoTipos de estações

posicionamento dos trabalhadoresposicionamento dos trabalhadoresNível de automação

linha autônoma, auxiliada ou manuallinha autônoma, auxiliada ou manualInteração entre trabalhadores

inexistente, variável, trabalho em grupoinexistente, variável, trabalho em grupo

Linhas de Produção: Características

vs.

vs.

Co-Operação em Linhas de Produção

Qual é a melhor opção?

vs.

Co-Operação em Linhas de Produção

Qual é a melhor opção?

15 min

15 min

15 min

15 min

15 min

15 min

1 a cada 15 minutos

30 min

30 min

30 min

30 min

30 min

30 min

} 2 a cada 30 minutos

Linhas de Produção: Arranjos de Estágios


Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

Layout Celular

A A B

C

C

C

D

D

E

E

E

E

Funcional/Processo

A

B

C D

E

AB E

D

FProduto/Linha

A B C D E

B C E D F

• Procura aliar a flexibilidade do layout por processo à simplicidade do layout em linha

Layout Celular

• Definição:– Também chamado layout em grupo, consiste na dedicação de grupos

de máquinas, equipamentos e trabalhadores a famílias de peças ou produtos

• Busca-se:– Otimizar a formação de famílias de partes e máquinas; dimensionar o

número de máquinas de cada tipo em cada célula

• Principais parâmetros: – Roteiros, lista de materiais; lista de máquinas; tempos; capacidade;

demanda; habilidades da MDO

• Aplica princípios de tecnologia de grupo à produção.

• Ou seja, deseja-se formar equipes de trabalhadores + equipamentos p/

produzir famílias de produtos.

• Trabalhadores são multifuncionais dentro da célula, sendo inteiramente

responsáveis pelos resultados.

Layout Celular

O layout celular adequa-se a sistemas produtivos demédios volumes e médias variedades

volume

variedade

• Calçados• Autopeças• Mobiliário• Utensílios• Bancos

Celular

Layout Celular: Volume e Variedade

1. Sistema de médios volumes e média variedade

2. Possibilidade de formar famílias de peças/produtos

3. Dispor de diversas máquinas do mesmo tipo

4. Máquinas podem ser movimentadas

5. Capacidade/disponibilidade para trabalho em grupo

6. Demanda razoavelmente estável (volume+variedade)

Layout Celular: Requisitos

Layout Celular: Vantagens

• Grande utilização do equipamento/baixa ociosidade

• Favorece grupos, multi-tarefas e ‘visão’ do produto

• Maior controle do sistema e confiabilidade de entregas

• Boa combinação de flexibilidade e integração

Layout Celular: Limitações

• Alto custo com treinamento

• Requer máquinas pequenas e móveis

• Pode requerer duplicação de máquinas

Células de Manufatura: Metal-Mecânica

tornos

prensafuradeiras retífica

retíficas

prensa

torno

prensa

retíficas

torno

furadeiras

Ilhas Sistema em ‘U’

Layout de Escritórios: Organização Celular


Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

Layout Modular (não convencional)

• Proposto recentemente (1998)

• Aplicação ainda pouco conhecida

• Utiliza-se da combinação de módulos de arranjo físico para definir o layout

Tipos de módulos


Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

Layout Fractal (não convencional)

• Proposto recentemente• Aplicação ainda pouco conhecida• Apresenta o conceito de células fractais, as quais trabalham

como mini-fábricas:

Células de igualcapacidade

Células balanceadaspor produto

Células com compartilhamento (D)


Arranjofísico

posicional


linha/flow


ALTO

BAIXO




ALTOBAIXO MÉDIO

Variedade de peças

Tam

anh

o d

o L

ote

A A B

C

C

C

D

D

E

E

E

E

A CORTE

B PRENSA

C FURAÇÃO

D TORNOS

E LIXA/ ACABAMENTO

Layout Funcional, por processo ou job shop

• As seções recebem os nomes das funçõesfunções ou processosprocessos que executam (ou das máquinas e equipamentos que fazem estas funções e processos)

• Flexível


A CORTE

B PRENSA

C FURAÇÃO

D TORNOS

E LIXA/ ACABAMENTO

• Cada produto flui entre as seções de acordo com seu próprio roteiro de produção

• relacionado aos processos de produção job e em bateladas

A A B

C

C

C

D

D

E

E

E

E E

Definição: Também chamado layout por processo, consiste na formação de departamentos/setores especializados em determinadas tarefas

Principal objetivo no planejamento: Aproximar setores com maior inter-tráfego para minimizar movimentação de materiais

Principais parâmetros: volumes/preferências entre setores,custos de movimentação, distâncias, restrições ambientais

Layout Funcional: Conceitos

O layout funcional adequa-se a sistemas produtivos debaixos volumes e altas variedades

volume

variedade

• Maquinário• Impressos• Hospital

Funcional

Layout Funcional: Volume e Variedade


• Vantagens:

– Flexibilidade

– Ajuste rápido a diferentes mix de produção

– Maior utilização dos equipamentos

– Não requer duplicação de máquinas; baixa ociosidade; baixo

investimento

– Flexibilidade de processo e mix (estática)

– Flexibilidade de produto (dinâmica)


• Desvantagens:– Taxas de produção inferiores– Maior incidência de setups (perda de tempo produtivo)– Planejamento e controle da produção torna-se mais complexo:

• Tempos de produção normalmente longos• Altos estoques intermediários• Baixa integração entre atividades• Processos são intermitentes

– Para manter layout atualizado, empresa deve considerar perfil histórico de produtos/serviços prestados

– Custos indiretos altos: movimentação, estoques, supervisão

PLANEJAMENTO DO PROJETO

Processo deIniciação

Processo dePlanejamento

Processo deExecução

Processo deControle

Processo deEncerramento

Gerenciamento de projetos

Um projeto é um empreendimento temporário, seguindo a orientação do plano estratégico da empresa, e com o objetivo claro de criar um produto ou serviço bem

delimitado.

67

Ciclo de Vida de um Projeto

Recursos eEsforços

Início

Planejamento

Controle

Execução

Fechamento

Fonte: PMI, 2000

68

Localização do planejamento do projeto no PDP

Melhoria do processo de desenvolvimento de produtos

Gerenciamento de mudanças de engenhariaProcessosde apoio

Processosde apoio

Desenvolvimento

ProjetoDetalhado

ProjetoConceitual

ProjetoInformacional

Lançamentodo Produto

PreparaçãoProdução

PlanejamentoProjeto

PósPréPlanejament

oEstraté

gico dos

Produtos

Descontinuar

Produto

AcompanharProduto/Processo

Gates >>

Processo de Desenvolvimento de Produto

Obter os objetivos estratégicos da organização

Definição - Planejamento tático fabril preliminar

• Trata-se de sumário executivo do projeto, contendo:– a visão do responsável pelo projeto do novo layout (o qual coletou as

informações) das expectativas estratégicas da organização para o novo layout.

• Quando cabível este documento deve incluir todas as informações provenientes do Planejamento Estratégico Fabril.

• Pode incluir também a visão do(s) TIPO(s) DE LAYOUT mais adequados, segundo o ponto de vista da organização (PEN)

A estratégia de operações

• A estratégia é a abordagem ou filosofia dominante que orienta o projeto do sistema de produção ou negócios

• Deve dar uma visão de futuro à fábrica

• Envolve todos os produtos e processos, permeando todas as áreas e aspectos da organização

• A estratégia pode ser explícita ou implícita

Determinação da estratégia

• A determinação da estratégia operacional de uma organização baseia-se em:

– Oportunidades de focalização

– Resumo (ou declaração) da estratégia operacional

O foco da fábrica 1/5

• O projeto de uma fábrica é como qualquer outro projeto de engenharia

– Otimiza o desempenho em algumas dimensões em detrimento de outras

• Uma fábrica que faz muitos produtos rapidamente, para muitos clientes, com qualidade máxima e menor custo não tem foco!

Um negócio raramente tem bom desempenho em mais que duas ou três dimensões-chave


• No início dos anos 70, Wickham Skinner observou que fábricas grandes, com muitos produtos, normalmente tinham um mau desempenho

– Variedade mais ampla de produtos normalmente resulta em maior variedade de processo (setups, ferramentas, estocagens,...)

– Muitos produtos para diferentes mercados levam a conflitos• Um mercado pode priorizar velocidade de entrega e outro exigir qualidade

ou customização

– Fábricas muito grandes podem ter deseconomias de escala

• Maior esforço de coordenação, isolamento de departamentos,

distanciamento dos clientes


– Fábricas grandes implicam em maiores distâncias de movimentação de materiais

– Fábricas desfocadas têm intensa integração vertical• Exige muito mais domínio técnico, muita burocracia


• É desejável que as fábricas e instalações de serviços sejam especializadas de alguma maneira

• Assim não serão tão vulneráveis a concorrentes menores e mais especializados que poderão oferecer a um grupo particular de clientes um conjunto melhor de custo, entrega, qualidade e desempenho no atendimento

• Pode haver especialização em alguns modelos de produtos ou em alguns processos de produção


• Uma fábrica focalizada dedica-se a uma gama mais limitada de produtos, clientes ou processos

• A empresa aborda um mercado mais limitado, mas aborda com eficácia

– O conceito de focalização também se refere a idéia de estabelecer pequenas fábricas focadas no produto (sub-fábricas ou mini-fábricas), dentro de uma fábrica grande

– A sub-fábrica ideal não deveria ter mais de 30 empregados, com gerência própria

Re-focalização: exemplo de Mini-fábricas focadas no produto

• A quantidade e variedade de produtos alocados às mini-fábricas é maior do que no caso das células. Ex: – Reorganização de um setor de estamparia funcional (Silva e Rentes,

ENEGEP 2002)

• Estamparia re-arranjada em mini-fábricas

Re-focalização: exemplo de Mini-fábricas focadas no produto

Foco no produto x Foco no processo

• Mini-fábricas organizadas por produto são marcadamente superiores às organizadas por processo

• Contudo, existem razões para organizar a produção de componentes e subconjuntos por processos e não por produtos:

– Pode haver um desequilíbrio entre a velocidade e capacidadedas operações finais de montagem e a produção de componentes e subconjuntos

– Ex: máquina com capacidade para fabricar 100 componentes por minuto e linha de montagem opera àrazão de 2 unidades por minuto

Foco no produto x Foco no processo

Foco na manutenção

• Na medida do possível, as funções de manutenção deveriam ser descentralizadas– Cada sub-fábrica deve ter um mecânico de manutenção

• Dificuldades de um órgão central de manutenção:

– Tempo despendido pelos operários para atingir o local da avaria, bem como deslocamentos para busca de ferramentas

– Difícil comunicar mudanças nas prioridades de trabalho aos empregados espalhados pelos mais remotos locais da fábrica

Elementos que devem estar presentes no Planejamento tático fabril preliminar

• Missão

• Propósito da instalação, identifica clientes, produtos e processos, questões ambientais e comunitárias

• Processo

• Declara como a organização pretende realizar as principais tarefas de produção

Elementos que devem estar presentes no Planejamento tático fabril preliminar

• Infra-estrutura (não física)

• Sustenta o processo, mas não afeta diretamente o produto (sistemas de programação, treinamento, projeto de máquinas e produtos,...)

• Instalações (infra-estrutura física)

• Prédios, sistemas de utilidades, ruas, docas, expansões

unidade 2.1 planejamento t+ítico do layout

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