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Engenharia industrial
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Prof. Marcelo Magalhes
INTRODUO AO ESTUDO DE LAY OUT
Prof. Marcelo Magalhes
-Definio: o arranjo dos diversos postos de trabalho nos espaos existentes na organizao, envolvendo os seguintes objetivos:
1. Distribuio otimizada dos mveis, mquinas, equipamentos e matrias-primas.
2. Adaptar o ambiente de trabalho as pessoas, segundo a natureza da atividade desempenhada.
Trata-se da menor unidade produtiva em um sistema de produo, englobando o ser
humano, o local fsico, mquinas, ferramentas, equipamentos, mobilirio, EPIs,
dentre outros.
Arranjo Fsico:
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Atividade feita para organizar os recursos fsicos da empresa, e de suas unidades de suporte, dentro de um ambiente de trabalho
Nos recursos esto includos equipamentos, pessoas, materiais, reas para circulao e de suporte (manuteno, superviso, qualidade, etc).
Arranjo fsico, portanto, a disposio fsica de todosos postos de trabalho teis ao processo e que necessitam de espao.
Arranjo Fsico:
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Encontrar a melhor maneira de organizar o ambiente de trabalho, visando: reduzir tempo de execuo das atividades; utilizar racionalmente o espao fsico; melhorar a utilizao dos recursos; evitar investimento desnecessrio; reduzir ao mnimo a movimentao de materiais,
produtos e pessoas; otimizar o fluxo produtivo; oferecer melhores condies de trabalho.
Arranjo Fsico Objetivos:
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Demora excessiva na realizao dos trabalhos;
Excesso de deslocamento ou transporte de materiais;
Fluxo de trabalho confuso e com retrocessos;
Insatisfao dos funcionrios por fadiga ou ambiente
de trabalho deficiente;
Necessidade de alterao em processos;
Necessidade de expanso.
Quando Estudar Arranjo Fsico:
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Assegurar um mnimo de flexibilidade para ajustes
futuros nos processos ou produtos
Dispor equipamentos e sees de forma a minimizar
retornos ou cruzamentos, mantendo fluxo retilneo;
Reduzir ao mximo as distncias percorridas;
Contribuir para a satisfao, conforto e sade das pessoas
que trabalham no local.
Princpios na definio doArranjo Fsico:
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linear (ou por produto)
funcional (ou por processo)
celular
fixo (ou posicional)
combinado
Tipos de Arranjo Fsico:
BAIXO ALTOVOLUME
ALTA
BAIXA
VARIEDADE
Arranjo fsico Prod. Imvel
Arranjo fsico funcional
Arranjo fsico celular
Arranjo fsico por produto
Fluxo intermitente
Fluxo torna-se contnuo
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A disposio fsica dos postos de trabalho feita visando a produo de um artigo especfico;Os postos de trabalho so alinhados em ordem de operao, compondo um fluxo rgido (nem sempre fcil de ser alterado);Os materiais que entram em fabricao tm a mesma seqncia de produo, com fluxo que depende pouco da ao das pessoas e muito dos equipamentos;A transferncia entre os postos feita pela ao dos prprios equipamentos.
Arranjo Linear:
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utilizado na fabricao em srie, de produtos padronizados, repetitivos, atendendo a uma demanda elevada e estvel.
Posto Posto Posto Posto1 2 3 4
Arranjo Linear:
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padronizao do produto, do processo e do tempo de produo fluxo produtivo sempre entre postos de trabalho sucessivos planejamento e controle mais fceis operaes repetitivas, com baixa flexibilidade elevada produo menor qualificao da mo-de-obra equipamentos especializados capacidade produtiva depende da capacidade dos
equipamentos e pouco da capacidade das pessoas estoque reduzido de material em processo maior investimento e menor custo unitrio
E mais ...
Caractersticas do Arranjo Linear:
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parada em um posto interrompe o trabalho doposto seguinte;
custo elevado se a capacidade for subutilizada.
Observe que alguns pontos apresentam vantagensquando o arranjo fsico linear usado; outros pontos apresentam desvantagens.
Caractersticas do Arranjo Linear:
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Kaiser Coca-Cola Jandaia Restaurante self-service (servio)
Exemplo de empresas com Arranjo Linear:
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Usado quando a funo dos recursos de transformao o fator determinante na sua localizao fsica.Neste caso, os postos com mesma funo so agrupados, ocupando uma rea comum (normalmente formando um setor produtivo).
Arranjo Fsico Funcional:
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A produo no obedece necessariamente a mesma seqncia Usado em empresas que produzem grande variedade de produtos, com pequena quantidade para cada um
Setor A Setor B Setor C Seto r 1 Seto r 2 SeTO R 3
Caractersticas do Arranjo Funcional:
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menor investimento (em relao ao linear) interrupo de um posto no pra o seguinte quantidade elevada de produtos em processo movimentao elevada de material e produtos Uso de equipamentos com caractersticas gerais e mo de obra mais qualificada
E mais ...
Caractersticas do Arranjo Funcional:
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tempo de fabricao no padronizado planejamento e controle mais difceis de serem realizados velocidade de trabalho muito influenciada pela capacidade das pessoas nvel de setup elevado produo baixa
Tambm aqui alguns pontos apresentam vantagensquando o arranjo funcional usado; outros pontos apresentam desvantagens
Caractersticas do Arranjo Funcional:
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Oficina automotiva Indstria de confeces Hospitais Supermercados Magazines
Exemplo de empresas com Arranjo Funcional:
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A R R A N J O F U N C I O N A LA B C
C O R T A R C O S T U R A R B O R D A RA1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
A4 A5 A6 B4 B5 B6 C4 C5 C5
LAVAGEM ACABAMENTO EMBALAGEMD1 D2 D3 E1 E2 E3 F1 F2 F3
D4 D5 D6 E4 E5 E6 F4 F5 F6
D E F
A R R A N J O C E L U L A R
A1 B1 C2 D3 E4 F2
Arranjo Fsico Celular:
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Apresenta uma situao intermediria entre os arranjos linear e funcional, buscando a minimizao de suas deficincias.
- Cada clula voltada a um produto, e ser alterada caso haja necessidade de modificao no produto;- Produtos circulam entre os postos, como no linear;- Possibilita maior diversidade de produtos, como no funcional;- Responsabilidade pelo resultado da equipe, e no de um funcionrio apenas.
Arranjo Fsico Celular:
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Usando o Arranjo Celular tem-se:
capacidade produtiva intermediria entre aconseguida pelo arranjo linear e pelofuncional (mdia produo);
melhor integrao das pessoas;E mais ...
Arranjo Fsico Celular:
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menor estoque em processo que o funcional
menor manuseio de material (quando comparadotambm ao funcional)
menor tempo perdido com set up
maior velocidade e eficincia que o obtido no layout funcional
Arranjo Fsico Celular:
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fbrica de confeces
pizzaria
confeitaria
Exemplo de empresas com Arranjo Celular:
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Caracteriza-se por fixar o produto e movimentar materiais, pessoas e ferramentas. Est associada a uma produo muito baixa.
InsumosMatria -prima
pessoas
Mquinas EspecificaesProduto
Arranjo Fsico Fixo ou Posicional:
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flexibilidade muito alta
alta variedade de tarefas para a equipe
altos custos unitrios
planejamento complexo
muito movimento da equipe e de materiais.
Arranjo Fsico Fixo ou Posicional:
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indstria naval
indstria de aviao
construo civil
servio de restaurante (cliente sentado mesa)
Exemplo de empresas com Arranjo Fixo:
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Linha de Produo balanceada
Pode ser vista sob duas ticas:
1. Linha balanceada pela capacidade produtiva(os postos que compem a linha tm a mesma capacidade produtiva ou o mesmo tempo unitrio para executar uma unidade do produto)
2. Linha balanceada pela demanda (Viso JIT)(os postos precisam ter capacidade para atender a demanda ouconsumo/venda dos produtos).
Linha Balanceada e Gargalo:
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A linha produtiva balanceada pela Capacidade:
procura dividir igualmente o trabalho entre os postos ou estaes (etapas do processo)
busca minimizar a quantidade necessria de postos de trabalho (equipamentos e mo-de-obra)
preocupa-se em ocupar totalmente as pessoas/recursose mant-los sem ociosidade
Linha Balanceada e Gargalo:
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Linha balanceada pela capacidade
50 50 50 50 unid / hora
50 50 50 Fluxo
50 unid/h
1 32 4
Linha Balanceada:
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1 32 4
Linha desbalanceada (pela capacidade)
50 50 25 50 unid / hora
50 50 25 Fluxo
25 unid/hGargalo
Linha Desbalanceada:
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Gargalo um estrangulamento no fluxo produtivo
O posto de trabalho que faz os demais postos dalinha operarem numa velocidade abaixo da sua realcapacidade chamado de posto gargalo
Se o posto gargalo tiver sua capacidade produtivaaumentada, a linha tambm aumenta a sua produo
O aumento da capacidade produtiva de um postono gargalo no implica necessariamente emacrscimo de produo da linha.
Gargalo:
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Qualquer tempo perdido no recurso gargalo tempo perdido em todo sistema
Qualquer tempo ganho em um recurso no gargalo uma miragem
Quem define o ritmo do trabalho do sistema o recurso gargalo
Portanto, a gesto do sistema deve concentrar sua ateno no recurso gargalo e todos os recursos do sistema devem ser programados em funo do recurso gargalo
Gargalo - Consideraes:
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Objetivo: Maximizao dos ganhos da empresa Meio: Adequada administrao dos recursos
limitantes (gargalos)- Resultado da empresa funo de seu recurso com menor capacidade
Metodologia para otimizao do sistema- Identificar principal gargalo- Eliminar todas as ineficincias ligadas ao gargalo- Priorizar o gargalo, fazendo o sistema funcionar de acordo com a sua convenincia- Aumentar capacidade do recurso gargalo- Reavaliar periodicamente o sistema
Teoria das Restries
Prof. Marcelo Magalhes
O balanceamento de uma linha de produo pela capacidade feito quando todos os postos de trabalho so deixados com produo equivalente.
Linha balanceada pela capacidade aquela cujos postos de trabalho, sozinhos ou em grupo, apresentam capacidades produtivas semelhantes, com a minimizao do nmero de postos, pessoas e sua ociosidade.
Balanceamento:
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Objetivo: arranjar operaes de modo que o tempo total necessrio em cada estao seja aproximadamente o mesmo, respeitando as restries de precedncia.
Balanceamento Perfeito ocorre quando os tempos de todas as estaes de trabalho so iguais.
Quando o balanceamento no perfeito, a estao mais lenta determina a taxa de produo da linha.
Balanceamento:
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Exemplo: seja a linha a seguir, formada por trs postos de trabalho que operam de forma dependente (um posto dependendo do outro). Os nmeros apontam o tempo que um produto passa em cada posto.
1 2 310 20 30 min/unid
Balanceamento:
Indicadores Importantes:
Tempo de ciclo = obtida Produo
disponvel trabalhode tempo=TC
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Balanceamento:
Indicadores Importantes:Nmero de pessoas (terico) = NPT
Eficincia = Ef (mo de obra Indice de Ocupao)
Tcpostos dos tempodo Soma=NPT
Tc x NPRpostos dos tempodo Soma
NPRNPT ==Ef
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A linha diz que um produto para ficar pronto precisa passar 10 minutos no posto 1, mais 20 minutos no posto 2 e mais 30 minutos no posto 3.
Se uma s pessoa trabalhar nos trs postos, ou seja, opera o primeiro, pra, vai para o segundo, pra e vai para o terceiro, um produto ser concludo em 60 minutos.
1 2 310 20 30 min/unid
Balanceamento:
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Para esta suposio:TC = 60 minNPT = (10+20+30)/60 = 1Ef = NPT/NPR = 1/1 = 100%
1 2 310 20 30 min/unid
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
Considerando que 2 pessoas trabalham na linha, pode-se colocar uma nos postos 1 e 2 e outra no posto 3.Q = 2 unid/h TC = 60/2 = 30 minutosNPT = 60/30 = 2 pessoasEficincia = 2/2 = 100%
1 2 310 20 30 min/unid
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Se os trs postos estiverem sendo operados simultaneamente (uma pessoa em cada posto), o posto de menor capacidade (ou aquele que gastar mais tempo fazendo o produto) ser o gargalo do sistema e limitara produo da linha. Nesta situao a produo ser de um produto a cada 30 minutos (que o limite do posto 3) ou de 2 produtos por hora.
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Desta forma, os indicadores seriam:TC = 30 minNPT = 60/30 = 2 pessoasEf = 2/3 = 66,67%
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Se mais um posto for adicionado, qual deles deveria ser: 1, 2 ou 3 ?
1 2 3
Dever ser adicionado o posto de menor capacidade ou o de nmero 3. Neste caso o tempo equivalente dos dois postos 3 ser de 15 minutos. O limite passa a ser ento o posto 2, com 20 minutos por unidade ou 3 unid/hora.
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Desta forma, os indicadores seriam:TC = 20 minNPT = 60/20 = 3 pessoasEf = 3/4 = 75,00%
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
30 min
1 23
A linha ficar balanceada (pela capacidade) quanto todos os postos gastarem 10 minutos em cada produto (utilizando toda a capacidade do posto 1).
Neste caso, precisa trabalhar com 2 postos nmero 2 e trs postos nmero 3. A produo ser ento de 6 unid/hora, utilizando 6 postos de trabalho. Cada produto ficar pronto em 10 minutos.
3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Desta forma, os indicadores seriam:TC = 10 minNPT = 60/10 = 6 pessoasEf = 6/6 = 100,00%
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Se a produo desejada fosse menor do que 6 e maior do que 3 unidades/hora (por exemplo, demanda de 4 unidades/hora), a soluo poderia ser a instalao de mais um posto nmero 2, alm de um posto 3. Neste caso a produo estaria limitada pelo posto 3, com 15 minutos /unidade, equivalendo a 4 unidades/ hora ou 32 unidades por dia com jornada de 8 horas.
Neste caso estaramos balanceando pela demanda.
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min
Desta forma, os indicadores seriam:TC = 15 minNPT = 60/15 = 4 pessoasEf = 4/5 = 80,00%
1 2 3
Balanceamento:
Prof. Marcelo Magalhes
10 20 30 min1 2 3
Condio de Nmero de Situao pela Tempo de exe- Capacidade Produo p/diatrabalho postos capacidade cuo (min/unid) (unid/hora) de 8 horas
desbalanceadoUm posto por vez 3 ( 1 - 2 - 3 ) 60 1 8
Todos os postos desbalanceadotrabalhando 3 ( 1 - 2 - 3 ) 30 2 16
simultaneamenteTodos os postos desbalanceado
trabalhando 4 ( 1 - 2 - 3 - 3) 20 3 24simultaneamenteTodos os postos desbalanceado
trabalhando 5 ( 1 - 2 -2 - 3 - 3) 15 4 32simultaneamenteTodos os postos balanceado
trabalhando 6 ( 1-2 -2- 3- 3 -3) 10 6 48simultaneamente
Balanceamento - Concluso:
Prof. Marcelo Magalhes
20 30 min
30 min10
20
30 min
Capacidade equivalente (aps balanceada):
6 6 6 unid / hora
12
3
1
3
3
1 2 3
Balanceamento - Concluso:
Prof. Marcelo Magalhes
1) Com o uso de 3 pessoas, um produto fabricado passando por 4 postos de trabalho, cada um com tempos unitrios de operao de 10, 15, 30 e 32 minrespectivamente. Calcule:
a) Tempo de ciclob) Produo mxima horriac) Produo obtida em 25 dias, com jornada de
8hs/diad) Eficincia do sistema.
Exerccios:
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2) Uma empresa deseja fabricar 480 un. de um produto por ms, que passa por 3 postos de trabalho, cada um com tempos unitrios de operao de 10, 15 e 20 minrespectivamente. Sabendo que a empresa trabalha 25 dias por ms, com jornada de 8hs/dia, calcule:
a) Tempo de ciclob) Nmero terico e real de pessoas, e sua distribuio no fluxoc) Eficincia do sistemad) Refazer b e c, considerando que o 1 posto execute sua
atividade em 12 minutose) Caso queira trabalhar com apenas 2 pessoas, qual a jornada
diria necessria?
Exerccios:
Prof. Marcelo Magalhes
3) Uma carteira escolar fabricada com peas envernizadas e peas revestidas com frmica. Aps cortadas (posto 1), as peas a serem envernizadas vo para os postos 2 e 3, enquanto as que sero revestidas vo para os postos 4 e 5. Ao final a montagem ocorre no posto 6. Os tempos em minutos de operao em cada posto so: 4,0; 1,5; 2,0; 2,3; 2,2; 5,0. Se a empresa deseja fabricar 90 carteiras por dia, trabalhando 8 hs/dia, calcule:
a) Tempo de ciclob) Nmero terico e real de pessoas, e sua distribuio no fluxoc) Eficincia do sistema
Exerccios:
Prof. Marcelo Magalhes
4) Uma linha produtiva opera segundo o diagrama a seguir. Qual a produo mxima diria possvel de ser obtida a fim de obter balanceamento da linha, com o uso da menor quantidade possvel de pessoas?
5) Uma linha produtiva opera de acordo com o diagrama abaixo. A empresa s dispe de 3 pessoas para oper-la. Como poder alocar as pessoas nos postos de trabalho de forma a maximizar a produo? Nestas condies, de quanto seria a produo possvel de ser programada em um ms com 25 dias teis, se a jornada de 8,8 hs/dia? Qual a eficincia do sistema?
1 2 315 30 45 minutos/unidade
1 2 410 15 20 minutos/unidade
322
Exerccios:
Prof. Marcelo Magalhes
6) Uma empresa deseja fabricar 600 produtos no fluxo de trabalho a seguir. Considerando operao em 20 dias, com 8hs de trabalho cada, identifique: a) Tempo de ciclo; b) Nmero terico e real de pessoas; c) Eficincia do sistema.
7) Com base no fluxo a seguir, responda as mesmas perguntas da questo anterior, considerando que a empresa deseja fabricar 100 un em 8hs.
1 2 312 15 25 minutos/unidade
P.1 4,0
P.4 2,3
P.2 1,5
P.5 2,5
P.3 2,0
Tempos em minutos
Exerccios:
Prof. Marcelo Magalhes
8) Em um processo de montagem manual envolvendo 6 operaes distintas, deseja-se produzir 250 un/dia, em 8hs de trabalho. Os tempos unitrios para cada operao so:
a) Teoricamente, quantos operadores so necessrios considerando uma eficincia de 80%.
b) Quantos operadores sero utilizados em cada operao citada?
Exerccios:
Prof. Marcelo Magalhes
9) A empresa X deseja fabricar os produtos A, B e C usando a mesma linha de produo, de acordo com o fluxo do exerccio anterior. A produo horria desejada 30 un (A), 20 un (B) e 10 un (C). Considere os tempos indicados na tabela abaixo (EM MINUTOS) e calcule:
a) Tempo de ciclob) Nmero terico e real de pessoas, e sua distribuio no fluxoc) Eficincia do sistema
Exerccio Linha com vrios produtos:
2,21,51,8P.3
1,42,2P.4
1,52,11,61,8C1,22,02,5B
2,51,51,6AP.6P.5P.2P.1Prod.
Prof. Marcelo Magalhes
uma representao grfica que Indica a seqncia lgica e as relaes de dependncia entre os diversos postos de trabalho a fim de que um processo possa ser executado conforme previsto.
Diagrama de Precedncia:
Prof. Marcelo Magalhes
ExerccioA demanda da produo de um motor de 120000 unid/ano. Sendo 50 semanas/ano e 40h/semana. Pede-se: (a) Construir diagrama de precedncia; (b) Carga total de trabalho; (c) Tempo de ciclo em uma linha balanceada pela demanda; (d) balanceamento da linha; (e) Eficincia obtida.
Tarefa Descrio Tej (min) Precedncia
1 Fixao de pea em gabarito 0,2 -
2 Montagem da chave de potncia 0,4 -
3 Montagem elementos fixao 0,7 1
4 Montar cabo de potncia no motor 0,1 1, 2
5 Montar cabo de potncia chave 0,3 2
6 Montagem de mecanismo fixao 0,11 3
7 Montagem de lmina fixao 0,32 3
8 Montagem de motor fixao 0,6 3, 4
9 Alinhamento de lmina e montagem no motor 0,27 6, 7, 8
10 Montagem chave de potncia ao motor 0,38 5, 8
11 Colocao de tampa, inspeo e teste 0,5 9, 10
12 Colocao em pallet para expedio 0,12 11
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Resultado Final
Prof. Marcelo Magalhes
Exerccio
Considere a seguinte lista de tarefas manuais de montagem com suas relaes de precedncia.
a) Faa um diagrama de precedncia das tarefasb) Equlibre a linha de montagem para uma produo de 10un/h