Aula 04 - impressao Projeto de Fábrica e Arranjo físico

Prévia do material em texto

PROJETO DE FÁBRICA E 
ARRANJO FÍSICO 
AULA 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Roberto Pansonato 
 
 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Caros alunos, bem-vindos a nossa quarta aula da disciplina de Projeto 
de Fábrica e Arranjo Físico. Vamos aos temas desta nossa aula: 
1. Dimensionamento de pessoal e equipamentos 
2. O takt time como ponto de partida 
3. Movimentação e dimensionamento de materiais 
4. Dimensionamento de áreas de produção e estoque 
5. Projetos de equipamentos. 
Na Aula 3, conhecemos os princípios de layout, os dados de entrada e 
as etapas de trabalho de um projeto de fábrica. Também conhecemos como 
balancear a alocação do tempo de trabalho e a composição de estágios. E, por 
falar em balanceamento, nesta aula vamos entender como o takt time pode ser 
definido como a base para projetos de fábrica. Tenho utilizado, na medida do 
possível, casos reais na Conversa Inicial para exemplificar tópicos da aula em 
questão. Portanto, vamos a mais um resumo de um caso real do mundo 
corporativo, com foco na utilização do takt time na elaboração de um projeto de 
fábrica. 
Tenho intensificado, nas aulas anteriores, a importância de termos um 
planejamento eficaz, com base nas estratégias da empresa, utilizando todas as 
etapas necessárias e obtendo os dados de entrada com a maior precisão 
possível. Pois bem, o relato a seguir tem a ver com a forma como os dados são 
coletados e tratados. 
Quando estudamos os dados de entrada, um dos itens se referia a 
dados de demanda de produção atual e futura. Assim como outros dados, a 
demanda é importantíssima na elaboração do projeto. Por meio da demanda 
de tempo de trabalho disponível, chegamos ao takt time, que servirá de base 
para quantificação de equipamentos e máquinas envolvidos no projeto, bem 
como da mão de obra. 
Bom, o projeto específico dessa narrativa era para uma linha de 
produção para usinagem de metais, a qual tinha um engenheiro como 
coordenador. Com base nos cálculos de demanda e tempos de trabalho foi 
obtido o takt time, que foi utilizado como dado de entrada para compra de 
equipamentos e máquinas. Com a quantidade de equipamentos em mãos, o 
engenheiro elaborou as especificações necessárias e partiu para as cotações. 
 
 
3 
Escolhidos os felizardos fornecedores, pois se tratava de uma compra 
expressiva, o gasto total foi formalizado e apresentado para a diretoria, que, em 
função de os preços terem ficado bem abaixo do estimado, prosseguiu com a 
aprovação. Nessa época, eu estava atuando na produção, ou seja, eu seria o 
destino final desses equipamentos. Enquanto as máquinas eram produzidas e 
testadas (algumas fora do Brasil), o projeto de layout corria em paralelo, pois, 
quando chegassem, as máquinas já deveriam ir para suas devidas posições. 
Outro ganho obtido: utilizou-se menos espaço do que se havia previsto. Mais 
um ponto positivo para o engenheiro. 
Os equipamentos chegaram e foram devidamente posicionados para 
realização dos tryouts (testes) internos. E aí começou a atuar o pessoal mais 
afinado com a produção, para tomada de tempos, medições etc. Foi nesse 
momento que identificamos que havia algo errado no que tangia a capacidade 
de alguns equipamentos. O primeiro dado que solicitei foi o contrato com as 
especificações, que fora utilizado na compra daqueles equipamentos. 
Certificamo-nos de que, em termos de tempo de ciclo, o que fora pedido estava 
sendo cumprido. Mas, pela demanda que tínhamos, não havia como lhe 
atender. Como em um trabalho investigativo, fomos buscando dados até 
chegarmos ao porquê daquela disparidade: erro no cálculo do takt time, algo 
muito simples, trivial, mas de enorme importância. Um erro na utilização de 
dados em uma planilha de Excel comprometera todo o projeto de fábrica, 
desde a quantidade de equipamentos até a utilização da área destinada para o 
posicionamento deles. Portanto, aquele ganho em relação ao gasto com 
equipamentos e espaço para alocação identificado no início do projeto não se 
concretizou. Esse acontecimento causou sérios desgastes para todos os 
envolvidos no processo. Resumindo, foi necessário comprar mais 
equipamentos e, por um determinado período, utilizar fornecedores 
terceirizados e trabalhar em horas extras para suprir a demanda. 
O que fica de lição aprendida nesse caso? A acurácia na manipulação e 
utilização dos dados de entrada é de suma importância para o sucesso de um 
projeto de fábrica. Esse assunto será tratado em detalhes nos Temas 1 e 2 
desta aula. 
Tão importante quanto os equipamentos, vamos conhecer como 
dimensionar os materiais. A quantidade de material em transformação e os 
 
 
4 
possíveis rejeitos que devem ser levados em consideração para delimitação de 
áreas serão vistos no Tema 3. 
Por que alguns corredores em uma fábrica são mais largos que outros? 
No Tema 4, vamos conhecer o dimensionamento das áreas de produção. 
Para finalizar, vamos conhecer um conceito interessante para orientação 
de projetos de equipamentos que têm influência direta no projeto de fábrica e 
arranjo físico. 
Vale ressaltar que, no decorrer de nossas aulas, serão apresentadas 
formas diferentes de conceitos de cálculos para dimensionamento de pessoal e 
equipamentos, em função de haver diferentes filosofias de produção, o que de 
certa forma só enriquece nossos conhecimentos. Vamos, juntos, em mais 
alguns novos desafios. 
TEMA 1 – DIMENSIONAMENTO DE PESSOAL E EQUIPAMENTOS 
Conforme Batessini (2016, p. 85), “modelagem e dimensionamento de 
sistemas de manufatura referem-se à análise quantitativa do projeto de arranjo 
físico de instalações produtivas em relação aos layouts por processo, por 
produto e celular”. Portanto, o dimensionamento pode variar em função do tipo 
de processo que queiramos utilizar. Vamos começar com o dimensionamento 
de equipamentos para produções por processo, que apresenta três 
possibilidades: sistemas de máquina única, de cluster de máquinas e de 
produção em lote. 
1.1 Sistemas de máquina única 
O sistema de máquina única é um sistema muito utilizado no tipo de 
manufatura por processo. Apresenta as vantagens de fácil instalação e 
operação, baixo custo por unidade produzida, flexibilidade quanto a mudanças 
de produto, tempo reduzido de implantação e fácil adaptação para lançamento 
de novos produtos. Nesse sistema são realizadas todas as operações para o 
processamento ou montagem do produto final. O operador (ou operadores) tem 
(têm) como funções abastecimento, ajustes, troca de ferramentas, controle, 
monitoramento e desabastecimento. 
 
 
5 
Situações em que uma ou mais máquinas dão suporte a uma máquina 
principal, associadas ou subordinadas a ela, são típicas de um sistema de 
máquina única. 
De acordo com Batessini (2016, p. 86), os sistemas de manufatura de 
máquina única são dimensionados com base na carga de trabalho (Crg) 
prevista para determinado período de tempo, expressa em minutos ou horas, 
estimada com base na quantidade de peças (Q) a serem produzidas e de seu 
tempo de ciclo (Tc). 
Por meio da equação a seguir, se obtém o número ideal de máquinas 
: 
, 
sendo: Crg = carga de trabalho; Q = quantidade de peças; tc = tempo de ciclo; 
tperíodo = tempo de utilização da carga-máquina (Crg). 
A equação anterior seria totalmente funcional não fossem algumas 
variáveis que devem ser levadas em consideração, tais como: disponibilidade 
(D), utilização (U), eficiência do trabalhador (Et), taxa de peças defeituosas (q): 
, 
sendo: q = taxa de peças defeituosas (%); Et = eficiência do trabalhador (%); D 
= disponibilidade (%); U = utilização (%). 
Primeiramente, vamos definir o que é disponibilidade. 
Disponibilidade (D) refere-se à confiabilidade com que podemos utilizar 
um equipamento/máquina, dados em porcentagem de tempo. Geralmente, é 
medida em relação ao tempo médio entre falhas (tmf) e o tempo médio para 
conserto dessa falha (tmc). Suponhamos que o departamentode uma empresa 
fez um levantamento sobre um determinado equipamento e verificou-se que o 
tempo médio entre falhas era de 36 horas e o tempo médio para conserto 
dessa falha era de 1 hora. Qual seria a disponibilidade desse equipamento, 
utilizando-se a equação da equação a seguir? 
, 
sendo: tmf = tempo médio entre falhas; tmc = tempo médio para conserto. 
Resposta: D = 100 x (36-1) / 36; logo, D = 97,2%. 
 
 
6 
Utilização (U) refere-se à relação do tempo em que uma máquina está 
sendo utilizada pelo tempo disponível para seu uso, traduzida em termos de 
quantidade de peças, dada por: 
, 
sendo: Q = quantidade de peças produzidas no tempo de utilização da 
máquina; CP = capacidade máxima de produção em relação ao tempo 
disponível. 
Supondo que uma máquina tenha a capacidade de produzir 42.240 
peças ao mês, porém utiliza menos tempo que o disponível e na prática produz 
32.000, teremos: U= 100 x (32.000 / 42.240). Logo, U = 75,7%. 
Exemplo: estimar a quantidade de máquinas para compormos um 
arranjo físico para produzir 37.000 peças ao mês, sendo que a taxa de peças 
defeituosas é de 5% e a eficiência dos trabalhadores é de 97%. A empresa 
trabalha 8 horas por dia e 22 dias ao mês. O tempo de ciclo da máquina para 
produzir essa peça é de 0,75 min. Devemos utilizar a disponibilidade e a taxa 
de utilização conforme o exemplo anterior. Vamos aos cálculos: 
, 
n = [(37.000 / (1 - 0,05) x (0,75 / 0,97)] / [22 dias x 8 h x 60 min x 0,972 x 
0,756]; 
n = [(38.947 x (0,773)] / [7.756,82 min.] 
n = [30.106,03 min.] / [7.756,82 min.] 
n = 3,88 máquinas => 4 máquinas. 
Vale ressaltar que a quantidade e a precisão desses dados é primordial 
para a precisão de estimativa de investimentos. Cálculos superestimados 
propiciarão um maior investimento e desperdício de dinheiro e capacidade, 
enquanto previsões subestimadas proporcionarão falta de capacidade 
produtiva. Tanto um caso quanto o outro tem influência direta no projeto de 
fábrica e arranjo físico. 
1.2 Sistemas de manufatura de clusters de máquinas 
Também conhecidos como sistemas de agrupamento de máquinas ou de 
máquinas combinadas, os sistemas de manufatura de clusters de máquinas 
são aqueles em que um conjunto de máquinas com a mesma função realiza 
 
 
7 
produtos idênticos ou muito similares (Groover, 2011; Sule, 2009). Tem como 
característica a utilização de máquinas automatizadas, o que possibilita o 
controle de mais de uma máquina pelo mesmo operador. 
Nesse sistema as máquinas devem estar próximas umas das outras e o 
tempo de ciclo (tc) da máquina deve ser longo o suficiente para cobrir os 
tempos de ação do trabalhador, tais quais o tempo de serviço (ts) e o tempo de 
reposicionamento (tr) para deslocamento entre as máquinas. Considerando que 
os tempos de ciclo (tc) sejam iguais, é possível estimar um número ideal de 
máquinas. 
Nesse caso, o tempo do trabalhador (ttr) para atender às máquinas é igual 
a ttr = n x (tr + ts). 
O tempo das máquinas é igual à soma do tempo da operação automático 
(top) e o tempo de serviço (ts) necessário para carga e descarga de peças na 
máquina, tarefa realizada pelo operador. Portanto, o tempo da máquina (tmq) é 
igual a tmq = (top + ts). 
Para manter um equilíbrio no sistema de cluster de máquinas, o tempo de 
máquina (tmq) deve ser igual ao tempo do trabalhador (ttr), resultando em (top + 
ts) = n x (tr + ts), o qual é mostrado na razão da equação: 
, 
sendo: n = número de máquina(s); top = tempo de operação da máquina em 
automático; ts = tempo de serviço (carga e descarga manuais); tr = tempo de 
reposicionamento (de deslocamento entre as máquinas). 
Tanto o número de máquinas quanto o número de trabalhadores deve ser 
inteiro, o que pode ocasionar ociosidade em ambos. Mas, como resolver esse 
dilema? 
Por exemplo, se o resultado de (top + ts) / (tr + ts) for arredondado para um 
número inteiro superior, as máquinas terão um tempo ocioso e o tempo de 
cluster (tcluster) será dominado pelo tempo de máquina. 
Ocorrendo o inverso, ou seja, com o resultado de (top + ts) / (tr + ts) 
arredondado para um número inteiro inferior, o trabalhador terá tempo ocioso e 
o tempo do cluster (tcluster) será dominado pelo tempo do trabalhador (ttr), sendo 
calculado por tcluster = n x (tr + ts). 
Não há uma regra específica de qual decisão tomar, mas, na ausência de 
informações sobre custos, é preferível deixar o trabalhador ocioso. 
 
 
8 
Vamos a um exemplo prático baseado no exemplo anterior (n = 4). 
Supondo um conjunto de máquinas automáticas em que o tempo de ciclo (tc) 
seja de 90 s e tempo de serviço (ts) seja de 10 s, estimaremos quantas 
máquinas poderão ser atendidas por um único trabalhador, dados que: 
 tempo de serviço (ts) = 10 s; 
 tempo de reposicionamento (tr) = 12 s. 
Sabendo-se que tc = 90 s e ts = 10 s (carga e descarga manual), então: tm 
= 80 s. 
tmq = tm + ts = 80 s + 10 s = 90 s; 
ttr = n x (tr + ts) = n x (12 + 10) => n = 90 / 22 = 4,09 máquinas. 
Ou seja, um operador é capaz de operar quatro máquinas 
simultaneamente. Nesse caso, como o tempo empregado em cada máquina é 
de 22 s num total de 4 máquinas, isso resulta em um tempo ocioso de 2 s (90 s 
de tempo de ciclo total - 4 máquinas x 22 s). 
Agora que já dimensionamos a quantidade de máquinas (4) e a 
quantidade de trabalhadores (1), vamos propor algumas alternativas de layout 
para atender aos cálculos realizados. 
Batessini (2016, p. 88) apresenta algumas sugestões interessantes para 
composição de arranjo físico para atender a tal demanda (Figura 1). 
Figura 1 – Opções de arranjo de layout de um microespaço 
 
Fonte: Batessini, 2016, p. 88. 
1.3 Sistemas de manufatura de produção em lotes ou em massa 
Um sistema de manufatura de produção em lotes ou em massa 
demanda o processamento de diferentes máquinas arranjadas nas funções que 
desempenham. 
 
 
9 
Com relação à produção em lotes, há a necessidade de utilização de 
setups entre os lotes de produção. Em uma produção em massa, geralmente 
esse procedimento não é necessário. 
Para a produção em lotes é necessário levar em consideração o tempo 
de setup (tsetup) e o tempo necessário ao processamento de uma peça em uma 
estação de trabalho (tprocessamento), conforme a equação: 
. 
Para lotes produzidos em quantidades maiores, o tempo para processá-
los (tlote) em minutos é o tempo médio de ciclo por unidade (tc) em minutos, 
conforme mostrado nas equações a seguir: 
 
. 
Com relação à produção em massa ou em lotes muito grandes, o tempo 
de setup, se muito curto em relação ao tempo do lote, pode ser desprezado, 
resultando em tc = tprocessamento. 
A carga de trabalho (Crg) é obtida por meio da quantidade (Q) de peças 
a produzir e de seu tempo de ciclo (tc). Para obtermos o número de máquinas 
(nideal), dividimos a carga de trabalho (Crg) pelo tempo disponível no período 
(tperíodo), conforme a equação: 
. 
Os conceitos de dimensionamento de pessoal e de máquinas 
apresentados são de grande valia para composição de arranjos físicos e 
projetos de fábrica; no entanto, existem outros conceitos que também devem 
ser mencionados. Um deles refere-se ao dimensionamento de mão de obra e 
equipamentos por meio do takt time. É isso que veremos em seguida. 
TEMA 2 – O TAKT TIME COMO PONTO DE PARTIDA 
Na manufatura em massa e em grandes lotes de produtos discretos, a 
obtenção do takt time como base para cálculos para quantidade de 
equipamentos e mão de obra é uma ótima solução. Bom, antes de entrarmos 
 
 
10 
nos cálculos para dimensionamento de equipamentos, vamos definir do que se 
trata o takt time. 
Takt time é o tempo necessário para se produzir um determinado item 
em função da demanda do cliente e do tempo disponível para produzi-lo. 
Normalmente definido em segundos, expressa qual será o ritmo da produção 
para atender à demanda do cliente. Tem ampla utilização em empresas que 
optam pela filosofia baseada no sistematoyota de produção (também 
conhecido por produção enxuta ou lean manufacturing). 
Vamos a um exemplo para entendermos melhor como funciona esse 
conceito para, posteriormente, o associarmos ao dimensionamento de 
máquinas. 
Suponhamos que uma empresa tenha uma demanda mensal de 29 mil 
peças, trabalhando 20 dias ao mês em 2 turnos de 8 horas cada. 
Essa empresa efetua as seguintes paradas programadas a cada turno 
de trabalho: 
 Refeição: 60 min. 
 5 S (limpeza): 10 min. 
 Ginástica laboral:15 min 
 Reunião de início de turno: 5 min. 
 Total da parada programada, por turno: 90 min = 5.400 s. 
De posse desses dados, já é possível calcularmos o takt time, definido 
pela equação: 
 
 
Nota: ressalvemos aqui que o tempo disponível e a demanda do cliente 
devem utilizar o mesmo período de tempo (turno, dia etc.). Para os nossos 
cálculos vamos utilizar o turno. 
Considerando o tempo de um turno: = 8 h x 60 min x 60 s = 28.800 s. 
Subtraindo-se do tempo total do turno as paradas programadas, 
chegamos ao tempo disponível: 
Tempo disponível = 28.800 s – 5.400 s = 23.400 s. 
Com relação à demanda do cliente, temos o seguinte: 
29.000 peças ao mês / 20 dias / 2 turnos = 725 peças por turno. 
De posse desses dados, é só calcular o takt time, conforme a seguir: 
 
 
 
11 
 
 
 
Como se trata de um projeto novo, em que não se tem nenhuma 
informação sobre a eficiência produtiva, optou-se por utilizar uma eficiência de 
85% em relação ao takt time, chegando-se ao takt time efetivo: 
 
E o que esse número tem a ver com o dimensionamento de 
equipamentos e pessoal? Vamos lá. Considere que você é o responsável pela 
manufatura dessa peça e que, pelos estudos desenvolvidos, irá precisar dos 
seguintes equipamentos (fictícios) para produzi-la: 
Quadro 1 – Tempos automáticos 
Equipamento 
Tempo 
automático (s) 
Equipamento de prensagem 18 
Equipamento de montagem 1 16 
Equipamento de montagem 2 20 
Lavadora 18 
Equipamento de montagem do suporte 22 
Equipamento de teste 1 45 
Equipamento de teste final 22 
Rack para embalagem 0 
Cada equipamento tem sua devida informação sobre o tempo de ciclo 
automático (ou tempo-máquina), definido em função de suas características 
técnicas. 
Nesse caso, as máquinas são automáticas, porém o posicionamento da 
peça e a sua retirada da máquina (carga e descarga) são feitos por um 
trabalhador. Lembram-se do termo ts (tempo de serviço) do tema anterior? Pois 
é disso que estamos falando, de um valor que foi definido pelo engenheiro de 
processo por meio de estudo de tempo (mostrado como tempo manual não 
Quadro 2). E, por falar em estudo de tempo, também foram definidos os 
tempos de movimentação do trabalhador (tr), que é o tempo de 
reposicionamento (deslocamento entre as máquinas), mostrado como tempo 
andar no Quadro 2. 
 
 
 
 
 
12 
Quadro 2 – Cálculo da quantidade de equipamentos 
A B W C = A + B C / takt time
Equipamento
Tempo
Automático 
(s)
Tempo
Manual
(s)
Tempo
Andar
 (s)
Tempo 
de ciclo
Quant. Equip.
(1)
Quant. 
Equip.
(2)
Equipamento de prensagem 18 10 2 28 1,02 1
Equipamento de montagem 1 16 8 2 24 0,87 1
Equipamento de montagem 2 20 10 2 30 1,09 1
Lavadora 18 8 2 26 0,95 1
Equipamento de montagem do suporte 22 10 2 32 1,17 1
Equipamento de teste 1 45 8 2 53 1,93 2
Equipamento de teste final 22 8 2 30 1,09 1
Rack para embalagem 0 8 2 8 0,29 1
96 
Para obtermos a quantidade de equipamentos para cada operação 
devemos chegar ao tempo de ciclo, por meio da soma do tempo automático (A) 
e do tempo manual (B), obtendo-se (C). Dividindo-se o tempo de ciclo (C) pelo 
takt time efetivo (27,3 s), temos a quantidade de equipamentos (1) para cada 
operação. Como os números alcançados não são inteiros, há a necessidade de 
assim o torná-los, conforme a coluna Quant. Equip. (2). Vejam que aí temos 
uma ação de decisão, pois o que fazer quando um resultado aponta para um 
número menor que 1 ou entre 1 e 2? Com relação a números menores que 1, 
você estará utilizando o equipamento abaixo da real capacidade. No entanto, 
em relação a números não inteiros como 1,17, do Quadro 2, isso indica que 
teríamos 17% de falta de capacidade. O que fazer nesse caso? Devo adquirir 
outro equipamento? Esses 17% se justificam? Essas informações auxiliarão no 
momento da decisão. Para esse caso, poderia ser traçado um plano de ação 
no sentido de reduzir o tempo automático do equipamento ou reduzir o tempo 
de carga ou descarga mediante uma automação, por exemplo. 
Vejam, no exemplo do Quadro 2, que apenas um equipamento deverá 
ser duplicado, que é o equipamento de teste 1. Na Conversa inicial foi 
comentado um erro de cálculo que causou vários problemas, que foi 
justamente um erro cometido na elaboração de uma planilha com dados como 
os do Quadro 2. 
No que concerne ao dimensionamento do pessoal (mão de obra para 
compor o arranjo físico), também são utilizados dados como os do Quadro 2. 
 
 
13 
Para isso, deve ser dividida a somatória de todos os tempos manuais (tempo 
manual + tempo andar) pelo takt time. No nosso exemplo, devemos dividir 96 s 
pelo takt time para obtermos a quantidade de trabalhadores que comporão 
esse dado arranjo (célula, linha etc.), conforme a seguir: 
 
 
 
 
 
Para essa situação devemos utilizar quatro trabalhadores, como forma 
mais segura de atendermos à demanda do cliente. Para organizarmos o 
arranjo físico, devemos atentar a que uma das estações de trabalho estará 
duplicada, o que causará certa dificuldade na composição dos equipamentos. 
TEMA 3 – MOVIMENTAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE MATERIAIS 
Quando o assunto se refere a materiais, sempre haverá uma certa 
dúvida a respeito do porquê de devermos estocá-los. Em tempos de just-in-
time e técnicas para agregação de valor ao produto direcionado ao cliente, não 
seria o correto movimentar a cadeia de suprimentos somente depois da 
colocação do pedido do cliente e a partir daí providenciar as matérias-primas e 
os componentes? Infelizmente, isso ainda não é possível, pois até mesmo 
processos otimizados necessitam de inventário de materiais. 
O sistema de movimentação de materiais deve providenciar a 
quantidade exata do material correto, na condição correta, na posição correta, 
na sequência correta, por um custo adequado e utilizando um método 
apropriado (Tompkins et al., 1996). 
Observem que, quando abordamos assuntos para o projeto de fábrica e 
o arranjo físico relativos a materiais, estamos nos referindo à logística interna, 
utilizando ou não a manufatura. Para auxílio à decisão na utilização dos 
sistemas de movimentação de materiais, fazemos o uso de alguns princípios, 
apresentados a seguir, baseados em Biles, Usher e Zohdi (2006) citados por 
Batessini (2016). 
 
 
 
 
 
14 
3.1 Princípios de movimentação de materiais 
 Planejamento: estabelecer as necessidades, os objetivos e as 
especificações para manuseio de materiais. 
 Padronização: na medida do possível, utilizar métodos e equipamentos 
segundo os padrões. 
 Trabalho: minimizar o trabalho de manuseio de materiais, porém 
respeitando o nível de produtividade requerida para a operação. 
 Ergonomia: atender aos requisitos legais e ergonômicos, no manuseio 
de cargas. 
 Unidade de carga: deve ser muito bem dimensionada, pois exerce 
influência nos demais princípios. Acondicionamento de itens em 
recipientes, pallets, bags etc. direcionam como serão os espaços de um 
armazém, por exemplo. 
 Utilização do espaço: otimização de todas as variáveis de espaço (tal 
qual o arranjo de manufatura, visto nas aulas anteriores). 
 Sistema: todas as atividades devem ser concebidas no sentido de se 
formar um sistema, juntamente com o recebimento, a inspeção, a 
estocagem, a manufatura, a embalagem, a unitização de cargas, a 
separação de pedidos, o embarque, o transporte e o manuseio de retornos. 
 Automação: para melhoria da eficiência operacional, sempre que 
possívelpodemos utilizar a automatização do manuseio de materiais. 
 Ambiente: aspectos como impacto ambiental e consumo de energia são 
critérios para o projeto que devem ser considerados (utilização de 
iluminação natural e água da chuva, por exemplo). 
 Custo de ciclo de vida: deve ser estimado com relação aos 
equipamentos de manuseio e aos sistemas adotados. 
3.2 Operação de estocagem e de armazenagem 
Conforme Tompkins et al. (2010), os armazéns e centros de distribuição 
realizam um conjunto de atividades em áreas funcionalmente dedicadas ao 
recebimento, à transferência e à separação, à seleção/busca de pedidos 
(picking), à acumulação, à classificação e à embalagem, ao cross-docking e ao 
embarque, conforme detalhado na Figura 2. 
 
 
15 
Figura 2 – Funções típicas de um cross-docking em um fluxo de materiais 
 
Fonte: Tompkins et al. adaptado e citado por Battesini, 2016, p. 135. 
 Recebimento: inclui a descarga, a conferência quantitativa e qualitativa. 
 Transferência e separação: entrega direta dos itens para 
armazenagem, podendo incluir reembalagem e movimentação. 
 Seleção de pedidos (picking): obtenção da quantidade e dos tipos de 
produto de acordo com a solicitação do cliente, podendo ser em unidades 
de carga inteira ou fracionada. 
 Acumulação, classificação e embalagem: diferentes unidades de 
carga são processadas para completar o pedido, que, depois de completo, 
é embalado para envio ao cliente. 
 Cross-docking: atividade de transferência direta de material do 
recebimento para as docas de expedição, otimizando tempo de 
deslocamento. 
 Embarque: envolve a disposição dos materiais no veículo de transporte 
de acordo com os pedidos separados. 
Segundo Batessini (2016, p. 135), assim como no projeto de manufatura, 
os espaços de armazenagem devem ser quantitativamente dimensionados, 
sendo comum a utilização de pesquisa operacional tanto na definição de layout 
de espaços para estocagem e armazenagem quanto no apoio ao 
desenvolvimento das atividades de rotina dos centros de distribuição. 
 
 
16 
3.3 Equipamentos para movimentação de materiais 
O objetivo de estabelecermos os equipamentos para movimentação de 
materiais é evitar adaptações que nem sempre serão possíveis no projeto de 
fábrica e arranjo físico. Imaginem que, após o projeto pronto, verificamos a 
necessidade de uma ponte-rolante no armazém. Nessa altura dos 
acontecimentos, algo totalmente inviável. Seguem os principais tipos de 
equipamentos para movimentação de materiais: 
 Veículos industriais: podem ser manuais (carrinhos e paleteiras 
manuais) ou autopropelidos (empilhadeiras, paleteiras elétricas, carros de 
transporte). 
 Veículos automaticamente guiados (automatically guided vehicles – 
AGV): veículos para movimentação de cargas, sem condutor. 
 Transportadores (conveyors): sistemas de movimentação tais como: 
esteiras automáticas por cinta ou rolos, esteiras manuais por rolos, 
flowracks etc. 
 Monovias, pontes rolantes e outros equipamentos guiados por 
trilhos: geralmente aplicados a cargas pesadas e de difícil locomoção. 
 Robôs e manipuladores: utilizados em situações de movimentação de 
cargas de difícil manipulação pelo ser humano. 
 Guindastes e guinchos: aplicações especiais para cargas pesadas e 
que precisam ser içadas a alturas relativamente grandes. 
O diagrama da Figura 3 nos orienta quanto à decisão sobre a escolha de 
equipamentos para movimentação de materiais. 
 
 
17 
Figura 3 – Escolha dos equipamentos de movimentação 
 
Fonte: Groover, 2000, p. 286 adaptado e citado por Battesini, 2016, p. 146. 
3.4 Métodos de estocagem e armazenagem de materiais 
Para armazenamento e estocagem de materiais unitizados podem ser 
utilizados os seguintes métodos: 
 Pilhas: materiais são estocados em grandes áreas, geralmente em 
pallets empilhados. 
 Prateleiras: unidades de carga previamente definidas são dispostas em 
pallets e armazenadas em estruturas verticais (porta–pallets, Figura 4). 
Figura 4 – Ilustração de um porta-pallets simples 
 
Fonte: Russo, 2013, p. 45. 
 Estantes ou nichos: permitem a estocagem de itens individuais. 
 
 
18 
 Gavetas em prateleiras: utilizadas para armazenar pequenos itens e 
ferramentas. 
 Sistemas automáticos de estocagem (automatic storage and retrieval 
system − AS/RS): utilizados para estocagem e ordenados por veículos não 
tripulados (carrinhos e paleteiras manuais) ou autopropelidos 
(empilhadeiras, paleteiras elétricas, carros de transporte). 
TEMA 4 – DIMENSIONAMENTO DE ÁREAS DE PRODUÇÃO E ESTOQUE 
Dimensionar áreas para manufatura depende muito do tipo de processo 
que estejamos utilizando (montagem, usinagem de metais, soldagem etc.), 
conferindo à produção certas especificidades. 
Com relação às áreas de estoque, para dimensionamento de um 
armazém, segundo Russo (2013, p. 40), duas características devem ser 
levadas em consideração: 
 Intensidade do fluxo: referente à movimentação de materiais em uma 
unidade de tempo (viagens de empilhadeiras por hora, quantidade de 
pallets movimentados por dia), sendo diretamente proporcional aos 
recursos de movimentação. 
 A distância: referente ao espaço percorrido por um equipamento de 
movimentação conforme o fluxo, sendo diretamente proporcional a ele. 
Banzato (2001 citado por Russo, 2013) propõe um indicador que 
combine a intensidade de fluxo com a distância percorrida, resultando no 
momento de transporte, o que resultaria numa expressão matemática 
conforme esta: 
Momento de transporte = intensidade de fluxo X distância percorrida. 
Há uma constatação no que diz respeito ao dimensionamento de 
armazéns, em que para obtermos eficiência na movimentação, recomendamos 
que a razão entre o comprimento (C) e a largura (L) de um armazém seja C / L 
= 2, ou seja: o comprimento do armazém deve ser o dobro de sua largura: C = 
2L. A Figura 5 mostra essa relação de forma prática. 
 
 
19 
Figura 5 – Relação C/L ideal 
L
 
Fonte: Russo, 2013, p. 41. 
Vejam que, independente da localização das portas e considerando o 
centro geométrico do armazém, em qualquer movimentação do ponto X para o 
Y e retornando ao ponto X, o percurso sempre será em média uma distância D 
igual a L mais a metade de C, ou seja, D = L + ¹/²C. 
A Figura 5 mostra um esboço de layout onde se verifica a existência de 
corredores. Para o dimensionamento de um armazém, o ideal é minimizar a 
largura dos corredores, pois assim conseguimos mais espaço para atender ao 
objeto do armazém: acondicionar temporariamente materiais, com eficiência e 
eficácia. 
O layout depende do sistema de movimentação e o sistema depende do 
layout; portanto, há de percebermos essa relação direta. 
Os corredores são considerados os vilões para o dimensionamento de 
um centro de distribuição, pois não podem ser tão largos porque reduzem a 
capacidade de armazenagem, porém não podem ser tão estreitos a ponto de 
inviabilizar a operação. A seguir, serão apresentadas uma forma de calcular 
essa largura e uma tabela de referência (Quadro 3). 
Para utilização de empilhadeiras na movimentação de cargas, o raio de 
giro é um dos componentes mais importantes para o cálculo. Vamos supor a 
utilização de uma empilhadeira convencional de quatro rodas, que 
normalmente exige corredores mais largos, movimentando uma carga de 1.200 
mm (comprimento) x 1.200 mm (largura), ou seja, uma carga de pequena 
largura. A fórmula para cálculo é a seguinte: 
A = R1 + D + W + C, 
em que: A = largura mínima de corredor para empilhamento a 90°; R1 = raio de 
giro externo, especificado pelo fabricante, com a empilhadeira vazia, sem 
 
 
20 
potência total e em baixa velocidade; D = distância entre a face da carga e a 
linha central do eixo dianteiro (tração) do equipamento; W = comprimento da 
carga; C = folga desejada para aplicação. 
Figura 6 – Empilhadeira frontal, de contrapeso com carga de largura pequena 
 
Fonte: adaptadode Russo, 2013, p. 35. 
Considerando uma empilhadeira frontal tradicional, contrabalanceada, 
com quatro rodas, capacidade para 3 toneladas e operando com carga 
medindo 1.200 mm X 1.200 mm, qual será a largura de corredor? 
A folga desejada é de 200 mm. Conforme especificações técnicas do 
fabricante: R1 = 2.350 mm; D = 430 mm. Logo, 
A = R1 + D + W + C 
A = 2.350 + 430 + 1.200 + 200 
A = 3.980 mm. 
Portanto, para atender aos requisitos de movimentação fornecidos no 
exemplo é necessário um corredor de 3,98 m. Vejam que para esse exemplo 
utilizou-se de um equipamento tradicional. As indústrias de equipamentos de 
movimentação têm trabalho no sentido de utilizar tecnologias para redução do 
raio de giro e consequentemente proporcionar corredores mais estreitos. 
 
 
21 
Para saber mais 
• O cálculo apresentado anteriormente refere-se a uma carga de pequena 
largura. Para cálculos envolvendo médias e grandes larguras de cargas, 
consulte o livro de Russo (2013, p. 32-39), disponível na nossa biblioteca 
virtual. 
O Quadro 3 a seguir apresenta números referenciais para largura de 
corredor em função do tipo de empilhadeira. 
Quadro 3 – Largura de referência para corredores de armazéns 
Largura média de corredores em função do tipo de 
empilhadeira utilizada: 
Tipo de empilhadeira Largura de corredores* 
Contrabalanceada 2,6 m a 3,5 m 
Patola (operador em pé) 2 m a 2,4 m 
Patola (operador sentado) 2,4 m a 2,7 m 
Lateral/quadridirecional 2 m a 2,2 m 
Mastro retrátil 2,1 m a 3 m 
Pantográfica 2,1 m a 3 m 
Trilateral 1,6 m a 1,9 m 
Selecionadora de pedidos 1 m a 1,7 m 
Manual (tração manual) 2 m a 2,2 m 
Fonte: Banzato, 2001. 
* Consideramos movimentação de pallets de 1,2 m de comprimento por 1 m de largura, com 
capacidade para de 1.000 kg a 1.500 kg e diferentes modelos de empilhadeiras disponíveis no 
mercado. 
TEMA 5 – PROJETOS DE EQUIPAMENTOS 
Embora não haja nenhuma literatura oficial que mencione os princípios 
que abordaremos neste tema, o entendimento e a utilização desses princípios 
nos projetos de máquinas e equipamentos propiciam excelentes resultados. 
Nos dias de hoje, não é admissível se construir equipamentos que não 
possuam características de adaptabilidade aos mais diversos tipos de layout. 
Os princípios a seguir são oriundos de empresas orientais e conhecidos 
como sistema 3SCF para projeto e construção de equipamentos. Segue o que 
significa cada letra da sigla desse sistema, bem como os seus principais 
aspectos, de acordo com a livre adaptação do autor: 
 
 
22 
 Simple (de simples): as máquinas devem ser simples, de construção 
robusta e de fácil manutenção, porém utilizando-se de bastante tecnologia 
para agregar valor ao produto e ao processo. 
 Slim (de fino): a parte frontal dos equipamentos deve ser a mais estreita 
possível, para evitar movimentos desnecessários do trabalhador (uma 
máquina larga, quando utilizada em uma célula, fará com que o percurso 
do trabalhador seja maior). 
 Smart (de inteligente): as máquinas devem ter um conceito inteligente 
que lhes permita adaptações e composições com outras máquinas e com 
outras células de manufatura. O engenheiro deve projetá-las com olhos no 
futuro. 
 Compact (de compacto): equipamentos devem ser compactos, no 
sentido de agregarem elementos tais como unidades hidráulicas, sistemas 
de refrigeração, na medida do possível acoplados à máquina, constituindo-
lhe com menos área e menor volume. 
 Flexible (de flexível): o equipamento deve demonstrar flexibilidade para 
ser utilizado em outras linhas de produção, por exemplo. E também em 
relação a peças para manutenção. 
Observação: os aspectos ora descritos são direcionadores aos tipos de 
projeto de fábrica e arranjo físico que uma empresa pretenda estabelecer. 
FINALIZANDO 
Ufa! Quantas coisas aprendemos nesta aula! Vimos que, antes mesmo 
de começarmos a rabiscar o projeto de uma fábrica e seu layout, há muito o 
que fazermos em termos de planejamento. 
Com esta aula você já é capaz de dimensionar equipamentos e pessoal 
por meio de cálculos técnicos: de sistemas de máquina única, passando pelos 
sistemas de manufatura de clusters de máquinas até sistemas de manufatura 
de produção em lotes ou em massa. 
Os cálculos utilizados nos sistemas apresentados atendem a uma forma 
de enxergarmos os sistemas produtivos. Para aumentar o leque de 
conhecimento, a partir do Tema 2 você já pôde efetuar cálculos de 
dimensionamento de equipamentos e mão de obra com base no takt time, que 
é um dos elementos que suportam a filosofia lean manufacturing. 
 
 
23 
Uma fábrica não é só formada pela manufatura. Para que haja a 
manufatura são necessários materiais, com suas consequentes 
movimentações dentro da fábrica. Esse assunto foi bem tratado no tema 4.3. 
Bom, se há matérias e elas se movimentam dentro das fábricas, elas 
precisam de espaços. Aprendemos no Tema 4 uma forma básica para 
dimensionamento de armazém e como dimensionar corredores. Com um 
cálculo simples, você já é capaz de dimensionar corredores para armazéns. 
No último tema foram apresentados alguns fundamentos importantes 
para projeto de equipamentos que exercem influência direta no projeto de 
fábrica e arranjo físico. 
Até a próxima aula! 
 
 
24 
REFERÊNCIAS 
ANDREOLI, T. P.; AHLFELDT, R. Organização de sistemas produtivos: 
decisões estratégicas e táticas. 1. ed. Curitiba: InterSaberes, 2014. 
BANZATO, E. Integrando layout com movimentação de materiais. Guia Log, 
ago. 2001. Disponível em: <http://www.guialog.com.br/ARTIGO217.htm>. 
Acesso em: 5 jul. 2018. 
BATTESINI, M. Projeto e leiaute de instalações produtivas. Curitiba: 
InterSaberes, 2016. 
PARANHOS FILHO, M. Gestão da produção industrial. 1. ed. Curitiba: Ibpex, 
2007. 
RUSSO, C. P. Armazenagem, controle e distribuição. Curitiba: InterSaberes, 
2013. 
SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração da produção. 2. 
ed. São Paulo: Atlas, 2008. 
TOMPKINS, J. A. et al. Facilities planning. 2. ed. Nova York: John Wiley, 
1996. 
______. Facilities planning. 4. ed. Nova York: John Wiley & Sons, 2010. 
VIEIRA, A. C. G. Manual de layout (arranjo físico). Rio de Janeiro: CNI, 1981.