Alessandro Lucas Dasilva

Alessandro Lucas da Silva

Desenvolvimento de um modelo de anlise e projeto de layout industrial, em

ambientes de alta variedade de peas, orientado para a Produo Enxuta

Tese apresentada Escola de Engenharia de So Carlos

da Universidade de So Paulo, como parte dos

requisitos para obteno do Ttulo de Doutor em

Engenharia de Produo.

rea de Concentrao: Gesto de Operaes

Orientador: Prof. Associado Antonio Freitas Rentes

So Carlos

2009

Dedicatria

Dedico este trabalho aos meus pais e meu

irmo pelo apoio concedido em todos os

momentos

Agradecimentos

Agradeo ao professor e amigo Antonio Freitas Rentes pela orientao e apoio neste trabalho.

Agradeo FAPESP pelo apoio financeiro concedido para o desenvolvimento desta pesquisa.

Agradeo ao professor Antonio Basto pelo apoio durante minha permanncia na Universidade

do Porto.

Agradeo aos amigos do laboratrio pelos bons momentos de trabalho juntos.

Agradeo ao amigo Edwin por toda ajuda prestada durante a realizao desse trabalho.

Agradeo ao Daniel e Ava por me receberem em sua casa nos momentos de finalizao desse

trabalho.

RESUMO

Silva, A.L. (2009), Desenvolvimento de um modelo de anlise e projeto de layout industrial

orientado para a Produo Enxuta. 2009, 243p. Tese (Doutorado) Escola de Engenharia de

So Carlos, Universidade de So Paulo, So Carlos, 2009.

Este trabalho busca apresentar um modelo de anlise e projeto de layout industrial para

empresas que esto implantando ou j implantaram os conceitos da Produo Enxuta. O

modelo desenvolvido foca empresas de manufatura discreta em ambientes com uma alta

variedade de produtos. O desenvolvimento do modelo foi elaborado com base na literatura

tcnica e na experincia prtica em projetos de layouts desenvolvidos em diversas empresas.

O objetivo principal desse trabalho foi desenvolver um modelo de fcil utilizao que auxilie

as pessoas envolvidas no projeto do arranjo fsico. Esse modelo concebido utiliza ferramentas

e conceitos da Produo Enxuta para analisar e projetar o novo layout, e como tal, no

considera o layout como uma varivel independente no sistema produtivo. Fatores como

gesto visual, qualidade, fluxo contnuo, complexidade de programao da produo, entre

outros, foram levados em considerao na construo do modelo. Este tambm incorpora uma

metodologia de implantao do arranjo fsico projetado em situaes brown field, ou seja,

com a fbrica em funcionamento. Esse ponto de extrema importncia pois alteraes do

layout podem incorrer em interrupes no fluxo produtivo e, conseqentemente, em falhas na

entrega dos produtos aos clientes. Por ltimo, esse trabalho apresenta a metodologia 3P

Kaizen, uma metodologia de projeto de layout industrial desenvolvida pela Toyota e utilizada

em situaes de projeto de novas fbricas ou de novas linhas de produo.

Palavras-chave: Layout, Produo Enxuta, Evento Kaizen.

ABSTRACT

Silva, A.L. (2009), Development of a model to analyze and design lean manufacturing

oriented industrial layout. 2009, 243p. Thesis (Phd) Engineering School of So Carlos,

University of So Paulo, So Carlos, 2009.

This work aims to show a model to analyze and design an industrial layout for companies that

are implementing or have implemented lean manufacturing concepts. The model developed

has a focus in discrete manufacturing companies in environments of high variety of products.

The development of the model was based on the experience of layouts projects developed in

many companies. The main aim of this work is to create an easy model of application that

help people that are involved in the design of the facilities resources. This model utilizes tools

and concepts of lean manufacturing to analyze and design a new layout, without considering

the layout as an independent variable of production system. Aspects like visual management,

quality, continuous flow, etc., were considered in the construction of the model. The layout

design model presents also a methodology to implement a new layout projected in brown field

situations, where the factory activities do not need to stop its activities. This point is very

important because changing in the position of facilities resources can cause interruption in the

flow of products. At last, this work shows the 3P Kaizen, a Japanese methodology, developed

by Toyota, to design a layout of a new factory or a new production line.

Keywords: Layout, Lean Manufacturing, Kaizen Event.

LISTA DE ILUSTRAES

CAPTULO 1 ................................................................................................................................................. 16

Figura 1 Modelo de pesquisa .................................................................................................................................... 21

CAPTULO 2 ................................................................................................................................................. 24

Figura 2 Sistema de Produo Enxuta (Lean Institute, 2003).................................................................................... 27 Figura 3 Tempo das atividades que agregam e no agregam valor ao produto ...................................................... 31 Figura 4 Desperdcio de Superproduo ................................................................................................................... 32 Figura 5 Transporte excessivo ao longo da fbrica ................................................................................................... 33 Figura 6 Desperdcio de estoques ............................................................................................................................. 34

CAPTULO 3 ................................................................................................................................................. 36

Figura 7 Lista cronolgica dos softwares de projeto de layout ................................................................................. 37 Figura 8 Exemplo de layout funcional ....................................................................................................................... 43 Figura 9 Layout funcional de uma empresa de estruturas metlicas ....................................................................... 44 Figura 10 Layout por produto (em linha) .................................................................................................................. 46 Figura 11 Variaes do layout em linha .................................................................................................................... 47 Figura 12 Variaes do layout celular ....................................................................................................................... 52 Figura 13 Matriz de treinamento .............................................................................................................................. 53 Figura 14 Layout modular: Mdulo clula ................................................................................................................ 54 Figura 15 Layout Modular: Mdulo centro de usinagem .......................................................................................... 55 Figura 16 Layout Modular: Mdulo fluxo em linha ................................................................................................... 55 Figura 17 Layout Modular: Mdulo fluxo em linha ramificado ................................................................................ 55 Figura 18 Layout modular: Mdulo Funcional .......................................................................................................... 56 Figura 19 Exemplo de clula e mini-fbrica de produo ......................................................................................... 57 Figura 20 Exemplo de aplicao do conceito de mini-fbricas de produo ............................................................. 58 Figura 21 Exemplo esquemtico de layout fractal .................................................................................................... 59 Figura 22 Exemplo de um layout reconfigurvel. ...................................................................................................... 63 Figura 23 Exemplo de aplicao do sistema RMS ..................................................................................................... 64 Figura 24 Exemplo de configuraes de layout para produtos diferentes ................................................................ 66

CAPTULO 4 ............................................................................................................................................................ 74

Figura 25 Reestruturao do layout ......................................................................................................................... 75 Figura 26 Etapas de mudana necessrias para realocar os departamentos ........................................................... 75 Figura 27 Etapas do evento kaizen ........................................................................................................................... 78

CAPTULO 5 ............................................................................................................................................................ 80

Figura 28 Modelo SLP (Muther, 1973) ...................................................................................................................... 81 Figura 29 Diagrama de relacionamento ................................................................................................................... 81 Figura 30 Diagrama de relacionamento e espao .................................................................................................... 83 Figura 31 Modelo simplificado de projeto de clulas ................................................................................................ 84 Figura 32 Janela principal do sistema ....................................................................................................................... 85 Figura 33 Principais interaes do sistema de apoio ao desenho de implantaes fabris. ....................................... 87 Figura 34 Modelo de Gonalves Filho (Gonalves Filho, 2005). ................................................................................ 88 Figura 35 Modelo de projeto da estao de trabalho ............................................................................................... 91 Figura 36 : Seven ways para cada processo .............................................................................................................. 93 Figura 37 Checklist de avaliao ............................................................................................................................... 95 Figura 38 Ferramenta Process at a glance ................................................................................................................ 96

CAPTULO 6 .......................................................................................................................................................... 100

Figura 39 Macro etapas do modelo proposto de projeto de layout ........................................................................ 101 Figura 40 a Algoritmo da primeira etapa do modelo de anlise e projeto de layout.............................................. 103 Figura 40b Algoritmo da segunda etapa do modelo .............................................................................................. 104 Figura 40 c Algoritmo da terceira etapa do modelo de anlise e projeto de layout ............................................... 105 Figura 41 Exemplo de Diagrama de Espaguete ...................................................................................................... 108 Figura 42 Exemplo didtico de um Mapa do Fluxo de Valor ................................................................................... 109 Figura 43 Mapa do fluxo de valor de uma indstria de reforma de peas automotivas com os loops de implantao ............................................................................................................................................................ 111 Figura 44 Exemplo de clulas separadas por supermercado e pulmo de peas ................................................. 114

CAPTULO 7 .......................................................................................................................................................... 120

Figura 45 fotos de alguns dos produtos .................................................................................................................. 120 Figura 46 layout da unidade fabril em Diadema ..................................................................................................... 126 Figura 47 Diagrama de espaguete do fluxo interno e da movimentao entre fbricas ......................................... 128 Figura 48 MFV macro da situao atual (inicial) ..................................................................................................... 130 Figura 49 Mapa do estado futuro (Diadema) .......................................................................................................... 133 Figura 50 Loops de implantaoidentificados no MFV futuro ................................................................................. 135 Figura 51 tempos de ciclos comparado com o tempo takt. ..................................................................................... 137 Figura 52 tempos de ciclos balanceados comparado com o tempo takt. ................................................................ 139 Figura 53 Espao necessrio para os produtos acabados ....................................................................................... 139 Figura 54 Layout do loop em anlise ....................................................................................................................... 140 Figura 55 layout detalhado da clula de fabricao da famlia A ........................................................................... 141 Figura 56 Mtodo de clculo do TPT ....................................................................................................................... 143 Figura 57 Dimenses do supermercado de peas .................................................................................................... 145 Figura 58 Layout do mdulo do loop ....................................................................................................................... 146 Figura 59 Layout apenas com os elementos restritivos ........................................................................................... 148 Figura 60 Alternativa de layout formulada ............................................................................................................. 149 Figura 61 Alternativa de layout formulada ............................................................................................................. 150 Figura 62 Alternativa de layout selecionada ........................................................................................................... 151 A figura 63 apresenta o diagrama de espaguete para a alternativa de layout projetada ....................................... 152 Figura 64 Alternativa de layout selecionada ........................................................................................................... 154 Figura 65 Descrio das atividades do evento kaizen ............................................................................................. 156 Figura 66 Fotos do evento kaizen ............................................................................................................................ 157 Figura 67 Medidas de desempenho para as clulas ................................................................................................ 158 Figura 68 Fotos antes e depois da mudana de layout ........................................................................................... 160

CAPTULO 8 .......................................................................................................................................................... 163

Figura 69 Exemplo de turbinas fabricadas na empresa........................................................................................... 163 Figura 70 layout anterior do cho-de-fbrica ......................................................................................................... 170 Figura 71 Diagrama de Espaguete da famlia de Diafragama ................................................................................ 172 Figura 72 Mapa do fluxo de valor da situao inicial para trubinas pequenas ....................................................... 174 Figura 73 Mapa do fluxo de valor da situao futura de turbinas pequenas .......................................................... 177 Figura 74 MFV futuro com os loops de implantao em destaque ......................................................................... 179 Figura 75 grfico comparativo entre os tempos de processo e o takt antes do balanceamento das operaes .... 182 Figura 76 grfico comparativo entre os tempos de processo e o takt.aps o balanceamento das operaes........ 183 Figura 77 tamanho do supermercado de mancais .................................................................................................. 184 Figura 78 tamanho do supermercado de buchas .................................................................................................... 184 Figura 79 tamanho do supermercado de anis ....................................................................................................... 185 Figura 80 Pontos de pulmo e supermercado ......................................................................................................... 185 Figura 81 Prateleira para armazenamento de peas .............................................................................................. 186 Figura 82 Layout inicial em detalhes do setor de mancais ...................................................................................... 187 Figura 83 Layout projetado para a famlia de mancais ........................................................................................... 188 Figura 84 Elementos restritivos identificados .......................................................................................................... 189 Figura 85 Mini-fbrica de usinagem ........................................................................................................................ 190 Figura 86 Distribuio dos building blocks .............................................................................................................. 192 Figura 87 Diagrama de Espaguete entre os building blocks .................................................................................... 194 Figura 88 Layout final projetado ............................................................................................................................. 198 Figura 89 Planejamento das aes kaizens a serem realizadas .............................................................................. 200 Figura 90 Fotos do evento kaizen de mancais ........................................................................................................ 201 Figura 91 Check-list de acompanhamento das mudanas realizadas ..................................................................... 202 Figura 92 Evoluo dos estoques de mancais ......................................................................................................... 204

APNDICE 1.......................................................................................................................................................... 224

Figura 95 Diagrama de Espaguete Situao Inicial Famlia A (Estudo de Caso 1) ................................................... 225 Figura 96 Diagrama de Espaguete Situao Inicial Famlia B (Estudo de Caso 1) ................................................... 226 Figura 97 Diagrama de Espaguete Situao Inicial Famlia C (Estudo de Caso 1) ................................................... 227 Figura 98 Diagrama de Espaguete no Layout Inicial Famlia Diafragma e Injetores (Estudo de Caso 2)................. 228 Figura 99 Diagrama de Espaguete no Layout Projetado Famlia Diafragma (IMPLANTADO) (Estudo de Caso 2)... 229 Figura 100 Diagrama de Espaguete no Layout Inicial Famlia Carcaas (Estudo de Caso 2) ................................... 230 Figura 101 Diagrama de Espaguete no Layout Projetado Famlia Carcaas (Estudo de Caso 2) ............................. 231 Figura 102 Diagrama de Espaguete no Layout Inicial Famlia Eixo Simples (Estudo de Caso 2) .............................. 232

Figura 103 Diagrama de Espaguete no Layout Projetado Famlia Eixo Simples (IMPLANTADO) (Estudo de Caso 2) ................................................................................................................................................................................ 233 Figura 105 Diagrama de Espaguete no Layout Projetado Famlia Eixo Integrado (Estudo de Caso 2) ................... 235 Figura 106 Diagrama de Espaguete no Layout Inicial Famlia Palhetas (Estudo de Caso 2) ................................... 236 Figura 107 Diagrama de Espaguete no Layout Projetado Famlia Palhetas(IMPLANTADO) (Estudo de Caso 2) .... 237

LISTA DE TABELAS

CAPTULO 3 ............................................................................................................................................................... 35 Tabela 1 Resultados da implantao de clulas de manufatura ............................................................................ 48 Tabela 2 Anlise comparativa entre tipos diferentes de layout para sete estudos de casos .................................... 59 Tabela 3 Anlise dos diferentes modelos de layouts sob a tica da Produo Enxuta ............................................. 71 CAPTULO 6 ............................................................................................................................................................... 99 Tabela 4 Exemplo de movimentaes em um layout .............................................................................................. 109 Tabela 5 Elementos restritivos ............................................................................................................................. 112 Tabela 6 Clculo do TPT ........................................................................................................................................... 114 CAPTULO 7 ............................................................................................................................................................. 119 Tabela 7 Relao dos produtos fabricados .............................................................................................................. 120 Tabela 8 Anlise ABC para os produtos fabricados ................................................................................................. 121 Tabela 9 Lista de componentes dos produtos da Famlia A .................................................................................... 123 Tabela 10 Distncias percorridas pelos materiais e pessoas ................................................................................... 130 Tabela 11 Clculo do TPT ......................................................................................................................................... 142 Tabela 12 Capacidade de mquina x tempo necessrio .......................................................................................... 143 Tabela 13 Movimentao de materiais e pessoas ................................................................................................... 152 Tabela 14 Equipe do kaizen ..................................................................................................................................... 156 CAPTULO 8 ............................................................................................................................................................. 162 Tabela 15 Demanda de turbinas pequenas ............................................................................................................. 164 Tabela 16 Demanda de turbinas mdias ................................................................................................................. 164 Tabela 17 Demanda de turbinas grandes ................................................................................................................ 165 Tabela 18 Movimentao de peas ......................................................................................................................... 174 Tabela 19 Comparativo entre o takt time e os tempos de operao ...................................................................... 180 Tabela 20 Comparativo entre as distncias percorridas pelas famlias no layout inicial e no layout proposto. ..... 194 Tabela 21 Medidas de desempenho ....................................................................................................................... 202 Captulo 9 ................................................................................................................................................................ 207 Tabela 22 resultados alcanados nas empresas ...................................................................................................... 209

Lista de Abreviaturas e Siglas

WIP: work in process

TPT: toda parte toda (every part every)

NRC: National Research Council

MFV: Mapa do Fluxo de Valor

SLP: Systematic Layout Planning

SUMRIO

CAPTULO 1 ................................................................................................................................................. 16

1. INTRODUO ................................................................................................................................................ 16 1.1 Caracterizao do tema de pesquisa ..................................................................................................... 16

1.2 Justificativa ............................................................................................................................................ 17

1.3 Oportunidade de Pesquisa ..................................................................................................................... 18

1.4 Objetivo .................................................................................................................................................. 19

1.5 Escopo da pesquisa ................................................................................................................................ 20

1.6 Metodologia ........................................................................................................................................... 20

1.7 Organizao da tese .............................................................................................................................. 22

CAPTULO 2 ................................................................................................................................................. 24

2. O SISTEMA TOYOTA DE PRODUO .............................................................................................................. 24 2.1 Definio de Sistema de Produo Enxuta ............................................................................................. 25

2.2 Os princpios da Produo Enxuta e os desperdcios de um sistema tradicional de produo. ............. 29

CAPTULO 3 ................................................................................................................................................. 36

3. LAYOUT ......................................................................................................................................................... 36 3.1 Um breve histrico sobre os modelos de planejamento do layout ........................................................ 37

3.2 A importncia do layout para as empresas ........................................................................................... 38

3.3 Porque planejar o layout? ...................................................................................................................... 41

3.4 Modelos tradicionais de layouts ............................................................................................................ 42

3.5 Os novos conceitos de layout ................................................................................................................. 54

3.6 Anlise dos modelos de layout sob a tica da Produo Enxuta ........................................................... 67

CAPTULO 4 ................................................................................................................................................. 74

4. O EVENTO KAIZEN .............................................................................................................................................. 74 4.1 Implantando o layout com a fbrica em funcionamento ....................................................................... 74

4.2 Kaizen e o Evento Kaizen ........................................................................................................................ 76

CAPTULO 5 ................................................................................................................................................. 80

5. MODELOS DE CONSTRUO DE LAYOUT. ................................................................................................................ 80 5.1 Modelos de projeto de layout ................................................................................................................ 80

5.2 Anlise dos modelos de projeto de layout ............................................................................................. 96

CAPTULO 6 ............................................................................................................................................... 100

6. O MODELO PROPOSTO DE PROJETO DE LAYOUT. ..................................................................................................... 100 6.1 Modelo de Anlise, Projeto e Implantao de Layout ......................................................................... 100

6.2. Primeira Etapa: Levantamento da Situao Atual .............................................................................. 105

6.3. Segunda etapa: Projeto da Situao Futura (Projeto do novo layout) ................................................ 110

6.4. Terceira etapa: Implantao e Acompanhamento ............................................................................. 118

CAPTULO 7 ............................................................................................................................................... 120

7. ESTUDO DE CASO: EMPRESA DE COMPONENTES SOLDADOS. .................................................................................... 120

A seguir, ser apresentado o primeiro estudo de caso, onde foi aplicado o modelo proposto de projeto de

layout. ........................................................................................................................................................ 120

7.1 Apresentao da empresa. ................................................................................................................... 120

7.2 Primeira Etapa Levantamento da Situao Atual ............................................................................. 121

7.3 Segunda Etapa Projeto da Situao Futura ....................................................................................... 132

7.4 Terceira Etapa Implantao e Acompanhamento ............................................................................. 155

7.5 Anlise Geral. ....................................................................................................................................... 160

CAPTULO 8 ............................................................................................................................................... 163

8. ESTUDO DE CASO: EMPRESA DE TURBINAS DE ENERGIA ........................................................................................... 163 Esse captulo refere-se ao segundo estudo de caso, onde foi aplicado o modelo propostos de projeto de

layout. ........................................................................................................................................................ 163

8.1 Apresentao da empresa .................................................................................................................... 163

8.2 Primeira Etapa Levantamento da Situao Atual ............................................................................. 164

CAPTULO 9 ............................................................................................................................................... 205

9. CONCLUSO .................................................................................................................................................... 205

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................ 215

APNDICE 1 ............................................................................................................................................... 224

Captulo 1: Introduo

15

Captulo 1: Introduo

16

CAPTULO 1

1. INTRODUO

O arranjo fsico das instalaes industriais tem grande impacto no desempenho da

empresa. Desde a localizao das unidades de negcio organizao do micro-espao do

posto de trabalho do operador, o projeto do layout deve ser conduzido de forma eficiente e

eficaz. Isso porque os efeitos de um arranjo fsico bom ou ruim iro ser percebidos pela

organizao nos resultados do seu negcio.

Tendo por base a importncia do arranjo fsico para as empresas, este trabalho aborda

a questo do layout buscando contribuir com a pesquisa nesta rea.

1.1 Caracterizao do tema de pesquisa

A revoluo que o sistema de produo desenvolvido na Toyota trouxe ao mundo

empresarial foi um marco na histria da fabricao moderna. Os conceitos de reduo de

estoques, produo just in time, paradas de linhas para eliminao de desperdcios, entre

inmeros outros, revolucionaram a forma de se pensar a produo. Os resultados das

pesquisas apresentados no livro A Mquina que Mudou o Mundo, mostrou pela primeira

vez ao mundo empresarial que um novo conceito de produo havia surgido e superava em

muitos aspectos os tradicionais princpios da produo em massa.

Esse sistema de produo desenvolvido na Toyota e posteriormente denominado de

Produo Enxuta pode ser definido como um novo paradigma de produo, como uma nova

forma de pensar a empresa como um todo. Esta nova Filosofia de produo engloba um

conjunto de tcnicas e conceitos, como Fluxo Contnuo, Sistema Kanban, Layout Celular,

Fornecimento Just in Time, etc. Dentro desse universo de ferramentas e conceitos Rother e

Harris (2002) destacam que o Fluxo Contnuo o objetivo principal da Produo Enxuta.

Corra e Corra (2004) destacam que com a implantao de um fluxo contnuo de

produo ocorre uma reduo de estoques e tambm uma diminuio do tamanho dos lotes de

fabricao e transferncia. Mas, para se conseguir implantar um fluxo contnuo necessrio,

Captulo 1: Introduo

17

entre outros aspectos, reorganizar os recursos disponveis na fbrica, ou seja, re-projetar o

layout.

A reorganizao dos recursos produtivos constitui-se numa das peas chaves na

concepo e implantao, com sucesso, da Produo Enxuta. Como ser apresentado em

detalhes mais adiante, dentre os tradicionais sete desperdcios identificados por Shingo no

Sistema Toyota de Produo, trs destes esto diretamente relacionados com a disposio

fsica dos equipamentos de produo: Transporte Excessivo, Movimentao Desnecessria e

Estoques.

Atualmente, muitas empresas ainda se utilizam de arranjos fsicos inadequados que

oneram seu processo produtivo. Isso tem incorrido em perdas considerveis em termos de

aumento no tamanho dos lotes de transferncia, movimentao excessiva dos funcionrios e

dos produtos/peas, aumento no lead time total de fabricao, etc. E existem tambm perdas

no-mensurveis como a dificuldade de gerenciamento do fluxo produtivo em um layout com

fluxos de processo aleatrios.

Com base neste cenrio busca-se neste trabalho desenvolver um modelo de projeto e

implantao de layout, com base nos conceitos e princpios da Produo Enxuta, o qual

auxilie as empresas a projetarem ou mesmo reestruturarem seus layouts existentes,

adequando-os da melhor forma possvel s suas caractersticas particulares.

1.2 Justificativa

"Tanto a Europa Ocidental desenvolvida, como os pases emergentes do Leste

Europeu esto encontrando enormes problemas para enfrentar as expectativas crescentes dos

clientes, e proporcionar qualidade em um mundo onde as velhas frmulas de produo em

massa no so mais aplicveis", (MASING, 2002).

Esse cenrio pode ser observado em empresas em todo o mundo. Os princpios de

competitividade, nos quais se fundamentava a produo em massa no mais existem. A

Filosofia de Produo Enxuta prope uma resposta de adaptao dos sistemas produtivos s

necessidades do mercado consumidor atual. Esta nova forma de produzir levou a Toyota a

patamares de excelncia ainda perseguidos por muitas empresas.

Em particular, o desenvolvimento dessa pesquisa justifica-se na importncia que o

layout assume perante o Sistema de Produo Enxuta. A anlise do layout, com base nos

Captulo 1: Introduo

18

conceitos de fluxo contnuo, fluxo unitrio de peas, estoques zero, gesto visual, entre outros

fatores a base para uma empresa ter um sistema de manufatura gil e flexvel.

A concepo e projeto do layout tm se mostrado como etapa chave na implantao do

Sistema de Produo Enxuta. Por exemplo, Miltenburg (2001) destaca que muitos autores

afirmam que entre as ferramentas utilizadas pela Produo Enxuta, o layout celular mostra-se

muito adequado para possibilitar a reduo de lead times, custos e melhoria da qualidade.

A importncia do layout transcende os aspectos meramente de movimentao de

material e tamanho dos lotes de produo. O arranjo fsico dos equipamentos impacta, entre

outros aspectos, no grau de dificuldade da programao e controle da produo.

Portanto, o estudo do layout envolvendo todos esses aspectos quantitativos e

qualitativos, muito importante como base de conhecimento a ser utilizado pelas empresas

que buscam atingir excelncia no seu processo de fabricao.

1.3 Oportunidade de Pesquisa

A abordagem de layout do Sistema de Produo Enxuta tem se concentrado

principalmente nas clulas de manufatura. Muito pouco tem sido abordado na literatura sobre

a possibilidade de se utilizar outras formas de disposio fsica dos equipamentos em um

contexto de Produo Enxuta.

Alm disso, muitos trabalhos buscam mostrar a importncia do layout em termos de

reduo de movimentao de peas. Poucos estudos tm buscado mostrar quais so os ganhos

qualitativos que o layout pode gerar como, gerenciamento visual, influncia no nvel de

complexidade da programao, reduo do lead time, melhoria da qualidade, entre outros.

Por ltimo, em ambientes de alta variedade de peas e produtos existe uma dificuldade

em se implantar o layout celular. Portanto, como se deve proceder em cenrios de produo

como esse? Qual o melhor modelo de layout a se utilizar?

Nesse contexto, com o propsito de iniciar um debate sobre esse aspecto, algumas

questes de pesquisa foram formuladas para esse trabalho:

1. Como projetar um layout em ambientes de alta variedade de peas e produtos,

considerando os princpios da produo enxuta?

Captulo 1: Introduo

19

2. Quais as principais dificuldades em se alterar um layout com a fbrica em

funcionamento?

3. Quais os benefcios, quantitativos e qualitativos, que a mudana de layout pode

trazer para uma empresa que est implantando o Sistema de Produo Enxuta?

4. Quais as caractersticas associadas aos tipos de layout que esto em conformidade

com os princpios da Produo Enxuta?

5. As clulas de manufatura so o nico layout que deve ser utilizado na implantao

do Sistema de Produo Enxuta ou outras formas de layout podem ser usadas?

6. Dentro da Filosofia de Produo Enxuta existem caractersticas de processo que

induzem a tipos especficos de layout?

1.4 Objetivo

1.4.1 Geral

Dentro do universo de conceitos e aspectos da Produo Enxuta, o foco desta pesquisa

trabalhar a questo do projeto do layout, em ambientes de alta variedade de peas/produtos,

em empresas que esto implantando ou j consolidaram a implantao desta Filosofia.

O objetivo desenvolver um modelo para projeto, planejamento e implantao de

layout, em ambientes de alta variedade de peas/produtos, com base nos conceitos da

Produo Enxuta.

1.4.2 Especfico

Os objetivos especficos so:

1. Desenvolver um modelo de projeto de layout em ambientes de alta variedade de

peas/produtos, que contemple os princpios de Produo Enxuta.

2. Levantar quais so os benefcios, quantitativos e qualitativos, que a mudana de

layout pode trazer para a empresa que adota o Sistema de Produo Enxuta.

3. Levantar se existem outras formas de layout, diferentes das clulas de produo,

que podem ser utilizadas na implantao do Sistema de Produo Enxuta.

Captulo 1: Introduo

20

4. Levantar quais as caractersticas dos mais diversos layouts que esto em

consonncia com os princpios da Produo Enxuta.

5. Levantar se as caractersticas de produtos, componentes ou processos induzem a

tipos especficos de layouts.

6. Identificar as principais dificuldades em se projetar o layout com a fbrica em

funcionamento.

1.5 Escopo da pesquisa

O escopo do trabalho o desenvolvimento de um modelo de projeto de layout

direcionado para empresas de manufatura discreta em ambientes de alta variedade de

produtos. Essa restrio do modelo deve-se inviabilidade de se abordar todos os aspectos

dos diferentes ambientes de produo.

1.6 Metodologia de pesquisa

Segundo Miguel (2007) esta pesquisa pode ser classificada como um estudo de caso.

O estudo de caso um estudo de natureza emprica que investiga um determinado fenmeno,

geralmente contemporneo, dentro de um contexto real de vida, quando as fronteiras entre o

fenmeno e o contexto em que ele se insere no so claramente definidas. Trata-se de uma

anlise aprofundada de um ou mais objetivos (casos), para que permita o seu amplo e

detalhado conhecimento (GIL, 1996, BERTO e NAKANO, 2000). A principal tendncia em

todos os tipos de estudos de casos (exploratrios, explanatrios ou descritivos), que estes

tentam esclarecer o motivo pelo qual uma deciso ou um conjunto de decises foram tomadas,

como foram implementadas e com quais resultados alcanados (YIN, 2001).

Esse trabalho se baseou na metodologia determinada por Miguel (2007) para um

estudo de caso, ver figura 1.

Captulo 1: Introduo

21

1. DEFINIR UMA ESTRUTURA

CONCEITUAL-TERICA

Mapear a literaturaDelinear as proposiesDelimitar as fronteiras e grau de evoluo

2. PLANEJAR OS CASOS

Selecionar as unidades de anlise e contatoEscolher os meios para coleta e anlise dos dadosDesenvolver o protocolo para coleta dos dadosDefinir meios de controle da pesquisa

3. CONDUZIR TESTE PILOTO

Testar procedimentos de aplicaoVerificar qualidade dos dadosFazer os ajustes necessrios

4. COLETAR OS DADOS

Contatar os casosRegistrar os dadosLimitar os efeitos do pesquisador

5. ANALISAR OS DADOS

Produzir uma narrativaReduzir os dadosConstruir painelIdentificar causalidade

6. GERAR RELATRIO

Desenhar implicaes tericasProver estrutura para

replicao.

Figura 1 Modelo de pesquisa

Fonte: Miguel (2007)

A seguir so detalhadas as etapas e atividades do modelo de pesquisa adotado.

Etapa 1 Definir uma estrutura conceitual terica

Nesta etapa, ser realizada uma reviso bibliogrfica identificando trabalhos de cunho

terico e prtico em relao ao tema. O objetivo formar uma base terica que fundamente o

trabalho e justifique a importncia do mesmo.

Etapa 2: Planejar os dados

Segundo Miguel (2005) uma das primeiras tarefas nesse planejamento a escolha das

unidades a serem analisadas. Deve-se planejar a quantidade de estudos de casos que

fundamentaro a pesquisa. Neste trabalho, sero realizados trs estudos aplicaes prticas do

modelo de projeto de layout proposto, sendo que dois estudos de casos sero completamente

descritos. Para um dos estudos de casos ser relatado apenas os resultados.

Quanto ao mtodo de coleta de dados, ser realizada uma pesquisa in loco. Ou seja, o

pesquisador ir realizar visitas ao cho-de-fbrica e aplicar o modelo de projeto de layout

proposto, procurando observar as limitaes, dificuldades e virtudes do mesmo.

Captulo 1: Introduo

22

Etapa 3: Conduzir teste piloto

Nesta pesquisa nos era realizado um teste piloto conforme definido por Miguel

(2005). O que ser feito uma primeira aplicao do modelo em uma das empresas definidas.

Aps anlise e correes do modelo este dever ser aplicado em outras duas empresas.

Etapa 4: Coletar dados

A coleta dos dados consistir da aplicao do modelo e no levantamento das

informaes. Na pesquisa em anlise, a coleta de dados ser encerrada somente com a

finalizao do arranjo fsico de cada um dos estudos de casos.

Etapa 5: Analisar os dados

A anlise dos dados ser realizada aps aplicao em cada estudo de caso. Conforme

mencionado, o modelo de projeto de arranjo fsico ser aplicado inicialmente em uma

empresa, e aps anlises e possveis correes do modelo, este ser aplicado e analisado em

mais dois estudos de casos.

Etapa 6: Gerar relatrio

A ltima etapa desta pesquisa ser a elaborao do texto de defesa da tese. Neste texto,

de uma forma geral, dever constar o levantamento bibliogrfico realizado, os estudos de

casos, os resultados alcanados, uma anlise crtica do modelo e uma proposta de futuras

pesquisas nesta rea.

1.7 Organizao da tese

Este documento possui a seguinte estrutura:

Captulo 1 - Introduo: neste captulo esto inclusos os objetivos do projeto e a

metodologia cientfica adotada.

Captulo 2 - Sistemas de Produo: este captulo contempla um breve histrico sobre a

evoluo dos sistemas de produo.

Captulo 3 - O Sistema Toyota de Produo: este captulo tem como contedo uma

viso geral do Sistema Toyota de Produo.

Captulo 4 - Layout: Neste captulo so apresentados os diversos conceitos de layout e

tambm uma anlise crtica desses em relao aos princpios da Produo Enxuta.

Captulo 1: Introduo

23

Captulo 5 - O evento kaizen:este captulo aborda a questo do reprojeto do layout

com a fbrica mantendo suas atividades rotineiras. Neste captulo introduzida uma

metodologia de mudana com a fbrica em funcionamento.

Captulo 6 - Modelos de construo do layout: esse captulo apresenta uma anlise de

alguns modelos de projeto de layout existente na literatura.

Captulo 7 - Modelo de projeto de layout: este captulo apresenta o modelo de projeto

de layout desenvolvido.

Captulo 8 - Primeiro estudo de caso -Empresa de componentes soldados: neste

captulo apresentada a primeira aplicao prtica do modelo em uma empresa de itens

soldados.

Captulo 9 - Segundo estudo de caso - Empresa de turbinas de energia: neste

captulo apresentado o segundo estudo de caso desenvolvido em uma empresa fabricante de

turbinas de energia voltadas principalmente indstria de acar e lcool.

Captulo 10 - Concluso: o captulo contempla uma anlise geral do modelo, com suas

contribuies e restries.

Captulo 2: O Sistema Toyota de Produo

24

CAPTULO 2

2. O SISTEMA TOYOTA DE PRODUO

A histria da Toyota tem incio com a fabricao de teares para a indstria txtil.

Somente tempos depois, devido a um desejo pessoal do seu fundador, esta direcionou seus

esforos para a fabricao de automveis.

Para Corra e Corra (2004) a perda da guerra pelo Japo em 15 de agosto de 1945

marcou um reincio para a Toyota. A partir desse momento, devido s caractersticas do

mercado interno japons, a empresa sentiu a necessidade de reestruturar seu modelo de

produo. Este foi o ponto de incio da Produo Enxuta.

Standard e Davis (1999) destacam que no final da Segunda Guerra Mundial a Toyota

era o maior fabricante de carros no Japo. Entretanto, comparando a produo da Toyota com

as empresas automobilsticas do Ocidente sua produo era muito baixa. At 1950 a Toyota

tinha produzido ao longo de toda sua existncia apenas 2700 veculos. Este volume de

produo era inferior ao que era produzido na planta da Ford em Rouge em um simples

perodo de produo.

Diferentemente do que ocorria nos Estados Unidos e na Europa existia, no Japo, uma

necessidade de produzir veculos diferentes, ao contrrio dos modelos padronizados

fabricados pelo sistema de produo em massa. As poucas fbricas de automveis no Japo

em 1950 necessitavam suprir uma demanda de transporte extremamente diversa como carros,

veculos (vans) de entregas, caminhes, ambulncias, limousines, caminhes de bombeiros,

etc. (STANDARD E DAVIS, 1999).

Com o fim da Guerra a Toyota sentiu a necessidade de se desenvolver ou seria

eliminada do mercado pelas indstrias do Ocidente em franca expanso. Um problema da

empresa destacado por Standard e Davis (1999) era que a produtividade da fbrica era nove


25

vezes menor do que a produtividade das empresas ocidentais. Segundo Corra e Corra

(2004) os japoneses no acreditavam que era possvel que um trabalhador ocidental fosse

nove vezes mais eficiente do que um trabalhador japons. Provavelmente, eles estavam

desperdiando alguma coisa. E uma coisa que no podia acontecer em um ambiente escasso

como era o do Japo do ps-guerra eram desperdcios. Com base nessa percepo iniciou-se

o desenvolvimento do Sistema de Produo da Toyota, fundamentado basicamente em um

nico princpio: Eliminar desperdcios.

Anos depois, os resultados alcanados pelo novo modelo de produo ganharam

destaque com a publicao do livro A mquina que mudou o mundo. Nesse trabalho,

Womack ET AL. (1990) fizeram uma anlise comparativa entre a Toyota e as demais

empresas automobilsticas. Os ndices de produtividade e os demais critrios levados em

considerao demonstravam uma superioridade da empresa em relao as mais tradicionais

indstrias automobilsticas. Foi a primeira vez que o mundo ocidental percebeu que os

esforos japoneses iniciados no ps-guerra tiveram um sucesso muito alm do esperado dando

incio a uma completa revoluo nos sistemas de produo. Este modelo de produo foi

denominado neste trabalho de Sistema de Produo Enxuta (Lean Production).

Embora o termo Produo Enxuta tenha ganhado destaque apenas aps a publicao

do livro de Womack e Jones, a primeira pessoa a utilizar o termo lean (enxuto) foi

KRAFCIK (1988) em seu artigo intitulado Triumph of the Lean Production System. O

autor, em seu trabalho, busca salientar dois pontos importantes. Primeiro, que nem toda

empresa japonesa possui um sistema produtivo enxuto semelhante ao da Toyota. E segundo,

os conceitos do sistema lean embora tenham sido desenvolvidos no contexto da Toyota

podem ser implantados com sucesso em qualquer empresa, independentemente do pas.

O Sistema Toyota de Produo pode ser decomposto em um conjunto de princpios e

ferramentas. A seguir, sero apresentadas algumas definies encontradas na literatura e

princpios desse sistema de produo.

2.1 Definio de Sistema de Produo Enxuta

O Sistema de Produo Enxuta pode ser definido basicamente como um sistema que

busca saciar a todas as expectativas dos clientes com base na eliminao de desperdcios.

Algumas definies de Produo Enxuta so apresentadas a seguir.


26

Segundo Nystuen (2002) Produo Enxuta refere-se a eliminar desperdcios ao longo

de toda a empresa do cho de fbrica at aos escritrios. produzir o que os consumidores

querem no momento que eles desejam. Deve-se focar o modelo japons de produo em

aprender como produzir mais utilizando menos recursos.

A Produo Enxuta pode ser definida tambm como um sistema de negcios para

organizar e gerenciar o desenvolvimento de produtos, operaes, fornecedores e relaes com

o cliente. A produo lean, em comparao produo em massa, requer menos esforo

humano, menos espao, menos capital e menos tempo para fabricar produtos com menos

defeitos de acordo com as especificaes precisas dos desejos dos clientes, (LEAN

INSTITUTE BRASIL, 2003).

Segundo Kasul e Motwani (1997) o Sistema Toyota de Produo fornece manufatura

a quantidade necessria dos itens necessrios no tempo necessrio. O objetivo gerar um

sequenciamento eficiente da produo que foca no estudo dos movimentos dos trabalhadores

e na eliminao de desperdcios.

Segundo Slack ET AL. (1999), uma definio abrangente para a Produo Enxuta

seria:

A Produo Enxuta uma abordagem disciplinada, que visa aprimorar a

produtividade global e eliminar os desperdcios. Ela possibilita a produo eficaz em termos

de custo, assim como o fornecimento apenas da quantidade necessria de componentes, na

qualidade correta, no momento e locais corretos, utilizando o mnimo de instalaes,

equipamentos, materiais e recursos humanos. A Produo Enxuta dependente do balano

entre a flexibilidade do fornecedor e a flexibilidade do usurio. Ela alcanada por meio da

aplicao de elementos que requerem um envolvimento total dos funcionrios e trabalho em

equipe. Uma filosofia chave da Produo Enxuta a simplificao.

Warnecke e Hser (1995) descrevem a Produo Enxuta como um sistema de medidas

e mtodos os quais quando tomados em conjunto, tm o potencial de tornar a empresa enxuta

e, portanto, competitiva.

Inmeras outras definies so apresentadas na literatura. Todas tm convergido para

um nico ponto: a eliminao de desperdcios. Como definio geral do Sistema Toyota a

seguir apresentada a viso de um dos seus idealizadores, Ohno (1988).


27

A base do Sistema Toyota de Produo a eliminao de desperdcios. O Sistema

est apoiado em dois pontos principais, o Just in time e a autonomao. O Just in time

significa que, em um processo produtivo, as peas corretas precisam chegar linha de

montagem no tempo necessrio e somente na quantidade necessria. A empresa que consegue

estabelecer esse padro de fluxo pode atingir um nvel zero de inventrio em processo. A

autonomao (automao com toque humano) envolve o maior poder que o funcionrio

possui para tomar decises, inclusive de parar a linha de produo em casos de problemas

detectados.

A figura 2 apresenta os principais pontos do sistema de Produo Enxuta.

Figura 2 Sistema de Produo Enxuta (Lean Institute, 2003)

Outro dos idealizadores da Produo Enxuta destaca os seguintes pontos com relao

a esse Sistema de produo, Shingo (1996):

O princpio da minimizao dos custos um conceito bsico subjacente ao

Sistema Toyota de Produo. A sobrevivncia da empresa depende, portanto, da

reduo dos custos. Isso requer a eliminao completa das perdas.

A melhor resposta demanda a produo contrapedido. Sob esse sistema, a

produo tradicional em grandes lotes deve ser abandonada. As exigncias da

produo contrapedido (alta diversidade, produo em baixas quantidades, entrega

rpida e manejo da flutuao da carga) somente podem ser satisfeitas pela contnua

e inflexvel eliminao da perda por superproduo.

Estabilidade

Heijunka Trabalho Padronizado Kaizen

Fluxo Contnuo

Tempo Takt

Sistema Puxado

Parar e notificar

anormalidades

Separar o

trabalho humano

do trabalho das

mquinas

JidokaJust in Time

Objetivo: Qualidade, baixo custo e Lead Time curto

Estabilidade

Heijunka Trabalho Padronizado Kaizen

Fluxo Contnuo

Tempo Takt

Sistema Puxado

Parar e notificar

anormalidades

Separar o

trabalho humano

do trabalho das

mquinas

JidokaJust in Time

Objetivo: Qualidade, baixo custo e Lead Time curto


28

O Sistema Toyota aceita o desafio da reduo do custo da mo-de-obra e

reconhece a vantagem de usar mquinas que sejam independentes dos

trabalhadores. A reduo do custo de mo-de-obra um comprometimento cada

vez mais presente no Sistema Toyota de Produo, simbolizada pela expresso

mnima fora de trabalho.

A Toyota transformou um sistema de produo passivo e conciliatrio,

investigando as origens da produo convencional e derrubando crenas

comumente aceitas para construir um novo sistema calcado em conceitos que

jamais haviam sido antes utilizados.

Feld (2001) atribui Produo Enxuta cinco elementos bsicos, os quais esto

relacionados criao de um fluxo contnuo de produo, capacitao das equipes de trabalho

e medio de desempenho das tarefas realizadas. Esses elementos so apresentados em

detalhe a seguir:

a. Fluxo da Manufatura (Manufacturing Flow): relaciona-se a toda uma anlise do

fluxo de manufatura no cho-de-fbrica. Envolve o mapeamento dos processos,

anlise da rotina (trabalho, processo, volume), clculo de takt time, balanceamento

da carga de trabalho, dimensionamento de kanban, layout celular, padronizao do

trabalho e fluxo unitrio de peas.

b. Organizao (Organization): est relacionado a aspectos de treinamento e

capacitao de pessoas para realizao das tarefas de forma eficaz. Envolve

aspectos como desenvolvimento de gerentes com viso de Produo Enxuta,

treinamento de operrios envolvendo: desenvolvimento da mentalidade enxuta,

controle de clulas, melhoria contnua, esclarecimento de regras e

responsabilidades, etc.

c. Controle do processo (Process Control): est relacionado a aspectos diretos de

monitoramento, controle, estabilizao e desenvolvimento de caminhos para

melhoria do processo. Utiliza as seguintes ferramentas: Manuteno Produtiva

Total, Poka yoke, SMED (Single Minute Exchange of Dies), Controle Visual, 5S,

entre outras.

d. Mtricas (Metrics): relaciona-se ao monitoramento do desempenho em relao s

metas alvo estipuladas. As mtricas podem ser: tempo de entrega no prazo


29

estipulado, lead time do processo, custo total, giro de estoque, utilizao do

espao, distncia percorrida por peas e produtos, produtividade, etc.

e. Logstica (Logistics): relacionado a aspectos de definio das regras de operao e

aos mecanismos de planejamento e controle do fluxo de material. Envolve o

balanceamento da carga de trabalho, anlise ABC para controle das peas e

produtos, alinhamento entre clientes e fornecedores, anlise do mix na manufatura,

etc.

2.2 Os princpios da Produo Enxuta e os desperdcios de um sistema tradicional de

produo.

Shingo (1996), Womack e Jones (1996) e Bullington (2003), definem cinco princpios

para a Produo Enxuta. Estes tm como objetivo aumentar a flexibilidade da empresa e

capacit-la para responder de forma rpida e eficiente s necessidades dos clientes. Os

princpios so apresentados a seguir:

1. Primeiro Princpio da Produo Enxuta: Especifique o valor.

o ponto de partida e deve ser definido segundo a perspectiva dos clientes finais.

Deve-se comear com uma tentativa consciente de definir precisamente o valor em termos de

produtos e servios especficos. A especificao do valor consiste, portanto da determinao

exata dos anseios e expectativas do cliente para um determinado produto ou servio.

2. Segundo Princpio da Produo Enxuta: Identifique a cadeia de valor.

Consiste em identificar o conjunto de todas as atividades para se levar um produto

especfico a passar pelas tarefas de desenvolvimento (da concepo ao lanamento), de

gerenciamento da informao (recebimento do pedido entrega), e de transformao fsica

propriamente dita (da matria prima ao produto acabado).

3. Terceiro Princpio da Produo Enxuta: Organize o fluxo de valor de forma a obter um

fluxo fluente.

necessrio fazer com que as etapas que criam valor fluam. Isso exige uma mudana

de mentalidade, o produto e suas necessidades devem ser o foco, e no as mquinas e

equipamentos. O objetivo reduzir as atividades que no agregam valor.

4. Quarto Princpio da Produo Enxuta: Estabelea uma Produo Puxada.


30

fazer o que os clientes (interno e externo) precisam no momento certo, permitindo

que o produto seja puxado quando necessrio. Isso minimiza os estoques comumente

encontrados em sistemas do tipo empurrado.

5. Quinto Princpio da Produo Enxuta: Busque a Perfeio.

Neste caso, fazer com que os princpios destacados anteriormente sejam seguidos em

um processo contnuo, ininterrupto, de melhoria. Isso se torna possvel porque, ao dar

condies para que o fluxo de valor flua sempre ocorrer uma exposio dos desperdcios

ocultos abrindo a possibilidade para se realizar novas melhorias.

O principal foco dos idealizadores do sistema Toyota de Produo no seu trabalho do

dia a dia era a eliminao de desperdcios. Considera-se como desperdcio toda atividade que

no agrega valor ao produto. Segundo Standard e Davis (1999) atividade que agrega valor

(AV) todo esforo que produz algo de valor aos olhos do cliente. Ex.: estampagem, pintura,

etc. Por outro lado, atividade que no agrega valor (NAV) so os esforos que no produzem

nenhum benefcio aos olhos dos clientes. Ex.: movimentao de peas, retrabalho, contagem,

estocagem, etc. Existe tambm um conjunto de atividades que embora no agreguem valor ao

produto so necessrias. Ex.: carregamento de uma mquina, processamento da ordem de

produo, etc.

Segundo Conner (2001) a maior parte das atividades realizadas na empresa no agrega

valor ao produto. Apenas 5% do tempo total que um produto est sendo processado so

constitudos por atividades que realmente agregam valor ao produto. 95% de todo tempo

dispensado dentro da fbrica esto relacionados a atividades que no geram nenhum valor ao

produto.

A figura 3 apresenta um comparativo entre as atividades que agregam e no agregam

valor para um produto com apenas duas operaes de transformao.


31

Figura 3 Tempo das atividades que agregam e no agregam valor ao produto

Pode-se destacar da figura 3 que quanto maior o nmero de operaes maior a

tendncia em aumentar a disparidade entre o tempo de agregao e o tempo de no agregao

de valor ao produto.

Com relao aos desperdcios de produo, segundo Womack ET AL. (1996) Shingo

identificou sete tipos de desperdcios que deveriam ser combatidos para que o Sistema Toyota

de Produo conseguisse atingir seus objetivos. Estes desperdcios so detalhados a seguir:

1. Primeiro Desperdcio: Superproduo

Segundo Shingo (1996) existem dois tipos de superproduo:

a. Quantitativa: fazer mais produtos do que o necessrio.

b. Antecipada: fazer o produto antes que ele seja necessrio.

A superproduo quantitativa gera um aumento no work in process, gera um aumento

na movimentao de peas, gera a necessidade de armazenamento, alm de em muitos casos

estar baseada em uma expectativa de demanda que pode no se concretizar.

A superproduo antecipada gera como desperdcios a utilizao de matria-prima em

produtos que no so necessrios no momento e gera falta de matria-prima em produtos que

esto sendo requisitados com urgncia, gera ocupao da mo-de-obra em produtos no

necessrios no momento, etc.

Segundo Hines ET AL. (2000) superproduo reconhecido como o mais srio

desperdcio que atrapalha a implantao de um fluxo suave de produtos e servios e inibe

tambm a qualidade e a produtividade. A superproduo tende a levar a um lead time e

estoques elevados. Entre outras coisas a superproduo corrobora para a camuflagem dos

1. Receber M.P.

2. Movimentar M.P. at estao de trabalho

3. Fazer setup da mquina

4. Carregar a mquina com a M.P.

5. Processar o produto

6. Retirar o produto da mquina

7. Movimentar at a prxima estao de trabalho

8. Fazer setup

9. Carregar a mquina



12. Movimentar o produto at rea de qualidade

13. Fazer inspeo da pea

14. Movimentar o produto at local de armazenagem

15. Expedir o produto para o cliente

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

OPERAO QUE NO

AGREGA VALOR

OPERAO QUE

AGREGA VALOR

Lead Time

1. Receber M.P.

2. Movimentar M.P. at estao de trabalho

3. Fazer setup da mquina

4. Carregar a mquina com a M.P.



7. Movimentar at a prxima estao de trabalho

8. Fazer setup

9. Carregar a mquina



12. Movimentar o produto at rea de qualidade

13. Fazer inspeo da pea

14. Movimentar o produto at local de armazenagem

15. Expedir o produto para o cliente

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

OPERAO QUE NO

AGREGA VALOR

OPERAO QUE

AGREGA VALOR

Lead Time


32

problemas de produo tornando mais rduo e complexo o processo de melhoria contnua. A

figura 4 mostra o acmulo de excesso de work in process devido superproduo.

Figura 4 Desperdcio de Superproduo

2. Segundo desperdcio: Espera

As esperas referem-se a longos perodos de ociosidade de pessoas, peas e

informaes, resultando em um fluxo pobre, bem como em lead times longos. Podem-se ter

dois tipos de esperas:

Esperas de processo: referem-se a lotes no processados aguardando pelo

processamento.

Esperas de lotes: sempre que um lote est sendo processado, com exceo da pea

em processamento, todas as outras peas do lote esto aguardando seja antes ou

depois do processo. Isso caracteriza uma espera de lote.

3. Terceiro desperdcio: Transporte Excessivo

O desperdcio de transporte excessivo faz aluso movimentao excessiva de

pessoas, informaes ou peas resultando em dispndio desnecessrio de capital, tempo e

energia. O transporte excessivo fruto direto da inadequao do layout fabril. A disposio de

mquinas e equipamentos impacta diretamente no nvel de movimentao interna na fbrica.

A figura 5 mostra uma representao esquemtica da movimentao de peas e produtos ao

longo de uma fbrica.

Como se pode observar, normalmente, no existe um fluxo lgico de fabricao que

minimize a movimentao das peas/produtos no cho-de-fbrica. Na maioria das empresas,

os equipamentos so agrupados por semelhana o que, em muitos casos, acaba por onerar a

distncia percorrida por operadores e produtos na fbrica.


33

Figura 5 Transporte excessivo ao longo da fbrica

4. Quarto desperdcio: Processo Inadequado

Consiste da utilizao de procedimentos, sistemas inadequados e, a um nvel mais

operacional, de um jogo errado de ferramentas. Alm disso, para Hines ET AL. (2000)

processo inadequado ocorre tambm quando solues complexas so usadas para

procedimentos simples, como a aquisio e utilizao de uma mquina muito complexa e no

flexvel ao invs de vrias mquinas simples. Este tipo de desperdcio encoraja a

superproduo devido, a muitas vezes, dificuldade em se realizar operaes de setup em

mquinas muito complexas.

5. Quinto desperdcio: Estoques

Segundo Corra e Corra (2004) os estoques, alm de ocultarem outros tipos de

desperdcios, significam desperdcios de investimento e espao. A sua reduo deve ser feita

atravs da eliminao das causas geradoras da necessidade de se manterem os estoques. Entre

algumas dessas causas geradoras pode-se citar a falta de uma adequada programao da

produo, setups elevados, flutuaes na demanda, etc. Particularmente, em relao ao layout,


34

quando equipamentos de produo esto muito distantes existe uma tendncia em se produzir

em lotes grandes, aumentando os estoques em processo, devido inviabilidade de se fazer um

transporte pea a pea.

Os estoques podem aparecer de trs formas bem distintas nas empresas: Matria-

prima, Estoque em Processo e Produto Acabado, ver figura 6.

Figura 6 Desperdcio de estoques

6. Sexto Desperdcio: Movimentao Desnecessria

Origina-se da desorganizao do ambiente de trabalho, resultando em baixa

performance dos aspectos ergonmicos. O desperdcio de movimentao desnecessria

reporta-se inadequao dos postos de trabalho, m localizao de ferramentas e dispositivos

utilizados pelo operador, que geram a necessidade de realizar movimentos, por parte do

operador, muito inadequados. Esse desperdcio tem impacto direto na produtividade do

operador.

7. Stimo Desperdcio: Produtos defeituosos

Segundo Corra e Corra (2004) problemas de qualidade geram os maiores

desperdcios do processo. Produzir produtos defeituosos significa desperdiar materiais,

disponibilidade de mo-de-obra, disponibilidade de equipamentos, movimentao de

materiais defeituosos, etc.

Alm dos sete tradicionais desperdcios alguns autores destacam um oitavo

desperdcio: desperdcio de pessoas. Este apresentado a seguir.

8. Oitavo desperdcio: Pessoas

Segundo Alukal (2003) a no utilizao do conhecimento e da experincia das pessoas

que trabalham em todos os departamentos da empresa um desperdcio. Pelo fato dessas

ESTOQUE DE

MATRIA-PRIMA

ESTOQUE DE

MATERIAL EM

PROCESSO

ESTOQUE DE

PRODUTO

ACABADO


35

pessoas conhecerem em detalhes os processos na empresa estas tem grandes contribuies a

fazerem. Mas poucas so as empresas que exploram esse potencial de seus funcionrios.

A Produo Enxuta lana mo de um conjunto de ferramentas para combater esses

desperdcios. Neste trabalho, ser apresentada a anlise de layout como forma de combater

alguns dos desperdcios apresentados

.

Captulo 3: Layout

36

CAPTULO 3

3. LAYOUT

A melhor movimentao de material no movimentar

(Sims, 2002)

Segundo Muther (1976) o arranjo das reas de trabalho nasceu com o comrcio e o

artesanato. Com o desenvolvimento dos sistemas produtivos, maior ateno passou a ser dada

utilizao do espao fsico nas organizaes.

Com o advento da Revoluo Industrial o projeto das instalaes fsicas passou a ser

regido pela energia e a movimentao da matria-prima. Lee (1998) destaca que as indstrias

txteis exigiam grandes quantidades de gua para gerar energia e sua organizao era

dominada por estranhos eixos e correias. As primeiras indstrias de ferro e ao localizavam-se

prximo a rios, ferrovias ou minas; seu projeto era determinado pelas necessidades de

transporte de carvo, minrio de ferro e calcrio.

A evoluo tecnolgica permitiu que a maioria das indstrias no tivesse mais a

necessidade de se localizar prximas aos locais de fonte de energia ou matria-prima. Alm

disso, segundo Lee (1998) com o advento da produo em massa o foco passou a ser a

otimizao do fluxo de produo. A micro diviso do trabalho tornou a habilidade menos

importante do que a movimentao eficiente do produto.

Mas, muito embora nos dias atuais os mecanismos de transportes sejam altamente

eficientes e as informaes fluam de forma rpida pelo cho-de-fbrica o planejamento do

layout ainda de fundamental importncia. A aproximao de equipamentos eliminando o

manuseio excessivo das peas pela fbrica e a possibilidade de formao de equipes

multifuncionais so alguns dos benefcios advindos de uma organizao fsica adequada.

Captulo 3: Layout

37

3.1 Um breve histrico sobre os modelos de planejamento do layout

O primeiro modelo de planejamento do layout foi proposto por Muther. Este props o

Sistema SLP (Systematic Layout Planning). O mtodo proposto focava, principalmente, a

busca pela otimizao do fluxo de materiais.

Chien (2004) destaca que muitas tecnologias como a Teoria da Lgica Fuzzy (Cheng e

Gen, 1996), Programas Dinmicos (Rosenblatt, 1986), Algoritmos Genticos, Simulao

Computacional (Azadivar e Wang, 2000), etc. foram desenvolvidas com objetivo de projetar

layouts eficientes. Mas o modelo desenvolvido por Muther ainda encontra grande aceitao

no meio empresarial e acadmico.

Canem ET AL. (1996) destaca em ordem cronolgica os principais softwares de

auxlio ao projeto de layout, ver figura 7.

Figura 7 Lista cronolgica dos softwares de projeto de layout

Fonte: Canem ET AL. (1996)

Muito embora os softwares computacionais sejam uma ferramenta de auxlio no

planejamento do layout esses ainda encontram pouca aplicabilidade prtica nas empresas,

devido a:

Captulo 3: Layout

38

- Necessidade de mo-de-obra especializada para manuse-lo.

- Tempo necessrio para aplic-lo o qual em muitos casos maior do que a

tolerncia das empresas.

- No fornece como resultado a soluo tima.

- Falta de conhecimento das empresas sobre a existncia de softwares de arranjo

fsico.

3.2 A importncia do layout para as empresas

Segundo Black (1998) mudanas significativas esto ocorrendo no projeto de

sistemas de manufatura, motivadas pelas seguintes tendncias:

O aumento do nmero e variedade de produtos continuar resultando numa queda

de quantidade (tamanho do lote) conforme a variedade aumente.

Solicitaes para menores tolerncias (mais exatido e preciso produzindo

melhor qualidade) continuaro a aumentar.

O aumento na variedade de materiais, materiais complexos, com propriedades

extremamente diversas causar posterior proliferao no nmero de processos de

fabricao.

O custo dos materiais, incluindo movimentao de materiais e energia, continuar

a ser parte principal do custo total do produto, e a mo-de-obra direta representar

apenas 5 a 10% do total e continuar a diminuir.

A confiabilidade do produto aumentar em resposta ao nmero excessivo de

aes de responsabilidade pelos produtos.

O tempo entre a concepo do projeto e o produto fabricado ser reduzido atravs

dos esforos de engenharia simultnea.

Mercados globais sero alimentados por produtos globais.

Estas tendncias requerem os seguintes tipos de respostas em termos de sistemas de

manufatura:

Melhorias contnuas nos sistemas de manufatura devido s constantes necessidades

de melhorias dos produtos.

Captulo 3: Layout

39

O sistema deve ser capaz de produzir produtos com qualidade superior com custo

(unitrio) reduzido e entrega no prazo em resposta s demandas dos clientes.

O sistema deve ser projetado para ser flexvel e compreensvel (mais simples e

mais focado), e tambm mais confivel.

Em resumo, os sistemas de manufatura devem tornar-se cada vez mais geis e

flexveis para poderem atender as crescentes expectativas do mercado.

Segundo Gonalves Filho (2005) um sistema de manufatura eficiente pode ser obtido

combinando-se quatro variveis: tecnologia de fabricao atualizada, um layout otimizado,

uma mo-de-obra treinada e motivada e um gerenciamento adequado. Essas quatro variveis

no so independentes uma da outra. Por exemplo, mais fcil alcanar integrao entre

equipes quando se opta por um layout celular do que quando se adota um layout funcional.

Em relao varivel layout esta uma das peas chaves no processo de projeto e

implantao do Sistema de Produo Enxuta. A disposio fsica dos equipamentos est

relacionada diretamente a trs dos oito desperdcios citados anteriormente:

Transporte Excessivo.

Movimentao desnecessria.

Estoques

As decises de arranjo fsico so muito importantes, pois podem refletir diretamente

no desempenho da empresa e na satisfao do cliente. Slack ET AL. (1999) destaca algumas

das razes prticas que tornam as decises sobre layouts importantes:

Arranjo fsico freqentemente uma atividade difcil e de longa durao devido s

dimenses fsicas de recursos de transformao movidos.

O re-arranjo fsico de uma operao existente pode interromper seu funcionamento

suave, levando insatisfao do cliente ou perdas na produo.

Se o arranjo fsico (examinado a posteriori) est errado, pode levar a padres de

fluxo excessivamente longos, estoque de materiais, filas de clientes formando-se

ao longo da operao, tempos de processamento desnecessariamente longos,

operaes inflexveis, fluxos imprevisveis e altos custos.

Segundo Corra e Corra (2004) um bom projeto de arranjo fsico pode visar tanto

eliminar atividades que no agregam valor como enfatizar atividades que agregam, como:

Captulo 3: Layout

40

Minimizar os custos de manuseio e movimentao interna de materiais.

Utilizar o espao fsico disponvel de forma eficiente.

Apoiar o uso eficiente da mo-de-obra, evitando que esta se movimente

desnecessariamente.

Facilitar a comunicao entre as pessoas envolvidas na operao, quando

adequado.

Reduzir tempos de ciclo dentro da operao, garantindo fluxos mais linearizados,

sempre possvel e coerente com a estratgia.

Facilitar a entrada, sada e movimentao dos fluxos de pessoas e de materiais.

Incorporar medidas de qualidade (por exemplo, respeitando distncias entre

setores que produzam produtos que possam ser contaminados um pelo outro) e

atender a exigncias legais de segurana no trabalho (por exemplo, mantendo

isolado setores que possam necessitar de proteo especial do trabalhador).

Facilitar manuteno dos recursos, garantindo fcil acesso.

Facilitar acesso visual s operaes, quando adequado.

Segundo Black (1998), neste mundo de competio internacional, o sucesso de uma

unidade fabril depende do projeto de seu sistema de manufatura. O sistema fabril deve

satisfazer as necessidades de seus usurios, os clientes internos da empresa.

Neste contexto, o projeto da disposio fsica dos equipamentos torna-se num fator

crtico no desempenho da organizao. Existem diversas tipos de layout. Cada um desses ser

abordado na prxima seo. Abaixo segue uma definio de layout segundo Gonalves Filho

(2005):

O arranjo fsico de uma unidade produtiva pode ser entendido como a disposio

fsica dos vrios elementos ou recursos produtivos utilizados para a produo de um bem ou

servio, tais como mquinas, equipamentos, instalaes e pessoal. O arranjo fsico define o

relacionamento fsico entre as diversas atividades e determina a maneira segundo a qual os

recursos transformados (materiais, informaes e clientes) fluem atravs da operao.

Captulo 3: Layout

41

3.3 Porque planejar o layout?

O projeto do layout uma importante etapa do planejamento do sistema produtivo.

Segundo Muther (1976) o tempo despendido no planejamento do arranjo fsico antes de sua

implantao evita que as perdas assumam grandes propores e possibilita que todas as

modificaes se integrem segundo um programa global e coerente, que permite o

estabelecimento de uma seqncia lgica para as mudanas, alm de facilit-las.

Canem ET AL. (1996) destaca que o planejamento do layout importante, pois esse,

normalmente, representa os maiores e mais caros recursos da organizao.

Djassemi (2006) afirma que a eficincia da manufatura depende de inmeros fatores,

entre eles o layout das mquinas e equipamentos. Segundo o autor, tpicos procedimentos de

projeto de layout buscam alocar os vrios equipamentos e departamentos de forma a

minimizar o lead time de produo, aumentar o giro do work-in-process e maximizar a sada

de produtos do processo produtivo.

Rawabdeh e Tahboub (2005) destacam que a eficincia do arranjo fsico um dos

mais importantes aspectos dos sistemas de manufatura contemporneos. Isto pode ser

justificado porque o planejamento do layout um processo crtico de longo prazo e requer um

alto investimento de capital. Alm disso, qualquer alterao no layout existente representa

gastos elevados, desde que os equipamentos no sejam flexveis e adaptados para a mudana.

Conseqentemente, o arranjo fsico torna-se em um importante aspecto industrial, afetando

direta ou indiretamente no custo do produto. Os autores tambm afirmam que o layout afeta a

produtividade e o desempenho da fbrica, a utilizao eficiente da mo-de-obra, o espao

utilizado e mesmo a motivao dos operadores.

Alm de impactar nas operaes do cho-de-fbrica o layout tambm impacta nas

atividades de escritrio. Haynes (2008), por exemplo, apresenta os impactos que o arranjo

fsico do escritrio tem sobre o desempenho das pessoas, e conseqentemente, sobre os

resultados da rea de trabalho.

A disposio fsica mais comum e utilizada nas empresas o layout funcional. Mas

estudos tm demonstrado que esse arranjo fsico trs consigo uma srie de limitaes ao fluxo

produtivo. Portanto, o planejamento do layout contemplando aspectos como o fluxo de

materiais, estoques em processo, gesto do processo, entre outros, tem impacto direto no

desempenho das indstrias.

Captulo 3: Layout

42

Um aspecto destacado por Muther (1976) o custo de implantao do arranjo fsico.

Segundo o autor os custos de implantao de um bom arranjo ou de um arranjo deficiente

podem ser praticamente idnticos. Mas, uma vez implantado um arranjo deficiente, os custos

relativos ao rearranjo, interrupo de produo e novos investimentos tornam quase

impossvel transform-lo num arranjo eficiente.

Os custos advindos de um fluxo deficiente devido ao mau planejamento do layout e os

custos de um re-projeto e implantao de um novo layout justificam a necessidade do

planejamento adequado da disposio fsica dos equipamentos, pessoas e materiais na fbrica.

Por ltimo, o grande nmero de trabalhos publicados em relao ao arranjo fsico,

desde o posto de trabalho localizao das plantas industriais, mostra a importncia desse

tema. Meller e Gau (1996), por exemplo, listam mais de 90 modelos e algoritmos de projeto

de layout.

Existem diversas formas de posicionar os recursos fsicos no cho-de-fbrica. Cada

forma trs consigo vantagens e limitaes. A seguir, sero apresentados inicialmente os

conceitos tradicionais de layouts. Posteriormente, sero apresentadas as novas formas de

arranjos fsicos.

3.4 Modelos tradicionais de layouts

Existem quatro tipos tradicionais de layouts: layout funcional ou por processo, layout

em linha ou por produto, layout posicional e o layout celular. Esses conceitos de layout so os

mais encontrados nas empresas.

3.4.1 Layout funcional (processo)

Tambm conhecido como layout por processo, o layout funcional foi a primeira lgica

de disposio fsica de mquinas a surgir. Mesmo com suas limitaes o layout funcional

ainda amplamente utilizado em empresas de todo o pas.

Segundo Black (1998) o layout funcional caracterizado por grandes variedades de

componentes e mquinas de uso genrico. As mquinas so agrupadas por funo (tornos,

fresas, etc.) e as peas so movimentadas pela fbrica para as vrias mquinas. A figura 8

apresenta um exemplo de layout funcional.

Captulo 3: Layout

43

Figura 8 Exemplo de layout funcional

Como mencionado, anteriormente, no layout funcional as mquinas so dispostas de

acordo com sua funo. Segundo Corra e Corra (2004) este tipo de arranjo fsico utilizado

quando os fluxos que passam pelos setores de produo so muito variados e ocorrem

intermitentemente.

Tompkins ET AL. (1996), Krajewski e Ritzman (1996) e Gonalves Filho (2005)

destacam as seguintes vantagens e desvantagens em relao a essa disposio fsica dos

equipamentos:

1. Vantagens:

1. Aumento da utilizao de mquinas.

2. Equipamentos de carter gerais podem ser utilizados.

3. Menos vulnervel a mudanas de produtos e demanda.

4. Menos vulnervel quebra de mquinas.

2. Desvantagens:

1. Aumento da movimentao de materiais.

2. Dificuldade em controlar a produo.

3. Aumento do work in process.

4. A taxa de produo tende a ser mais baixa

5. A diversidade de rota torna o fluxo de material confuso dificultando a

identificao de gargalos.

F1 Fluxo 1 F2 Fluxo 2

Captulo 3: Layout

44

Segundo Corra e Corra (2004) existe um trade-off em relao ao layout funcional,

pois este: privilegia a flexibilidade dos fluxos (permite, por exemplo, que independente da

preferncia ou necessidade do cliente de percorrer diferentes trajetos, mais longos ou mais

curtos todos possam ser acomodados), custa da eficincia, pois as di

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Alessandro Lucas Dasilva