Aula 2.1 - Projeto de Fábrica e Layout

Planejamento Tático do Layout
(Projeto do Arranjo Físico Fabril)
Introdução e Planejamento
Professor: Daniel Moura
Disciplina: Projeto de Fábrica e Layout
Curso: Graduaç ão em Engenharia de
Produç ão

Enfoque territorial
Decide a localização da
nova planta e a estratégia
de edificação
Enfoque local
Determina a distribuição
de setores, máquinas e
equipamentos,
otimização dos postos
de trabalho, etc.
Enfoque no dia-a-dia da
operação
Atua no monitoramento e
aperfeiçoamento dos
postos de trabalho.
Níveis de Planejamento

O planejamento tático pode ser feito em duas fases
• Em grandes organizações, realizar o planejamento tático
fabril em uma única fase é muito complexo
• Divide-se em:
– Planejamento de Macro-layout inter-departamental
– Planejamento de Micro-layout intra-departamental

Focos
Inter-departamental
Intra-departamental

Exemplo – Layout em nível tático
8

Motivação
Prover infra-estrutura
Educar / Treinar
Definir
Ações
Implantar
Entender
motivação
Projetos de Transformação
Analisar situação
Problemas
Oportunidades
Execução
e liberação
Projeto
Detalhado
Projeto
Conceitual
Projeto
Informacional
Planejamento
do
Projeto
MODELODETRANSFORMAÇÃOENFOQUEDA
PROPSOTA
Modelo de intervenção

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

Processos Produtivos
(volume e variedade)
ALTO
BAIXO
MÉDIO
ALTOBAIXO MÉDIO
Variedad
Volume
Fluxos flexíveis
projetos
job
Fluxos
intermediários
batelada
linha
Fluxos em linha
Proc.
Contínuo
s

Tipos de Layout
Arranjo
físico
posicional
Arranjo
físico por
produto/
linha/
flow
Arranjo físico
Celular
ALTO
BAIXO
MÉDIO Arranjo físico
Modular
Arranjo
físico
fractal
Arranjo
físico por
processo/
funcional
ALTOBAIXO MÉDIO
Variedad
Volume

Comparativo: Layout e Processo
Arranjo
físico
posicional
Arranjo
físico por
produto/
linha/
flow
Arranjo físico
Celular
Arranjo físico
Modular
Arranjo
físico
fractal
Arranjo
físico por
processo/
funcional
ALTOBAIXO MÉDIO
Variedade
Volume
Fluxos flexíveis
projetos
job
Fluxos
intermediários
batelada
linha
Fluxos em linha
Proc.
Contínuos
OBS:
Figura apenas ilustrativa

Relacionamento entre processos e layout
Serviços de massa
Layout por produto
Processo contínuo
Layout celular
Processo em massa
Loja de serviços
Layout por processo
Processo tipo batch
(batelada)
Processo tipo jobbing
Serviços profissionais
Layout posicional
Processo por projeto
Tipo de serviçoTipo de layoutTipo de processo

Tipos de Sistemas de Manufatura x Tipos de Indústrias por Produto
Aeroespacial
Construção de navios
Equipamentos pesados
Máquinas-ferramentas
Medicamentos
Motocicletas
Químicos especiais
Eletroeletrônicos
Automóveis
Pneus e borrachas
Produtos de aço
Químicos (maioria)
Papel
Contêineres
Cervejas
Petróleo
Aço
Produtos Florestais
COMMODITIESENCOMENDA
INDÚSTRIAS
Layout de
posição fixa
Layout
funcional
Layout
em linha
Layout
em linha
dedicado
Layout de
processo
contínuo
SISTEMASDEMANUFATURA

Tipos de Layout (por volume e variedade)
Arranjo
físico
posicional
Arranjo
físico por
produto/
linha/
flow
Arranjo físico
Celular
ALTO
BAIXO
MÉDIO Arranjo físico
Modular
Arranjo
físico
fractal
Arranjo
físico por
processo/
funcional
ALTOBAIXO MÉDIO
Variedade de peças
TamanhodoLote

Layout Fixo ou Posicional
• Recursos organizam-se:
– em torno do objeto a ser fabricado
– ou, em serviços,
– em torno da pessoa que está sendo
atendida.
• Objetivo no planejamento:
– Otimizar a localização de centros de
recursos ao redor do produto
• Principais parâmetros:
– Centros de recursos
– Pontos de localização
– Requisitos de localização de recursos
• Vinculado ao processo produtivo
do tipo "projeto"
A
B
E
D
C

O layout fixo adequa-se a produtos em lotes unitários
e de grande tamanho ou baixa mobilidade
volume
variedade
• Construção Civil
• Navios, Aviões
• Turbinas, Geradores
Fixo
Layout Fixo: Volume x Variedade

Layout Fixo: Vantagens e limitações
• Vantagens:
– Pequena movimentação de materiais
– Permite enriquecimento de tarefas
– Favorece trabalho em times
– Alta flexibilidade de processo e produto (partes)
– Centros de trabalho quase autônomos: rapidez
• Limitações:
– Grande movimentação de pessoas e equipamentos
– Grande necessidade de supervisão
– Posicionamento de equipamento e pessoas pode ser inseguro, não
ergonômico ou pouco prático
– Baixa utilização do equipamento

Layout Por Produto, em Linha, ou flow shop
A B C D E
B C E D F
• As linhaslinhas são
estabelecidas em
função do fluxofluxo do
produtoproduto
• cada produto tem
uma linha dedicada
a ele
• inflexível
• O roteiro do produto
define a alocação das
máquinas na linha
• adequado aos tipos de
processos em linha e
contínuos

• Vantagens:
– Taxas mais altas de processamento;
– Menor $ em estoques;
– Menor tempo perdido em setups e transporte de materiais.
• Desvantagens:
– Necessidades de reprojetos freqüentes para produtos com vida curta
ou incerta;
– Menor flexibilidade;
– Má utilização dos recursos quando os volumes são pequenos.

• O problema central em arranjos flow-shop é obter o equilíbrio
na utilização de trabalhadores e equipamentos em todas as
operações.
• Ou seja, deve-se agrupar operações em conjuntos que
tomem aproximadamte o mesmo tempo.
• Linhas de produção podem ter ritmo ditado externamente
(ex.: automóveis) ou internamente (ex.: eletrônicos de
tamanho pequeno).

Peças adicionadas ao longo da linha de montagem. Esteira dita o
ritmo.
Exemplo de ritmo ditado externamente:
Indústria automobilística

Operador dita o ritmo
Exemplo de ritmo ditado internamente:
montagens, trabalhos manuais

O layout por produto adequa-se a sistemas produtivos de
grandes volumes e baixas variedades
Produto
volume
variedade
• alimentos
• automóveis
• computadores
• supermercado
• aeroporto
Layout por Produto:
Volume vs. Variedade

Equipamento de movimentação
esteira, correia, carrinho, manualesteira, correia, carrinho, manual
Ritmo
determinado ou indeterminadodeterminado ou indeterminado
Extensão
número de estaç ões de trabalhonúmero de estaç ões de trabalho
Tipos de estações
posicionamento dos trabalhadoresposicionamento dos trabalhadores
Nível de automação
linha autô noma, auxiliada ou manuallinha autô noma, auxiliada ou manual
Interação entre trabalhadores
inexistente, variável, trabalho em grupoinexistente, variável, trabalho em grupo
Linhas de Produção: Características

vs.
vs.
Co-Operação em Linhas de Produção
Qual é a melhor opção?

vs.
Co-Operação em Linhas de Produção
Qual é a melhor opção?

15
min
15
min
15
min
15
min
15
min
15
min
1 a cada
15 minutos
30
min
30
min
30
min
30
min
30
min
30
min
} 2 a cada
30 minutos
Linhas de Produção: Arranjos de Estágios

Layout Celular
A A B
C
C
C
D
D
E
E
E
E
Funcional/Processo
A
B
C D
E
A
B E
D
F
Produto/Linha
A B C D E
B C E D F
• Procura aliar a
flexibilidade do
layout por processo
à simplicidade do
layout em linha

Layout Celular
• Definição:
– Também chamado layout em grupo, consiste na dedicação de grupos
de máquinas, equipamentos e trabalhadores a famílias de peças ou
produtos
• Busca-se:
– Otimizar a formação de famílias de partes e máquinas; dimensionar o
número de máquinas de cada tipo em cada célula
• Principais parâmetros:
– Roteiros, lista de materiais; lista de máquinas; tempos; capacidade;
demanda; habilidades da MDO

• Aplica princípios de tecnologia de grupo à produção.
• Ou seja, deseja-se formar equipes de trabalhadores + equipamentos p/
produzir famílias de produtos.
• Trabalhadores são multifuncionais dentro da célula, sendo inteiramente
responsáveis pelos resultados.
Layout Celular

O layout celular adequa-se a sistemas produtivos de
médios volumes e médias variedades
volume
variedade
• Calçados
• Autopeças
• Mobiliário
• Utensílios
• Bancos
Celular
Layout Celular:
Volume e Variedade

1. Sistema de médios volumes e média variedade
2. Possibilidade de formar famílias de peças/produtos
3. Dispor de diversas máquinas do mesmo tipo
4. Máquinas podem ser movimentadas
5. Capacidade/disponibilidade para trabalho em grupo
6. Demanda razoavelmente estável (volume+variedade)
Layout Celular: Requisitos

Layout Celular: Vantagens
• Grande utilização do equipamento/baixa ociosidade
• Favorece grupos, multi-tarefas e ‘visão’ do produto
• Maior controle do sistema e confiabilidade de entregas
• Boa combinação de flexibilidade e integração

Layout Celular: Limitações
• Alto custo com treinamento
• Requer máquinas pequenas e móveis
• Pode requerer duplicação de máquinas

Células de Manufatura: Metal-Mecânica
tornos
prens
a
furadeira
s
retífica
retífica
s
prens
a
torno
prens
a
retífica
s
torno
furadeira
s

Ilhas Sistema em ‘U’
Layout de Escritórios: Organização Celular

Layout Modular (não convencional)
• Proposto recentemente (1998)
• Aplicação ainda pouco conhecida
• Utiliza-se da combinação de módulos de arranjo físico para
definir o layout

Layout Fractal (não convencional)
• Proposto recentemente
• Aplicação ainda pouco conhecida
• Apresenta o conceito de células fractais, as quais trabalham
como mini-fábricas:
Células de igual
capacidade
Células balanceadas
por produto
Células com
compartilhamento (D)

A A B
C
C
C
D
D
E
E
E
E
A CORTE
B PRENSA
C FURAÇÃO
D TORNOS
E LIXA/ ACABAMENTO
Layout Funcional, por processo ou job shop
• As seções recebem os
nomes das funçõesfunções ou
processosprocessos que executam
(ou das máquinas e
equipamentos que fazem
estas funções e processos)
• Flexível

A CORTE
B PRENSA
C FURAÇÃO
D TORNOS
E LIXA/ ACABAMENTO
• Cada produto flui entre as
seções de acordo com seu
próprio roteiro de produção
• relacionado aos processos
de produção job e em
bateladas
A A B
C
C
C
D
D
E
E
E
E E

Definição: Também chamado layout por processo, consiste
na formação de departamentos/setores especializados em determinadas tarefas
Principal objetivo no planejamento: Aproximar setores com maior inter-tráfego para
minimizar movimentação de materiais
Principais parâmetros: volumes/preferências entre setores,
custos de movimentação, distâncias, restrições ambientais
Layout Funcional: Conceitos

O layout funcional adequa-se a sistemas produtivos de
baixos volumes e altas variedades
volume
variedade
• Maquinário
• Impressos
• Hospital
Funciona
l
Layout Funcional:
Volume e Variedade

• Vantagens:
– Flexibilidade
– Ajuste rápido a diferentes mix de produção
– Maior utilização dos equipamentos
– Não requer duplicação de máquinas; baixa ociosidade; baixo
investimento
– Flexibilidade de processo e mix (estática)
– Flexibilidade de produto (dinâmica)

• Desvantagens:
– Taxas de produção inferiores
– Maior incidência de setups (perda de tempo produtivo)
– Planejamento e controle da produção torna-se mais complexo:
• Tempos de produção normalmente longos
• Altos estoques intermediários
• Baixa integração entre atividades
• Processos são intermitentes
– Para manter layout atualizado, empresa deve considerar perfil
histórico de produtos/serviços prestados
– Custos indiretos altos: movimentação, estoques, supervisão

Processo de
Iniciação
Processo de
Planejamento
Processo de
Execução
Processo de
Controle
Processo de
Encerramento
Gerenciamento de projetos
Um projeto é um empreendimento temporário, seguindo a orientação do plano
estratégico da empresa, e com o objetivo claro de criar um produto ou serviço bem
delimitado.

67
Ciclo de Vida de um Projeto
Recursos e
Esforços
Início
Planejamento
Controle
Execução
Fechamento
Fonte: PMI, 2000

68
Localização do planejamento do projeto no PDP
Melhoria do processo de desenvolvimento de produtos
Gerenciamento de mudanças de engenhariaProcessos
de apoio
Processos
de apoio
Desenvolvimento
Projeto
Detalhado
Projeto
Conceitual
Projeto
Informacional
Lançamento
do Produto
Preparação
Produção
Planejamento
Projeto
PósPré
Planej
ament
o
Estraté
gico
dos
Produt
os
Descont
inuar
Produto
Acompanhar
Produto/
Processo
Gates >>
Processo de Desenvolvimento de Produto

Obter os objetivos estratégicos da organização

Definição - Planejamento tático fabril preliminar
• Trata-se de sumário executivo do projeto, contendo:
– a visão do responsável pelo projeto do novo layout (o qual coletou as
informações) das expectativas estratégicas da organização para o
novo layout.
• Quando cabível este documento deve incluir todas as
informações provenientes do Planejamento Estratégico
Fabril.
• Pode incluir também a visão do(s) TIPO(s) DE LAYOUT mais
adequados, segundo o ponto de vista da organização (PEN)

A estratégia de operações
• A estratégia é a abordagem ou filosofia dominante que
orienta o projeto do sistema de produção ou negócios
• Deve dar uma visão de futuro à fábrica
• Envolve todos os produtos e processos, permeando todas as
áreas e aspectos da organização
• A estratégia pode ser explícita ou implícita

Determinação da estratégia
• A determinação da estratégia operacional de uma
organização baseia-se em:
– Oportunidades de focalização
– Resumo (ou declaração) da estratégia operacional

O foco da fábrica 1/5
• O projeto de uma fábrica é como qualquer outro projeto de
engenharia
– Otimiza o desempenho em algumas dimensões em detrimento de
outras
• Uma fábrica que faz muitos produtos rapidamente, para
muitos clientes, com qualidade máxima e menor custo não
tem foco!
Um negócio raramente tem bom desempenho em mais que
duas ou três dimensões-chave

• No início dos anos 70, Wickham Skinner observou que
fábricas grandes, com muitos produtos, normalmente
tinham um mau desempenho
– Variedade mais ampla de produtos normalmente resulta em maior
variedade de processo (setups, ferramentas, estocagens,...)
– Muitos produtos para diferentes mercados levam a conflitos
• Um mercado pode priorizar velocidade de entrega e outro exigir qualidade
ou customização
– Fábricas muito grandes podem ter deseconomias de escala
• Maior esforço de coordenação, isolamento de departamentos,
distanciamento dos clientes

– Fábricas grandes implicam em maiores distâncias de
movimentação de materiais
– Fábricas desfocadas têm intensa integração vertical
• Exige muito mais domínio técnico, muita burocracia

• É desejável que as fábricas e instalações de serviços sejam
especializadas de alguma maneira
• Assim não serão tão vulneráveis a concorrentes menores e
mais especializados que poderão oferecer a um grupo
particular de clientes um conjunto melhor de custo, entrega,
qualidade e desempenho no atendimento
• Pode haver especialização em alguns modelos de
produtos ou em alguns processos de produção

• Uma fábrica focalizada dedica-se a uma gama mais limitada
de produtos, clientes ou processos
• A empresa aborda um mercado mais limitado, mas
aborda com eficácia
– O conceito de focalização também se refere a idéia de estabelecer
pequenas fábricas focadas no produto (sub-fábricas ou mini-fábricas),
dentro de uma fábrica grande
– A sub-fábrica ideal não deveria ter mais de 30 empregados, com
gerência própria

Re-focalização: exemplo de Mini-fábricas focadas no produto
• A quantidade e variedade de produtos alocados às mini-
fábricas é maior do que no caso das células. Ex:
– Reorganização de um setor de estamparia funcional (Silva e Rentes,
ENEGEP 2002)

• Estamparia re-arranjada em mini-fábricas
Re-focalização: exemplo de Mini-fábricas focadas no produto

Foco no produto x Foco no processo
• Mini-fábricas organizadas por produto são marcadamente
superiores às organizadas por processo
• Contudo, existem razões para organizar a produção de
componentes e subconjuntos por processos e não por
produtos:
– Pode haver um desequilíbrio entre a velocidade e capacidadedas
operações finais de montagem e a produção de componentes e
subconjuntos
– Ex: máquina com capacidade para fabricar 100 componentes por
minuto e linha de montagem opera àrazão de 2 unidades por minuto

Foco no produto x Foco no processo

Foco na manutenção
• Na medida do possível, as funções de manutenção deveriam
ser descentralizadas
– Cada sub-fábrica deve ter um mecânico de manutenção
• Dificuldades de um órgão central de manutenção:
– Tempo despendido pelos operários para atingir o local da avaria,
bem como deslocamentos para busca de ferramentas
– Difícil comunicar mudanças nas prioridades de trabalho aos
empregados espalhados pelos mais remotos locais da fábrica

Elementos que devem estar presentes no Planejamento tático fabril
preliminar
• Missão
• Propósito da instalação, identifica clientes, produtos e
processos, questões ambientais e comunitárias
• Processo
• Declara como a organização pretende realizar as principais
tarefas de produção

Elementos que devem estar presentes no Planejamento tático fabril
preliminar
• Infra-estrutura (não física)
• Sustenta o processo, mas não afeta diretamente o produto
(sistemas de programação, treinamento, projeto de máquinas
e produtos,...)
• Instalações (infra-estrutura física)
• Prédios, sistemas de utilidades, ruas, docas, expansões

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