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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CÉSAR AUGUSTO ALVES DE MEIRA ESTUDO DO ARRANJO FÍSICO DE UM ESTALEIRO ESPECIALIZADO EM CONSTRUÇÃO NAVAL COM MADEIRA Itajaí 2017 CÉSAR AUGUSTO ALVES DE MEIRA ESTUDO DO ARRANJO FÍSICO DE UM ESTALEIRO ESPECIALIZADO EM CONSTRUÇÃO NAVAL COM MADEIRA Trabalho de Iniciação Cientifica: TIC 2 solicitado para a obtenção do título de Tecnólogo em Construção Naval pelo Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval do Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar pela Universidade do Vale do Itajaí. Orientador(a): Roberto Barddal, MSc. Itajaí 2017 CÉSAR AUGUSTO ALVES DE MEIRA ESTUDO DO ARRANJO FÍSICO DE UM ESTALEIRO ESPECIALIZADO EM CONSTRUÇÃO NAVAL COM MADEIRA Esta monografia foi julgada adequada para a obtenção do título de Tecnólogo em Construção Naval e foi aprovada pelo Curso de Tecnologia em Construção Naval da Universidade do Vale do Itajaí, Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar. Área de Concentração 3.08.01.01-0 Itajaí, 11 de dezembro de 2017. ____________________________ Prof. Roberto Barddal UNIVALI – CTTMar Presidente da banca ____________________________ Prof. Ademar Arno Bussmann UNIVALI – CTTMar Avaliador ______________________________ Prof. Carlos Frederico da Cunha Teixeira UNIVALI – CTTMar Avaliador AUTORIZAÇÃO DA EMPRESA PARA PUBLICAÇÃO DO TIC II Itajaí, 11 de dezembro de 2017. O Estaleiro Dom Osvaldo Ltda, pelo presente instrumento, autoriza a Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI, a publicar, em sua biblioteca, na página do Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval do site da Universidade do Vale do Itajaí (www.univali.br) e no Blog do Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval (http://navalunivali.wordpress.com/), o Trabalho de Iniciação Científica, cujo título é Estudo do Arranjo Físico de um Estaleiro Especializado em Construção Naval com Madeira de autoria do acadêmico César Augusto Alves de Meira . __________________________________ Fabio José Coelho PERMISSÃO DO ACADÊMICO PARA PUBLICAÇÃO DO TIC II Itajaí, 11 de dezembro de 2017. Autorizo a publicação do Trabalho de Iniciação Científica – TIC II de minha autoria, intitulado_______________________________________________________, na página do Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval do site da Universidade do Vale do Itajaí (www.univali.br) e no blog do Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval(http://navalunivali.wordpress.com/), e abdico de qualquer tipo de pagamento a título de direitos autorais. ________________________________________________ César Augusto Alves de Meira DECLARAÇÃO DE ISENÇÃO Itajaí, 11 de dezembro de 2017. Declaro, para todos os fins de direito, que assumo total responsabilidade pelo aporte ideológico conferido ao presente trabalho, estando ciente do disposto no Art. 58 do Regulamento do Trabalho de Iniciação Científica e na Lei nº 9610 de 18/02/1998, isentando a Universidade do Vale do Itajaí – UNIVALI, o Curso Superior de Tecnologia em Construção Naval, a Banca Examinadora e o Professor Orientador de TCC, de toda e qualquer responsabilidade acerca do mesmo. Assinatura do(a) acadêmico(a):__________________________________ César Augusto Alves de Meira Dedico este trabalho à Jesus, minha Rocha e Fortaleza, pois eu nada poderia ter feito se não fosse pela sua graça, aos meus pais que trabalharam incessantemente para que eu pudesse efetuar minha graduação e à minha namorada e futura esposa que me incentivou durante todo o processo. AGRADECIMENTOS A Deus pela sua graça e misericórdia, por ser meu abrigo seguro em todo tempo e por ter transformado a minha vida durante o período em que frequentei a universidade, colocando em meu coração o desejo de exercer minha futura profissão para glória do Seu Nome. Obrigado Jesus por me revelar o seu amor, e ter sido a minha motivação para a conclusão da minha graduação. Dou graças ao Espirito Santo por me conceder condições para o desenvolvimento deste trabalaho, direcionando-me na escolha do assunto, e me abençoando com um excelente orientador. Aos meus pais Valmor e Ilianes, que trabalharam de maneira incansável para que eu pudesse efetuar minha graduação. Vocês sempre estiveram comigo, mesmo quando eu os decepcionei, obrigado pelo apoio, pelo cuidado e por investirem em mim. A minha namorada Amanda Fuckner, que me apoiou durante a maior parte da minha vida acadêmica, que acreditou em mim mesmo quando eu duvidei. Obrigado pelo seu amor e cuidado. Agradeço a toda família Fuckner que torceu pelo meu sucesso no desenvolvimento deste trabalho. Ao professor Roberto Barddal, que com muita dedicação e conhecimento ímpar, colaborou de maneira singular para que esse trabalho fosse desenvolvido. Aos meus amigos concedidos por Deus, especialmente ao Norival Netto que me auxiliou no desenvolvimento do abstract. Pois quem quiser salvar a sua vida, a perderá, mas quem perder a vida por minha causa e pelo evangelho, a salvará. Pois, que adianta ao homem ganhar o mundo inteiro e perder a sua alma? Marcos 9.35,36. RESUMO MEIRA, César Augusto Alves de. Estudo do Arranjo Físico de um Estaleiro Especializado em Construção Naval com Madeira. Itajaí, 2017. 137f. Trabalho de Iniciação Científica (Graduação em Tecnologia em Construção Naval) – Centro de Ciências Tecnológicas da Terra e do Mar, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2017. A atividade de construção naval com madeira na região de Itajaí está estabelecida há anos, porém, o método de construção de embarcações de madeira, tem se mantido o mesmo, sendo caracterizado como um processo empírico por não se valer de projeto. A falta de planejamento não está limitada somente ao processo de construção, mas, se estende ao próprio arranjo físico dos estaleiros, resultando em movimentação excessiva de materiais e desperdício de espaço, problema este que contribui para o aumento do preço das embarcações. Soma-se a isto, a baixa demanda, e o resultado é a possível extinção dos estaleiros tradicionais que trabalham com madeira, o que acarretaria em uma perda inestimável de conhecimentos e no desaparecimento de profissões exclusivas da área. Com a intenção de otimizar o layout do Estaleiro Dom Osvaldo, localizado na Foz do Rio Itajaí-Açu, a presente pesquisa buscarealizar um estudo do arranjo físico atual e elaborar uma proposta de um novo layout. Para solucionar o problema, foram realizadas pesquisas bibliográfica e de campo, levantamento fotográfico da área e entrevistas com os proprietários da empresa. O estaleiro estudado caracterizar-se por apresentar processos do tipo por tarefa ou jobbing, sendo que o seu arranjo físico se enquadra como posicional. Posto isso, propôs-se uma distinção entre a área do pátio de obras utilizada para manutenção e reparo, e aquela utilizada para construção. A metodologia escolhida para o desenvolvimento de um novo arranjo físico foi o planejamento sistemático de layout (SLP), com base em critérios de proximidade dos centros de trabalho. O croqui do arranjo físico atual, bem como, a proposta do novo layout, foram elaborados por meio do software Autocad. O resultado dessa pesquisa, caso implementado, resulta em uma otimização do arranjo físico atual, posto que, aproveita de melhor maneira a área da empresa, e busca atender aos critérios de proximidade estipulados através da metodologia empregada, como também, sugere a criação de novas instalações para atender às necessidades dos colaboradores, como a implementação de um estacionamento, um refeitório e o aumento no número de banheiros. Palavras-chave: Arranjo Físico. Estaleiro de Construção com Madeira. Planejamento Sistemático de Layout. ABSTRACT MEIRA, César Augusto Alves de. Study of the layout of a Shipyard Specialized in Shipbuilding with Wood. Itajaí, 2017. 137s. Work of Scientific Initiation (Graduation in Technology in Naval Construction) – Center of Earth and Sea Technology Sciences, Universidade do Vale do Itajaí, Itajaí, 2017. The shipbuilding with wood activity in the Itajaí region has been established for years, however, the construction method of wooden vessels, has remained the same, being characterized as an empirical process for not using project. The lack of planning is not limited only to the construction process, but extends to the physical arrangement of the shipyards, resulting in excessive movement of materials and waste of space, a problem that contributes to the increase in the price of vessels. Adding to this the low demand, the result is the possible extinction of traditional wood working shipyards, which would result in an invaluable loss of knowledge and the disappearance of professions unique to the area. With the intention of optimizing the layout of the Shipyard Dom Osvaldo, located in the mouth of River Itajaí-açu, the present research seeks to carry out a study of the current physical arrangement and develop a proposal for a new layout. To solve the problem, were carried out bibliographical and field researches, photographic survey of the area and interviews with the owners of the company. The study site is characterized by presenting processes by task or jobbing, and its physical arrangement fits as positional. Having put this, a distinction was proposed between the area of the worksite used for maintenance and repair, and the one used for construction. The methodology chosen for the development of a new physical arrangement was the Systematic Layout Planning (SLP), based on criteria of proximity to work centers. The sketch of the current physical arrangement, as well as the proposal of the new layout, were elaborated using Autocad software. The results of this research contribute to the study of traditional shipyard physical arrangements, serving as the basis for works that seek to optimize existing layouts. The result of this research, if implemented, results in an optimization of the current physical arrangement, since, it makes better use of the area of the company, and seeks to meet the proximity criteria stipulated through the methodology used, as well as suggests the creation of new facilities to meet the needs of employees, such as the implementation of a parking lot, a refectory and the increase in the number of toilets. Keywords: Layout. Shipbuilding With Wood. Systematic Layout Planning. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 - Características em função de volume-variedade ......................................... 21 Figura 2 - Layout funcional. ........................................................................................ 26 Figura 3 - Layout em linha. .......................................................................................... 27 Figura 4 - Os níveis de planejamento do Espaço ......................................................... 30 Figura 5 - Exemplo de fluxograma .............................................................................. 32 Figura 6 - Exemplo de diagrama de processo. ............................................................. 34 Figura 7 - Exemplo de diagrama de espaço ................................................................. 35 Figura 8 - Fluxo de materiais existente ........................................................................ 35 Figura 9 - Representação da divisão de uma área de 600 m² em 6 departamentos ...... 38 Figura 10 - Medida direta entre os departamentos ......................................................... 39 Figura 11 - Medida indireta entre os departamentos...................................................... 39 Figura 12 - Convenções de afinidades ........................................................................... 42 Figura 13 - Ilustração de diagrama de relacionamento entre atividades ........................ 43 Figura 14 - Diagrama de arranjo de atividades. ............................................................. 44 Figura 15 - Diagrama de relações de espaços ................................................................ 45 Figura 16 - Exemplo de diagrama de precedência ......................................................... 47 Figura 17 - Estaleiro Oceana .......................................................................................... 48 Figura 18 - Área de montagem de veículo especial de exploração subaquática ............ 49 Figura 19 - Arranjo físico preliminar da área de montagem .......................................... 52 Figura 20 - Exemplo de código para criação de famílias ............................................... 54 Figura 21 - Estufa para secagem da madeira ................................................................. 59 Figura 22 - Serra circular de mesa com eixo inclinável ................................................. 59 Figura 23 - Serra fita com volante de 800 mm .............................................................. 60 Figura 24 - Plaina desempenadeira ................................................................................ 60 Figura 25 - Desengrosso com capacidade para peças de 600 mm ................................. 61 Figura 26 - Tupia............................................................................................................ 61 Figura 27 - Compressor de ar de 5 CV .......................................................................... 62 Figura 28 - Quilha .......................................................................................................... 63 Figura 29 - Roda de proa e coral .................................................................................... 63 Figura 30 - Cadaste e Espinha........................................................................................ 64 Figura 31 - Montagem das primeiras cavernas .............................................................. 65 Figura 32 - Nomenclatura das partes de uma embarcação............................................. 66 Figura 33 - Espelho de popa ..........................................................................................67 Figura 34 - Fasquias ....................................................................................................... 67 Figura 35 - Sobrequilha e longarinas ............................................................................. 68 Figura 36 - Dormente e vau ........................................................................................... 68 Figura 37 - Estaleiro Dom Osvaldo ............................................................................... 73 Figura 38 - Carreira de lançamento................................................................................ 74 Figura 39 - Guincho com capacidade de 100 toneladas................................................. 75 Figura 40 - Estrutura para direcionamento do cabo de aço............................................ 75 Figura 41 - Escritório do estaleiro Dom Osvaldo .......................................................... 76 Figura 42 - Carpintaria ................................................................................................... 76 Figura 43 - Máquina para aspiração de serragem .......................................................... 77 Figura 44 - Serra policorte ............................................................................................. 77 Figura 45 - Esmeril ........................................................................................................ 78 Figura 46 - Serra fita ...................................................................................................... 78 Figura 47 - Serra circular de bancada. ........................................................................... 79 Figura 48 - Tupia............................................................................................................ 79 Figura 49 - Plaina Desengrossadeira .............................................................................. 80 Figura 50 - Plaina desempenadeira ................................................................................ 80 Figura 51 - Peças de madeira posicionadas na carpintaria............................................. 80 Figura 52 - Bicicletas estacionadas na carpintaria ......................................................... 81 Figura 53 - Estoque de materiais para pintura ............................................................... 81 Figura 54 - Banheiro ...................................................................................................... 82 Figura 55 - Almoxarifado .............................................................................................. 82 Figura 56 - Mecânica ..................................................................................................... 83 Figura 57 - Mecânica ..................................................................................................... 84 Figura 58 - Afiador de lâminas de plaina ....................................................................... 84 Figura 59 - Embarcação em construção ......................................................................... 85 Figura 60 - Manutenção sendo realizada na área da carreia .......................................... 85 Figura 61 - Vestiário ...................................................................................................... 86 Figura 62 - Escritório ..................................................................................................... 87 Figura 63 - Área de difícil acesso .................................................................................. 88 Figura 64 - Furadeira horizontal .................................................................................... 89 Figura 65 - Estaleiro Dom Osvaldo em 02/08/2009 ...................................................... 90 Figura 66 - Estaleiro Dom Osvaldo em 04/07/2011 ...................................................... 90 Figura 67 - Estaleiro Dom Osvaldo em 09 de março de 2013 ....................................... 91 Figura 68 - Estaleiro Dom Osvaldo em 01 de junho de 2017 ........................................ 91 Figura 69 - Áreas utilizadas para alocação de embarcações .......................................... 92 Figura 70 - Guarda volumes........................................................................................... 93 Figura 71 - Estaleiro Dom Osvaldo em 09/03/2013 ...................................................... 96 Figura 72 - Necessidade de proximidade devido ao fluxo de produção ...................... 109 Figura 73 - Necessidade de proximidade devido a comunicação ................................ 109 Figura 74 - Necessidade de proximidade devido a movimentação de pessoas ............ 110 Figura 75 - Necessidade de proximidade devido ao fluxo de materiais ...................... 110 Figura 76 - Diagrama de relação de atividades proximidade normal (1)..................... 111 Figura 77 - Diagrama de relação de atividades importantes (2) .................................. 112 Figura 78 - Diagrama de relação de atividades especialmente importante (3) ............ 113 Figura 79 - Diagrama de relação de atividades absolutamente necessário (4) ............ 114 Figura 80 - Diagrama de análise de espaço normal (1)................................................ 116 Figura 81 - Diagrama de análise de espaço importante (2).......................................... 116 Figura 82 - Diagrama de análise de espaço especialmente importante (3) .................. 117 Figura 83 - Diagrama de análise de espaço absolutamente importante (4) ................. 118 Figura 84 - Diagrama de proximidade normal do layout atual .................................... 120 Figura 85 - Diagrama de proximidade normal do layout proposto .............................. 120 Figura 86 - Diagrama de proximidade importante do layout atual .............................. 121 Figura 87 - Diagrama de proximidade importante do layout proposto ........................ 121 Figura 88 - Diagrama de proximidade de especial necessidade do layout atual .......... 122 Figura 89 - Diagrama de especial necessidade do layout proposto ............................. 122 Figura 90 - Diagrama de absoluta necessidade do layout atual ................................... 123 Figura 91 - Diagrama de absoluta necessidade do layout proposto ............................. 124 Quadro 1 - Impactos causados pela disposição do arranjo físico. ................................. 24 Quadro 2 - Símbolos comuns de mapeamento do processo. ......................................... 31 Quadro 3 - Passos de planejamento de arranjo físico funcional (SLP). ........................ 40 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Vantagens e desvantagens dos tipos básicos de arranjo físico. ................... 29 Tabela 2 - Tabela DE » PARA ..................................................................................... 41 Tabela 3 - Total de fluxo entre pares de setores. .......................................................... 42 Tabela 4 - Exemplo de notas das localizações individuais........................................... 51 Tabela 5 - Pesos de ponderação.................................................................................... 51 Tabela 6 - Notas de localização de recursos ................................................................. 52 Tabela 7 - Instalações atuais ......................................................................................... 73 Tabela 8 - Embarcações alocadas no pátio de trabalho ao longo do tempo ................. 93 Tabela 9 - Médias das embarcações ≥ 20 metros de comprimento .............................. 97 Tabela 10 - Médias das embarcações entre 15 e 20metros de comprimento ................ 98 Tabela 11 - Dimensões hipotéticas para o pior caso ...................................................... 98 Tabela 12 - Analise dos centros de trabalho em pares, escritório ................................ 101 Tabela 13 - Análise dos centros de trabalho em pares, carpintaria .............................. 102 Tabela 14 - Análise dos centros de trabalho em pares, pintura .................................... 103 Tabela 15 - Análise dos centros de trabalho em pares, banheiros ................................ 104 Tabela 16 - Análise dos centros de trabalho em pares, almoxarifado .......................... 105 Tabela 17 - Análise dos centros de trabalho em pares, mecânica ................................ 106 Tabela 18 - Análise dos centros de trabalho em pares, construção .............................. 106 Tabela 19 - Analise dos centros de trabalho em pares ................................................. 107 Tabela 20 - Analise dos centros de trabalho em pares ................................................. 107 Tabela 21 - Analise dos centros de trabalho em pares ................................................. 108 Tabela 22 - Analise dos centros de trabalho em pares ................................................. 108 Tabela 23 - Área propostas para cada setor .................................................................. 115 Tabela 24 - Comparação entre a área atual e a área proposta ...................................... 119 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 18 1.1 Tema e problema de pesquisa ...................................................................................... 18 1.2 Objetivo geral ................................................................................................................ 19 1.3 Objetivos Específicos .................................................................................................... 19 1.4 Justificativa .................................................................................................................... 19 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................... 21 2.1 Processos de manufatura .............................................................................................. 21 2.1.2 Processo por tarefa ou jobbing ........................................................................................ 22 2.1.3 Processo por lotes ............................................................................................................ 22 2.1.4 Processo de produção em massa ..................................................................................... 23 2.1.5 Processo de fluxo contínuo ............................................................................................. 23 2.2 Arranjo Físico ................................................................................................................ 23 2.2.1 Layout orientado ao processo.......................................................................................... 25 2.2.2 Layout orientado ao produto ........................................................................................... 26 2.2.3 Layout posicional ............................................................................................................ 27 2.2.4 Layout celular.................................................................................................................. 28 2.3 Selecionando um tipo de arranjo físico ....................................................................... 28 2.4 Projeto detalhado de arranjo físico ............................................................................. 29 2.4.1 Análise dos processos existentes ..................................................................................... 31 2.4.2 Análise de espaço ............................................................................................................ 34 2.4.3 Análise do fluxo de materiais .......................................................................................... 35 2.4.4 Projeto de arranjo físico funcional .................................................................................. 36 2.4.5 Projeto de arranjo por produto ........................................................................................ 45 2.4.6 Projeto de arranjo posicional ........................................................................................... 47 2.4.7 Projeto de arranjo físico celular ...................................................................................... 53 2.4.8 Técnicas computadorizadas para elaboração do arranjo físico ....................................... 54 2.5 Construção naval tradicional ....................................................................................... 55 2.5.1 O Produto ........................................................................................................................ 55 2.5.2 Matéria-prima .................................................................................................................. 56 2.5.4 Maquinário ...................................................................................................................... 59 2.5.5 Processo de construção naval tradicional ........................................................................ 62 2.5.6 Mão de obra..................................................................................................................... 69 3 METODOLOGIA ......................................................................................................... 70 3.1 Perspectiva da pesquisa ................................................................................................ 70 3.2 Participantes da pesquissa ............................................................................................ 70 3.3 Procedimentos, coleta de dados e análise dos dados .................................................. 70 4 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................... 72 4.1 O estaleiro Dom Osvaldo .............................................................................................. 72 4.1.1 Arranjo físico atual .......................................................................................................... 72 4.2 Reorganização do arranjo físico .................................................................................. 94 4.2.1 Considerações gerais: ...................................................................................................... 94 4.2.2 Elaboração dos critérios de proximidade. ....................................................................... 99 4.2.3 Avalição dos centros de trabalho: ................................................................................. 100 4.2.4 Avaliação dos espaços................................................................................................... 114 4.2.5 Proposta do novo arranjo físico..................................................................................... 118 4.2.6 Resultados obtidos ........................................................................................................ 118 5 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 125 REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 128 APÊNDICE A. QUESTIONÁRIO............................................................................ 131 APÊNDICE B. PROPOSTA DE LAYOUT .............................................................. 136 18 1 INTRODUÇÃO 1.1 Tema e problema de pesquisa A história na construção naval no Brasil pode ser traçada desde o período colonial, quando no final do século XVI, na Bahia, durante o governo de D. Francisco de Souza foi estabelecido oficialmente o primeiro estaleiro do Brasil, o qual se chamava Ribeiro das Naus (LINS et al, 2011). De acordo com Telles (2001), este estaleiro já existia desde o tempo de Tomé de Souza, que foi responsável por trazer profissionais especializados de Portugal, tais como, mestre de construção, carpinteiros navais, calafetador e um ferreiro, que, segundo Lins (2011), tinham como objetivo ensinar aos portugueses e mestiços que compunham a mão de obra, a reparação e a construção de embarcações em madeira. Em 1770, o estaleiro Ribeiro das Naus passou a ser chamado de Arsenal da Marinha, vindo a encerrar suas atividades em 1889. Em 1763 criou-se o Arsenal da Marinha do Rio de Janeiro, seguido pela organização de outros Arsenais da Marinha pelo governo português (LINS 2011). Em Itajaí a atividade de construção de embarcações é anterior a fundação da cidade. A geografia favorável proporcionou a oportunidade para a formação de mercado para construção naval, que teve sua maior alteração nos anos de 1940, devido ao desenvolvimento de máquinas de beneficiamento de madeira. As atividades do porto foram essenciais para o desenvolvimento da construção naval na região. As tecnologias avançaram ao longo do tempo, sendo que os estaleiros de construção com aço se destacaram na busca e implementação de novas tecnologias, empregando técnicas e métodos de produção e organização com a finalidade de otimizar a sua produção e manter a competitividade. Tais avanços foram essências para a otimização da produção, reduzindo o desperdício na movimentação de materiais e pessoas, e organizando a imensa quantidade de processos presentes em um estaleiro. A aplicação dessas técnicas e métodos evidenciou os problemas nos antigos processos de produção. Segundo Moreno (2014), os estaleiros tradicionais da região que constroem com madeira não têm acompanhado essa evolução. Em contraste com os estaleiros de maior porte, os estaleiros tradicionais são, de maneira geral, estaleiros familiares, que se utilizam de métodos considerados obsoletos, porém, com um inegável conhecimento técnico adquirido por experiências que são passadas de geração em geração de maneira informal. Tal conhecimento, entretanto, não evita a desorganização gerada pela enorme massa de processos que resultam inevitavelmente em desperdício. 19 A disposição do arranjo físico está diretamente relacionada a organização dos processos. Um arranjo físico eficiente gera redução da movimentação de pessoas e materiais contribuindo para uma maior eficiência da produção e melhor aproveitamento de espaço. Dessa maneira, este trabalho se propõe a responder a seguinte questão de pesquisa: como organizar o layout de um pequeno estaleiro de construção naval em madeira, localizado na cidade de Navegantes SC? 1.2 Objetivo geral Propor a reorganização do arranjo físico de um pequeno estaleiro especializado em construção com madeira, localizado na cidade de Navegantes/SC. 1.3 Objetivos Específicos a) Conhecer os tipos de layouts aplicáveis aos estaleiros tradicionais; b) Identificar os processos utilizados para produção de embarcações nos estaleiros tradicionais; c) Conhecer as ferramentas e materiais utilizados na construção de embarcações de madeira na região; d) Realizar o diagnóstico do arranjo físico atual; 1.4 Justificativa Moreno (2014) torna claros os problemas dos estaleiros tradicionais da região, afirmando que os mesmos trabalham com baixa demanda por construção de novas embarcações, sendo que a maior parte das atividades têm se concentrado na manutenção de embarcações. Além desses fatores a desorganização gerada pela quantidade enorme de processos e pelos métodos de construção e gerenciamento obsoletos resulta em diversos problemas. Em vista disso, essas empresas estão sujeitas a desaparecerem a longo prazo, trazendo uma inestimável perda de conhecimento quanto aos métodos de construção aplicados, conhecimentos esses que foram passados de geração em geração. Segundo Moreno (2014) existem cerca de 18 estaleiros localizados na região, além da perda de conhecimento, o desaparecimento desses estaleiros acarretaria no desemprego de profissionais com profundo conhecimento técnico, levando a extinção de profissões que existem apenas nessas empresas. 20 Como já mencionado, os estaleiros tradicionais que constroem com madeira na região são caracterizados pela falta de planjamento que permeia toda a estrutura desses estaleiros. Desorganização essa presente também nos processos necessários para a construção da embarcação, o que acaba resultando em alto custo de produção. Para Tamasauskas (2000), quando se tem por objetivo a redução de custos, um dos fatores mais importantes a serem considerados se trata de reduzir as distâncias percorridas pelas pessoas como também pelos materiais. De acordo com Corrêa e Corrêa (2012), um planejamento adequado do arranjo fisico pode resultar na redução na movimentação de pessoas e materiais, melhorar o acesso aos recursos transformadores e garantir melhores condições de trabalho para os colaboradores da empresa, proporcionando uma maior segurança para os funcionários. 21 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1 Processos de manufatura Segundo Krajewski, Ristman e Malhotra (2014, pg 2), um processo pode ser definido como “qualquer atividade ou grupo de atividades que toma um ou mais insumos (inputs), transforma-os e fornece um ou mais resultados (outputs) a seus clientes.”. Slack, Brandon- jones e Johnston (2015), apontam que existem diferentes tipos de processos que se distinguem entre si de acordo com seu volume-variedade. A diferença entre os processos pode ser observada na Figura 1, que apresenta esta variação de características em função de volume- variedade. Conforme Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), o volume se trata da quantidade do mesmo tipo de produtos produzidos, e a variedade a quantidade de tipos diferentes de produtos produzidos. Figura 1 - Características em função de volume-variedade Fonte: adaptado de Slack; Brandon-jones e Johnston, 2015. 2.1.1 Processos de projeto Conforme Moreira (2004), o processo por projeto se caracteriza por produzir um produto único, Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), destacam que tal produto é altamente 22 customizado e que leva um longo tempo para ser produzido, de maneira que o volume é baixo e a variedade é alta. Esse tipo de sistema de produção tem como características marcantes o alto custo de produção e a complexidade gerencial no planejamento e controle (MOREIRA, 2004). As atividades envolvidas nesses processos podem ser mal definidas e incertas, com possibilidade de serem alteradas durante o próprio processo de produção. São exemplos de processos por projeto a construção de embarcações, como também a de edifícios. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). 2.1.2 Processo por tarefa ou jobbing Este processo é caracterizado pela produção de pequenos lotes, com grande variedade de produtos e com variação nas etapas realizadas para produção (CORRÊA; CORRÊA, 2012). São produtos bastante customizados, que possuem um tempo longo entre a conclusão de cada item (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Os recursostransformadores são flexíveis para atenderem a variedade de tarefas, normalmente as empresas que trabalham com processos por projeto fazem produtos por encomenda (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). Moreira (2004), destaca que o equipamento utilizado é do tipo genérico, permitindo que adaptações sejam realizadas para atender às necessidades de cada produto distinto, o que em contrapartida, resulta na necessidade de especialização da mão de obra para realizar as mudanças de calibragem para as ferramentas e acessórios. Embora os equipamentos genéricos permitam adaptações no produto ou no volume, o tempo utilizado para os rearranjos de máquina podem acarretar em uma certa ineficiência. (MOREIRA, 2004). Para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), esse tipo de processo está normalmente associado ao arranjo físico por processo, o qual está descrito na seção 2.2.1. 2.1.3 Processo por lotes O processo por lotes, segundo Corrêa e Côrrea (2012) é um processo que também está associado ao layout funcional, pois requer flexibilidade. Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), apontam que o processo por lotes difere do processo por projeto quanto a volume, variedade e quantidade. Os volumes são maiores, mas, em contrapartida, a variedade é menor. São produzidos menos tipos de produtos que, ainda sim, são suficientes para garantir um processo separado para cada produto, com um grande volume de produção. Quando um lote de um produto é processado, ocorre uma troca para o lote seguinte. É um processo cíclico, 23 onde eventualmente, o primeiro produto é fabricado novamente. (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). 2.1.4 Processo de produção em massa De acordo com Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), o processo em massa é caracterizado pelo alto volume de produção, no qual produtos com pouca customização e com processos de produção repetitivos e previsíveis são produzidos com antecedência e ficam em estoque até que sejam solicitados pelos clientes. Para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), são exemplos de produtos fabricados em linha, as montadoras de automóveis, as fábricas de televisão, a produção de DVD e os alimentos congelados. 2.1.5 Processo de fluxo contínuo O processo de fluxo contínuo é extremamente padronizado, de grande volume e sem flexibilidade quanto aos fluxos, que ocorrem em linha, e, portanto, possuí pouca variação quanto a processos (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). Está associado a baixos níveis de estoques em processos (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Em geral as estruturas fabris das empresas que se utilizam do fluxo contínuo são automatizadas, trabalhando sem parar (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Segundo Moreira (2004) o alto nível de automatização resulta em uma grande eficiência e uma grande repetição de tarefas. De acordo com Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), o trabalho ininterrupto evita custos gerados por períodos de inatividade. Existem alguns fatores que devem ser levados em conta antes da adoção de um sistema de produção de fluxo contínuo, como o nível de competição, o risco de obsolescência do produto, a monotonia do trabalho para os empregados e os custos altos em uma possível mudança tecnológica no processo. (MOREIRA, 2004). 2.2 Arranjo Físico A International Labour Office de Genebra, mencionada pela obra de Machline e Schoeps (1971, pg.383) define arranjo físico como: A posição relativa dos departamentos, seções ou escritórios dentro do conjunto de uma fábrica, oficina ou área de trabalho; das máquinas, dos pontos de armazenamento, e do 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. 24 De acordo com Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), o arranjo físico dita o fluxo de recursos transformados (peças ou informações) através da combinação do posicionamento relativo dos recursos transformadores (pessoas, máquinas ou bancadas de trabalho) e da alocação das tarefas aos recursos transformadores. Para Corrêa e Côrrea (2012), o planejamento do layout não deve ser feito apenas no início do projeto da empresa, mas toda vez que: seja acrescentado um novo recurso transformador; quando ocorra uma mudança quanto a área da instalação, ou ainda, quando ocorra uma alteração significativa de procedimentos ou fluxos fixos. Entretanto, Slack, Brandon-Jones e Johnston (2015), asseveram que os gerentes de operações relutam em tomar decisões que reorganizem o layout com frequência, devido ao fato de serem difíceis e caras de serem implantadas, podendo gerar perdas na produção. São vários os objetivos a serem alcançados através do planejamento do layout, todavia o objetivo primordial deve estar alinhado com as prioridades competitivas da organização (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), existem objetivos genéricos que são desejáveis em qualquer situação, independentes dos objetivos estratégicos de uma dada operação. Todo arranjo físico deve: tornar o fluxo claro, usar de modo apropriado o espaço, tornar os equipamentos acessíveis e etc (SLACK; BRANDON- JONES; JOHNSTON, 2015). Para Corrêa e Corrêa (2012), um arranjo físico bem planejado resulta em vários benefícios, porém a falta de cuidado acarreta em situação indesejáveis, tais resultados podem ser comparados conforme o Quadro 1 a seguir. Quadro 1 - Impactos causados pela disposição do arranjo físico. Características de um arranjo físico bem planejado Características de um arranjo físico mal planejado Reduz a movimentação interna de materiais Padrão de fluxos longos Utiliza o espaço de forma eficiente Espaço utilizado de forma ineficiente Evita que a mão de obra se mova desnecessariamente Fluxos confusos e altos custos Características de um arranjo físico bem planejado Características de um arranjo físico mal planejado Reduz tempos de ciclo dentro de uma determinada operação Longos tempos de processo Facilita manutenção dos recursos garantindo um fácil acesso Dificuldade de acesso aos recursos Fonte: adaptado de Corrêa e Corrêa, 2012. 25 Conforme Corrêa e Corrêa (2012), existem 3 arranjos físicos básicos, os quais possuem características especificas, também são chamados de arranjos clássicos: a) Por processo; b) Por produto; c) Posicional; Existem também os arranjos físicos conhecidos como híbridos, que buscam combinar características de dois ou mais arranjos básicos, sendo que dentre os híbridos, o mais conhecido é o layout celular (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Favarin, Requena e Soggia (2010) destacam que em um estaleiro coexistem vários tipos de arranjos físicos em diferentes setores, como exemplo, a área de edificação, que deve ser posicional pela impossibilidade de mover o produto, ainda que outras oficinas devam ser analisadas de forma independente. 2.2.1 Layout orientado ao processo Também chamado layout funcional é caracterizado pelo fato de que os recursos transformadores semelhantes ou idênticos são agrupados de modo que as os recursos a serem transformados percorram uma determinada sequência de atividades de acordo com a sua necessidade, assim, diferentes produtos terão diferentes necessidades e percorrerão caminhos diferentes como exemplificado na Figura 2. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). 26 Figura 2 - Layout funcional. Fonte: Martins e Laugeni, 2006. Para Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), o layout orientado ao processo é comumente indicado em situações onde os níveis de demanda são baixos ou imprevisíveis.Para Brown et al. (2005), esse tipo de arranjo físico é caracterizado por sua flexibilidade, o que permite o desenvolvimento de uma grande variedade de produtos, sendo indicado para fabricar peças em pequenos lotes, sendo que uma de suas vantagens é que a paralisação de uma máquina não interrompe todo o processo. Em contrapartida, Corrêa e Corrêa (2012) apontam que caso os caminhos dos elementos a serem transformados se tornem intensos, isso resultará no cruzamento dos fluxos, reduzindo a eficiência e gerando um aumento no tempo em que um produto leva para percorrer o seu roteiro de fabricação. 2.2.2 Layout orientado ao produto Também conhecido com o layout em linha, este tipo de arranjo físico procura organizar os elementos transformadores de acordo com a necessidade do produto. Cada máquina ou bancada de trabalho é posicionada em uma sequência linear, de modo que o elemento a ser transformado se move ao longo de um fluxo regular e contínuo. (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). Cada produto segue um roteiro predefinido em que a sequência de 27 atividades necessárias é a mesma sequência na qual os elementos transformadores foram organizados, conforme pode ser observado na Figura 3 (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Figura 3 - Layout em linha. Fonte: Martins e Laugeni, 2006. Segundo Martins e Laugeni (2006), esse tipo de arranjo físico é indicado para produção de uma grande quantidade de produtos com pouca ou nenhuma diversificação. De acordo com Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), suas vantagens em relação ao layout orientado ao processo incluem melhores tempos de processamento, menores estoques e menor tempo na movimentação de materiais. Por outro lado, Corrêa e Corrêa (2012), afirmam que é extremamente difícil realizar qualquer alteração no roteiro de produção, apontando que o arranjo físico por produto é eficiente para produzir em grandes quantidades, sendo, porém, menos flexível. 2.2.3 Layout posicional De acordo com Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), no arranjo físico de posição fixa, o local de fabricação é fixo, e os elementos transformadores se movem pelo local para fazer seu trabalho, o que minimiza o número de vezes que o produto dever ser movido. Slack, Brandon- jones e Johnston (2015), explicam que isso ocorre porque o produto é muito grande para ser movido ou muito delicado. Corrêa e Corrêa (2012), destacam que este é um layout que, em geral, possuí baixa eficiência, porém, gera a possibilidade de se alcançar um alto grau de customização, dedicando-se normalmente a produtos únicos e em pequenas quantidades. Para Moreira (2004), o layout posicional requer muitas atividades distintas, as quais necessitam de 28 uma grande variedade de habilidades por parte da mão de obra e cuidado para coordenação das atividades necessárias. 2.2.4 Layout celular Também chamado de célula de manufatura, o layout se caracteriza por organizar em apenas um local máquinas diferentes que possam fabricar o produto inteiro, de modo que o material se desloca dentro da célula realizando os processos necessários (MARTINS; LAUGENI, 2006). Para tanto, é necessário que sejam agrupados peças ou produtos com características semelhantes em famílias, as quais serão fabricadas pelas máquinas que compõe uma célula (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). A célula pode ser organizada em um arranjo físico orientado ao produto ou orientado ao processo. Depois de o produto ser processado em uma determinada célula, ele pode ainda seguir para outra célula. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). De acordo com Corrêa e Corrêa (2012), as células de manufatura são eficientes em reduzir as distâncias de fluxo dentro das células, aumentando a velocidade de processamento, também conhecida como atravessamento. Martins e Laugeni (2006), destacam que o layout celular é flexível quanto ao tamanho de lotes por produto, elevando a qualidade e a produtividade e reduzindo os estoques. 2.3 Selecionando um tipo de arranjo físico As características de uma determinada operação, tais como, volume de produção e variedade de produtos, deverão definir o tipo de arranjo físico (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). As informações quanto ao volume-variedade são de extrema importância para a seleção do tipo de arranjo físico, pois ajudam a definir necessidades futuras, auxiliam na seleção quanto ao melhor horizonte de planejamento e tornam viáveis melhorias além do planejamento de espaço imediato. Essas informações podem ser obtidas através do exame visual de uma faixa de produtos acabados, analisando catálogos de vendas ou através de entrevistas com o pessoal de vendas e marketing. (LEE, 1998). Para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), a escolha do tipo de layout a ser empregado também deve levar em conta as vantagens e desvantagens de cada tipo, as quais podem ser observadas conforme a Tabela 1. 29 Tabela 1 - Vantagens e desvantagens dos tipos básicos de arranjo físico. Vantagens Desvantagens Posicional Flexibilidade alta de mix e produto Produto ou cliente não movido ou perturbado Alta variedade de tarefas para a mão-de-obra Custos unitários altos Programação de espaço ou atividades pode ser complexa Pode significar muita movimentação de equipamentos e mão-de-obra Funcional Alta flexibilidade de mix produto Relativamente robusto em caso de interrupção de etapas Supervisão de equipamentos e instalações relativamente fácil Baixa utilização de recursos Pode ter alto estoque em processo ou filas de clientes Fluxo complexo pode ser difícil de controlar. Celular Pode dar um bom equilibro entre custo e flexibilidade para operações com variedade relativamente alta Atravessamento rápido Trabalho em grupo pode resultar em melhor motivação Pode ser caro reconfigurar o arranjo físico atual Pode requerer capacidade adicional Pode reduzir os níveis de utilização de recursos Produto Baixos custos unitários para altos volumes Dá oportunidade para especialização de equipamento Movimentação conveniente de clientes e materiais Pode ter baixa flexibilidade de mix Não muito robusto contra interrupções Trabalho pode ser repetitivo Fonte: adaptado de Slack, Brandon-Jones e Johnston, 2015. 2.4 Projeto detalhado de arranjo físico O projeto do espaço possuí diferentes níveis, onde cada um deles trabalha com um problema diferente a ser solucionado, a Figura 4 retrata cada nível, como também sua atividade, sua UPE (unidade de planejamento de espaço) típica, seu ambiente e o resultado do projeto. (LEE, 1998) 30 Figura 4 - Os níveis de planejamento do Espaço Fonte: Lima Junior, 2008. O ideal para o planejamento de uma nova instalação, é partir de uma abordagem geral, para então, se preocupar com o particular, como sugere a Figura 4. Porém, o problema abordado no trabalho tem como objetivo reorganizar o layout de uma empresa já instalada, propondo então, uma optimização do nível supra e do nível macro. O nível macro, tem como objetivo planejar cada prédio, estrutura ou subunidade da instalação, como já definido na seção 2.2. (LEE, 1998). O projeto detalhado consiste no ato de operacionalizar os princípios gerais implícitos na escolha dos tipos básicos de arranjo físico. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Para Krajewski, Ristman e Malhotra (2014, p.269), o projeto de um layout detalhado deve: “elaborar uma representação detalhada do plano, mostrando o tamanho e a forma exata de cada centro; a disposição dos elementos (por exemplo, mesas, máquinas e áreas dearmazenamento); e a localização de corredores, escadas e outros espaços de serviço.” Martins e Laugeni (2006) acrescentam ainda, que são necessárias informações sobre o fluxo de materiais, as quais devem ser apresentadas por meio de fluxograma e carta multiprocesso. 31 2.4.1 Análise dos processos existentes Para Lee (1998), a análise de processos existentes, consiste no exame das sequencias nas quais os agentes transformadores atuam sobre o produto da organização. Segundo Côrrea e Corrêa (2012), a análise supracitada é uma ferramenta que permite avaliar uma operação desde os recursos de entrada no sistema até a saída, realizando um mapeamento das atividades realizadas de maneira sequencial. Tal exame dos processos proporciona um ponto de referência para possíveis melhorias de processo, para o planejamento de espaço e também provê detalhes quanto as operações reais da empresa associadas ao processo. Para o desenvolvimento dessa tarefa, é indicada a construção de um fluxograma de processos com o auxílio do pessoal de produção. (LEE, 1998). De acordo com Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), são utilizados símbolos para a construção do fluxograma, os quais classificam diferentes tipos de atividades. Os símbolos que são comumente utilizados podem ser observados conforme o Quadro 2 a seguir. Quadro 2 - Símbolos comuns de mapeamento do processo. Símbolos de mapeamento de processos derivados da administração científica Símbolos de mapeamento de processos derivados da análise de sistemas Operação (uma atividade que agrega diretamente valor) Início ou final do processo Inspeção (checagem de algum tipo) Atividade Transporte (movimentação de algo) Input ou output de um processo Atraso (espera por exemplo, de materiais) Direção do fluxo Estoque (estoque deliberado) Decisão (exercitando o poder discricionário) Fonte: adaptado de Slack, Brandon-jones e Johnston (2015). 32 De acordo com Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), existem muitas convenções quanto aos símbolos empregados, e devido a esse fato, é aconselhável que seja apresentada uma legenda para indicar a função dos símbolos utilizados na criação do fluxograma. Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), destacam que os símbolos podem ser alocados em ordem, em série ou em paralelo para descrever qualquer processo. Um exemplo de parte de um fluxograma utilizado na descrição de um processo pode ser observado através da Figura 5 a seguir. Figura 5 - Exemplo de fluxograma Fonte: adaptado de Slack, Brandon-jones e Johnston, 2015. A utilização do fluxograma na análise de processos é útil para se ter uma visão holística do processo, do papel de cada atividade que compõem o todo do processo, de potenciais problemas e oportunidades de me Dlhoria e simplificação. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Outra ferramenta importante na análise de processos, é o diagrama de processo. O diagrama em questão é uma forma organizada de documentar todas as atividades que são realizadas em uma estação de trabalho, pela mão de obra, envolvendo a matéria-prima. A ferramenta supracitada possibilita a análise do processo através de uma tabela e pode fornecer informações sobre cada etapa do processo. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Para registrar um processo industrial são listadas as seguintes atividades típicas: 33 a) Operação: Qualquer transformação realizada sobre o material. Furar, polir, aquecer e etc. b) Transporte: É caracterizado pela movimentação do material. c) Inspeção: Consiste na verificação de uma variável ou de um atributo do material. Por exemplo, pesar, medir, verificação de defeitos e etc. d) Demora: Ocorre quando o material fica em espera dentro do processo produtivo. e) Armazenamento: Ocorre quando o material é colocado em local previamente estabelecido para armazenagem dos materiais. O armazenamento é previsto e está sujeito a controle de entrada e de saída do material. (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). O diagrama de processo difere do fluxograma, pois os símbolos utilizados para a criação do diagrama não representam localização, estações de trabalho, nem máquinas. As linhas que compõem o diagrama representam apenas uma sequência de eventos. (LEE, 1998). Para a construção do diagrama é necessário observar cada etapa do processo, e categorizar cada uma delas segundo a sua atividade. Posteriormente devem ser registradas informações quanto a distância percorrida e o tempo gasto para a execução de uma etapa, tais informações são resumidas e alocadas no diagrama. (KRAJEWSKI; RISTMAN; MALHOTRA, 2014). Um exemplo de diagrama de processos pode ser observado a seguir conforme a Figura 6. 34 Figura 6 - Exemplo de diagrama de processo. Fonte: Schmidt, 2007. 2.4.2 Análise de espaço A análise de espaço é necessária para o conhecimento do espaço atual em uso, ela contribui para a identificação do tipo de layout existente na empresa e pode ser a base para os cálculos de necessidade de espaço necessários para a elaboração do reajuste do arranjo físico. A análise proposta deve se iniciar através de um desenho atual da instalação, dando ênfase aos principais departamentos e, se necessário, dando detalhes quanto a localização de equipamentos e móveis. O perfil de espaço torna visível, possíveis problemas em sua utilização, como por exemplo, o uso de grandes quantidades de espaço para manutenção e reparo podem sugerir problemas quanto a qualidade dos produtos. Um exemplo de diagrama de espaço pode ser observado através da Figura 7 a seguir (LEE, 1998). 35 Figura 7 - Exemplo de diagrama de espaço Fonte: Schmidt, 2007. 2.4.3 Análise do fluxo de materiais Para a realização da análise do fluxo de materiais, deve-se cruzar o resultado alcançado pela criação do diagrama de processo na análise de processos e o resultado alcançado na análise de espaço. O diagrama resultante fornece informações quanto a movimentação de materiais. (LEE, 1998). A Figura 8 a seguir, ilustra um exemplo de fluxo de materiais. Figura 8 - Fluxo de materiais existente Fonte: Lee, 1998. 36 2.4.4 Projeto de arranjo físico funcional De acordo com Moreira (2004), o fator crítico no arranjo físico funcional diz respeito a disposição relativa de máquinas ou departamentos, devido à grande movimentação de pessoas ou materiais. Neste sentido, Corrêa e Corrêa (2012) destacam a dificuldade de se aproximar os setores que tenham fluxo intenso entre si, com objetivo de evitar deslocamentos desnecessários, respeitando uma série de restrições que possam existir. Para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), o projeto detalhado de arranjo físico funcional é marcado pela complexidade causada pelas muitas alternativas. Considerando-se que existam apenas dois centros de trabalho, por exemplo, será possível conceber apenas duas maneiras de organizá-los um em relação ao outro. Esse número cresce à medida em que existam mais centros de trabalho, de modo que no caso de haver três centros de trabalho, será possível criar seis maneiras distintas de organizá-los um em relação ao outro. Existindo cinco centros de trabalho, haverão cento e vinte possibilidades diferentes de organização. A relação se dá na forma de que para N centros, existem N diferentes modos fatoriais (N!) de organizar os centros. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Slack; Brandon-Jones e Johnston (2015), comentam que foram desenvolvidos modelosmatemáticos e heurísticos para o projeto de arranjo físico funcional em virtude de sua complexidade evidente, conforme pode ser observado na Equação 1. 𝑁! = 𝑁 ∗ (𝑁 − 1) ∗ (𝑁 − 2) ∗ … ∗ (1) Dois desses métodos se destacam por serem as bases para os principais programas de computador existentes até o momento. São eles: a) modelo carga/distância; b) planejamento sistemático de layout (SLP). (MOREIRA, 2004). Esses modelos são brevemente descritos a seguir. a) Modelo carga/distância: A aplicação do modelo carga/distância não resulta necessariamente em uma solução ótima, sendo que para tanto, seria necessário que todas as posições relativas fossem testadas. O método necessita de um arranjo inicial, que deverá ser aprimorado com base em algum 37 critério, seja este o custo de movimentação, as distâncias percorridas ou outro. (MOREIRA, 2004). Martins e Laugeni (2006) afirmam que as diferentes alternativas geradas devem ser avaliadas e comparadas, e por isso, estas alternativas devem ser claramente visualizadas, sendo indicado o uso de desenhos realizados por meio de softwares, modelos em cartolina, madeira ou mesmo maquetes. Para os autores Martins e Laugeni (2006) e Slack, Brandon- jones e Johnston (2015), o modelo carga/distância se trata de um método de avaliação do arranjo físico em questão. De acordo com Moreira (2004), O modelo se aplica ao seguinte problema padrão: 1. Existem n departamentos a serem alocados a um determinado espaço total 2. As necessidades de espaço para cada departamento são conhecidas 3. São conhecidos a carga de materiais movidos de um departamento a outro, ou, dependendo do caso, o número de viagens (locomoções) de um departamento a outro 4. Se os custos de locomoção (de pessoas ou, mais comumente, cargas) forem diferentes conforme o par de departamentos que se considere, então esses custos devem também ser conhecidos. Em uma versão mais simples, o modelo assume a premissa de que as necessidades de espaço de cada departamento são iguais, devendo ser distribuídos em uma superfície quadrada ou retangular, de maneira que cada departamento assuma a área de um quadrado ou retângulo menor. (MOREIRA, 2004) Segundo Slack, Brandon-jones e Johnston (2015) o modelo carga/distância avalia a eficácia do arranjo físico, sendo que para Martins e Laugeni (2006), tal eficácia é avaliada através do custo de transporte, que pode ser calculado através da Equação 2. 𝐶𝑢𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 = ∑ 𝐶𝑖𝑗×𝐷𝑖𝑗×𝑄𝑖𝑗 (2) Onde: Cij = Custo para transportar uma unidade entre a origem i e o destino j; Dij = Distância entre a origem i e destino j; Qij = Quantidade (ou volume) transportada entre o centro de trabalho i e o destino j. 38 Para Moreira (2004), a equação 2 pode ser simplificada, caso o custo para transportar uma unidade seja constante. Entretanto, Slack, Brandon-jones e Johnston (2015) afirmam que para que tal simplificação seja possível, é necessário assumir que todos os transportes de unidades se equivalem, por representarem o mesmo custo para a operação. A sequência de passos para a aplicação do modelo carga/distância da versão simplificada é a seguinte: 1) Divide-se a área disponível em blocos (quadrados ou retangulares) de iguais dimensões que representam os departamentos, os quais devem formar um quadrado ou retângulo composto que representa a área total disponível. Tomando como exemplo uma área total de 600 m², a qual pode ser dividido em 6 departamentos de 100 m² cada como ilustrado na Figura 9 a seguir. Figura 9 - Representação da divisão de uma área de 600 m² em 6 departamentos Fonte: adaptado de Moreira, 2004. 2) Estima-se a distância de um departamento a outro, sendo que, de maneira geral, se utiliza como ponto de referência o centro geométrico da figura em questão. A distância entre os blocos pode ser medida de maneira direta, trançando uma reta entre os centros geométricos, ou de maneira indireta, utilizando-se mais de uma linha tanto na vertical como horizontal. As medidas direta e indireta podem ser observadas conforme as Figuras 10 e 11 respectivamente. 39 Figura 10 - Medida direta entre os departamentos Fonte: adaptado de Moreira, 2004. Figura 11 - Medida indireta entre os departamentos. Fonte: adaptado de Moreira, 2004. 3) Através da equação (2), calcula-se o custo total. 4) Por meio de tentativas, busca-se por uma nova configuração que reduza o custo relacionado ao arranjo físico ou que reduza a movimentação total. O processo deve ser repetido até que se chegue a um arranjo físico aceitável (MOREIRA, 2004). 40 b) Planejamento sistemático de layout (SLP): Segundo os autores Corrêa e Corrêa (2012), o método SLP foi desenvolvido nos anos 50, por R. Muther. Para Moreira (2004), o planejamento sistemático de layout é uma abordagem qualitativa ao problema do arranjo físico. Tal abordagem se faz necessária, pois, em determinados casos não é possível a quantificação do fluxo de carga ou de pessoas e também torna possível a análise de outros critérios importantes (MOREIRA, 2004). Conforme Corrêa e Corrêa (2012), o SLP se desenvolve em etapas, e cada uma dessas etapas pode ser realizada utilizando-se uma ferramenta para auxílio. As etapas que compõem o método, bem como, as possíveis ferramentas, podem ser observadas através do Quadro 3 a seguir. Quadro 3 - Passos de planejamento de arranjo físico funcional (SLP). Passos Possíveis ferramentas 1. Análise de fluxos de produtos ou recursos Diagrama de fluxo ou diagrama DE » PARA 2. Identificação e inclusão de fatores qualitativos Diagrama de relacionamento e atividades 3. Avaliação dos dados de um plano de arranjo dos espaços Diagrama de arranjo de atividades 4. Determinação de um plano de arranjo dos espaços Diagrama de relações de espaço 5. Ajuste do arranjo no espaço disponível Planta do local e modelos Fonte: Corrêa e Corrêa, 2012. Para Moreira (2004), deve-se analisar com que grau de necessidade dois departamentos deverão ficar próximos, sendo que esta verificação deve ser feita baseando-se em mais de um critério. Corrêa e Corrêa (2012) propõem uma análise com base nos fluxos de materiais, utilizando um diagrama de fluxo ou diagrama DE » PARA. Um exemplo do diagrama supracitado, pode ser observado conforme a Tabela 2, onde são observados os fluxos de materiais entre 3 setores entre si. 41 Tabela 2 - Tabela DE » PARA De / Para Embalagem Recebimento/despacho Armazém Totais Embalagem 0 400 0 400 Recebimento/despacho 0 0 2000 2000 Armazém 400 1600 0 2000 Fonte: adaptado de Corrêa e Corrêa, 2012. Com base na Tabela 2 é possível analisar a necessidade de dois departamentos ficarem próximos, através da informação relativa ao fluxo de um departamento para o outro (CORRÊA; CORRÊA, 2012). De acordo com Moreira (2004) e Corrêa e Corrêa (2012), são utilizadas as seguintes letras com os seus devidos significados, em relação a proximidade dos departamentos: ‑ A = Absolutamente necessário valor 4; ‑ E = Especialmente importante, valor 3; ‑ I = Importante, valor 2; ‑ O = Proximidade normal, valor 1; ‑ U = Indiferente, valor 0; ‑ X = Indesejável, valor -1. Esse tipo de classificação de prioridades quanto a proximidade é chamada de afinidades, em virtude da necessidade da visualização por meio de diagramas para a solução do problema da proximidade de departamentos. São utilizadas convenções de afinidades, conforme pode ser observado na Figura 12 seguir. (LEE, 1998). 42 Figura 12 - Convenções de afinidadesFonte: Schmidt, 2007. Com base na Tabela 2, é possível formar uma nova tabela para avaliar os fluxos totais entre pares de departamentos, utilizando a classificação de necessidades proposta. A Tabela 3 a seguir, classifica a prioridade de proximidade com base no fluxo total entre departamentos. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Tabela 3 - Total de fluxo entre pares de setores. Pares de setores Fluxo Prioridade de proximidade Embalagem e recebimento/despacho 400 E Embalagem e armazém 400 E Armazém e recebimento/despacho 3600 A Fonte: adptado de Corrêa e Corrêa, 2012. Para Corrêa e Corrêa (2012), o próximo passo consiste na análise e inclusão de fatores qualitativos, utilizando-se das mesmas letras já propostas para definir a prioridade de proximidade entre os setores. Além de se utilizar a informação quanto ao fluxo de materiais entre departamentos, outros critérios podem ser levados em conta, para que dois departamentos fiquem próximos entre si: a) compartilhem de algum modo os mesmos equipamentos, os mesmos funcionários ou os mesmos registros; b) estejam em sequência no fluxo de trabalho; e c) necessitem de fácil comunicação entre si. Dois departamentos devem ficar afastados entre si, caso a atividade exercida por um dos dois seja prejudicial, de alguma 43 forma, às atividades do outro. (MOREIRA, 2004). Segundo Lee (1998, p. 77) são exemplos de critérios a serem levados em conta: [...] comunicação pessoal, necessidade de transferir pessoa entre células ou departamentos, movimento de e para o refeitório ou os banheiros, feedback da qualidade, comunicações do trabalho em equipe, acesso a visitantes externos, necessidade de comunicação via radiofrequência e outras necessidades especificas à instalação. Para tal classificação e visualização é indicado o uso de um diagrama de relacionamento de atividades, um exemplo de tal diagrama levando em conta o problema exemplo utilizado, pode ser observado conforme a Figura13 a seguir. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). Figura 13 - Ilustração de diagrama de relacionamento entre atividades Fonte: Schmidt, 2007 Dependendo da quantidade de critérios a serem utilizados para verificação de afinidade entre departamentos, se faz necessário a criação de uma legenda, com o devido critério e um número de identificação, sendo que essas informações devem acompanhar o diagrama de relacionamento de atividades. (LEE, 1998). Com base no diagrama de relacionamento de atividades, deve-se elaborar um diagrama de arranjo de atividades, conforme a Figura 14 a seguir (CORRÊA; CORRÊA, 2012). 44 Figura 14 - Diagrama de arranjo de atividades. Fonte: Corrêa e Corrêa, 2012. Os setores estão representados pelas circunferências e seus números, as linhas que ligam um setor ao outro, são equivalentes a prioridade de proximidade elaborada nos passos anteriores. Desta maneira, 4 linhas ligando o setor 1 e o setor 3 representam a letra A (prioridade com valor 4). É indicado que se comece a desenhar o diagrama pelos setores que, relacionado a outros setores, possuam o maior valor somado, sendo que estes devem ser posicionados no centro do diagrama. Na Figura 14, os setores 1 (programação de mateirias) e 4 (recebimento e despacho) são os que possuem maior valor total (número de linhas de ligação igual a 13). (CORRÊA; CORRÊA, 2012). O objetivo é reduzir a distância entre A’s e E’s, com mínimo de cruzamentos possíveis, pois muitos cruzamentos podem criar um congestionamento no planejamento de espaço final. (LEE, 1998). O próximo passo para a realização do SLP, consiste na elaboração de um diagrama de relações de espaços, sendo que para tanto, deve-se levar em conta a área de cada departamento e adiciona-las ao diagrama representado na Figura 15. Tal processo envolve o desenho de retângulos com tamanho equivalente a necessidade de espaço de cada departamento. Um exemplo de diagrama de relações de espaços pode ser observado através da Figura 15. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). 45 Figura 15 - Diagrama de relações de espaços Fonte: Corrêa e Corrêa, 2012. Após a organização dos diagramas, o passo final consiste em alocar da melhor maneira possível os setores, levando em conta as áreas e as prioridades de proximidades, gerando uma representação visual para o que seria o layout final. (CORRÊA; CORRÊA, 2012). 2.4.5 Projeto de arranjo por produto Para o projeto detalhado do layout por produto, Slack, Brandon-jones e Johnston (2015) destacam que as principais questões envolvidas são as seguintes: a) Que tempo de ciclo é necessário? b) Quantos estágios são necessários? c) Como lidar com variações no tempo para cada tarefa? d) Como equilibrar o arranjo físico? O tempo de ciclo é definido como o tempo decorrido entre produtos acabados. O tempo em questão é de suma importância para o projeto do arranjo físico por produto e tem influência sobre outras decisões a serem tomadas. Para realizar o cálculo do tempo de ciclo deve-se levar em conta a demanda provável de produtos em um intervalo de tempo, e nesse mesmo 46 intervalo, a quantidade de tempo disponível para a produção, conforme a Equação 3 a seguir. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑎𝑟𝑟𝑎𝑛𝑗𝑜 𝑓𝑖𝑠𝑖𝑐𝑜 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑎 𝑠𝑒𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑎𝑑𝑎 (3) O número de estágios necessários é calculado levando-se em conta o tempo de ciclo e a quantidade de trabalho necessária para finalizar o produto, a qual é chamada de conteúdo de trabalho. O cálculo do número de estágios é realizado através da Equação 4 a seguir. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡á𝑔𝑖𝑜𝑠 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒ú𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 (4) A variação no tempo para cada tarefa, acontece porque em situações práticas é impossível dividir o conteúdo de trabalho de maneira igual entre os estágios, pois isso acarreta em um maior tempo de ciclo requerido. Para evitar desperdício de tempo na linha, é necessário realizar um balanceamento de linha. (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). Segundo Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), existem várias técnicas de balanceamento de linha, dentre elas a mais comumente utilizada é a de diagrama de precedência. Para Chase, Jacobs e Aquilano (2006), o diagrama de precedência consiste em uma representação de círculos e setas, sendo que os círculos representam as tarefas individuais ou elementos, e para Slack, Brandon-jones e Johnston (2015), as setas significam o ordenamento dos elementos. Krajewski, Ristman e Malhotra (2014), destacam que o tempo requerido para executar uma tarefa, deve estar visível abaixo de cada círculo. Para a construção do diagrama, os círculos são desenhados o máximo possível à esquerda, e nenhuma das setas deve ser desenhada na vertical (SLACK; BRANDON-JONES; JOHNSTON, 2015). O método consiste em distribuir as tarefas aos seus devidos estágios, sendo que para isso, deve-se estabelecer uma regra primária para atribuir as tarefas às estações de trabalho, e uma regra secundária caso ocorram empates. As tarefas devem ser atribuídas uma por vez, para a primeira estação de trabalho até que a soma dos tempos das tarefas seja equivalente ao tempo de ciclo, ou até que nenhuma outra tarefa possa ser alocada em virtude das restrições. O processo deve ser repetido para todas as estações de trabalho sucessivamente. (CHASE; JACOBS; AQUILANO, 2006). Um exemplo de diagrama de precedência pode ser observado através da Figura 16. 47 Figura 16 - Exemplo de diagrama de precedência Fonte: Reginato
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