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Arranjo físico de Instalações
Arranjo físico
Planejar o arranjo físico de uma certa instalação significa tomar decisões sobre a forma como serão dispostos, nessa instalação, os centros de trabalho que aí devem permanecer.
Centro de trabalho é conceituado como qualquer coisa que ocupe espaço: um departamento, uma sala, uma pessoa ou grupo, máquinas, equipamentos, bancadas, estações de trabalho, etc.
Arranjo físico
Preocupação básica do planejamento de arranjo físico: tornar mais fácil e suave o movimento do trabalho através do sistema, quer esse movimento se refira ao fluxo de pessoas ou materiais.
Arranjo físico
Importância das decisões sobre arranjo físico:
Elas afetam a capacidade da instalação e a produtividade das operações: uma mudança adequada no arranjo físico pode muitas vezes aumentar a produção, pela racionalização do fluxo.
Mudanças no arranjo físico podem implicar no dispêndio de consideráveis somas de dinheiro, dependendo da área afetada e das alterações físicas necessárias nas instalações.
As mudanças podem representar elevados custos e/ou dificuldades técnicas para futuras reversões, além de interrupções do trabalho.
Arranjo físico
Não se aplica apenas a novas instalações. Outros fatores podem conduzir a mudanças nas instalações já existentes: 
a ineficiência de operações, 
taxas altas de acidente, 
mudanças no produto ou serviço, 
necessidade de expor mais convenientemente produtos e serviços aos clientes, 
mudanças no volume de produção ou fluxo de clientes, etc
Arranjo físico
Costuma-se agrupar os arranjos físicos em três grandes grupos puros, a partir dos quais podem existir tipos híbridos:
Arranjo físico por produto: corresponde ao sistema de produção contínua ( como linhas de montagem e indústrias de processo).
Arranjo físico por processo: corresponde ao sistema de produção de fluxo intermitente ( como a produção em lotes ou encomendas).
Arranjo físico de posição fixa: corresponde ao sistema de produção em projetos.
Arranjo físico por produto
É usado quando se requer uma sequência linear de operações para fabricar o produto ou prestar o serviço.
Cada centro de trabalho torna-se responsável por uma parte especializada do produto ou serviço, de forma que o fluxo é balanceado através dos vários CTs de forma a se obter uma determinada taxa de produção ou de atendimento.
Arranjo físico por produto
Características fundamentais:
É bastante adequado a produtos com alto grau de padronização, com pouca ou nenhuma diversificação, produzidos em grande quantidade e de forma contínua.
O fluxo de materiais através do sistema é totalmente previsível, abrindo possibilidades para o manuseio e transporte automáticos de material, o que ocorre com frequência.
Arranjo físico por produto
Características fundamentais:
O sistema pode se ajustar a diversas taxas de produção, embora trabalhar com produções baixas não seja conveniente;
Os investimentos em capital são altos, devido a presença de equipamentos altamente especializados e especialmente projetados para altos volumes;
Altos custos fixos e comparativamente baixos custos unitários de mão-de-obra e materiais.
Arranjo físico por produto
Vantagens:
Baixo custo unitário do produto devido ao grande volume de produção, o manuseio simplificado de materiais,
baixos custos de treinamento devido a rotina e simplificação das operações,
Alta produtividade
Baixa quantidade de estoque de produtos em processamento.
Arranjo físico por produto
Desvantagens:
Natureza do trabalho altamente repetitivo, afetando a moral e a motivação dos empregados,
Rigidez do sistema, trazendo um grau considerável de inflexibilidade à variações no projeto do produto e/ou do processo,
Altos custos associados a quedas na demanda.
Falhas em uma parte do sistema podem afetar as outras operações, já que estão ligadas em sequência,
Pode inviabilizar a implantação de planos individuais de incentivo por produção, devido ao desbalanceamento que provocariam nos vários estágios operacionais.
Arranjo físico por processo
No arranjo físico por processo, os CT são agrupados de acordo com a função que desempenham.
Os materiais (ou pessoas) movem-se de um centro ao outro de acordo com a necessidade.
Na indústria, esse tipo de arranjo indica que máquinas de uma mesma função são agrupadas em departamentos funcionais e o produto caminha até a máquina adequada à próxima operação.
Arranjo físico por processo
Características:
A adaptação à produção de uma linha variada de produtos ou à prestação de diversos serviços;
Cada produto passa pelos CTs necessários, formando uma rede de fluxos. No caso de serviços, a movimentação é o próprio cliente.
As taxas de produção são relativamente baixas, se comparadas àquelas obtidas com o arranjo físico por produto. Logo, existe entre os dois tipos de arranjo uma troca entre flexibilidade e volume de produção.
Arranjo físico por processo
Características:
Os equipamentos são principalmente do tipo “ propósito geral”, ou seja, comercialmente disponíveis sem necessidade de projeto específico. Essses são mais flexíveis que aqueles projetados especialmente para os arranjos físicos por produto;
Em relação ao arranjo físico por produto, os custos fíxos são relativamente menores, mas os custos unitários de matéria-prima e mão-de-obra são relativamente maiores.
Arranjo físico por processo
Vantagens:
Flexibilidade do sistema em adaptar-se a produtos variados.
Os equipamentos são mais baratos que no arranjo por produto, conduzindo a custos fixos menores.
Operações tem certa independência, logo, falhas localizadas no sistema não trazem as mesmas consequências graves que no arranjo por produto.
Permite a implantação de sistemas de incentivo individual.
Arranjo físico por processo
Desvantagens:
Os estoques de material em processo tendem a ser elevados e bloquear a eficiência do sistema;
A programação e o controle da produção torna-se complexa, ao ter que trabalhar com vários produtos e suas exigências operacionais particulares;
O manuseio de materiais tende a ser ineficiente;
A contrapartida da flexibilidade é a obtenção de volumes relativamente modestos de produção, a custos unitários maiores que no arranjo por produto.
Arranjo físico de posição fixa
Não se pode dizer propriamente que existe um fluxo do produto.
O produto tende a permanecer fixo, ou quase fixo, aglutinando em torno de si as pessoas, ferramentas e materiais necessários.
Essa imobilidade relativa deriva de fatores como peso, tamanho e formato.
A marca principal do arranjo de posição fíxa é a baixa produção.
Arranjo físico de posição fixa
O que se pretende é trabalhar apenas uma unidade do produto, com características únicas e baixo grau de padronização.
A produção irá exigir muitas atividades diferentes, conduzindo em geral a uma grande variedade de habilidades das pessoas envolvidas e a esforços de coordenação dessas atividades proporcionalmente consideráveis.
Desenvolvimento do Arranjo físico por processo
No arranjo físico por processo, a disposição relativa de máquinas ou departamentos é o fator crítico, devido ao grande movimento de pessoas ou materiais.
A técnica mais comum na elaboração de arranjo físico por processo é o uso de modelos bidimensionais de equipamentos em escala – os templates.
Desenvolvimento do Arranjo físico por processo
Os templates são movidos por tentativa e erro dentro de um modelo (também em escala) das paredes e colunas da instalação.
Fluxogramas do processo podem mostrar as sequências mais comuns de operações, dando uma primeira ideia da posição dos equipamentos.
Modelos matemáticos e heurísticos tem sido desenvolvidos e o uso do computador de muita ajuda.
O modelo carga/distância
À semelhança de outros métodos, este não fornece uma solução necessariamente ótima, a menos que sejamtestadas todas as posições relativas possíveis entre os departamentos envolvidos.
O método parte de um arranjo inicial que vai sendo melhorado em função de algum critério, que pode ser custo de movimentação ou distâncias percorridas.
O modelo carga/distância
O modelo aplica-se ao seguinte problema padrão:
Existem n departamentos a serem distribuídos em um certo espaço total;
São conhecidas as necessidades individuais de espaço para cada departamento;
São conhecidos:
A carga de materiais movidos de um equipamento a outro, ou
O número de viagens (locomoções) de um departamento a outro.
Se os custos de locomoção forem diferentes conforme o par de departamentos que se considere, então esses custos devem também ser conhecidos.
O modelo carga/distância
Não há necessidade de se conhecer os custos de locomoção se eles são todos iguais, independente do par de departamentos.
Os critérios mais comuns para melhoria de um arranjo físico inicial são:
 o custo total de movimentação de carga, 
a soma dos produtos cargaXdistância (movimentação de materiais) ou 
a distância total percorrida (movimentação de pessoas).
O modelo carga/distância
Na versão mais simples, o modelo trabalha com a aproximação incial de que são iguais as necessidades de espaço de cada departamento, estes deverão se distribuir por uma superfície quadrada ou retangular, de forma que cada departamento corresponda a um quadrado menor.
A superfície total igual a necessidade total de espaço para todos os departamentos.
O modelo carga/distância
Exemplo:
	Departamento	Espaço
	A	80 m²
	B	160
	C	40
	D	110
	E	110
	F	100
	TOTAL	600 m²
O modelo carga/distância
Sequência de passos para a aplicação do modelo:
Divide-se a área total disponível em tantos blocos de igual tamanho, quantos sejam os departamentos, formando um retangulo que represente o espaço total. 
Opcionalmente, pode-se manter a hipótese de igual necessidade de espaços e distribuir os blocos no formato aproximado da superfície existente, o que poderá auxiliar nos ajustes finais, após a aplicação do modelo;
O modelo carga/distância
Sequência de passos para a aplicação do modelo:
Estima-se a distância de um bloco a outro, o que se faz geralmente tomando como base os centros geométricos dos blocos. 
A distância entre dois blocos pode ser determinada diretamente pela mera união de seus centros geométricos (ideal quando a área real é bem aberta), ou indiretamente, caminhando-se por linhas retas horizontais e verticais (usado quando há corredores)
O modelo carga/distância
Sequência de passos para a aplicação do modelo:
Assume-se uma primeira configuração e calcula-se o seu custo CT: 
CT =∑ Cijdij Pij
Onde:
Cij = carga movimentada do departamento i para o j ou número de viagens (deslocamento) entre eles.
dij = distância para ir do departamento i para o departamento j.
Pij = custo de mover uma quantidade de carga por unidade de distãncia, do departamento i ao j.
O modelo carga/distância
Sequência de passos para a aplicação do modelo:
 Tentativamente, procura-se por uma nova configuração que diminua o custo total associado ao arranjo físico (ou que diminua o espaço total percorrido, a depender do critério).
Repete-se todo o procedimento até que se chegue a um arranjo considerado razoável
O modelo carga/distância
Observe que na equação apenas as distâncias são variáveis, dependem da particular posição relativa dos departamentos.
A aplicação da equação é facilitada se os termos Cij, dij e Pij, forem colocados na forma de matrizes, com os departamentos dando título às linhas e colunas.
Das 3 matrizes, duas serão fixas.
O modelo carga/distância
Exemplo:
	Departamento	Espaço
	A	80 m²
	B	160
	C	40
	D	110
	E	110
	F	100
	TOTAL	600 m²
O modelo carga/distância
Exemplo:
Matriz DE/PARA ( apresenta o número diário de locomoções entre dois departamentos):
	DE	PARA	A	B	C	D	E	F
		A	-	50	50	100	60	40
		B		-	80	50	120	50
		C			-	120	100	60
		D				-	50	30
		E					-	80
		F						-
O modelo carga/distância
Exemplo:
Pede-se:
Assuma uma configuração inicial e calcule a distância total percorrida
Altere a configuração e refaça os cálculos.
O modelo carga/distância
Exemplo:
Precisamos das distâncias entre as posições, para calcular a distância total percorrida
	DE	PARA	1	2	3	4	5	6
		1	-	10	20	10	20	30
		2		-	10	20	10	20
		3			-	30	20	10
		4				-	10	20
		5					-	10
		6						-
O modelo carga/distância
Exemplo:
De posse da matriz de locomoções e da matriz de distâncias, é possível calcular o espaço total percorrido:
	DE	PARA	1
A	2
B	3
C	4
D	5
E	6
F	TOTAIS
		1 A	-	500	1000	1000	1200	1200	4900
		2 B		-	800	1000	1200	1000	4000
		3 C			-	3600	2000	600	6200
		4 D				-	500	600	1100
		5 E					-	800	800
		6 F						-	
		TOTAIS		500	1800	5600	4900	4200	17000
O modelo carga/distância
Exemplo:
Tentamos melhorar a configuração inicial, notamos que a maior distância percorrida está entre os departamentos C e D(3.600). 
Uma tentativa é aproximar esses dois departamentos, fazendo, por exemplo a inversão entre B e C.
O modelo carga/distância
Exemplo:
A nova configuração nos dá:
	DE	PARA	A	B	C	D	E	F	TOTAIS
		A	-	500	1000	1000	1200	1200	4900
		B		-	800	2400	1000	1200	5400
		C			-	1500	2400	500	4400
		D				-	500	600	1100
		E					-	800	800
		F						-	
		TOTAIS		500	1800	4900	5100	4300	16600
Abordagem qualitativa
A adordagem no modelo carga/distância é essencialmente quantitativa e normalmente envolve um único critério.
Na prática, nem sempre é possível quantificar o fluxo de carga ou pessoas, e outros critérios podem ser igualmente importantes.
A abordagem SLP (Planejamento sistemático do Arranjo físico) permite que julgamentos subjetivos formem a base para o arranjo físico.
Abordagem qualitativa
No SLP, para cada par de arranjo físico, se estabelece o grau de conveniência em ficarem próximos ou distantes. São usadas letras com os seguintes significados:
A = absolutamente necessário
E = especialmente importante
I = importante
O = proximidade normal
U = indiferente
X = indesejável
Abordagem qualitativa
A primeira tarefa é estabelecer os seus graus de proximidade.
O passo seguinte é o de adaptar os departamentos à área existente para o arranjo físico, respeitando os graus de proximidade.
Quando o número de departamentos é pequena, pode-se usar tentativa e erro. 
Quando é grande, usar computador, e letras substituidas por números (quantificar graus de proximidade).
Abordagem qualitativa
Cinco departamentos, com necessidades de espaço supostamente iguais, devem ser arranjados nos blocos vistos na seguinte área:
	1	2
	3	
	4	5
Abordagem qualitativa
Para cada par de departamentos foi levantado o grau de proximidade, mostrado na matriz:
		I	II	III	IV	V
	I	-	A	U	A	I
	II			U	U	U
	III			-	X	E
	IV				-	E
	V					-
Abordagem qualitativa
Uma maneira de resolver é retirar da matriz os relacionamentos mais importantes, A, E e X, que são:
A: 1/2 e 1/4
E: 3/5 e 4/5
X: 3/4
Abordagem qualitativa
A simplicidade do problema permite que um ajuste ao formato da área disponível, ficando:
	1 
I	2
II
	4
IV	
	5
V	3
III
CRAFT
Restrição: até 40 departamentos/ Centros de trabalho
Objetivo: minimizar o custo de movimentação do material.
Entradas: matriz de custos unitários e arranjo físico inicial.
Resultado: arranjo físico que resulta na maior redução de custos em relação ao arranjo inicial
ALDEP
É um programa de construção, não de melhoria.
Restrição: 63 departamentos e 3 andares.
Entrada: matriz de relações de proximidade (trabalha com o critério qualitativo, restrições de espaço, posição fixa de departamentos e características iniciais das instalações.
Seleciona um departamento ao acaso e o coloca na posição superior esquerda do arranjo físico. Busca-se um departamento que mantenha uma relaçãode proximidade obrigatória, colocando-o próximo. Atribui uma escala numérica aos graus de proximidade e avalia a pontuação total.