Artigo Simulação Cupcakes1

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Simulação e Modelagem Computacional de uma linha de Produção de 
Cupcakes: Estudo de Caso em uma Cozinha Industrial 
 
Computer Simulation and Modeling of a Cupcake Production Line: Case 
Study in an Industrial Kitchen 
 
 
Gustavo Sancho Queiroz, Fatec Guarulhos, gustasancho@outlook.com 
João Roberto Maiellaro, Fatec Guarulhos, joao.maiellaro@fatec.sp.gov.br 
Kátia Regina Frediane Paiva, Fatec Guarulhos, katiafrediane@gmial.com 
Milton Francisco de Brito, Fatec Guarulhos, milton.brito@fatec.sp.gov.br 
Rebecka Mariane Sacharo, Fatec Guarulhos, rebeckasacharo@outlook.com 
 
 
Resumo: Com o objetivo de seguir o avanço e as melhorias das técnicas de gestão e o acesso 
às informações, tornou-se essencial à utilização de ferramentas que ajudem no processamento 
das produções, empresas consideradas de pequeno porte e que utilizavam processos quase que 
artesanais na sua produção precisaram adequar-se às novas exigências de um mercado cada 
vez mais competitivo . As atividades de compra e venda nas metrópoles estão em um ritmo muito 
veloz, em consequência as transformações nas empresas para se adequarem neste novo 
processo também. O mercado passa por várias transformações na qual a competição predomina. 
Neste sentido, técnicas de simulação utilizadas nos processos produtivos ganham espaço e 
destaque, pois proporcionam estudos de melhorias destes processos em um cenário virtual, 
permitindo assim o entendimento de várias situações, como exemplo, a identificação de 
gargalos. Este trabalho busca analisar por meio de técnicas de simulação, o processo de 
produção de uma linha de cupcake em uma cozinha industrial. Foi usado o software Arena para 
a simulação do processo de produção e realizada uma pesquisa por meio de coleta de dados 
com o objetivo de identificar as dificuldades encontradas no decorrer do processo. O estudo 
apontou que por meio da simulação computacional torna-se possível aplicar ações para melhoria 
do processo produtivo aumentando assim a produção e os lucros. 
 
Palavras-chave: Simulação; processo produtivo; gargalo. 
 
 
 
 
 
 
Abstract: In order to follow the advancement and improvement of management techniques 
and access to information, it became essential to use tools that help in the processing of 
productions, companies considered small and that used almost artisanal processes in their 
production. needed to adapt to the changing demands of an increasingly competitive market. The 
buying and selling activities in the metropolises are at a very fast pace, as a result of the changes 
in companies to adapt to this new process as well. The market goes through several 
transformations in which competition predominates. In this sense, simulation techniques used in 
production processes gain space and prominence, as they provide studies of improvements of 
these processes in a virtual scenario, thus allowing the understanding of various situations, such 
as the identification of bottlenecks. This work seeks to analyze through simulation techniques the 
process of producing a cupcake line in an industrial kitchen. Arena software was used to simulate 
the production process and a data collection survey was conducted to identify the difficulties 
encountered during the process. The study pointed out that through computer simulation it is 
possible to apply actions to improve the production process thus increasing production and profits. 
 
Keywords: Simulation; productive process; neck. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
Junto com a criação e o aperfeiçoamento das novas ferramentas de 
gerenciamento organizacional, as instituições buscam por aplicações que 
possam reduzir períodos de ociosidade nos processos de produção, aprimorar o 
padrão de qualidade e obter um elevado nível de efetividade e eficiência nos 
processos de produção. 
Dessa forma é fundamental que as empresas procurem um tipo de operação que 
seja apropriada e compatível com seu ponto de vista estratégico. 
Estudar os procedimentos adotados nas organizações mostra uma forma 
possível de retratar a situação das atividades e negociações da empresa, 
descrever um panorama que está por vir, assim como desenvolver-se 
estrategicamente, e, para isso as empresas utilizam mapeamentos, modelagens 
e simulação computacional. 
As atividades de mapeamento de processos podem ser descritas como um meio 
para conseguir um objetivo, são recursos de análise com aplicações de 
gerenciamento que permite a compreensão de um cenário real, identifica ações 
de estratégia e analisa as possibilidades que um determinado recurso possui. 
Por meio da modelagem matemática, pode-se utilizar a simulação de sistemas 
reais em diversos cenários. A simulação é um recurso usado para soluções de 
problemas utilizando modelos que retratam o modo de se comportar do sistema 
de um jeito mais preciso usando um computador (Prado, 2004). 
Perante este cenário, por meio da modelagem e da simulação computacional e 
com a utilização do software Arena, este artigo tem como objetivo descrever com 
exatidão as etapas de produção de cupcakes em uma cozinha industrial, objeto 
deste estudo, a princípio gerando um quadro que retrate a situação atual desta 
cozinha e, assim, analisar o tempo total da produção, apontar os gargalos e por 
fim apresentar uma simulação atual com orientações técnicas que permitam o 
aumento da produção, lucros e a redução dos gargalos. 
Os relatórios gerados pelo software Arena, apresentam pontos viáveis de 
melhoria que podem ser aplicados aumentando a eficiência dos processos de 
produção. 
 
 
Este artigo está organizado em quatro partes, começando pela introdução; na 
sequência uma revisão da literatura; depois a metodologia utilizada e por último 
a conclusão com as considerações finais. 
 
2 REVISÃO DE LITERATURA 
Segundo dados da Associação Brasileira das Indústrias de Alimentação (Abia), 
no âmbito de alimentos o Brasil cresceu 2,08% em faturamento em 2018, a 
indústria gerou 13 mil novos postos de trabalho e a parcela da população que se 
alimenta fora do lar ou consome produtos congelados cresceu 4,3% neste 
período. 
A manufatura de produção de alimentos no Brasil responde por 1,6 milhões de 
postos de trabalho, considerando toda a cadeia de produção, hoje este setor é 
considerado o maior empregador dentro da indústria brasileira. Ilustração dos 
números nas figuras 1 e 2. 
Figura 1 – Faturamento (R$ Bi) 
 
Fonte: ABIA 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 - Empregos 
 
Fonte: ABIA 
 
O setor de alimentação continua em constante crescimento, o mercado de 
refeições das cozinhas industriais é de grande importância nesse segmento. A 
área de atividade de cozinha industrial no Brasil, vem aumentando 15% em 
média ao ano desde 2012. Ilustração dos números na figura 3. 
Figura 3 - Crescimento 
 
Fonte: ABIA 
 
 Esta área de atividade é formada por organizações de médio e pequeno porte 
que concorrem em um negócio rigoroso por padrões de qualidade e perfeição 
nos trabalhos. Neste quadro, cozinhas industriais de médio e pequeno porte 
 
 
enfrentam a dificuldade de planejar suas ações e procedimentos, entre outras 
questões podemos citar a Resolução – RDC ANVISA nº 216/04. 
A ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) é uma instituição federal 
que supervisiona, coordena e controla as ações de controle de risco, inspeção 
das atividades, determina padrões e normas, elabora registros e fornece 
informações garantindo assim, a não contaminação dos alimentos. 
Com o crescimento no número de produção, é importante estudar todo o 
processo para melhorá-lo. Assim, podemos considerar a simulação como uma 
técnica de gerenciamento. A simulação possibilita copiar determinados dados 
em situações parecidas com as reais, proporcionando a correção de erros ou 
falhas. 
Segundo Aguilar et al (2009) a simulação contribui para melhorar o 
gerenciamento dosprocessos, devendo assim apontar possíveis soluções para 
problemas no decorrer do tempo e para adequar as mudanças. 
De acordo com Alves e Ueno (2010), a simulação pode ser utilizada como um 
recurso de estudo para compreender um processo sem que seja preciso fazer 
modificações no mesmo. Através de um modelo de computação é possível fazer 
alterações e averiguar quais resultados eles nos dariam antes de os aplicarmos 
nos procedimentos reais real, assim alcançando uma redução nos custos. 
Uma forma de manter a excelência no processo é entendendo ao que ele se 
refere. Procedimentos são continuações de alguma coisa já iniciada, são 
sequências de acontecimentos relacionados e interligados que usam vários 
recursos para transformar uma matéria prima em um produto. 
Conforme Rotondaro (2005), processos são sequências de fatores que 
produzem vários resultados, são tarefas continuadas ou uma continuação dos 
trabalhos que modificam um agrupamento definido de entradas em saídas 
medíveis, onde se faz necessário a administração e a verificação de seu 
desempenho. Assim, a modelagem de processos tornou-se uma forma eficaz e 
importante de auxílio aos gestores nas tomadas de decisões. Através dela os 
gestores conseguem avaliar um número grande do que é possível acontecer em 
um processo permitindo uma tomada de decisão mais ágil. 
 
 
Segundo Costa e Politano (2008), modelar os processos possibilita um olhar 
sistêmico aos seus gestores. Permite o entendimento da realização deste 
processo dentro da empresa e como seus trabalhos influenciam o consumidor 
final. 
Dentro das organizações o mapeamento do processo é utilizado para vários fins, 
como compreender de uma forma mais correta a continuação de uma atividade, 
ou a padronização e definição das atividades com o objetivo de acabar com 
inconsistências e variações nos produtos, para perceber os gargalos nos 
processos de produção, ou evitar perdas e minimizar custos nos processos. 
Para compreender de um jeito simples e claro o comportamento de um setor, as 
empresas utilizam o recurso de mapeamento de processos. Então, por meio 
deste mapeamento é que podem ser listados e examinados os pontos de 
trabalho. Muitas empresas encontram dificuldade em estabelecer onde um 
processo começa e termina, e quais são as suas entradas e saídas, este é o 
primeiro passo, saber o que é e o porquê do mapeamento. 
Assim sendo, o mapeamento de processos, objetiva determinar de um jeito 
organizado e efetivo os procedimentos que sustentam uma organização, 
classificando e priorizando essas atividades. 
Segundo Villela (2000), a análise do mapeamento de processos visa simplificar 
os processos e melhorar o desempenho deles, impedindo falhas na 
comunicação e na integração entre eles. 
A fim de estudar o modo de se comportar de uma linha produtiva de cupcakes, 
elaborou-se por meio do software Arena um modelo de sistema. O software 
Arena é um ambiente onde ficam liberados os recursos necessários para 
modelar um processo, criar animações, estudar resultados e estatísticas 
(Paragon, 2012). 
Conforme Prado (2004), a visão do software Arena sobre um modelo de um 
sistema é como a distribuição de tarefas em postos de trabalho a qual fornece 
serviços aos seus clientes. 
Reconhecer os impedimentos que afetam uma linha de produção dentro de uma 
empresa onde ela apresente falta de eficiência na sua produção ou excesso é 
um aviso considerável em relação a novas escolhas estratégicas. Um gargalo de 
 
 
produção é o equipamento, máquina, recurso ou posto de trabalho mais lento no 
processo produtivo, assim, a produção fica restrita à velocidade ou capacidade 
do gargalo. 
Pode-se dizer de uma forma geral que os gargalos são gerados pela carência de 
entendimento do processo produtivo. 
Conforme Davis et al (2001), o funcionamento de um sistema é medido por suas 
limitações, dessa forma influenciam de modo direto nos lucros e na produtividade 
das empresas. 
De acordo com Junior (2012), o sujeito que define a eficiência de um sistema de 
produção ou o seu desempenho é o gargalo, ele é o ponto que irá limitar a 
eficiência final de uma linha produtiva. 
 
3 METODOLOGIA 
Para a elaboração deste trabalho foi realizado um estudo desenvolvido a partir 
do levantamento da literatura com relação ao assunto, envolvendo as variáveis 
do problema, incluindo pesquisas em livros, em trabalhos acadêmicos e a 
utilização dos dados fornecidos pela empresa objeto do estudo. 
O estudo de caso foi elaborado em uma cozinha industrial, localizada em 
Guarulhos/SP. Entre os diversos produtos o escolhido para análise e simulação 
foi o cupcake. 
Segundo Yin (2001), o estudo de caso retrata uma análise prática e um processo 
amplo, um raciocínio coerente do planejamento, da análise e coleta de 
informações. 
Pretendemos através deste estudo analisar o processo produtivo da produção 
de cupcakes identificando os gargalos e propondo as melhorias necessárias. 
Observamos em uma primeira análise (in loco) que o problema é o tempo gasto 
no processo de produção, porém outros pontos serão observados. 
Nosso objetivo será identificar os principais gargalos e propor as melhorias 
mediante uso da modelagem e simulação dos eventos. 
 
 
A duração da simulação será um turno de trabalho (período de 12 horas) e 3 
réplicas. 
Os resultados e as propostas de melhorias serão expostos ao final do processo. 
 
3.1 TEMPO DAS ETAPAS DE PRODUÇÃO – FORNADA DE 96 CUPCAKES 
O processo começa pela chegada do pedido (entidade) a cada 30 minutos 
aproximadamente. EXPO (30). 
Á partir deste ponto escolhemos qual receita se adequa melhor a solicitação do 
cliente e qual pesagem utilizaremos. TRIA (10,12,15) 
A produção dos cupcakes começa pela medição e peso dos ingredientes que é 
feita por uma funcionária, processo que tem duração de 8 min. e 23 segundos. 
TRIA (8,9,12) 
A etapa seguinte é a colocação da farinha, cacau e fermento em pó em uma 
tigela, que devem ser peneirados e depois misturados levemente, processo que 
tem duração de 15 min. e 42 segundos. TRIA (15,17,19) 
Depois de misturados, os ingredientes da massa seguem para a batedeira, onde 
serão incorporados os demais ingredientes, etapa que tem duração de 10 
minutos. CONSTANT (10) 
Na sequência é realizada a modelagem dos cupcakes, essa modelagem é feita 
por uma funcionária, ela coloca as forminhas de papel nas assadeiras e depois 
com um boleador de sorvete distribui a massa uniformemente nas assadeiras, 
processo que tem duração de 13 min. e 17 segundos. (04 assadeiras – 24 
unidades – total 96 cupcakes) (Uma fornada pequena). TRIA (13,15,18) 
Em seguida os cupcakes são levados para o forno, o processo para que sejam 
assados uniformemente leva 40 minutos. CONSTANT (40) 
Depois de assados eles devem ser resfriados em temperatura ambiente, 
processo que dura exatos 60 minutos. CONSTANT (60) 
Posteriormente, os cupcakes deverão ser recheados e decorados, processo que 
é feito por uma funcionária, este processo tem duração de 2 horas e 10 minutos 
por fornada de 96 cupcakes. TRIA (120,145,180) MINUTOS 
 
 
Enfim os cupcakes são embalados individualmente, etapa que dura 2 horas e 25 
minutos. TRIA (135,150,180) MINUTOS 
 
4 ANÁLISE DE RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Por meio da elaboração de um modelo de sistemas computacional com a 
utilização do software Arena foi possível uma análise do desempenho da linha 
produtiva dos cupcakes. Para realizar a simulação foi aplicada as informações 
de tempo obtidas durante as atividades exercidas nos processos. A figura 4 
elucida este modelo e a figura 5 elucida a simulação, demonstrando a eficiência 
do processo. 
Figura 4 – Modelo do processo 
 
Fonte: Software Arena 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Simulação do processo 
 
Fonte: Software Arena 
4.1 CENÁRIO REAL 
Mediante o modelo criado foi possível analisar o comportamento de todas as 
fases da linha de produção dos cupcakes.Para realizar as simulações utilizamos 
o período correspondente a um dia de trabalho. O modelo usado para a 
simulação mostrou que a realização total do processo leva em média 5 horas 22 
min. e 66 segundos de duração e que a cozinha consegue atender 5 pedidos 
(receita de 96 cupcakes) durante seu turno de trabalho. Notou-se que entre as 9 
etapas de produção, as etapas de rechear e decorar e a etapa de embalar foram 
as que apresentaram maior fila. Após uma análise foi possível verificar que estas 
filas se formam por serem executadas por um único funcionário, gerando assim 
estes dois gargalos. A figura 6 ilustra a animação do processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – Animação do processo 
 
Fonte: Software Arena 
 
4.2 PROPOSTA DE MELHORIA 
O modelo usado para a nova simulação mostrou que as etapas de produção 
levam em média 7 horas 7 min. e 43 segundos de duração e que a cozinha 
consegue atender 9 pedidos (receita de 96 cupcakes) durante seu turno de 
trabalho. 
Após a realização de uma nova simulação, e com as mudanças foi possível 
propor um aumento na produção dos cupcakes. Como proposta para solução 
dos gargalos foi sugerido o aumento de 01 para 02 funcionários nos processos 
de rechear e decorar e para o processo de embalar, e, sem a necessidade de 
nova contratação, apenas utilizando funcionários que executam outras tarefas 
mais que dispõem de um tempo ocioso. Será oferecido treinamentos para estes 
funcionários para um melhor aproveitamento. 
 
 
 
 
Figura 7 – Simulação do processo com melhoria 
 
Fonte: Software Arena 
 
Figura 8 – Animação do processo com melhoria 
 
Fonte: Software Arena 
 
 
 
 
4.3 ANÁLISE COMPARATIVA DE PRODUÇÃO 
Para uma melhor interpretação dos resultados é importante ressaltar que antes 
da elaboração do modelo computacional foi necessário um estudo de 
observação em todas as atividades da empresa por aproximadamente 15 dias. 
Foi analisado o layout, equipamentos, ferramentas, número de colaboradores, 
turno de trabalho, postos de trabalho, processo de produção, capacidade 
produtiva e individual dos recursos, chegada de produtos (ingredientes) entre 
outros. 
A cozinha trabalha com vários produtos, como brownies, bem casados, doces, 
tortas, bolos, salgados congelados e cupcakes. O produto escolhido para o 
estudo foi o cupcake. A cozinha opera em um turno de 12 horas, com uma equipe 
das 06:00 às 14:00 e outra equipe das 14:00 às 22:00 horas, e a produção é 
realizada conforme a entrada dos pedidos. 
Para conseguir determinar o tempo de cada uma das etapas do processo de 
produção dos cupcakes foi realizada uma cronometragem junto com uma 
avaliação do ritmo e da fadiga dos funcionários, destaca-se que esse processo 
tem uma duração de 7 horas 41 min. e 26 segundos se for produzido uma única 
receita de 96 unidades de cupcakes e sendo executado por um (01) único 
funcionário. 
A simulação proposta no primeiro modelo apresentou como resultado uma 
capacidade produtiva de 5 pedidos que correspondem à 480 unidades, sendo 
264 unidades finalizadas durante o primeiro turno e restando 216 unidades para 
serem finalizadas no próximo turno, e sendo utilizados 03 funcionários que se 
revezam entre as nove (09) etapas do processo. 
 
 
 
Fonte: Software Arena 
 
Fonte: Software Arena 
 
Fonte: Software Arena 
 
 
 
Após algumas mudanças sugeridas para melhoria nos processos, como algumas 
pequenas alterações no layout da cozinha, mudança nos postos de trabalho, 
equipamentos mais modernos, ferramentas adequadas, prateleiras corretas para 
armazenagem dos produtos e utensílios, definição das demandas, nivelamento 
do mix de produção e aumento de mais um (01) funcionário nas etapas 8 e 9 do 
processo de produção de cupcakes foi realizada uma nova simulação. 
Com os resultados obtidos na nova simulação a capacidade produtiva aumentou 
de 5 para 9 pedidos o que corresponde à 864 unidades de cupcakes, sendo 672 
unidades finalizadas durante o primeiro turno e restando 192 unidades para 
serem finalizadas no próximo turno. 
 
 
Fonte: Software Arena 
 
Fonte: Software Arena 
 
 
 
 
 
Fonte: Software Arena 
 
Como proposta para redução destas unidades pendentes foi sugerido a troca de 
um (01) funcionário de setor, entre todos os funcionários analisados notou-se 
que um deles apresentava uma técnica especial para embalagem de cupcakes 
rápida e eficiente, porém este funcionário é responsável por todo controle de 
estoque e compras da empresa, dificultando assim o seu remanejamento. 
Ficando assim, a critério da gerência essa mudança. 
 
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
A empresa objeto deste estudo não trabalha com base em uma demanda fixa e 
sim em uma demanda diária, por isso mantém um estoque com um número 
reduzido de produtos. Desta forma, foi proposto um estudo através do 
levantamento de dados dos últimos 6 meses, para que a empresa possa fazer 
as melhorias no seu estoque, conseguindo assim atender uma variação na 
demanda. 
Através dos resultados obtidos, notou-se que aplicar a simulação computacional 
nas organizações pode tornar-se uma poderosa ferramenta no gerenciamento 
das produções. 
Por meio da simulação é permitido a observação de vários processos, sendo 
eles de serviços ou fabricação, é possível um estudo fiel o qual se averigua na 
realidade. 
 
 
É importante salientar que as operações realizadas durante os processos devem 
ser observadas detalhadamente, pois estas atividades são fundamentais para 
que possam ser empregadas ações de otimizações e correções. Porém, 
identificar os gargalos nos processos de produção é essencial para introduções 
e elaborações estratégicas. 
No decorrer do processo após a identificação dos gargalos, foi possível propor 
algumas melhorias. Dessa forma, conforme os resultados obtidos na nova 
simulação, comprovou-se um aumento na produção de cupcakes sem a 
necessidade de novas contratações de funcionários. 
Deixando, deste modo, que a empresa analise se as melhorias propostas 
atendem as suas exigências. 
 
REFERÊNCIAS 
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<https://www.abia.org.br>. Acesso em 21 ago. 2019. 
 
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http://www.paragon.com.br/