Principais Layouts em Engenharia Mecatrônica

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FACULDADE PITÁGORAS
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS – FACET
ENGENHARIA MECATRÔNICA
SANTIAGO AUGUSTO DE LOUREIRO FERREIRA
TRABALHO SOBRE OS PRINCIPAIS LAYOUTS
BELO HORIZONTE
2016
Santiago Augusto De Loureiro Ferreira
TRABALHO SOBRE OS PRINCIPAIS LAYOUTS
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia Mecatrônica da Faculdade Pitágoras, como requisito parcial para o desenvolvimento do trabalho da disciplina de Sistemas Integrados de Manufatura.
Área de Concentração: Ciências Exatas
BELO HORIZONTE
2016
ÍNDICE
	1
	INTRODUÇÃO .....................................................................................
	4
	1.1
	Objetivos do layout ............................................................................
	4
	1.2
	Escolha do tipo de layout ..................................................................
	5
	2
	LAYOUT POSICIONAL .......................................................................
	6
	2.1
	Exemplos de aplicação ......................................................................
	6
	2.2
	Vantagens ...........................................................................................
	7
	2.3
	Desvantagens .....................................................................................
	7
	3
	LAYOUT FUNCIONAL ........................................................................
	8
	3.1
	Exemplos de aplicação ......................................................................
	9
	3.2
	Vantagens e desvantagens ...............................................................
	9
	3.3
	Informações Necessárias Para Layout Por Processo ....................
	10
	4
	LAYOUT CELULAR ............................................................................
	11
	4.1
	Principais características ..................................................................
	11
	4.2
	Vantagens ...........................................................................................
	13
	4.3
	Desvantagens .....................................................................................
	13
	5
	LAYOUT LINEAR ................................................................................
	14
	5.1
	Exemplos de aplicação ......................................................................
	14
	5.2
	Vantagens ...........................................................................................
	14
	5.3
	Desvantagens .....................................................................................
	15
	6
	ILUSTRAÇÃO ......................................................................................
	16
	7
	CONCLUSÃO ......................................................................................
	18
	8
	REFERÊNCIAS ...................................................................................
	19
INTRODUÇÃO
Segundo o International Labour Office, de Genebra, layout é: “A posição relativa dos departamentos, seções ou escritórios dentro do conjunto de uma fábrica, oficina ou área de trabalho manual ou intelectual; dentro de cada departamento ou seção; dos meios de suprimento e acesso às áreas de armazenamento e de serviços, tudo relacionado dentro do fluxo de trabalho.
Para JONES & GEORGE, 2008, a técnica de administração de operações cujo objetivo é criar a interface homem-máquina para aumentar a eficiência do sistema de produção. Um fluxo bem estudado permite o rápido atravessamento do produto pelo sistema produtivo. Assim, consequentemente, menos tempo é perdido em cada recurso e ocorre a rápida transformação da matéria-prima em produto final, reduzindo o lead time da produção. (PARANHOS FILHO, 2007).
O objetivo do layout é combinar a força de trabalho com as características físicas de uma indústria (máquinas, rede de serviços, e equipamentos de transporte) de tal modo que seja alcançado o maior volume possível de produtos manufaturados ou serviços. Estes produtos ou serviços deverão apresentar um nível de qualidade compatível, sendo utilizado para tanto um baixo volume de recursos.
Objetivos do layout
Ao ser desenvolvido o layout, devem ser observados os seguintes itens:
Proporcionar segurança: saídas de emergência, ambiente salubre, sinalizações, isolamento de operações perigosas;
Coordenação gerencial;
Acessibilidade: as máquinas devem apresentar um nível de acessibilidade, levando em consideração a limpeza e manutenção, além da operação;
Uso adequado do espaço;
Flexibilidade de longo prazo: os arranjos devem ser alterados periodicamente à medida que as necessidades da operação mudem
Extensão do fluxo: o fluxo de informações, materiais devem atender ao objetivo da operação;
Clareza do fluxo: o fluxo deve ser sinalizado de forma clara para os funcionários.
Escolha do tipo de Layout
Para a escolha do tipo de layout, devem ser levados em considerações os seguintes aspectos:
Tipo de produto, isto é, se é um bem ou serviço, desenho do produto, padrões de qualidade.
Tipo de processo de produção, ou seja, tecnologia, tipos de material ou serviço.
Volume da produção, se será contínua de grande volume, ou intermitente de pequeno volume.
Os custos fixos e variáveis.
 
Russel (2002) enfatiza que as decisões fundamentais para o planejador do layout envolvem o volume de capital a investir, a facilidade de criação de pontos de estoque, o ambiente de trabalho, a facilidade de manutenção de equipamentos, o grau de flexibilidade necessário, além da convivência dos clientes e níveis de vendas.
LAYOUT POSICIONAL
Este tipo de layout, também conhecido como arranjo de posição fixa, ao invés de materiais e informações fluir para uma operação, quem sofre procedimento fica estacionário, enquanto equipamentos, maquinários, instalações movem-se na medida do necessário. Por tanto, a matéria prima é deslocada para o local da montagem do que se está produzindo. Sua característica se baseia fundamentalmente, por organizar os fatores de produção em torno do produto.
De acordo com Tiberti (2003), o arranjo físico posicional é bem característico, fácil de identificar, pois enquanto nos outros tipos de arranjos físicos o produto que está sendo manufaturado vai até os recursos, neste arranjo os recursos vão até o produto a ser manufaturado.
O layout posicional é empregado quando se torna inviável o manuseio de produtos que estão sendo trabalhados, devido ao fato de que, por acréscimo de componentes, suas dimensões e pesos tornam desaconselháveis e perigosos o transporte ou deslocamento dos produtos ou parte desses.
Adota-se este tipo de arranjo quando há reduzida capacidade de produção, alto custo de movimentação do produto e o trabalho não é sequencial.
2.1. Exemplos de aplicação
O layout posicional pode ser aplicado, por exemplo:
- Na indústria naval, para a construção de navios;
- Construção de rodovias;
- Para a construção de aviões;
- Em Buffet de self-service;
- Construção de prédios.
Exemplo de aplicação de layout posicional. Fonte: Tiberti, 2003.
Vantagens
Não há movimentação do produto;
Maior possibilidade de terceirização;
Alta flexibilidade de mix e de produto;
Cliente ou produto não movido ou perturbado;
Alta variedade de tarefas para a mão de obra.
Desvantagens
Em termos de segurança, trata-se do pior tipo de arranjo, já que o produto final, até vir a ser entregue, é trabalhado continuamente, além de haver sempre grande restrição de fluxo de equipamentos e serviços;
Custos unitários muito altos;
Arranjo físico de maior complexidade, devido à execução de várias tarefas sobre o produto;
Muita movimentação de equipamentos e mão de obra;
Dificuldade de escala e padronização;
Pode necessitar de áreas externas à produção.
LAYOUT FUNCIONAL
Layout funcional, também conhecido como Departamental ou por Processo, segundo Argoud (2007) este tipo de arranjo físico os recursos sãodistribuídos conforme sua função e requisita uma mão-de-obra com grandes habilidades por requerer uma variedade de tarefas a serem desempenhadas. Possui uma flexibilidade alta, mas uma eficiência baixa e exige muito fluxo entre os setores e pouco fluxo dentro de cada setor.
Neste tipo de layout, segundo Camarotto, (1998), as operações cujo tipo de processo de produção se assemelha são agrupadas, independentemente do produto processado. Martins e Laugeni (1998) confirmam essa informação ao mencionar que, nesse arranjo físico todos os processos e equipamentos do mesmo tipo são posicionados numa mesma área e também, operações de montagem semelhantes são agrupadas num mesmo local. O material se desloca buscando os diferentes processos.
O layout funcional é empregado em processamentos que geram subprodutos, ou em linhas de fabricação nas quais o produto final 	é o resultado da associação de subprodutos ou de produtos intermediários. Pelas suas peculiaridades, este arranjo possibilita a produção de vários itens, ou produtos intermediários, com pouca movimentação de matéria prima.
Arranjo físico por processo – Fonte: Tiberti (2003)
3.1. Exemplos de aplicação
Processos de tratamento térmico de peças;
Supermercados (comidas congeladas, verduras, padaria);
Indústria de autopeças;
Centros de usinagem.
Vantagens e Desvantagens
Vale ressaltar que Slack (1999) cita diversas vantagens do arranjo físico por processo em detrimento aos demais arranjos, entre elas um custo fixo menor comparado com outros arranjos físicos, mas são citadas também algumas desvantagens, como elevados estoques de material em processo, bloqueando a eficiência do processo, e a programação e o controle da produção tornam-se complexos.
Vantagens
De acordo com Agroud (2007), a principal vantagem é que, por intermédio desse arranjo consegue-se maior flexibilidade de produção, otimizando tempos em cada etapa de serviço, bem como acumulando estoques de produtos intermediários, que admitam certa sazonalidade.
Menor investimento de capital;
Grande flexibilidade nos meios de produção;
Alcance de uma supervisão efetiva;
Suporta as interrupções de uma etapa por algum tempo;
A indisponibilidade de equipamentos não prejudica tão seriamente a produção;
Menores custos fixos em decorrência do menor investimento inicial.
Desvantagens
Requer maior área;
Necessidade de maior habilidade (ou número) de mão de obra;
Necessidade de uma inspeção mais frequente;
Maior tempo para a produção;
Baixa utilização de recursos;
Maior complexidade do planejamento e controle da produção;
Difícil controle de fluxo de processo;
Maior manuseio de materiais.
Informações Necessárias Para Elaboração Do Layout Por Processo
A área requerida por centro de trabalho;
As restrições sobre a forma da área a ser alocada para cada centro de trabalho;
O nível e a direção do fluxo entre cada par de centros de trabalho (número de jornadas, carregamentos ou custo do fluxo por unidade de distância percorrida);
O quão desejável é manter centros de trabalho próximos entre si ou próximos de algum ponto fixo do arranjo físico.
LAYOUT CELULAR
Consiste no agrupamento de máquinas e equipamentos em grupos diversos de tal forma que, cada um dos grupos seja capaz de propiciar a produção de todos os componentes de uma mesma família.
Para Ghinato (1998), a ideia básica da manufatura celular é melhorar o gerenciamento do sistema de manufatura através do agrupamento de recursos produtivos, em células independentes, isso é subsistema de produção. O sistema é composto por células de manufatura e montagem ligadas por uma única forma de inventário e controle de informação. Operações necessárias para produzir uma família de produtos ou um conjunto de peças com requisitos similares são agrupados na célula numa sequência que minimiza a movimentação de materiais através da mesma. A manufatura celular é basicamente projetada para ser flexível.
Segundo Russel (2002), o layout celular se classifica em dois tipos de layout, os híbridos, ou seja, algumas partes das instalações são arranjadas num layout por processo e outras, em layout por produto.
4.1. PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
São algumas das características do layout celular, conforme Black (1998):
O tempo de ciclo para o sistema dita a taxa de produção para a célula;
Máquinas são arranjadas seguindo a sequência do processo de produção de uma família de produtos;
A célula é usualmente projetada na forma de uma linha em “U”;
Os operadores são multifuncionais;
Os operadores trabalham em pé e caminhando;
São usadas máquinas mais lentas e específicas, que são menores e usualmente mais baratas.
A metodologia sugerida por Silveira (1999) combina ideias, métodos e prescrições de vários estudos de maneira lógica e estruturada do processo, ilustrado abaixo:
Metodologia de implantação da manufatura celular. Silveira 1999
Arranjo físico celular. Tiberti (2003)
VANTAGENS
Aumento da flexibilidade quanto ao tamanho de lotes por produto;
Diminuição de transporte de matéria;
Diminuição dos estoques;
Maior satisfação no trabalho;
Melhor confiabilidade e capacidade do processo;
Facilita a supervisão.
DESVANTAGENS
Específico para uma família de produtos;
Difícil introdução de novos produtos;
Dificuldade em elaborar o produto;
Pouca flexibilidade de mix de produtos;
Requer equipamentos específicos.
LAYOUT LINEAR
De acordo com Camarotto, 1998, no layout linear os equipamentos são dispostos de acordo com uma determinada sequência de operações, ficando fixos, enquanto os materiais se movem pelos vários equipamentos.
Adota-se o layout linear ou por produto, como também é definido, quando a produção é desenvolvida sob a forma sequencial. O produto manuseado percorre todas as instalações, mantendo-se fixos os equipamentos do processo.
Este tipo de arranjo é indicado quando o processamento envolve a fabricação de produtos seriados, ou padronizados, quando há produção em lotes, quando o transporte é contínuo, tendo às máquinas existentes as mesmas funções.
5.1. Exemplos de aplicação
Serviços de massa, como vacinação;
Montagem de automóveis;
Manufatura de papel;
Vantagens
Baixo custo unitário para baixos volumes;
Especialização dos equipamentos;
O manuseamento do material é reduzido;
Os operadores não necessitam de muitos conhecimentos profissionais;
Controlo simples da produção.
Camarotto, 1998, defini que as vantagens podem ser traduzidas pela redução do transporte interno dos produtos, pela menor permanência dos produtos em processamento ao longo da linha de produção.
Desvantagens
Se uma máquina parar toda a linha de produção para;
O posto de trabalho mais lento marca o ritmo da linha de produção;
Requer um supervisor;
É necessário investir em equipamento de alta qualidade (Tompkins, 1996).
Segundo Tompkins, 1996, o principal ponto negativo de um layout linear é que, para aumentar-se a confiabilidade da produção e reduzir-se a probabilidade das ocorrências de falhas, deve-se aumentar continuamente a confiabilidade de cada um dos componentes do processo. Ocorrendo um acidente no início do processo esse irá trazer reflexos ao longo de toda a linha de produção.
Modelo de layout de linha em uma fábrica de uma usina.
ILUSTRAÇÃO
Layout Posicional
Fonte: http://agaas.com/technical/primer/files/stacks_image_266_1.png
Layout Funcional
Fonte: http://www.tenhodito.com/tenhodito/conheca-os-truqes-que-fazem-voce-comprar-mais/
Layout Celular
Fonte: http://pt.slideshare.net/phpippe/13-tipos-de-processos-x-arranjo-fsico
Layout Linear
Fonte: http://miscelaneaconcursos.blogspot.com.br/2012/03/tipos-de-layout.html
CONCLUSÃO
A partir do estudo realizado referente aos layouts, foi possível verificar que o arranjo físico varia conforme a necessidade de cada empresa, sendo necessário se adequar a cada produção ou serviço. Antes deimplantar um layout, é necessário realizar um estudo, levando em consideração, qual a finalidade do processo, se é produzir um produto, prestar algum serviço, o que será fabricado, o espaço disponível, as dimensões do produto, capital a investir, localização do estoque, manutenção de equipamentos, entre outros itens.
Um projeto elaborado em acordo com as necessidades de produção ou prestação de serviço, podem garantir um sistema de manufatura mais enxuto e eficiente, tornando a empresa mais competitiva no mercado.
 
REFERÊNCIAS
BANZATO, Eduardo. Integrando layout com movimentação de materiais. Artigo publicado em agosto de 2001. Disponível em: <http://www.guialog.com.br/ARTIGO217.htm>. Acesso em: 18 de set. de 2016.
ARGOUD, A.R.T.T. (2007). Procedimento para projeto de arranjo físico modular em manufatura através de algoritmo genético agrupamento. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007.
MUTHER, Richard. Planejamento do layout: sistema SLP. São Paulo: Edgard Blücher, 1978
OLIVERO, J. L. Projeto de Fábrica: Produtos, Processos e Instalações Industriais. São Paulo: 1985.
DALMAS, Volnei. Avaliação de um layout celular implementado: Um estudo de caso em uma indústria de autopeças. Trabalho de conclusão de curso. Disponível em: http://www.producao.ufrgs.br/arquivos/publicacoes/volnei_dalmas.pdf. Acesso em 18 de set. de 2016.