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AULA 1 Erros de projeto de uma fábrica ou em um layout industrial podem custar muito caro às organizações; Prédios e galpões antigos são inativados não somente por falta de demanda ou obsolescência, mas também por projetos ineficazes; Falhas no planejamento estratégico. Variáveis: • Tipos de processo • Tecnologia a ser utilizada • Filosofia de produção adotada • Balanceamento entre capacidade e demanda • Estratégias de produção em médio e longo prazos Qual é a relação das estratégias de produção e o projeto de fábrica e arranjo físico? A estratégia de produção tem de estar delineada com a estratégia corporativa (caso Dell) A função produção deve ser entendida por todos da organização Exemplo: implantação de uma estratégia baseada na filosofia de produção e estoques (just in time) Caso Dell: Perspectivas da estratégia de operações: Perspectiva de cima para baixo (top down) → Posicionamento nos ambientes global, econômico, político e social. Exemplo: expansão rápida para conquistar mercado Perspectiva de baixo para cima (bottom up) → Origem na experiência e no aprendizado acumulados. Exemplo: quando uma empresa planeja abrir uma outra unidade e consulta gestores, técnicos e engenheiros que atuam na operação Perspectiva dos requisitos de mercado → Um dos objetivos primários para elaboração da estratégia de produção é satisfazer o mercado. Exemplo: empresas fabricantes de autopeças tendem a submeter-se a exigências dos clientes que alteram o arranjo físico Perspectiva dos recursos da produção → Claro domínio sobre a capacidade de utilização de seus recursos. Exemplo: projetos de fábrica que permitam expansão em função do aumento de demanda Estratégia de processo: • Processo: uma série de atividades encadeadas e ordenadas que recebem inputs (entradas) e produzem outputs (saídas) em produtos ou serviços • Gestão funcional e gestão por processos • A definição pode impactar no projeto da fábrica e do arranjo físico • Usando operações para competir ◦ Operações como arma competitiva • Administrando processos ◦ Estratégia de processos ◦ Análise de processos ◦ Administração das restrições ◦ Layout de processo • Administrando cadeias de valor ◦ Estratégia de cadeia de suprimentos Estrutura no processo de serviço: • Diferença básica com os processos de manufatura: o contato com o cliente ◦ Com e sem presença física ◦ Intensidade do contato ◦ Atenção dispensada • Com relação ao processo, existem três estruturas que podem ser utilizadas ◦ Front office, ou linha de frente ▪ Intenso contato com o cliente ▪ Fluxos flexíveis e trabalho complexo ▪ Exemplo: atendimentos em restaurantes com serviço à la carte ◦ Hybrid office (linha híbrida) ▪ Meio termo no que diz respeito à estruturação do processo de serviço ▪ Níveis moderados de contato com algumas intervenções com os clientes ▪ Exemplo: processo de avaliação de funcionários com reporte trimestral ◦ Back office (linha de retaguarda) ▪ Pouco contato com o cliente e alto nível de padronização ▪ Baixa personalização de serviços ▪ Exemplo: cozinha industrial do restaurante de uma grande empresa Estrutura no processo de manufatura: • Os processos de manufatura podem ser divididos em 5 tipos (Slack et al., 2008) ◦ Processos por projeto ◦ Processos por tarefa (ou job) ◦ Processos em lote (ou bateladas) ◦ Processos de produção em massa (ou linha) ◦ Processos contínuos Processos por projeto → Baixo volume e alta variedade; Alto grau de customização; Fluxos de trabalho redefinidos a cada novo projeto. Exemplos de processos de projeto: Construção de navios e aviões, Construção de um conjunto de prédios, Perfuração de um poço de petróleo Processos por tarefa (job) → Semelhantes aos processos por projeto; Baixo volume e alta variedade; Recursos compartilhados com outros produtos. Exemplos de processos-tarefa (job): Restauradores de móveis, Ferramentarias especializadas, Alfaiates que trabalham sob encomenda Processos em lote (ou bateladas) → Sempre será produzido mais do que um produto (lote pequeno ou grande), Precisa atender à variabilidade de cada série de produção. Exemplos de processos em lote: Manufatura de máquinas-ferramentas (lote pequeno), Produção de roupas (lote grande) Processos de produção em massa (ou linha) → Produção de bens de alto volume, Alta padronização das atividades, trabalhos repetitivos e variedade limitada, Materiais que se movem linearmente entre operações. Exemplos de processos em lote: Fabricantes de automóveis, Fábricas de eletrodomésticos e equipamentos eletrônicos Processos contínuos → Extremos em termos de produção padronizada de grande volume; funcionam 24 horas por dia, Linhas rígidas com baixíssima variedade de produtos, Suprem produtos sem uma parada. Exemplos de processos em lote: Refinarias de petróleo, Indústrias químicas e siderúrgicas Produção de energia elétrica Estratégia de produção e estoque: Níveis de estoques também são dados de entrada na definição do projeto de fábrica e arranjo físico: 3 abordagens: Fabricar sob encomenda (make to order); Montar sob encomenda (assemble to order); Fabricar para estocar (make to stock) AULA 2 Tipos de arranjo físico: Arranjo físico posicional; Arranjo físico por processo; Arranjo físico por produto; Arranjo físico celular; Arranjo físico híbrido e fishbone. Arranjo Físico Posicional → Caracteriza-se pela fixação do material ou componente principal no centro, enquanto os funcionários, equipamentos e demais recursos produtivos se movimentam à sua volta; Produto parado muito grande para ser movido; Recursos e pessoas se movimentam; Utiliza grandes áreas; Intensa atividade de transporte. Construção de máquinas complexas e grandes: equipamentos para indústria petrolífera, injetoras para fundição de alumínio para motores etc. Construção de navios (estaleiros) Na área de serviços, centros cirúrgicos de alta complexidade onde pacientes, em estado muito delicado, não podem ser movidos Vantagens: Permite variedade de produtos; Fácil visualização do processo. Desvantagens: Baixo volume de produção; Necessita de grande área. Arranjo Físico por Processo → Organiza os recursos transformadores (mão de obra e equipamentos) por função, em vez de pôr serviço ou por produto, agrupando postos de trabalho ou departamentos de acordo com a função. Trata-se de um arranjo físico, em que os recursos (funcionários e equipamentos) são organizados em torno do processo; Agrupa postos de trabalho ou departamentos de acordo com a função Processo para tratamento térmico de metais necessita de instalações específicas; Usinagem de metais: setor de torneamento de peças para indústria automotiva, cujas máquinas atingem altos níveis de utilização; Serviços hospitalares como raio-X e laboratórios, cujos equipamentos são agrupados para atender vários pacientes que necessitam de um serviço específico Vantagens: Mais especialização dos funcionários envolvidos no processo; Facilidade na utilização do espaço físico Desvantagens: Geração de estoques entre os diversos processos; Mais dificuldade de controlar a produção Arranjo Físico por Produto → O arranjo físico por produto, ou linear, privilegia o fluxo de transformação do produto; Esse tipo de arranjo se adapta aos processos contínuos e em massa. Os recursos produtivos transformadores são localizados linearmente, de acordo com a melhor conveniência do recurso que está sendo transformado; O fluxo de produtos, informações e clientes é muito claro e previsível, sendo assim, fácil de controlar Montagem de automóveis: move-se por um fluxo linear e, gradativamente, são incorporados componentes e serviços no sentido de se obter o produto acabado Restaurante self-service: há um fluxo predeterminado, com saladas, prato principal, sobremesa e bebidas Vantagens: O fluxo de produtos, informações e clientes é muito claro e previsível, sendo assim, fácil de controlar; Baixo custo unitário do produto devido à economia de escala Desvantagens: Desmotivaçãodos funcionários devido às atividades repetitivas; Flexibilidade comprometida Arranjo Físico Celular → Prevê o fracionamento do processo produtivo em partes menores e específicas; Atende layouts por processo ou por produto (prevalece o layout por produto); Surgiu com o advento das técnicas japonesas de manufatura Forma de layout em que os equipamentos ficam o mais próximo possível; O posicionamento das máquinas é por família de peças; Reduz a movimentação dos operadores e a formação de estoques Algumas empresas de manufatura de subsistemas para suspensão de automóveis Célula de maternidade em um hospital: atende grupo de pacientes submetidos às mesmas atividades específicas Vantagens: Autonomia para fazer um produto do início ao fim; Fluxo unitário de peças e operadores polivalentes Desvantagens: Dificuldade de acomodar vários equipamentos; Flexibilidade comprometida Arranjo Físico Híbrido e Fishbone → Combinação de vários tipos de arranjos físicos operando em conjunto dentro de uma organização Exemplo de um hospital: Sala de cirurgia (layout posicional) Departamento de radiologia Célula de maternidade AULA 3 Princípios do layout → Princípio da integração: pessoas, materiais e máquinas devem estar bem integrados Princípio da mínima distância: o melhor layout é aquele em que produto pessoas se movimentem menos Princípio da obediência ao fluxo de operações: materiais, equipamentos, pessoas devem se dispor e movimentar-se em fluxo contínuo, conforme o processo de manufatura Princípio do uso do espaço: layout não é apenas área; deve-se levar em conta o volume ocupado Princípio da satisfação e segurança: deve ter privilégio em relação aos demais princípios. Corredores, escadas, rampas e saídas devem ser bem projetados. Utilizar a ergonomia como ferramenta para elaboração do projeto Princípio da flexibilidade: tem como característica prezar pela adaptação a qualquer tipo de mudança Evitar a elaboração de layouts rígidos (engessados) Dados de entrada → Informações gerais sobre a empresa: Tamanho da empresa; Demanda de produção atual e futura; Condições gerais do processo Informações sobre o produto: Características físicas e geométricas; Manipulação e armazenamento Informações sobre o processo: Diagramas de operação e montagem; Roteiros de produção e tempos de operação; Locais de estoques e transportes; Integração entre processos Informações sobre pessoas e serviços auxiliares: Pessoal necessário; Serviços administrativos e auxiliares; Restrições físicas (acuracidade visual, esforços físicos etc.) Informações sobre equipamentos: Lista completa de equipamentos com seus respectivos desenhos (templates); Características de operação dos equipamentos (sentido de operação, forma de instalação, consumo elétrico, isolamentos etc.); Características ergonômicas (altura de operação, movimentação e esforço na operação etc.) Etapas do trabalho → Dimensionamento dos fatores de produção: Quantidade atual e prevista de materiais e componentes; Quantidade atual e prevista de equipamentos; Áreas destinadas a estoques; Templates e áreas dos centros de produção (escala 1:50 ou 1:100) Relacionamentos entre os fatores de produção: Princípios de ocupação do terreno: fluxo, acessos, previsão de expansão Análise de alternativas de projeto de massa: geração de esboços em escala das principais unidades da fábrica Princípios de operação do conjunto e análise das alternativas: fluxogramas de processo e diagrama de relacionamentos Avaliação econômico-financeira do block layout final: para cada alternativa apresentada, uma avaliação financeira deve ser calculada Avaliação técnica do block layout final: produtividade física do terreno, relação de espaço direto x indireto etc. Block layout final: uma planta final em escala (1:200) com todas as unidades produtivas e de apoio e áreas de circulação Depuração do projeto: Arranjo físico prévio: estações de trabalho de fabricação e montagem, setores de apoio, administrativos, com a definição de corredores, colunas, portas, escadas etc. Layout final: base para projetos estruturais, de redes elétricas, pneumáticas e hidráulicas e de fixação e alocação dos equipamentos; Informações econômico-financeiras do projeto Balanceamento da alocação de tempo de trabalho → O balanceamento de linha deve ser executado quando uma linha é inicialmente projetada, quando uma linha é rebalanceada para mudar sua taxa de produção ou quando o produto ou processo se alteram; Separar o trabalho em elementos de trabalho; Uma das técnicas é o diagrama de precedência Composição de estágios → Projetos de layout proporcionam maneiras interessantes de compor os estágios produtivos; Estágios independentes ou estágios conjugados?; Layout “longo-magro ou “curto-gordo”? Vantagens do arranjo “longo-magro”: Fácil gerenciamento devido ao fluxo controlado de materiais e clientes (visualização); Requisito de capital mais moderado, especialmente quando é necessário adquirir um novo equipamento Vantagens do arranjo “curto-gordo”: Maior robustez em relação a possíveis quebras de equipamentos; Trabalho menos monótono, dado que um operador repetirá as tarefas em um tempo maior AULA 4 Dimensionamento de pessoal e equipamentos → O dimensionamento pode variar em função do tipo de processo que se queira utilizar Dimensionamento de equipamentos: Sistemas de máquina única; Sistemas de manufatura de clusters de máquinas; Sistemas de manufatura de produção em lotes ou em massa Sistemas de máquina única: Sistema muito utilizado no tipo de manufatura por processo; Fácil instalação e operação, baixo custo por unidade produzida; Uma ou mais máquinas dão suporte a uma máquina principal, associadas ou subordinadas a ela; Dimensionados com base na carga de trabalho (Crg) prevista para determinado período de tempo; Quantidade de equipamentos estimada a partir da quantidade de peças (Q) a serem produzidas e de seu tempo de ciclo (Tc) Disponibilidade (D): refere-se à confiabilidade com que se pode utilizar um equipamento/máquina dada em porcentagem de tempo Relação entre o tempo médio entre falhas (Tmf) e o tempo médio para conserto dessa falha (Tmc) Exemplo: suponha que o tempo médio entre falhas seja de 36 horas e o tempo médio para conserto dessa falha seja 1 hora. Qual seria a disponibilidade desse equipamento? Tmf = tempo médio entre falhas Tmc = tempo médio para conserto D= 100 x (36-1) / 36 D= 97,2% Utilização (U) refere-se à relação entre o tempo em que uma máquina está sendo utilizada e o tempo disponível para seu uso Q = quantidade de peças produzidas no tempo de utilização da máquina CP = capacidade máxima de produção em relação ao tempo disponível Supondo que uma máquina tenha a capacidade de produzir 42.240 peças ao mês, porém utiliza menos tempo que o disponível e na prática produz 32.000 U= 100 x (32.000 / 42.240) U= 75,7% Exemplo: estimar a quantidade de máquinas para compor um arranjo físico conforme dados: 37.000 peças ao mês (Q) Peças defeituosas: 5% (q) Eficiência dos trabalhadores: 97% (Et) 8 horas por dia e 22 dias ao mês Tempo de ciclo (máq.): 0,75 min (tc) n = [(37.000 / (1-0,05) x (0,75 / 0,97)] / [22 dias x 8 h x 60 min x 0,972 x 0,756] n = [(38.947 x (0,773)] / [7.760,00 min] n = [30.106,03 min] / [7.760,00 min] n = 3,88 máquinas => 4 máquinas O takt time como ponto de partida →Utilizando o takt time como base para cálculos para quantidade de equipamentos e mão de obra. Tempo necessário para se produzir um determinado item em função da demanda do cliente e do tempo disponível para produzi-lo. Movimentação e dimensionamento de materiais → Princípios de movimentação de materiais: Planejamento; Padronização; Trabalho (minimizar); Ergonomia; Unidade de carga; Utilização do espaço; Sistema (recebimento, estoque, armazenagem, expedição etc.); Automação; Meio ambiente; Custo de ciclo de vida (equipamentos) Métodos de estocagem e armazenagem de materiais: Pilhas, prateleiras, estantes,gavetas Sistema automático de estocagem Dimensionamento de áreas de produção e estoque → Duas características devem ser levadas em consideração: Intensidade do fluxo: referente à movimentação de materiais em uma unidade de tempo (viagens de empilhadeiras por hora, quantidade de pallets movimentados por dia) Distância: referente ao espaço percorrido por um equipamento de movimentação dentro do fluxo, sendo diretamente proporcional Projetos de equipamentos → Conceito 3SCF SIMPLE (simples) – equipamentos simples, com tecnologia, mas com manutenção facilitada SLIN (fino/estreito) – reduzir o máximo possível a largura (frente) dos equipamentos SMART (inteligente) – utilizar criatividade da engenharia para criar conceitos de equipamentos “inteligentes” (adaptáveis a mudanças, visão para o futuro etc.) COMPACT (compacto) – menor área e também volume possível FLEXIBLE (flexível) – flexibilidade em ser utilizado em outras linhas de produção, por exemplo AULA 5 O projeto de fábrica e os riscos ambientais → Sistemas produtivos possuem riscos que podem afetar a segurança e a saúde dos trabalhadores, bem como a produtividade. Análise dos diferentes riscos associados aos centros produtivos com o objetivo de eliminá-los ou reduzi-los. NORMA TÍTULO ASSUNTO NR-8 Edificações Define normas e requisitos das edificações destinadas a atividades de trabalho NR-10 Instalações e serviço de eletricidade Normas para projetos, manutenção e operação de elementos energizados NR-11 Transporte, movimentação, armazenagem e manuseio de materiais Normas para carregamento, equipamentos de carga e espaços necessários NR-12 Máquinas e equipamentos Distâncias, cores, espaços e cuidados em relação a máquinas e equipamentos NR-13 Caldeiras e vasos de pressão Normas de construção de instalações, recuos e sistemas de proteção e controle. NR-17 Ergonomia ormas de trabalho para digitadores, de dimensões de bancadas de trabalho, tipos de assentos e posturas. Condições de iluminação e organização do trabalho. Iluminação e acústica → A quantidade de luz mais adequada para cada situação é descrita como iluminamento Nível de Iluminamento adequado: [lux=lúmen/m²] Contraste: é a relação entre os tons claros e escuros. Exemplo: Iluminação x sombra, tonalidade dos equipamentos Ofuscamento: surge em presença de superfícies refletoras. Exemplo: luz direta que provoca sensação de não se enxergar por alguns instantes Efeito estroboscópico: origina-se na presença de grandes flutuações no nível de iluminamento. Exemplo: não perceber a rotação de um eixo Cálculo “básico”: Suponha que você precise iluminar uma área de 300 m² destinada a costura e guarnecimento. Pela tabela (NBR 5413) são necessários 1.000 lx Adaptando a fórmula: Fluxo luminoso (lúmen) = lx . a Fluxo luminoso = 1.000 . 300 Fluxo luminoso = 300.000 lúmens Considerando-se a utilização de luminárias de LED com fluxo luminoso de 6.235 lm, temos: Quantidade de luminárias = = 300.000 lúmens / 6.235 = 48 luminárias (*) * Quantidade pode variar em função do fluxo luminoso escolhido (lúmens) Acústica (cuidados): Suprimir a fonte de ruído; Confinar a fonte de ruído; Impedir a propagação do ruído; Proteger o operador Ergonomia no projeto do posto de trabalho → Segundo o dicionário Aurélio online, ergonomia significa: “Engenharia. Estudo científico que busca melhorar as condições de trabalho, visando um aumento de produtividade, através da análise das relações entre o homem e a máquina” NR 17: “estabelecer parâmetros que permitam a adaptação das condições de trabalho às características psicofisiológicas dos trabalhadores, de modo a proporcionar um máximo de conforto, segurança e desempenho eficiente” Segundo Lee at al., 1997, o ser humano submetido a alguma forma prolongada ou repetitiva de utilização de força muscular máxima: Deve utilizar menos de 30% da força máxima; Evitar esforços superiores a 50% da carga máxima Biomecânica: Movimentos balísticos: sem ação de parada repentina (jogar algum objeto dentro de um recipiente) Movimentos controlados ou restritos: requerem um controle de posição no início e no final do movimento Movimentos contínuos: são curvos e mais naturais que os retilíneos, os quais tendem a ser controlados Antropometria: É a ciência que trata das medidas físicas do corpo humano Ergonomia do projeto do posto de trabalho: Tamanho; Força; Alcance; Visão; Capacidade cardiovascular; Cognição; Sobrevivência; Lesões musculoesqueléticas Método de avaliação ergonômica Moore e Garg (Stain Index): Intensidade do esforço (FIE); Duração do Esforço (FDE); Frequência do Esforço (FFE); Postura da Mão-Punho (FPMP); Ritmo do Trabalho (FRT); Duração do Trabalho (FDT) Método de avaliação ergonômica RULA: Baseado em uma avaliação dos membros superiores e inferiores Segurança e higiene das instalações → A segurança deve vir em primeiro lugar: Segundo Battesini (2006, p. 193): “As edificações, os equipamentos, as máquinas e os ambientes de qualquer unidade produtiva devem atender às exigências de um conjunto de normas regulamentadoras (NR) do trabalho” Riscos químicos e biológicos → Riscos Químicos (como evitar): Ventilação: é a renovação do ar ambiente Purificação: é a extração de poeiras e gases do ar ambiente, com o objetivo de eliminar impurezas contidas no ar Climatização: tem como objetivo fornecer as condições adequadas de temperatura e umidade para produtos, processos e indivíduos Riscos biológicos (por meio de bactérias, vírus, fungos, parasitas ou protozoários): Contaminação do produto pelos indivíduos e/ou ambiente, por exemplo a indústria alimentícia Contaminação do ambiente e/ ou indivíduos pelo produto, por exemplo a indústria química e nuclear AULA 6 Estratégia de localização → Escolher um bom local para se construir uma fábrica ou um centro de distribuição não é tarefa fácil; O trade-off de localização. Infraestrutura Modais: item importante para tomada de decisão Trânsito: problemas com trânsito podem comprometer as entregas e o custo Condições do terreno: condição estrutural do terreno pode prejudicar todo o projeto Disponibilidade de recursos Mão de obra: ter mão de obra capacitada em torno da região pode ser um diferencial competitivo Serviços básicos da tecnologia de informação e comunicação (telefonia, internet etc.) Restrições e riscos Relevo geográfico da área: probabilidade de enchentes Limitação do tráfego de veículos: casos de “rodízio” Limitação de altura dos veículos: pesquisas junto aos órgãos governamentais Outras variáveis Disponibilidade de fornecedores; Legislação ambiental; Geopolítica; Impostos; Força dos sindicatos; Custos de construção; Qualidade de vida na região Modelos matemáticos para localização Método do centro de gravidade; Método da carga-distância; Método da carga-distância euclidiana Formalização e documentação do projeto de unidades produtivas → A utilização das normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é de grande importância; Norma NBR 6492 (ABNT, 1994), a norma NBR 10068 (ABNT, 1987, a) e a norma NBR 13142 (ABNT, 1999) Documentos gráficos Planta de situação: situa o lote em relação aos logradouros Planta de locação (ou implantação): arruamento, redes hidráulica, elétrica e de drenagem Planta de edificação: compreende a vista superior Corte: plano secante vertical que divide a edificação em duas partes Fachada Softwares de simulação e computação gráfica Evolução da prancheta aos desenhos em CAD: CAD – Computer Aided Design – desenho assistido por computador; AutoCAD: software muito utilizado em projetos de layout (Autodesk); Tecnologia 2D Premissas: Eficiência tecnológica comprovada; Flexibilidade; Adaptabilidade (importação/exportação de formatos); Amplo domínio das ferramentas pelos usuários BIM (Building Information Modeling): Modelagem da informação da construção; Plataforma em 3D; Envolve o trabalho de vários profissionais no mesmo projeto ao mesmo tempo;REVIT, da Autodesk Simuladores para manufatura: Com base em computação de um sistema de produção real; Videossimulação de manufatura Estudo de caso: projetando a operação de manufatura