Arranjo Fisico Industrial

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
Faculdade de Tecnologia 
Departamento de Engenharia de Produção 
 
 
 
 
 
APOSTILA DA DISCIPLINA: 
ARRANJO FÍSICO INDUSTRIAL 
(versão 2011/1) 
 
 
Prof. Henrique Martins Rocha 
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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO – Faculdade de Tecnologia 
Departamento de Engenharia de Produção– Prof. Henrique M. Rocha 
DISCIPLINA: PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO 
 
ARRANJO FÍSICO INDUSTRIAL 
 
Programa da disciplina 
 
Ementa 
 
Classificação de modelos e seleção de critérios. Coleta e análise de informações sobre o 
produto o processo e a programação. Planejamento sistemático de “Layout” (SLP). Tipos 
clássicos de arranjo físico. Estudo de fluxo. Dimensionamento de áreas. Movimentação de 
materiais. Técnicas quantitativas de avaliação. Projeto da fábrica. Apresentação do “Layout”. 
Localização industrial e o meio ambiente.. 
 
Distribuição da Carga Horária 
 
5 horas/aula semanais (75 horas-aula semestrais) 
 
Objetivos 
 
Dar aos alunos informações técnicas de elaboração e análise de projetos industriais. 
 
Conteúdo programático 
 
 1. Fundamentos 
 2. Sistematização de projetos de arranjo físico 
 3. Dados de entrada 
 4. Fluxo de materiais 
 5. Diagrama de fluxo e/ou interrelações 
 6. Determinação dos espaços 
 7. Determinação de interrelações entre espaços 
 8. Planejamento de arranjo físico detalhado 
 9. Plantas e modelos 
 10. Localização 
 11. Implantação 
 12. Administração dos projetos de layout 
 
Metodologia 
 
Exposição verbal dos conceitos e debates (discussão dirigida), com troca de experiências entre 
os participantes. Exercícios para aplicação prática dos conceitos vistos, por meio de tarefas 
individuais e em grupo. 
 
Critério de Avaliação 
 
� Conjunto de trabalhos individuais e/ou em grupo, bem como exercícios de fixação a 
serem feitos em sala de aula comporão a N1. 
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DISCIPLINA: PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO 
 
� Prova individual, versando sobre todos os itens do conteúdo (peso 80%) e exercícios 
de fixação em sala de aula (peso 20%) comporão a N2. 
� Exame final na forma de prova individual, cobrindo todo o conteúdo da disciplina. 
Obs: as datas das avaliações serão informadas na primeira semana de aula. 
 
Bibliografia recomendada 
 
BUFFA, E. Modern Production/Operation Management. New York, USA: Jonh Wiley & 
Sons, 1987. 
CHASE, R. B,; JACOBS, R.; AQUILANO, N. J. Administração da produção para a 
vantagem competitiva. 10. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 
CORRÊA, H. L.; CORRÊA, C. A., Administração da produção e operações: manufatura e 
serviços – uma abordagem estratégica, 2. ed., São Paulo: Atlas, 2006. 
DAVIS, M.M. et al. Fundamentos da administração da produção. 3. ed. Porto Alegre: 
Bookman, 2001. 
LAUGENI, F. P.; MARTINS, P. G. Administração de produção. 2. ed. São Paulo: Saraiva, 
2005. 
MONKS, J. G. Administração da produção. São Paulo: McGraw Hill, 1987. 
MOREIRA, D. A. Administração da produção e operações, 2. ed. São Paulo: Cengage 
Learning, 2008. 
MUTHER, Richard. Planejamento do Layout: Sistema SLP. São Paulo: Edgard Blucher, 
1978. 
RITZMAN, L. P.; KRAJEWSKI, L.J. Administração da produção e operações. 2. ed. São 
Paulo: Prentice Hall, 2008. 
SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração da produção, 2. ed. São 
Paulo: Atlas, 2002. 
 
Currículo resumido do professor 
 
Henrique Martins Rocha é Doutor em Engenharia pela UNESP, com pós-doutorado na mesma 
instituição, Mestre em Sistemas de Gestão (UFF), Especialista em Gestão Empresarial (FGV) 
e em Finanças Corporativas (UFRRJ). Engenheiro Mecânico (UERJ) com aperfeiçoamento 
em Engineering Excellence pelo Rochester Institute of Technology, foi avaliador líder do 
PQRio. Sua experiência profissional de 27 anos na área industrial, em empresas como Xerox, 
White Martins, Flextronics, Remington, CBV e Siemens, inclui funções como gerente de 
Produção, gerente de Programas (novos produtos), gerente de Planejamento e Controle de 
Produção e Exportação, gerente de Customer Care, gerente de Design Center, engenheiro de 
Processos e Manufatura, etc. Participou da implantação, balanceamento e realocação de 
diversas linhas de produção, definição e implementação de unidades de produção, 
implementação de sistemas integrados de gestão, desenvolvimento de cadeias de suprimento, 
incluindo logística reversa, seleção de equipamentos, desenvolvimento de processos 
produtivos e de novos produtos, manutenção industrial, etc. Atuou por 5 anos nos USA e 
Canadá, integrando diversos times de desenvolvimento de produtos, desenvolvendo 
fornecedores e coordenando grupo multinacional de design. Atua há dez anos na área 
acadêmica, como professor, coordenador de cursos de graduação e pós-graduação e 
pesquisador. Possui dezenas de publicações científicas: artigos em periódicos e anais de 
eventos científicos e capítulos de livros. Endereço para acessar CV Lattes: 
http://lattes.cnpq.br/0532941206355027. 
 
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Caros alunos, 
A presente apostila se presta a servir de fonte inicial de esclarecimento e orientação sobre o 
conteúdo da disciplina Arranjo Físico Industrial (AFI), não devendo, no entanto, ser 
considerada a única fonte de informação e estudo. O aprofundamento conceitual, bem como 
aplicações práticas adicionais, devem ser consultados nas obras indicadas na Bibliografia da 
disciplina. 
 
1. FUNDAMENTOS 
Dentre as disciplinas associadas ao projeto de um sistema de produção, destaca-se o 
projeto de arranjo físico (plant layout design), definido como o conjunto de atividades 
envolvidas na localização de departamentos de fabricação, linhas de produção, centros de 
trabalho, máquinas e funções auxiliares (ferramentaria, manutenção, etc.) e na definição 
de rotas e meios de movimentação apropriados. 
DEFINIÇÕES 
Segundo Muther (1986) e Slack, Chambers e Johnson (2002), o arranjo físico ou layout 
pode ser definido como o estudo do posicionamento relativo dos recursos produtivos, 
homens, máquinas e materiais, ou seja, é a combinação dos diversos 
equipamentos/máquinas, áreas ou atividades funcionais dispostas adequadamente. Decide-
se onde colocar todas as instalações, máquinas equipamentos e pessoal da produção, 
preocupando-se com o posicionamento físico dos recursos de transformação, 
determinando a forma e a aparência desta unidade produtiva, e também o fluxo dos 
recursos transformados através das operações. 
É frequentemente uma atividade difícil e de longa duração por causa das dimensões físicas 
dos recursos de transformação movidos e podem afetar o fluxo dos materiais e pessoas, o 
que poderá acarretar maiores ou menores custos e eficácias da produção (SLACK; 
CHAMBERS; JOHNSON, 2002). Um erro pode produzir padrões de fluxo longos e 
confusos, estoque de materiais, filas de clientes formando-se ao longo da operação, 
inconveniência para os clientes, tempos de processamento longos, operações inflexíveis, 
fluxo imprevisíveis e altos custos. 
Segundo Ritzman e Krajewski (2008), ao se alterar um arranjo físico, pode-se afetar o 
modo de como uma empresa busca atingir suas prioridades. Os objetivos visados com um 
bom layout são: 
I. Aumentar a moral e satisfação no trabalho; 
II. Incrementar a produção, reduzindo as demoras, manuseios e tempos de manufatura 
(menor demora e distância); 
III. Maior utilização de equipamentos, mão-de-obra e serviços (reduzindo distâncias e 
tempos improdutivos); 
IV. Reduzir os riscos para os colaboradores; 
V. Melhorar a comunicação.Slack, Chambers e Johnson (2002) afirmam que para se projetar um arranjo físico, deve-se 
fazer uma análise do que realmente deseja-se alcançar. Devem ser muito bem 
compreendidos os objetivos estratégicos da produção, como ponto de partida, dos muitos 
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estágios que levam ao arranjo físico final da produção. Em várias situações, torna-se 
necessário um estudo de layout: 
I. Ineficiência das instalações (fabricação de novos produtos, aquisição de máquinas, 
necessidade de maior espaço para estocagem, etc); 
II. Redução dos custos de produção; 
III. Variação da demanda (aumento ou decréscimo na produção); 
IV. Ambiente de trabalho inadequado (ruídos, temperaturas, iluminação, etc); 
V. Excesso de estoques (fluxo do produto não está bom); 
VI. Manuseios excessivos (provocam estragos e atrasam a produção); 
VII. Instalação de uma nova fábrica. 
 
LAYOUT OU LEIAUTE? 
Layout é uma palavra da língua inglesa que faz parte da terminologia de diversas áreas 
profissionais: em editoração e diagramação significa a forma de organização de elementos 
textuais e gráficos nas páginas de um documento. Já, no projeto de circuitos eletrônicos, 
significa a disposição dos componentes na placa de circuito impresso; em manufatura este 
termo está relacionado com a disposição dos recursos de produção na instalação industrial. 
Esta palavra, a rigor, consta nos dicionários brasileiros com a grafia leiaute. A forma 
aportuguesada parece ser pouco conhecida e utilizada no meio empresarial. Na linguagem 
corporativa brasileira a expressão original layout é largamente utilizada (PEINADO; 
GRAEML, 2007). 
 
VOLUME-VARIEDADE 
O projeto de arranjo físico busca minimizar custos de movimentação, reduzir o 
congestionamento de materiais e pessoas, incrementar a segurança, o moral e a 
comunicação, aumentar a eficiência de máquinas e mão-de-obra e apoiar a flexibilidade. 
A concepção ou planejamento do sistema de produção segue, então, influenciado 
essencialmente pelo fluxo do trabalho, o qual deve ser racional evitando-se que os 
deslocamentos, sejam de pessoas ou materiais, quando necessários ocorram por distâncias 
reduzidas, outro aspecto a ser considerado quando da elaboração do arranjo físico, trata-se 
do conforto e da segurança que deve ser proporcionada aos trabalhadores. 
Para tal, baseia-se principalmente na configuração do sistema de produção, que deve 
assumir uma das seguintes orientações básicas: 
(a) sistemas orientados a processos (produção intermitente), caracterizados por baixo 
volume, alta variedade, fluxo de materiais intermitente, máquinas universais, emprego 
intensivo de mão-de-obra. 
(b) sistemas orientados a produtos (produção contínua), caracterizados por alto 
volume, baixa variedade, fluxo de materiais contínuo, máquinas especiais, aplicação 
intensiva de capital. 
Assim temos duas situações de volume e variedade que demarcam um intervalo, entre alto 
e baixo. A figura 1 apresenta alguns exemplos de operações com diferentes volumes. 
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Figura 1 – Volume de produção 
 
A composição de volume-variedade indica diferentes tipos de processos produtivos, como 
pode ser observado na figuras 2 e 3 e que são discutidos a seguir. 
 
 
Figura 2 – Matriz Volume-variedade / tipos de processos 
 
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Figura 3 – Matriz produto-processo 
 
Processos de Projeto 
• Envolvem produtos discretos, bastante customizados; 
• Baixo volume e alta variedade; 
• Baixo grau de repetição: a maior parte dos trabalhos tende a ser única. 
 
Processos de Jobbing 
• Baixo volume- alta variedade; 
• Característica principal: cada produto deve compartilhar os recursos da operação 
com outros; 
• Ex: serviços de técnicos especializados (restauradores de móveis, alfaiates, 
gráfica) 
• Baixo grau de repetição. 
 
Processos de Lotes ou Bateladas 
• Cada parte da operação tem períodos em que se está repetindo, enquanto o “lote” 
está sendo processado; 
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• Ex: produção de alimentos congelados; manufatura da maior parte das peças de 
conjuntos montados em massa, como carros e a maior parte das roupas. 
 
Processos de Produção em massa 
• Produzem bens em alto volume e variedade relativamente estreita; 
• Ex: fábrica de automóveis; maior parte dos fabricantes de bens duráveis. 
• Nas operações em massa as diferentes variantes de um produto não afetam o 
processo básico de produção. 
 
Processos Contínuos 
• Grande volume e baixa variedade; 
• Operam por períodos e tempo mais longo; 
• Muitas vezes estão associados a tecnologias relativamente inflexíveis, de capital 
intensivo, com fluxo altamente previsível. 
• Ex: refinarias de petróleo, siderúrgicas e algumas fábricas de papel. 
 
 
Figura 4 – Tipos de processo produtivo (resumo) 
 
SELEÇÃO DO TIPO DE ARRANJO 
Há diferentes maneiras de se arranjarem os recursos produtivos de transformação. Os 
recursos individuais de transformação são muito diferentes, por isso a variedade de 
arranjos parece ainda mais ampla do que realmente é (SLACK; CHAMBERS; 
JOHNSON, 2002). Corrêa e Corrêa (2004) afirmam que o tipo básico de arranjo físico é a 
forma geral do arranjo de recursos produtivos da operação. A escolha do tipo de arranjo 
físico depende em grande parte da escolha do processo, e são classificadas em: 
I. Arranjo físico por processo ou funcional; 
II. Arranjo físico em linha ou por produto; 
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III. Arranjo físico posicional ou por posição fixa; 
IV. Arranjo físico celular; 
V. Arranjo físico híbrido, combinado ou misto. 
 
Para definição do processo preferencial para o planejamento do layout, é preciso 
identificar a melhor situação para casos de processos puros ou em trabalho de sistemas 
híbridos. Deve se definir um tipo preferencial, que apresente maior afinidade com o 
processo para montar como base e com o decorrer dos estudos, aplicando os demais 
processos para avaliar suas melhorias e divergências. Em um estudo de manufatura, a 
característica de volume-variedade ditará o processo mais adequado para o planejamento. 
Para indicar o processo apropriado, Slack, Chambers e Johnson (2002) fornecem uma 
matriz associada à característica volume-variedade, conforme ilustrado na figura 5, na 
qual é perceptível a tendência ao fluxo intermitente conforme o volume diminui e aumenta 
a variedade. 
 
 
Figura 5 – Matriz de layout e gráfico volume-variedade (SLACK; CHAMBERS; 
JOHNSON, 2002). 
 
 
 
Fixo 
Funcional 
 
 
Linear 
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CARACTERÍSTICAS DE CADA TIPO DE ARRANJO FÍSICO 
Arranjo Fixo, Posicional, por Posição Fixa, ou Project Shop � é aquele em que o 
produto, ou seja, o material a ser transformado, permanece estacionário em uma 
determinada posição e os recursos de transformação se deslocamao seu redor, executando 
as operações necessárias, como pode ser observado na figura 6. 
 
 
Figura 6 – Exemplo de arranjo fixo 
 
Tem como característica a existência de pequena variedade de produtos em pequenas 
quantidades. Este arranjo é utilizado quando, devido ao porte do produto ou à natureza do 
trabalho não é possível outra forma de arranjo. São dois os casos básicos em que o arranjo 
por posição fixa é amplamente utilizado: 
• Quando a natureza do produto, como peso, dimensões e/ou forma impedem outra 
forma de trabalho: projetos de grandes construções, como estradas, arranha-céus, 
pontes, usinas hidroelétricas, construções em estaleiros, atividades agropecuárias, 
atividades de extrativismo; 
• Quando a movimentação do produto é inconveniente ou extremamente difícil. Este 
é o caso de cirurgias, tratamento dentário, trabalhos artesanais como esculturas e 
pinturas, montagem de equipamentos delicados ou perigosos, etc. 
Nos layouts fixos, a localização dos recursos não vai ser definida com base no fluxo de 
recursos transformados, mas na conveniência dos recursos transformadores em si. As 
principais vantagens deste tipo de arranjo são: 
• Não há movimentação do produto; 
• Quando se tratar de um projeto de montagem ou construção, como por exemplo, a 
construção de uma ponte ou a fabricação de um navio, é possível utilizar técnicas 
de programação e controle, tais como: PERT e CPM, disponíveis em softwares 
bastante acessíveis; 
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• Existe a possibilidade de terceirização de todo o projeto, ou de parte dele, em 
prazos previamente fixados. 
Dentre as desvantagens do arranjo posicional pode-se citar: 
• Complexidade na supervisão e controle de mão-de-obra, de matérias primas, 
ferramentas etc.; 
• Necessidade de áreas externas próximas à produção para submontagens, guarda de 
materiais e ferramentas. Muitas vezes, é necessário construir abrigos para os 
funcionários, da construção civil; 
• Produção em pequena escala e com baixo grau de padronização. 
Um exemplo clássico é a construção de um edifício. O mesmo permanece fixo enquanto 
seus materiais e mão de obra circulam em volta no processamento. Outros exemplos: 
produção de navios em estaleiros, fabricação de grandes transformadores elétricos e 
grandes geradores, produção de aviões de grande porte, locomotivas, restaurantes 
convencionais, equipamentos e máquinas industriais de grande porte, etc. 
Um dos problemas encontrados para esta operação são limitações quanto: 
• Ao espaço para execução das atividades; 
• A logística de transporte e armazenamento de materiais; 
• Ao controle do fluxo de subcontratados como equipamentos e mão de obra; 
• A minimização dos movimentos e sua verticalização. 
Para Chase, Jacobs e Aquilano (2006), o arranjo fixo tem uma baixa eficiência, por isso é 
comum ser utilizado em operações que necessitam de grandes arranjos posicionais para 
agregação de valor ao produto. Sua eficácia está ligada a programação de acesso ao 
espaço e a confiabilidade das entregas de materiais. 
Slack, Chambers e Johnson (2002) acrescentam ainda que o planejamento e o controle do 
projeto devem ser bem executados, a fim de se evitar a falta de espaço para alocar 
equipamentos ou materiais que tiveram seus prazos de utilização mal estimados, evitando-
se assim a movimentação desnecessária entre lugares temporários e os lugares ideais 
destinados para sua utilização. 
Em resumo este arranjo físico tem as seguintes características: 
• Movimentação reduzida de material; 
• Aumento da movimentação de pessoal e equipamentos; 
• Pode resultar em equipamentos duplicados; 
• Requer grande habilidade do pessoal; 
• Requer supervisão geral; 
• Pode resultar em aumento de espaço e grande material em processo; 
• Requer grande atenção no controle e na programação da produção. 
• Produção pequena; 
• Grande flexibilidade que permite alterações no projeto do produto, no volume da 
produção e até no tipo de produto. 
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Arranjo Funcional, por processo, departamental, process layout e job shop. � No 
arranjo físico funcional, todos os processos e equipamentos do mesmo tipo e função são 
colocados juntos, constituindo um arranjo típico de especialização por processo, onde as 
máquinas que realizam um mesmo tipo de operação ficam agrupadas (próximas). Este 
arranjo também pode agrupar em uma mesma área operações ou montagens semelhantes. 
É um tipo de arranjo flexível, que atende as mudanças de mercado e produtos 
diversificados em diversas quantidades, apresentando um fluxo longo dentro da fábrica. 
Ocorre uma circulação do produto (fluxo de produção) entre áreas distintas de 
equipamentos, onde acontece o processamento, o resultado do trabalho vai de um setor 
para o outro em lotes ou em grupos de itens fabricados, como pode ser observado nas 
figuras 7 e 8. 
 
 
Figura 7 – Layout Funcional (adaptado de Martins e Laugeni, 2005) 
 
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Figura 8 – Layout Funcional 
 
As peças se movem de acordo com as operações, o que permite a criação de 
departamentos com as operações do mesmo tipo feitas na mesma área. Por exemplo, setor 
de usinagem dividido com áreas de fresas, tornos, retíficas etc. É usado, em geral, esse 
tipo de arranjo, quando os fluxos que passam pelos setores são variados e ocorrem 
intermitentemente. Este tipo de arranjo pode trabalhar com diferentes roteiros, tornando-o 
bastante flexível para a produção. Neste tipo de layout os recursos são organizados de 
acordo com as funções que desempenham e de suas necessidades comuns, como 
característica existe uma grande variedade de produtos em pequenas quantidades. É um 
tipo de arranjo que pode ficar bastante complexo à medida que temos muitos processos 
em muitos produtos: com volumes de produtos mais intensos, faz com que os fluxos de 
manufatura se cruzem, diminuindo a eficiência e aumentando o tempo de atravessamento 
dos fluxos. 
O desafio nas decisões sobre o layout de processos é procurar arranjar a posição relativa e 
as áreas de cada setor, de forma a aproximar setores que tenham fluxos intensos entre si. 
Os exemplos de uso são inúmeros: 
• Hospitais: um hospital apresenta em sua predominância um arranjo físico onde os 
processos são agrupados por tipo e função. Há o centro cirúrgico, a pediatria, o 
setor de raio x, o pronto socorro, a farmácia, a unidade de tratamento intensivo etc. 
• Serviços de confecção de moldes e ferramentas: uma empresa prestadora deste tipo 
de serviços também utiliza arranjo por processo. Para a confecção de um molde 
destinado a uma injetora de plásticos ou uma ferramenta destinada a uma prensa de 
estampagem são necessárias diversas operações, em diversos tipos de máquinas, 
tais como: retíficas, centros de usinagem, fresas, furadeiras, eletro-erosão etc. Os 
produtos fabricados são únicos e muito diversos. Assim, exigem operações de 
tipos, tempos e sequências independentes, inviabilizando outro tipo de arranjo 
físico menos flexível. 
• Lojas comerciais: para facilitar a busca pelo produto que o cliente deseja, as lojas 
dividem seus artigos por categoria. Por exemplo, roupas masculinas, femininas e 
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DISCIPLINA: PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃOinfantis, artigos de cama, mesa e banho, roupas sociais e esporte, calçados, 
eletrodomésticos e assim por diante. Os supermercados utilizam o arranjo por 
processo, pois o volume de compras tende a aumentar quando as mercadorias são 
expostas de maneira ordenada. Em geral, o consumidor deseja visitar apenas 
alguns setores da loja. Mas é do interesse dos varejistas que o cliente circule 
também por outros departamentos, o que pode ser obtido definindo-se uma 
configuração do arranjo físico que estimule ou obrigue o cliente a realizar 
determinado trajeto dentro da loja. 
• Manufatura de usinagem de peças utilizadas em automotores, onde se tem áreas 
separadas dedicadas a um tipo de processo. Nesta manufatura existem alguns 
beneficiamentos que exigem ambientes especiais para a execução, como por 
exemplo, uma área de solda de onde resultam gases. Já em processos com máquina 
ferramenta, necessita-se de operadores e um estoque para ferramentais. 
As principais vantagens do arranjo físico funcional são: 
• Grande flexibilidade para atender a mudanças de mercado: de uma maneira geral, 
desconsiderando problemas de balanceamento e eventuais gargalos, para alterar o 
processo de fabricação. No caso de se adotar o layout funcional, basta alterar o 
fluxo a ser seguido pelo produto perfaz durante sua fabricação; 
• Bom nível de motivação: geralmente este arranjo exige de mão-de-obra 
especializada e qualificada. Quando os produtos são únicos, não existe produção 
repetitiva contribuindo para a redução da monotonia e, consequentemente, do tédio 
no trabalho; 
• Atende a produtos diversificados em quantidades variáveis ao mesmo tempo: este 
tipo de arranjo permite que mais de um tipo e modelo de produto possa ser 
fabricado simultaneamente. Enquanto um produto está passando por um processo 
em determinado local, é possível que outro produto diferente esteja recebendo 
outro processamento, na mesma planta fabril; 
• Menor investimento para instalação do parque industrial: quando equipamentos 
similares são agrupados, os custos de instalação geralmente diminuem. Por 
exemplo, determinados equipamentos ou operações exigem um sistema de 
exaustão de ar ambiente. Se eles forem agrupados, um único sistema poderá servir 
a diversas máquinas. 
• O mesmo acontece com necessidades de refrigeração, instalações hidráulicas, de ar 
comprimido, de gases, de combustível etc. Além disto, via de regra, tratam-se de 
equipamentos não específicos, de uso geral, e, portanto, de custo mais acessível e 
manutenção mais simples. Há, ainda, a vantagem de venda ou troca do 
equipamento, quando ele deixa de ser útil à operação; 
• Maior margem do produto: na verdade, a maior margem de contribuição não 
advém do tipo de arranjo físico, e sim do tipo de produto, de maior valor agregado, 
que, geralmente, se produz neste tipo de arranjo. 
Em contrapartida aos benefícios proporcionados ao arranjo físico por processo as 
desvantagens deste tipo de arranjo físico são as seguintes: 
• Apresenta um fluxo longo dentro da fábrica: Como o produto “procura” seus 
processos onde quer que eles se encontrem dentro da planta, há necessidade de 
deslocamento por distâncias maiores, pois os processos necessários normalmente 
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não estão posicionados na melhor sequência para a fabricação de determinado 
produto. Outro fato comum neste arranjo é que o produto muitas vezes procura o 
processo seguinte na “contra mão” do processo anterior. Em outras palavras, o 
produto vai e volta, em um processo ineficiente de movimentação, que torna mais 
difícil o gerenciamento das atividades sendo executadas; 
• Diluição menor de custo fixo em função de menor expectativa de produção: como 
raramente se tem conhecimento com antecedência do que se vai produzir, a 
empresa precisa dispor de uma série de recursos, que devem estar disponíveis em 
função da necessidade de uma operação específica que pode ou não acontecer. 
Muitas vezes, para evitar algum gargalo na produção de determinados lotes, que 
podem exigir maior tempo de determinada operação, a empresa precisa ter 
máquinas em duplicidade para atender demandas inesperadas; 
• Dificuldade de balanceamento: devido à constante alteração do produto, a 
dificuldade em programar e balancear o trabalho é maior, além de se exigir que 
essas atividades sejam executadas em intervalos curtos de tempo, às vezes até 
diariamente. Isto costuma gerar estoques em processo mais elevados para 
compensar as diferenças de processamento; 
• Exige mão-de-obra qualificada: por um lado, isto é tido como vantagem e, por 
outro lado, pode ser considerado desvantajoso, para empresas brasileiras 
acostumadas a lidar com folhas de pagamento de baixo valor, quando comparadas 
às empresas dos países mais desenvolvidos. 
• Este processo não permite muita amplitude de supervisão, não é rara a necessidade 
de um supervisor para cada área de trabalho; 
• Maior necessidade de preparo e setup de máquinas: os volumes baixos resultam na 
necessidade de maior quantidade de preparos de máquinas, proporcionalmente ao 
tempo que estas são mantidas em operação. 
Os equipamentos de fabricação são de uso genérico e os trabalhadores devem possuir 
nível técnico relativamente alto para realizar tarefas diferentes. O fluxo de peças é 
pequeno dentro de cada departamento (intradepartamental) e grande entre eles 
(interdepartamental). 
O controle da produção é complexo devido à simultaneidade de diferentes lotes sendo 
executados ao mesmo tempo em setores distintos e para clientes variados. Em 
compensação a elaboração do processo de fabricação é uma atividade simples já que basta 
definir a rota pelos departamentos que executarão cada etapa do processo (GROOVER, 
1987, p.28). 
Entre as principais limitações está o elevado tempo necessário para completar cada lote. 
Doumeingts (1984 apud RIBEIRO e MEGUELATI, 2002, p.63) descreve que, do tempo 
total consumido na produção de uma peça, cerca de 5% são destinados à execução em 
máquina e os 95% restantes são gastos em movimentações e filas de espera. Além disso, 
dentro desses 5%, apenas 30% do tempo é usinagem propriamente dita, uma vez que a 
preparação das máquinas e outras tarefas consomem a maior parte do tempo. 
Em resumo este arranjo físico tem as seguintes características: 
• Manuseio elevado de material; 
• Complexo controle de produção; 
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• Grande quantidade de material em processo; 
• Máquinas de uso geral; 
• Pequeno investimento total inicial; 
• Grande flexibilidade; 
• Baixa produtividade; 
• Facilidade de contornar quebras de equipamentos; 
• O pessoal deve ter maiores habilidades; 
• Grande utilização das máquinas. 
 
Arranjo Linear, em linha, por produto, productflow layout, product layout e flow shop � 
Nesse tipo de arranjo os postos de trabalho, máquinas e equipamentos são colocados em 
sequência lógica das operações que devem ser executadas (a sequência de transformações 
que o produto irá sofrer), não ocorrendo caminhos alternativos, o que facilita o controle do 
processo e minimiza o manuseio de materiais, ou seja, o material passa pelas operações e 
existe um único produto fabricado em grande quantidade. 
Caracterizado por ter uma única entrada e uma única saída. Neste tipo de arranjo as 
máquinas, os equipamentos ou as estações de trabalho são colocados de acordo com a 
sequência de montagem, sem caminhos alternativos para o fluxo produtivo. O material 
percorre um caminho previamente determinado dentro do processo, como pode ser visto 
na figura9. Este arranjo permite obter um fluxo rápido na fabricação de produtos 
padronizados, que exigem operações de montagem ou produção sempre iguais, 
proporcionando aos colaboradores um trabalho monótono e estressante. 
Neste tipo de arranjo, o custo fixo da organização costuma ser alto, mas o custo variável 
por produto produzido é geralmente baixo, caracteriza-se como um arranjo físico de 
elevado grau de alavancagem operacional, sendo adotado somente quando o volume de 
produção justifica o investimento, que é extremamente alto. Enquanto um arranjo físico 
funcional pode ser elaborado aos poucos, o arranjo físico em linha deve ser implantado de 
uma só vez. 
 
 
Figura 9 - Fluxo de operações em uma linha de produção (PEINADO; GRAEML, 2007) 
 
Os equipamentos são especializados para se dedicarem à fabricação de um produto em 
particular e também é comum existirem máquinas duplicadas para balancear o fluxo 
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(BLACK, 1991, p.58). Esse balanceamento significa que o tempo total de trabalho em 
cada estação é praticamente o mesmo, reduzindo o tempo ocioso. 
Quando se fala em arranjo em linha, não se trata necessariamente de uma disposição em 
linha reta. Uma linha de produção retilínea tende a ficar muito longa exigindo áreas de 
longo comprimento, o que nem sempre é possível. Para contornar este problema é comum 
que os engenheiros projetem linhas em forma de U ou S ou outra forma de circuito 
diferente, que possa ser exequível em função das instalações prediais de que a empresa 
pode dispor, como pode ser observado nas figuras 10 a 12. 
 
 
Figura 10 – Layout linear (adaptado de Martins e Laugeni, 2005) 
 
Como é possível observar nas Figuras 11 e 12, a linha em forma de U requer praticamente 
a metade do comprimento de uma linha de forma reta. As pessoas trabalham mais 
próximas umas das outras e o caminho percorrido para abastecimento da matéria-prima ao 
lado da linha é menor. 
 
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Figura 11 - Arranjo linear (adaptado de Groover, 1987, p.29) 
 
 
Figura 12 – Arranjo linear 
 
Exemplos de uso: 
Indústrias montadoras: praticamente todas as montadoras utilizam um arranjo por produto. 
Este é o caso de linhas de montagem de automóveis, eletrodomésticos, bicicletas, 
brinquedos, aparelhos eletrônicos etc. 
Indústrias alimentícias: uma grande fábrica de massas e biscoitos, por exemplo, fabrica 
seus produtos em uma linha de produção composta principalmente de um forno contínuo e 
embaladeiras. 
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Frigoríficos: indústria de produtos frigoríficos de carnes bovina, suína e de frango e seus 
derivados, como linguiças, salsichas e demais embutidos são normalmente, estruturadas 
seguindo um arranjo em linha, o processo inclui, inclusive, o sistema de abatimento dos 
animais. 
Serviços de restaurante por quilo: um restaurante que vende comida a quilo utiliza uma 
espécie de linha de montagem de pratos, em que o próprio cliente realiza parte do 
processo produtivo ao seguir a filha e se abastecer dos alimentos desejados. 
Dentre as vantagens deste tipo de arranjo físico destacam-se: 
• Possibilidade de produção em massa com grande produtividade: as linhas de 
montagem geralmente têm alto custo de instalação e requerem equipamentos mais 
especializados. Assim sendo, apresentam maior custo fixo, porém menor custo 
variável por unidade, o que pode representar elevado grau de alavancagem 
operacional. A produtividade por mão-de-obra torna-se elevada neste tipo de 
arranjo, uma vez que as tarefas são altamente repetitivas, o grau de complexidade 
por tarefa é mínimo e o grau de automatização é, geralmente, mais elevado; 
• Carga de máquina e consumo de material constantes ao longo da linha de 
produção: é mais fácil obter uma condição de balanceamento da produção uma vez 
que o mesmo tipo de produto está sendo fabricado na linha, a qualquer momento; 
• Controle de produtividade mais fácil: a velocidade do trabalho em uma linha de 
produção é mais fácil de ser controlada, principalmente quando ser trata de linha 
motorizada. Dentro de certos limites, a supervisão pode aumentar ou diminuir a 
velocidade da própria linha, permitindo o aumento da produção ou, quando 
necessário, a sua diminuição. Algumas vezes a velocidade precisa ser reduzida por 
problemas de qualidade ou de falta de material. O controle dos funcionários pode 
ficar tão eficiente que nenhum deles pode deixar seu posto sem a anuência do 
supervisor e a substituição por outro; 
• Relativamente fácil de controlar, por apresentar um fluxo produtivo muito claro e 
previsível. 
• As vantagens que os arranjos lineares apresentam em relação aos arranjos 
funcionais, quando existem produções em larga escala, são os menores estoques 
(pela baixa necessidade de isolamento das operações) e tempos improdutivos nas 
movimentações de materiais, com processamentos de ritmos mais rápidos. 
 
São as seguintes desvantagens deste tipo de arranjo físico: 
• Alto investimento em máquinas: geralmente o grau de automatização deste tipo de 
arranjo costuma ser alto com máquinas específicas, que necessitam de manutenção 
frequente. Algumas máquinas podem ser tão especificas que não apresentam outro 
tipo de serventia quando substituídas; 
• Costuma gerar tédio nos operadores: devido ao alto grau de divisão deste trabalho, 
quase sempre as operações de montagem são monótonas, pobres e repetitivas. O 
índice de absenteísmo geralmente é elevado e ocorrem longos períodos de 
afastamento por ordem médica, decorrentes de problemas nas articulações e outras 
lesões por esforço repetitivo, além de lombalgias em geral. Os trabalhadores 
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geralmente não demonstram nenhum interesse na manutenção e conservação dos 
equipamentos. Indícios de sabotagem podem ocorrer; 
• Falta de flexibilidade da própria linha: o sistema tem longo tempo de resposta para 
mudanças de volume de produção, tanto para aumentá-la como para reduzi-la. O 
mesmo acontece no caso de introdução de um novo produto. Os tempos de setup 
são longos; 
• Fragilidade a paralisações e subordinação aos gargalos: tal como acontece com os 
elos de uma corrente, basta que uma operação deixe de funcionar e a linha toda 
pára (os produtos seguem em fila, quando uma operação pára, a fila toda pára). 
Outra característica é que a operação mais lenta da linha, denominada gargalo 
produtivo, determina a velocidade de produção de toda a linha. 
Em resumo este arranjo físico tem as seguintes características: 
• Manuseio reduzido de material; 
• Simples controle de produção; 
• Pequena quantidade de material em processo; 
• Uso de equipamentos especiais; 
• Investimento total inicial elevado; 
• Baixa flexibilidade (mudanças no produto podem levar a obsolescência da linha); 
• Grande produtividade; 
• Se uma máquina para a linha toda interrompe suas atividades; 
• Requer menor habilidade do pessoal (as atividades são específicas e repetitivas). 
 
Linhas de Montagem 
Para Slack, Chambers e Johnston (2002), linhas de montagem são um tipo especial de 
layout por produto: em geral, no seu sentido, o termo linha de montagem se refere a uma 
montagem progressiva ligada por algum dispositivode manuseio de material. 
A primeira linha de produção de que se tem notícia foi idealizada por Henry Ford em 
1939. Geralmente, algum tipo de ritmo está presente e o tempo permitido de 
processamento é o equivalente para todas as estações de trabalho. 
Corrêa e Corrêa (2006) ainda explicam que neste tipo de layout a eficiência do processo é 
máxima. Por exemplo, em uma linha de montagem as unidades passam de uma a uma 
(“one-piece-flow” na literatura inglesa) percorrendo de uma etapa do processo a outra (as 
etapas, em geral, encontram-se lado a lado), em um ritmo preestabelecido, de forma que 
sempre haja alguém agregando valor o produto. O que não ocorre em um layout funcional, 
em que, além do tempo de não-agregação de valor gasto no transporte do produto entre 
etapas, é frequente que um bom tempo seja gasto pelos produtos que aguardam 
processamento em filas. 
Balanceamento da linha de produção 
Mesmo levando em consideração a monotonia da rotina de um trabalho simples e 
altamente repetitivo, o maior benefício do arranjo físico por linha de produção está, 
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justamente, na divisão do trabalho em tarefas elementares, com curvas de aprendizagem 
próximas a 100%, ou seja, o tempo de aprendizado da tarefa é insignificante. Uma linha 
de produção varia em extensão dependendo da quantidade de operações. Geralmente, o 
comprimento da linha e a quantidade de postos de trabalho são expressivos. Linhas de 
produção que variam de 30 a 200 funcionários são comuns na indústria. A sequência da 
realização das tarefas em uma linha de produção é definida e imposta pelo produto a ser 
fabricado. 
O balanceamento da linha de produção consiste na atribuição de tarefas às estações de 
trabalho que formam a linha de forma que todas as estações demandem aproximadamente 
o mesmo tempo para a execução da tarefa. Isto minimiza o tempo ocioso de mão-de-obra 
e de equipamentos, pois o tempo de execução de cada tarefa destinado a cada um dos 
operadores em seus centros de trabalho deverá ser o mesmo, ou o mais próximo possível 
para que não haja atraso das demais atividades. 
As linhas com bom nível de balanceamento apresentam um fluxo suave e contínuo de 
trabalho, porque todos os operadores trabalham no mesmo ritmo, obtendo-se o maior grau 
de aproveitamento possível da mão-de-obra e dos equipamentos. A principal dificuldade 
em balancear uma linha de produção está na formação de tarefas, ou conjuntos de tarefas 
que tenham o mesmo tempo de duração. Muitas vezes algumas tarefas longas não podem 
ser divididas e algumas tarefas curtas não podem ser agrupadas. 
Quando uma tarefa tem seu tempo de execução significativamente maior ou menor que o 
tempo médio de execução das demais tarefas da linha de montagem, a linha de montagem 
fica desbalanceada, neste caso poderá ocorrer uma das seguintes situações: 
• O operador mais carregado de trabalho tenta compensar. Quando existir uma ou 
mais tarefas com maior tempo de montagem, os operadores designados para estas 
tarefas, não raro, vão tentar compensar a desvantagem, trabalhando em ritmo 
acelerado. Isto pode gerar problemas de fadiga e doenças do trabalho. É comum 
encontrar este problema em linhas de produção mais artesanais; 
• Muitas vezes se alocam os operadores mais ágeis e velozes para os postos de 
trabalho mais difíceis. Este procedimento pode trazer consequências futuras ao 
gestor da produção pelos problemas de saúde, já citados, quando um funcionário 
trabalha muito tempo em ritmo acelerado; 
• A soma do tempo ocioso dos demais operadores, com tarefas de menor duração, 
será alta, elevando os custos por falta de aproveitamento da mão-de-obra; 
• A velocidade da linha de produção será a velocidade da operação mais lenta, com 
maior tempo de duração. Em outras palavras, a linha de produção estará 
subordinada à operação do gargalo. 
Embora seja basicamente uma questão de programação para Slack, Chambers e Johnson 
(2002), balancear uma linha de montagem tem implicações para o layout. Isso acontece 
quando, para os propósitos do balanceamento, o tamanho da estação de trabalho ou o 
número de estações usadas deve ser modificado fisicamente. O trabalho desempenhado 
em cada estação é composto por várias partes, denominadas de tarefas, elementos e 
unidades trabalho. Tarefas que são descritas pela análise de tempos e movimentos. 
O trabalho total a ser desempenhado pela estação de trabalho é igual à soma das tarefas 
atribuídas para aquela estação, e a lógica do balanceamento é dividir e distribuir essas 
tarefas entre as estações de trabalho de forma que durante seu ciclo seja feito minimizando 
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ao máximo os tempos de ociosidade. Isto reflete em uma produção contínua otimizando os 
fluxos e minimizando perdas com transportes desnecessários e retirando tempos ociosos 
nas estações de trabalho. 
Procedimento de balanceamento de linha de produção (PEINADO; GRAEML, 2007) 
1 - Dividir as operações de trabalho em elementos de trabalho que possam ser executados 
de modo independente; 
2 - Levantar o tempo padrão para cada um dos elementos de trabalho, por meio de 
criteriosa cronoanálise; 
3 - Definir a sequência de tarefas e suas predecessoras 
4 - Desenhar o diagrama de precedências; 
5 - Calcular o tempo de duração do ciclo e determinar o número mínimo de estações de 
trabalho; 
6 - Atribuir as tarefas às estações de trabalho seguindo a ordem natural de montagem. A 
seguinte regra deve ser seguida para determinar as tarefas que podem ser atribuídas a cada 
estação: 
a - todas as tarefas precedentes já devem ter sido alocadas; 
b - o tempo da tarefa a ser alocada não deve ser superior ao tempo que resta para a 
estação de trabalho; 
c - quando houver mais de uma tarefa que pode ser alocada, dar preferência à tarefa 
que tenha maior duração, ou à que esteja mais no início da montagem, ou seja, que 
tenha mais tarefas subsequentes; 
d - se ainda houver empate, escolha uma tarefa arbitrariamente. 
Quando não houver nenhuma tarefa que possa ser alocada para a estação de trabalho, 
passar para a estação de trabalho seguinte, até completar toda a linha de produção. 
7 – Verificar se não existe uma forma melhor de balanceamento, buscando deixar a 
mesma quantidade de tempos ociosos em cada estação de trabalho; 
8 - Calcular o percentual de tempo ocioso e o índice de eficiência para a linha de 
produção; 
9 - Se todos os passos anteriores tiverem sido seguidos, a única forma de balancear melhor 
a linha será pela utilização de estações em paralelo para realizar operações elementares 
demoradas, que não podem ser subdivididas. Duas estações de trabalho paralelas, 
realizando a mesma operação, são capazes de dobrar a velocidade de produção daquele 
“elo” do processo produtivo. 
Layout linear com fluxo contínuo 
Em um conceito paralelo para Slack; Chambers e Johnston (2002), pode-se definir que 
existe nos layouts certo nível de conexão entre as diferentes etapas do processo agregador 
de valor. Esta conexão é alta em linhas de montagem, mas chega ao seu máximo em 
operações que trabalham com processos de fluxos contínuos, como por exemplo, em 
petroquímicas e em fábricas de papel, como apresentado na figura 13. 
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Figura 13 - Sequência de processos em manufatura de papel (SLACK; CHAMBERS; 
JOHNSTON, 2002) 
 
Neste tipo de fabricação o tempo de transporteé minimizado ao máximo, o que traz uma 
máxima eficiência. Qualquer alteração do roteiro produtivo torna-se impossível ou muito 
difícil de ser feita normalmente. Chega se assim a um trade-off envolvido neste tipo de 
layout, onde se privilegia a eficiência, sendo em consequência menos flexível. 
Este layout é comum em empresas que produzem produtos sem diferenciação de marcas, 
matéria primas como aço, alumínio, papel, entre outros. Produtos sem diferenciação são às 
vezes chamados de commodities e pela não-diferenciação de especificação ou marca 
encontra no preço seu principal fator de concorrência. 
 
Arranjo Celular, de tecnologia de grupo (TG), manufatura celular, ilha de manufatura, 
group technology layout, cellular layout e group layout � consiste em arranjar em um só 
local, conhecido como célula, máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro. 
O material se desloca dentro da célula buscando os processos necessários, porém o 
deslocamento ocorre em linha. 
Black (1991, p.64) comenta que a disposição das máquinas de uma célula se parece com o 
arranjo físico em linha, mas é projetada para ter flexibilidade. O objetivo deste tipo de 
arranjo é produzir diferentes famílias de produtos. Famílias são grupos de produtos com 
características semelhantes, ou seja, semelhanças geométricas, semelhanças de processo, 
etc. Uma célula constitui um agrupamento de máquinas dedicado a uma família de 
produtos com roteiros de produção semelhantes, isto é, que necessitam das operações das 
mesmas máquinas na mesma sequência de processamento. 
Como normalmente a célula inclui todos os processos necessários para concluir as peças 
de sua família, Lee (1996) define células de manufatura como sendo unidades pequenas e 
autônomas com várias máquinas e operações. Alguns gerentes de produção que se referem 
ao arranjo celular como “mini linhas de produção”. 
De acordo com Chase, Jacobs e Aquilano (2006), o layout celular aloca máquinas 
diferentes em células para trabalhar em produtos que tem formatos e requisitos similares 
de processamento; são amplamente difundidos hoje em dia na fabricação de metal, chips 
para computadores e em trabalhos de montagem. 
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O arranjo físico do tipo celular procura unir as vantagens do arranjo físico por processo, 
com as vantagens do arranjo físico por produto. Seu conceito está ligado à filosofia 
denominada Tecnologia de Grupo (TG): as peças com similaridades são identificadas e 
agrupadas com o objetivo de buscar vantagens no projeto e na manufatura. Esses grupos 
são denominados de famílias. Se o objetivo é a manufatura, então as peças de uma mesma 
família terão necessidades de processamento similares, levando a formação de um grupo 
de máquinas responsáveis pela sua fabricação. 
Com a célula procura-se confinar os fluxos (movimentação de materiais) a uma área 
específica, reduzindo assim os efeitos negativos de fluxos intensos através de longas 
distâncias. O arranjo das máquinas em células permite a redução da área, tornando o 
espaço fabril menos saturado e mais disponível para futuras expansões da capacidade. 
A Figura 14 mostra um exemplo de arranjo funcional, com cinco agrupamentos de 
máquinas similares que fazem a mesma operação. 
 
 
Figura 14 – Arranjo físico funcional (PEINADO; GRAEML, 2007) 
 
A Figura 15 mostra como é possível transformar esse arranjo em celular, onde as 
máquinas foram reposicionadas, de forma que cada célula é capaz agora de produzir o 
produto completo. Na figura, é possível observar que as máquinas que antes estavam 
agrupadas em função do tipo de processo, agora são distribuídas em células encarregadas 
de produzir, do início ao fim, uma família de produtos. 
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Figura 15 – Arranjo Físico celular (PEINADO; GRAEML, 2007) 
 
Após o processo numa das células, ele ainda pode ser transportado para uma próxima, 
complementando sua transformação. A produção é organizada em células alinhadas em 
uma sequência de operações de tal maneira a se obter eficiência produtiva sem perder a 
flexibilidade de produção. Seria uma forma de ordenar o complexo fluxo que caracteriza o 
arranjo físico funcional. A figura 16 mostra o exemplo de um setor produtivo que utiliza o 
arranjo físico celular. 
 
 
Figura 16 – Arranjo celular 
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Na Figura 17 é apresentado o esquema de uma célula de manufatura contendo oito postos 
de trabalho e operada por dois funcionários. Neste exemplo cada operário possui tarefas 
em quatro máquinas. A matéria-prima entra na célula e movimenta-se no sentido horário, 
conforme as setas azuis. Ao final as peças acabadas são dispostas em um transportador. 
 
 
Figura 17 - Arranjo físico celular (adaptado de Black, 1991, p.93) 
 
Conforme Lee (1996), as células de manufatura podem ser classificadas pelo seu número 
de produtos e processos. As principais classificações apontadas por ele são: 
• Células dedicadas: Uma célula de manufatura que produz um único produto com, 
por exemplo, apenas pequenas variações. Ela tem processos múltiplos e 
sequenciais. 
• Célula com tecnologia de grupo: Esta célula produz uma família de produtos 
relacionados. Eles têm processos similares, mas não necessariamente idênticos. 
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• Célula Funcional: Estas células contem um único processo, que opera com uma 
grande variedade de produtos não relacionados. 
• Célula de projeto: São células que produzem uma grande variedade de produtos 
não relacionados com múltiplos processos. 
O arranjo físico celular apresenta características que visam à racionalização e 
humanização do trabalho. É uma forma organizacional com as seguintes propriedades: 
• Incentiva o espírito de equipe, motivando a produção; 
• Cargos multifuncionais e equivalência salarial; 
• Unificação da responsabilidade à equipe. 
• Fluxo de materiais mais organizado; 
• Redução de espaço. 
• Flexibilidade quanto ao tamanho do lote e mis de produção; 
• Supervisão e programação da manufatura simplificada e mais racional; 
• Reduz inventários em processo; 
• Fixação de data realística de entrega da produção. 
• Diminui estoques intermediários e movimentação de materiais, consequentemente 
reduz custo de armazenagem e movimentação; 
• Redução de lead time; 
• Avaliação mais precisa do custo; 
• Sincronização das necessidades. 
Arranjos físicos do tipo celular podem ser encontrados em vários tipos de organizações, 
não se restringindo apenas à área industrial. Os exemplos a seguir se referem a diversas 
aplicações deste arranjo: 
• Lanchonete de supermercado: sabendo que é muito mais fácil fazer com que um 
consumidor que já está na loja compre mais, do que atrair um novo consumidor 
para entrar na loja, já há algum tempo os grandes varejistas disponibilizaram uma 
lanchonete no interior de suas instalações. Estas lanchonetes possuem um arranjo 
celular capaz de produzir o serviço de vendas completo, de forma independente do 
supermercado, uma vez que a lanchonete possui seu próprio caixa para pagamento, 
funcionários de atendimento, balcões e todos os equipamentos que permitem 
completar o processo de atendimento e venda ao cliente. 
• Shoppingde lojas de fábricas: consiste na agregação de várias lojas ou bancas de 
fábrica em uma única instalação, seguindo o conceito de cluster, ou seja, um local 
onde várias empresas concorrentes entre si se reúnem para atrair clientes 
interessados nos seus produtos, como por exemplo: roupas, sapatos, informática, 
etc. Pode-se classificar o arranjo físico do shopping de fábricas como do tipo 
celular, onde cada loja representa uma célula. 
• Feiras e exposições em geral: eventos como, por exemplo, a feira de utilidades 
domésticas, feiras de livros, feiras de maquinário industrial, exposições de moda e 
tecido etc, sempre têm arranjo físico do tipo celular. Cada célula, representada por 
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um expositor, tem autonomia suficiente para realizar o processo completo da 
finalidade da feira. 
• Maternidade de um hospital, onde dificilmente os clientes terão a necessidade de 
cuidados de outras partes do hospital, além daqueles já disponíveis na área de 
maternidade. 
Para se desenvolver um arranjo físico celular, são necessárias algumas condições que 
viabilizem sua implantação: 
• Agrupamento de famílias de produtos na forma e nas operações necessárias para 
manufatura; 
• Padronizações de máquinas, produtos, ferramentas e dispositivos, com 
classificação e codificação; 
• Flexibilidade de máquinas para trabalhar para uma família de produtos e executar 
todas as operações se possível; 
• Requer estudo detalhado sobre balanceamento de linhas. 
Para a formação das famílias adotam-se alguns conceitos, sendo os principais: 
• Conceito Russo: 
• Agrupar as peças em função dos equipamentos por que são processadas; 
• Em cada caso, agrupar as peças por forma geométrica; 
• Agrupar por tipo de projeto; 
• Agrupar por similaridade do ferramental necessário para a fabricação. 
• Conceito do Fluxo do Processo: 
• Necessita-se das ordens de fabricação com todos os dados (operações; 
material; tempo; equipamentos; etc.); 
• Registro do fluxograma de processo básico; 
• Determinação dos grupos principais pelas características comuns. 
Este tipo de arranjo físico apresenta as seguintes vantagens: 
• Aumento da flexibilidade quanto ao tamanho de lotes por produto: quando as 
máquinas são posicionadas em células, destinadas a uma família de produtos, o 
tempo de setup acaba por se reduzir, uma vez que menos tipos e famílias de 
produtos serão produzidos nestas células. Com a redução dos tempos de setup é 
possível diminuir o tamanho dos lotes de produção, tornando a operação mais 
flexível; 
• Diminuição do transporte de material: as distâncias percorridas pelo material em 
uma célula de produção são, geralmente, menores que o caminho percorrido pelo 
material em um arranjo físico por produto ou por processo. A proximidade das 
máquinas e equipamentos na célula faz com que a necessidade de movimentação 
seja reduzida. Na maioria das vezes, isto elimina a necessidade de equipamentos 
de movimentação dispendiosos entre um processo e outro. O próprio operador 
pode se encarregar da movimentação manual entre dois estágios de produção; 
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• Diminuição dos estoques: a diminuição dos lotes mínimos de fabricação, por si só, 
reduz o estoque médio do produto fabricado. Além disto, há a redução dos 
estoques em processo, em consequência da redução do tempo de espera dos itens 
em processamento entre uma estação de trabalho e outra, quando comparado ao 
arranjo físico por processo; 
• Maior satisfação no trabalho: talvez uma das principais contribuições do arranjo 
celular esteja ligada ao ambiente de trabalho. É mais fácil organizar o 
entrosamento entre os funcionários de uma mesma célula, tanto pela proximidade 
física que acontece nas mini linhas de produção, como pela facilidade de 
treinamento e rotação de tarefas entre os trabalhadores. Os funcionários passam a 
trabalhar o processo completo de produção do item e não mais tarefas fracionadas 
como nos demais tipos de arranjos físicos. Isto torna o trabalho mais interessante e 
faz com que os funcionários se sintam mais responsáveis pelo processo e 
valorizados pela empresa; 
• Melhores relações humanas: As células ou TG’s consistem em poucos 
trabalhadores que formam uma pequena equipe de trabalho; que produz unidades 
completas de trabalho. 
• Melhores habilidades dos operadores: os trabalhadores vêem apenas um número 
limitado de peças diferentes em um ciclo finito de produção, portanto a repetição 
significa uma aprendizagem rápida. 
• Menos estoque em processo e manuseio de materiais: a célula combina vários 
estágios de produção, portanto menos peças percorrem a área industrial. 
• “Setup” mais rápido para a produção: menos setup significa uma redução na 
aparelhagem de ferramentas e, assim, mudanças rápidas da ferramenta; 
• Flexibilidade quanto ao tamanho dos lotes de cada produto, permitindo elevado 
nível de produtividade e qualidade, diminuindo o transporte dos materiais e os 
estoques. 
• Promove a centralização da responsabilidade sobre o trabalho e a satisfação do 
colaborador ao realizá-lo. 
Dentre as desvantagens do arranjo físico celular estão: 
• Específico para uma família de produtos: via de regra, uma célula é preparada para 
um único tipo ou família de produto. A célula e seus equipamentos tendem a 
ficarem ociosos quando não há programação de produção para aquela célula 
especifica, mesmo que existam recursos produtivos na célula que pudessem estar 
sendo utilizados; 
• Dificuldade em elaborar o arranjo: a dificuldade e a complexidade na elaboração 
de um arranjo físico celular são maiores que a dos arranjos por processo e por 
produto. 
Em resumo este arranjo físico tem as seguintes características: 
• Alta utilização de máquinas; 
• Atmosfera de equipe; 
• Boa flexibilidade e produtividade; 
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• Equipamentos de uso geral com eventuais máquinas específicas; 
• Operadores executam mais de uma atividade ao mesmo tempo; 
• Redução do material em processo; 
• Redução do manuseio de material; 
• Redução dos tempos de preparação; 
• As máquinas são dispostas na sequência do processo; 
• Normalmente a célula é projetada em forma de U; 
• Um tipo de peça é feito de cada vez dentro da célula; 
• O tempo de ciclo para o sistema dita a taxa de produção para a célula; 
• Os operadores trabalham em pé e caminhando; 
• São usadas máquinas mais lentas e específicas, que são menores e mais baratas. 
 
Segundo Slack, Chambers e Johnson (2002), processo de layout é frequentemente uma 
atividade difícil e de longa duração por causa das dimensões físicas dos recursos de 
transformação envolvidos. A escolha um layout errado poderá criar fluxos longos ou 
confusos, necessidades de mais estoques de materiais ou aumento dos mesmos existentes, 
maiores filas de clientes ao longo da operação, tempos maiores e aumentando os custos de 
operação. 
De acordo com os autores, de todas as características dos vários tipos básicos de layout, 
talvez a mais significativa seja a implicação dos custos unitários na escolha do tipo de 
layout. Isto pode ser mais bem entendido com base na distinção entre as repercussões 
sobre os elementos de custo fixo e variável ao se adotarem os diversos tipos básicos de 
layout. 
Para qualquer produto ou serviço, o custo fixo de se estabelecer um layout posicional é 
relativamente baixo quandocomparado com qualquer outra forma de se produzir os 
mesmos produtos ou serviços. Entretanto, os custos variáveis de se produzir cada produto 
ou serviço particular são relativamente altos quando comparados a qualquer outro tipo de 
layout. 
Os custos fixos tendem, então, a aumentar à medida que se migra do layout posicional 
para o layout por produto. Já os custos variáveis por produto ou serviço, por sua vez, 
tendem a decrescer. 
Os custos totais para cada tipo básico de layout dependerão dos volumes de produtos ou 
serviços produzidos. Isso leva à afirmação de que para cada volume deve haver um tipo 
básico de layout de custo mínimo. Na figura 18, o gráfico “a” demonstra a posição dos 
quatro tipos básicos de layout quanto ao custo e volume para qual parecem determinar. 
Mas na prática, a incerteza sobre os custos fixos e variáveis exatos de cada tipo de layout, 
significa que raramente a decisão se baseará única e exclusivamente na consideração de 
custos. Assim ilustrado no gráfico “b” da figura 18. O custo exato de operar com o layout 
definido é difícil de ser previsto e dependerá de fatores numerosos e difíceis de 
quantificar. 
 
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Figura 18 - Gráficos de Custo/Volume (SLACK; CHAMBERS; JOHNSON, 2002) 
 
Arranjo Misto, Híbrido ou Combinado � é utilizado quando se deseja aproveitar as 
vantagens dos diversos tipos de arranjo físico conjuntamente. Geralmente é utilizada uma 
combinação dos arranjos por produto, por processo e celular. 
 
 
Figura 19 – Fluxos racionalizados pelo arranjo misto 
 
Os arranjos físicos combinados correspondem às associações (combinações) de arranjos 
em função de um determinado processo produtivo. Pode-se ter uma linha constituída de 
vários arranjos, conforme necessidade de fabricação do produto. Muitas operações ou 
projetam arranjos físicos mistos, que combinam elementos de alguns ou todos os tipos 
básicos de arranjo físico ou, alternativamente, usam tipos básicos de arranjo físico de 
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forma “pura” em diferentes partes da operação (SLACK; CHAMBERS; JOHNSON, 
2002). 
Os gerentes de operações também criam arranjos físicos híbridos quando introduzem 
células e automação flexível, como um sistema de produção flexível. Uma célula são duas 
ou mais estações de trabalho distintas localizadas próximas, por meio das quais um 
número limitado de peças ou modelos é processado utilizando fluxos lineares 
(RITZMAN; KRAJEWSKI, 2005). 
 
 
Figura 20 - Complexo de restaurantes com os tipos básicos de layout (SLACK; 
CHAMBERS; JOHNSON, 2002). 
 
OUTROS TIPOS DE ARRANJOS FÍSICOS (parcialmente extraído de Gorgulho Júnior, 
2010) 
Benjaafar, Heragu e Irani (2002, p.58) mostram que as recentes tendências da indústria 
sugerem que as configurações clássicas de arranjo físico não reúnem as características 
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necessárias para atender aos empreendimentos multi-produtos e que é necessária uma 
nova geração de arranjos que devem ser flexíveis, modulares e fáceis de serem 
reconfiguráveis. Isso se deve ao fato de alguns segmentos da indústria de manufatura 
estarem expostos a um ambiente turbulento. De acordo com Rheault, Drolet e Abdulnour 
(1995, p.221) um ambiente turbulento é caracterizado por: 
• Alta variação na demanda; 
• Alta variação nos tamanhos de lotes de produção; 
• Alta variação nos tempos de processamento; 
• Alta variação nos tempos de preparação; 
• Demanda estocástica (parcialmente ou totalmente); 
• Frequentes mudanças no conjunto de produtos; 
• Sequências de produção variáveis; 
• Forte competição. 
Os novos arranjos citados por Benjaafar, Heragu e Irani (2002, p.66) são: arranjo ágil, 
arranjo modular e arranjo distribuído. Askin, Ciarallo e Lundgren (1999, p.962) 
apresentam o arranjo holônico e o arranjo fractal. Além disso, é necessário citar as células 
virtuais de manufatura que, apesar de não se tratar de um arranjo físico propriamente dito, 
estão diretamente relacionadas com o tema em questão. 
Arranjo físico ágil (agile layout) � Apesar do nome, não é um tipo específico de 
configuração de chão de fábrica, mas sim quando a instalação permite frequentes 
reconfigurações na disposição dos equipamentos. Quando necessário o arranjo físico é 
reprojetado para maximizar o desempenho operacional ao invés de minimizar o custo de 
movimentação de material. 
Porém os autores acrescentam que capturar a relação entre a configuração do arranjo 
físico e o desempenho operacional é muito difícil: o problema de reprojeto não é grave se 
as estações de trabalho são leves e fáceis de serem movidas, fazendo com que a mudança 
de layout seja rápida e de baixo custo. Benjaafar, Heragu e Irani (2002, p.65) citam as 
máquinas portáteis (portable machine) como uma forte tendência para solucionar as 
dificuldades e custos de alteração da distribuição física. 
Células virtuais de manufatura (virtual cells ou virtual manufacturing cells) � Não se 
trata de um arranjo físico propriamente dito, pois pode ser aplicado em qualquer 
disposição de máquinas. O conceito foi proposto pelo National Bureau of Standards para 
solucionar um problema específico de controle para a Automated Manufacturing Research 
Facility (IRANI; CAVALIER; COHEN, 1993, p.793). A primeira vez que um sistema de 
produção baseado em células virtuais foi chamado de Sistema Virtual de Manufatura 
Celular (Virtual Cellular Manufacturing System - VCMS) foi em 1996 (KO; EGBELU, 
2003, p.2367). 
O termo virtual foi adotado nesta estrutura de controle da produção para se distinguir das 
células de manufatura reais que são definidas por grupos fixos de equipamentos no chão 
de fábrica. As células virtuais estendem o conceito de células definido em tecnologia de 
grupo por permitirem o compartilhamento de estações de trabalho com outras células 
virtuais que produzem diferentes famílias de peças e que tem sobreposição de recursos 
requeridos. 
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Sarker e Li (2001, p.673) destacam que as células virtuais são agrupamentos lógicos das 
máquinas e não são mais reconhecidas por sua proximidade física, ou seja, os grupos não 
são fisicamente identificáveis. A Figura 21 mostra três células virtuais, com uma máquina 
compartilhada em um chão de fábrica com vinte máquinas de quatro tipos diferentes. 
 
 
Figura 21 - Três células virtuais (adaptado de Sarker e Li, 2001, p.674) 
 
A Figura 21 permite notar que não há um padrão na disposição das máquinas no chão de 
fábrica. Irani, Cavalier e Cohen (1993, p.807) sugerem que as máquinas que são 
compartilhadas permaneçam em um arranjo físico funcional, próximo ou entre as células. 
Benjaafar e Sheikhzadeh (1996, p.853) sugerem o uso de um arranjo físico completamente 
distribuído, onde as cópias de cada tipo de máquina são completamente dispersas no chão 
de fábrica. Na opinião de Baykasoglu (2003, p.2599) o arranjo físico distribuído é, 
provavelmente, a mais apropriada opção para implementação de células virtuais de 
manufatura. O arranjo físico distribuído será discutido posteriormente. 
Arranjo linear 80/40 � este arranjo prevê a existência de 2 linhas próximas, uma com 
capacidade de atender 80% da demanda nominal prevista e a outra 40%. Semnecessidade 
de rearranjos (no sentido físico), esta composição permite cobrir vasto espectro de 
variações de demanda (incluindo utilização de diferentes turnos). Exemplos: 
• 20% do nominal: um operador em cada 2 postos de trabalho da linha 40%; 
• 40% do nominal: utilizar somente a linha 40%; 
• 60% do nominal: utilizar as 2 linhas, com um operador a cada 2 postos; 
• 80% do nominal: utilizar somente a linha de 80%; 
• 100% do nominal: linha de 80% + linha de 40% com um operador a cada 2 postos; 
• 120% do nominal: utilizar as duas linhas. 
Layout de Linha Flexível � Quando é decidido adotar um layout em linha que envolve 
um fluxo sequencial entre estágios arranjados em série, uma decisão adicional é necessária 
para iniciar os estudos: qual forma adotar. Inspirados no sistema de produção japonês, 
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algumas linhas tomaram formas de “U”, serpentinas e outras composições que diferem da 
linha tradicional. Chase, Jacobs e Aquilano (2006) mencionam que a forma “U” é a mais 
usada para linhas mais curtas e as serpentinas em linhas mais longas. 
 
 
Figura 22 - Layouts com Linha Flexíveis (Chase; Jacobs; Aquilano, 2006) 
 
Essas linhas flexíveis apresentam vários benefícios quanto a sua forma, uma delas é a 
flexibilidade e balanceamento de mão de obra em formatos “U”, quando o operador 
consegue trabalhar em estações diferentes adjacentes ou cruzando o “U”. Isto permite que 
quando a produção aumentar pode-se adicionar mais operadores na linha, como mostra a 
figura 22. 
Sistemas Flexíveis � Corrêa e Corrêa (2006) comentam que é cada vez mais frequente 
que as empresas e indústrias mantenham-se flexíveis em termos de alteração de layout. 
Devido ao ciclo de vida de produtos e a inserção de novas famílias ou produtos, algumas 
organizações tentam aumentar ou manter a facilidade com que configuram e reconfiguram 
novos setores produtivos. Assim como em novas células de produção, setores de processo 
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entre outros, as empresas empregam equipamentos de menor porte e móveis para facilitar 
sua movimentação para novas configurações de layout. 
Arranjo físico modular (layout modules) � apresentado por Irani e Huang (2000), esta 
proposta não assume padrões de fluxo ou critérios de agrupamento de máquinas. O fluxo 
de material é decomposto em uma rede de módulos e cada módulo representa parte da 
instalação. Um módulo é um grupo de máquinas conectadas por um fluxo de material bem 
definido. Como mostra a Figura 23, os autores definiram seis tipos de módulo, os quais 
são discutidos a seguir. 
 
 
Figura 23 - Os seis tipos de módulos (Adaptado de Irani e Huang, 2000, p.260) 
 
1. Módulo fluxo em linha (flowline module) � é um arranjo linear de máquinas onde 
todos os produtos movem-se em sequência, sem retorno a uma operação anterior e sem 
saltar nenhum equipamento. 
2. Módulo fluxo em linha ramificado (branched flowline module) � ocorre quando 
um conjunto de produtos possui alguma diferença e divide o fluxo em ramificações 
paralelas com operações específicas. Posteriormente essas ramificações unem-se 
novamente ao fluxo único. 
3. Módulo célula (cell module) � é composto por um conjunto de máquinas que 
produzem uma família de peças ou produtos sem necessitar de nenhuma máquina 
externa ou visita a outro módulo. As peças da família podem não usar todas as 
máquinas do módulo e/ou ter a mesma sequência de operação. 
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4. Módulo centro de usinagem (machine center module) � é uma variação do 
módulo célula. É uma única máquina automática multifuncional que combina 
diferentes processos de manufatura. 
5. Módulo funcional (functional layout module) � este módulo é análogo ao 
tradicional departamento funcional com fluxo de material aleatório entre as máquinas, 
ou seja, não há um fluxo dominante. 
6. Módulo fluxo padronizado (patterned flow module) � o material possui um fluxo 
dominante e também há a presença de uma hierarquia. Este módulo pode ser 
decomposto em módulos de fluxo em linha e fluxo em linha ramificado. 
Arranjo físico fractal, manufatura fractal (fractal manufacturing), fábrica fractal (fractal 
factory) � Em matemática a palavra fractal é usada para descrever objetos cuja estrutura 
repete-se em cada detalhe quando a resolução aumenta. A primeira metodologia que 
aplica a teoria de fábrica fractal no projeto de arranjo físico foi proposta por Venkatadri, 
Rardin e Montreuil (1997, p.912). Os autores definem o arranjo fractal como sendo uma 
extensão do arranjo celular, pois o chão de fábrica é dividido em pequenos grupos 
denominados células fractais ou simplesmente fractais. 
Na definição original as células fractais são idênticas e podem produzir toda a gama de 
produtos da empresa, pois possuem pelo menos uma estação de trabalho de cada tipo. 
Porém diferentes tipos de fractais podem existir na mesma empresa, como na Figura 24. 
 
 
Figura 24 - Exemplo de arranjo fractal (adaptado de Venkatadri, Rardin e Montreuil, 
1997, p.912) 
 
Arranjo físico distribuído (distributed layout), arranjo físico disperso (dispersed layout), 
arranjo físico espalhado (scattered layout), arranjo físico aleatório (random layout) � 
definido pela distribuição das estações de trabalho por todo o chão de fábrica, como 
mostra a Figura 25, onde é feita uma comparação entre um layout funcional e um 
distribuído. 
Montreuil e Venkatadri (1991) destacaram que em um ambiente externo extremamente 
volátil, o conjunto de produtos muda com frequência, de forma rápida e drástica, sendo 
impossível reconhecer um padrão de fluxo estável. As únicas entradas estáveis disponíveis 
para o estudo do projeto do layout estão relacionadas com as estações de trabalho: tipos, 
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número de réplicas de cada tipo, utilização esperada, tempo de processamento dos lotes 
transferidos e unidade de carga equivalente de lotes transferidos. 
 
 
Figura 25 - Arranjos funcional e distribuído (adaptado de Benjaafar, Heragu e Irani, 
2002, p.67) 
 
Os autores assumiram que um sistema inteligente de planejamento e controle da produção 
seria capaz de aproveitar as vantagens da proximidade entre estações de trabalho de 
diferentes tipos. Conforme as ordens chegam ao sistema, as rotas necessárias à sua 
execução são construídas pela procura de máquinas disponíveis e capazes de executar 
cada operação. Quando a instalação não estivesse altamente carregada, as peças que 
estariam em uma estação de trabalho de um tipo seriam roteadas para a mais próxima 
estação de trabalho do tipo requerido na etapa seguinte do processo de fabricação. Mesmo 
que a instalação estivesse mais carregada essa peça seria roteada para a máquina 
disponível mais próxima (MONTREUIL e VENKATADRI, 1991, p.295). A intenção é 
providenciar rotas mais eficientes para qualquer tipo de peça que o sistema deva produzir. 
Posteriormente, Montreuil, Venkatadri e Lefrançois (1991, p.10) passam a usar o termo 
arranjo físico holográfico (holographic layout). É muito difundido na literatura o termo 
Sistema Holônico de Manufatura (holonic manufacturing systems) que não está envolvido 
diretamente com o arranjo físico do chão de fábrica (Arranjo físico