proposição de melhoria do layout utilizando o slp simplificado

PROPOSIÇÃO DE MELHORIA DO

LAYOUT UTILIZANDO O SLP

SIMPLIFICADO

Carla Simone Ruppenthal Neumann (UFRGS)

[email protected]

Juliano Milani (UFRGS)

[email protected]

A aplicação de técnicas voltadas para a melhoria do layout do setor

produtivo está cada vez mais em uso em virtude das constantes

adaptações das empresas às necessidades do mercado. Uma dessas

técnicas é o Planejamento Sistemático de Layoutt (SLP), que fornece

excelentes resultados na reestruturação de layouts fabris. Este trabalho

apresenta a proposição de reestruturação do layout de uma empresa

do ramo metal-mecânico através da utilização do método de SLP

simplificado. Os resultados alcançados foram redistribuição dos

departamentos da empresa, redução da movimentação em virtude da

aproximação por afinidades e conseqüentemente melhor

seqüenciamento do fluxo produtivo.

Palavras-chaves: otimização, layout, SLP simplificado

XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO A Engenharia de Produção e o Desenvolvimento Sustentável: Integrando Tecnologia e Gestão.

Salvador, BA, Brasil, 06 a 09 de outubro de 2009

XXIX ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Engenharia de Produção e o Desenvolvimento Sustentável: Integrando Tecnologia e Gestão


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1. Introdução

O estudo do layout é uma ferramenta importante no processo produtivo pois está diretamente

ligado com a programação e controle da produção, levando a melhorias no fluxo produtivo.

Também têm relacionamento com os custos da produção, através da redução na

movimentação de materiais, produtos e pessoas, melhor aproveitamento do espaço físico e

melhoria das condições de trabalho. Essas vantagens, oriundas da implementação de um

layout eficiente, visam à busca de qualidade e competitividade no mercado industrial e,

conseqüentemente, aumentam a produtividade da produção (TOMPKINS et al.,1996).

Verifica-se que o problema de melhoria de um layout tem sobreposição com outras áreas

tradicionais, como controle, qualidade, manutenção, vendas, produção, financeira, funcional

entre outras; por isso, assume relevância maior do que apenas determinar o melhor „arranjo

físico‟ para um conjunto momentâneo de produtos a serem produzidos. Um bom layout pode

tolerar, por exemplo, pouco controle da produção ou grande variação na demanda de itens.

Porém, se o layout não for adequado, problemas como falta de controle da produção, alta

variação na demanda de itens, falta de qualidade e falta de planejamento da produção, entre

outros, podem ser potencializados (VOLLMANN E BUFFA, 1966). Devido a esta

sobreposição, a solução de muitos problemas de layout esbarra na resolução de problemas de

planejamento e controle da produção, de roteamento dos produtos, de escolha de bons

fornecedores de matérias primas e de adequação à estrutura predial existente, além da

determinação do melhor fluxo dentro do arranjo físico existente. Por este motivo, a solução

pode se tornar complexa, demorada e custosa; assim, na prática freqüentemente se prefere

conviver com as ineficiências de um layout (BENJAAFAR et al., 2002).

Ao longo desse trabalho, será utilizado o método de planejamento sistemático e simplificado

de layout (MUTHER & WHEELER, 2000). No desenvolvimento, este artigo apresenta um

estudo de caso em uma empresa do ramo metal-mecânico que atua na fabricação de cilindros

e unidades hidráulicas. A empresa possui 17 funcionários e seu faturamento anual é de dois

milhões de dólares. Em breve a empresa irá se mudar para um novo prédio, já construído, o

qual é maior que o atual, daí a necessidade da reorganização do layout da nova instalação.

Observa-se que o layout atual se encontra ultrapassado em virtude de estar organizado da

mesma forma, desde a fundação há 12 anos. Outro motivo para atuar na reorganização do

layout, é a aquisição de novas máquinas, as quais foram alojadas de forma aleatória sem

estudo sistemático, gerando movimentações excessivas de materiais, produtos e pessoas.

O tema central deste trabalho é o estudo para melhoria do layout e os objetivos traçados são:

desenvolver um layout que minimize as perdas por movimentação/transporte, que agilize o

processo produtivo da empresa e que melhore o inter-relacionamento entre os

setores/departamentos que necessitam de proximidade física. O artigo possui a seguinte

estrutura: na seção 2 apresenta a revisão bibliográfica sobre o tema, na seção 3 enfoca a

metodologia utilizada, na seção 4 apresenta o estudo de caso e na seção 5 termina com as

conclusões.

2. Revisão bibliográfica

Com as rápidas mudanças nas técnicas de produção e com os equipamentos novos que tem

surgido, poucas empresas serão capazes de conservar suas instalações com o mesmo layout

sem prejudicar seriamente sua posição competitiva no mercado. Um dos métodos mais

efetivos de aumentar a produtividade e reduzir custos é reduzir ou eliminar todas as atividades



3

que são desnecessárias ou que gerem desperdício. Estas atividades incluem a verificação da

utilização dos equipamentos e pessoas, a necessidade do aumento da qualidade, a redução de

estoques, a melhoria do processo produtivo (através do aumento do índice de valor agregado),

o aumento da segurança e da saúde dos empregados e a utilização eficaz dos recursos

energéticos, entre outras (TOMPKINS et al., 1996). Todas estas atividades são realizadas ao

se propor a modificação de um layout de uma instalação existente.

Segundo Groover (2001), a classificação em função do layout da fábrica está associada ao

sistema de produção de peças discretas: posição fixa (fixed-position layout), orientado a

processo ou funcional (process layout) e orientado a produto (product-flow layout). No

primeiro tipo, o termo posição fixa se refere ao produto, que fica fixo em função do seu

tamanho e peso. Quem se desloca são os equipamentos utilizados na sua fabricação.

Usualmente este tipo de layout é associado ao sistema de produção do tipo job shop. No

layout orientado a processo, as máquinas de produção são arranjadas em grupo de acordo com

o tipo geral de processo de manufatura. Este tipo de layout é comum em sistemas de produção

do tipo job shop e batch. Finalmente, quando a fábrica é especializada para a produção de um,

ou para uma classe de produtos em larga escala, os equipamentos são rearranjados da forma

mais eficiente para a produção do mesmo. Este tipo de layout normalmente é associado a

sistemas de produção do tipo mass.

De acordo com Slack et al. (1997), o layout de uma operação produtiva preocupa-se com a

localização física dos recursos de transformação. Dito de forma simples, definir o arranjo

físico é decidir o posicionamento das instalações, máquinas, equipamentos e pessoal da

produção. Sendo assim, o layout é uma característica evidente da operação produtiva, porque

determina sua forma, aparência e a maneira como os materiais, informações e clientes fluem

através da operação.

Neste sentido, os objetivos ao se melhorar o layout poderiam ser enumerados como sendo

(KRAJEWSKI E RITZMAN, 2002; FRANCIS ET AL., 1992): melhorar a utilização do

espaço disponível, diminuindo a quantidade de material em processo; minimizando as

distâncias de movimentação de materiais e pessoas e racionalizando a disposição das seções;

aumentar a satisfação, segurança e a moral do trabalho, ordenando e limpando os ambientes;

incrementar a produção racionalizando o fluxo; reduzir o manuseio e a movimentação no

processo produtivo; reduzir o tempo de manufatura diminuindo esperas e distâncias; reduzir

os custos indiretos, diminuindo os congestionamentos, manuseio e danos aos materiais e

manter a flexibilidade das operações.

Segundo Lee (1998), as abordagens ao planejamento do layout das instalações podem ser

altamente organizadas ou extremamente aleatórias. Dentre as abordagens citadas, o autor

referencia a abordagem baseada no conhecimento, a centrada na construção, a estratégica e a

sistemática. A abordagem baseada no conhecimento se embasa ne experiência dos antigos

usuários para propor melhorias. A abordagem centrada na construção procura tirar proveito de

aspectos do prédio para impressionar os usuários e causar impacto psicológico positivo. A

abordagem estratégica parte de definições amplas para o laytout que provém da alta gerência,

geralmente de alteração de foco, de expansão ou de mudança de tecnologia de produção. Para

Foulds (1983), a abordagem sistemática requer menor intuição dos usuários. As primeiras

abordagens sistemáticas eram baseadas nas “cartas de percurso” embasadas nos modelos de

fluxo e volumes dos produtos. Num segundo momento, surgiram as cartas de relacionamento

que foram introduzidas por Muther apud Francis et al. (1992), através do planejamento

sistemático do layout (SLP). O SLP auxilia o projetista a entender o que fazer ao longo do

projeto de melhoria do layout, proporcionando economia de tempo e esforço. O SLP segue



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alguns passos, conforme observado na figura 1.

O SLP inicia com a verificação dos dados de entrada (produto, quantidades, rotas, tempos,

atividades de suporte e atividades principais). A seguir, todos os fluxos de materiais são

reunidos e representados numa carta “de-para” a fim de diferenciar a intensidade de fluxo

entre diferentes departamentos. Ao verificar as atividades relacionadas, dados qualitativos que

justificam a proximidade devem ser verificados. O diagrama de relacionamentos posiciona os

departamentos espacialmente. Os departamentos que tem a maior interação devem ser

aproximados e vice-versa. Os próximos passos verificam a necessidade de espaço e o espaço

disponível, determinando a quantidade de espaço a ser alocado para cada departamento. O

diagrama de relacionamento de espaço adiciona as informações a respeito do tamanho dos

departamentos no diagrama de relacionamentos. Restrições e limitações adicionais devem ser

consideradas antes de gerar o layout em blocos. Ao final, devem ser geradas alternativas para

serem avaliadas e uma delas, poderá ser implantada (TOMPKINS et al.,1996).

Figura 1 - Planejamento SLP (Fonte: Tompkins et al., 1996)



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O objetivo ao se avaliar um layout é investigar alternativas teóricas para o layout, sob

restrições reais de tempo e disponibilidade de informações, realizando um esforço prévio

antes de implementar as mudanças, sem que seja necessário um novo rearranjo do layout,

custoso e que gere perdas na produção. Segundo Gantz e Petit (1953) apud Wilson (1962), o

layout de uma instalação pode ser avaliado pelos seguintes critérios: i) distância proporcional

em que os materiais podem ser movidos mecanicamente em relação ao total de

movimentação; ii) distância total percorrida; iii) proporção de máquinas que foram

movimentadas em um turno sobre o total de máquinas; iv) proporção da área total ocupada

por corredores; e v) proporção do volume cúbico utilizado em relação ao volume cúbico total.

Konz (1985) apud Lin e Sharp (1999a) subdividem os índices de avaliação do layout em três

categorias: i) conforme utilização dos recursos (pessoas, equipamentos, espaço e energia); ii)

gerenciamento e controle (matérias, movimentação e perdas); e iii) eficiência das operações

(manufatura, armazenamento e retirada de estoque, recebimento e envio).

Segundo Lin e Sharp (1999b), as limitações e deficiências dos índices de avaliação do layout

são os seguintes: dificuldade de obtenção de parâmetros, necessidade de dados muito

detalhados ou mesmo indisponíveis, indisponibilidade de dados antes do início da operação e

inexistência de um modelo genérico para avaliação e validação clara do mesmo. Desta forma,

os autores apresentam uma metodologia de integração que discute a designação de pesos,

normalização, direção, sensibilidade e correção de deficiências e desequilíbrio nos dados.

O SLP simplificado segue os mesmos passos propostos pelo SLP, apenas o faz de uma forma

ordenada, deixando claro ao projetista com menor experiência o encadeamento dos passos a

serem seguidos, explicitando as saídas de cada passo ((MUTHER & WHEELER, 2000).

3. Método de trabalho

O trabalho foi conduzido em três fases, seguindo a proposta do SLP simplificado, que são

detalhadamente descritas no estudo de caso, e que são brevemente descritas abaixo:

i) coleta de dados – nesta fase se coletam dados referentes à produção desejada durante um

período estabelecido. Os dados coletados foram a distância percorrida e o tempo de produção

e a posterior confecção das cartas de fluxo de processo dos produtos; medições do espaço

ocupado pelo maquinário e operadores, posicionamento dos departamentos e verificação do

layout atual.

ii) melhoria do layout – nesta fase se realiza a avaliação dos dados coletados na fase i).

Através das cartas de fluxo e dos relacionamentos estabelecidos entre os novos departamentos

são construídos os diagramas de relacionamento, de espaço e são consideradas as limitações,

levando a um possível layout.

iii) proposição de um novo layout - nesta fase se propõe um novo layout que possa ser

implementado, mesmo que não seja o ótimo.

4. Estudo de caso

Inicialmente foi realizada a coleta de dados detalhada que deu origem a duas cartas de fluxo

de processo, uma para unidades hidráulicas e outra para cilindros. Esses dados foram muito

importantes para o detalhamento do processo e a verificação de que seria possível,

posteriormente, a criação de duas linhas “virtuais” de produção distintas para cilindros e

unidades hidráulicas, mesmo que compartilhando alguns departamentos chaves, como retifica,

solda e pintura. A carta de fluxo de processo utiliza linguagem simbólica atribuindo um

símbolo para cada atividade do processo de fabricação, conforme simbologia da ASME,



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representando seqüências de operação, movimentação, transporte, inspeção, espera e

armazenamento. A carta de fluxo de processo contém os dados que foram coletados na

primeira fase do trabalho e os apresenta de forma simples e clara, facilitando a visualização

das atividades que são realizadas para a produção, bem como o tempo de cada operação e a

distância percorrida entre cada unidade de produção. A Figura 2 mostra uma das cartas de

fluxo utilizadas neste trabalho.

Figura 2 - Carta de fluxo de processo para a produção de cilindros

O layout atual da empresa pode ser observado na figura 3. No layout atual, organizado de

modo funcional, fica evidente o cruzamento de fluxo entre os produtos, a movimentação

descontinuada entre os departamentos e conseqüentemente a grande distância percorrida para

a produção de cada produto. Além disto, também se verifica a necessidade de melhorar o

posicionamento dos departamentos de estocagem de peças e da pintura.



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Figura 3 - Layout atual



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A partir da análise das cartas de fluxo foi possível compreender melhor o processo para cada

produto e verificar que tipo de atividades deveriam estar relacionadas ou adjacentes no novo

layout. Cada atividade recebeu um número e foi chamada de unidade de planejamento de

espaço (UP). A seguir foi realizada a descrição de que máquinas/elementos estariam inclusos/

exclusos em cada nova UP, quais deveriam ser desmembradas ou duplicadas e quais deveriam

ser criadas. Esta análise pode ser verificada nas três primeiras colunas da tabela 1.

A seguir foi desenvolvido o diagrama de relacionamento. O diagrama de relacionamento

relaciona cada atividade (UP), área, função ou características importantes das instalações,

envolvidas no layout considerando todas as outras atividades, através de um grau de

proximidade/ adjacência desejado (MUTHER & WHEELER, 2000). As vogais utilizadas no

diagrama de relacionamento representam o grau de proximidade necessário entre as unidades

de produção. Os graus utilizados são os seguintes: “A” significa Absolutamente necessário;

“E” Especialmente importante; “I” Importante; “O” proximidade normal; “U” sem

importância; “x” significa proximidade não desejada. A proximidade entre as operações de

grau “A” e “E” é elemento fundamental na construção de um novo layout. A figura 4

apresenta o diagrama de relações entre as diversas atividades desenvolvidas no processo em

questão.

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ID Nome da UP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 Entrada x O U U U U U U U U U U U U U A E O

2 Reservatório de óleo x U U U U U U U U U U U I U U U U

3 Estoque de UH (int) x U E U U U I U E E U E U E U I

4 Torno 1 x E I O U O A I U O U I U U U

5 Fresa 1 x A U U U I U U O U I U U U

6 Radiais x I U U U A U I O U U U U

7 Tornos 2, 3 e 4 x U U U U U U U U U U U

8 Solda x U U O U A U U U U U

9 Fresa 2 x U U U U U U U U U

10 Mesa para traçado x U U U U A U U U

11 Retífica x U A U U U U U

12 Montagem UH x U A U I I O

13 Montagem cil x A U I U I

14 Teste x U I U A

15 Estoque cil x U U U

16 Expedição x U A

17 Estoque UH (ext) x A

18 Pintura x

Figura 4 - Diagrama de relacionamento

Dando seqüência à melhoria, foram estabelecidas as necessidades mínimas de espaço, as

quais podem ser observadas na quarta coluna da Tabela 1. A área disponível não foi levada

em consideração, pois a mesma não apresenta limitações ao projeto.



9

ID Nome da UP Inclusão Área mínima

necessária

1 Entrada 5, 0m

2 Reservatório de óleo Três tonéis de óleo hidráulico – serão inseridos na UP 3

e 17 2,0 m²

3 Estoque de UH (int)

Prateleiras que armazenam os blocos brutos de ferro

fundido de diferentes tamanhos – serão agrupados com

a UP 2 e 17

2,0m²

4 Torno 1 Uma máquina que realiza usinagem em geral 2,0 m²

5 Fresa 1 Uma máquina que deixa a peça na medida desejada 3,0 m²

6 Radiais Três máquinas que fazem a furação, roscas e rebaixos

8,0 m²

7 Torno 2, 3 e 4

Três tornos que realizam usinagem em geral, centram as

peças no diâmetro correto e tiram os cantos vivos das

peças 6,0 m²

8 Solda Uma máquina de solda e um pequeno estoque de peças

que são soldadas 75,0 m²

9 Fresa 2 Uma máquina que trabalha na produção de blocos 3,0 m²

10 Mesa para traçado Uma mesa e uma serra de precisão 2,0 m²

11 Retífica Uma máquina que faz o acabamento final , tira rebarbas

e riscos 3,0 m²

12 Montagem UH Uma bancada de montagem 4,0 m²

13 Montagem cil Uma bancada de montagem 4,0 m²

14 Teste Uma bancada que contém um reservatório de óleo e um

motor p/ o fluxo do óleo 3,0 m²

15 Estoque cil Uma prateleira que contém camisas e hastes p/ cilindros

em estado bruto 5,0 m²

16 Expedição Área onde o produto final aguarda a coleta das

empresas 40,0 m²

17 Estoque UH (ext)

Uma prateleira que armazena os blocos padrões, as

conexões, os tubos e os reservatórios de óleo – serão

agrupados com a UP 2 e 3

45,0 m²

18 Pintura Cabine de pintura 50,0 m²

Tabela 1 – Necessidade de espaço

O passo seguinte consiste em relacionar as atividades entre si visual e graficamente,

fornecendo o formato básico do layout. Este passo da melhoria permite que se aproximem UP

que necessitem proximidade e se afastem as que necessitam afastamento. Neste estudo optou-

se por representar as relações “A” e “I”, que são representadas pelas linhas triplas e duplas,

respectivamente. A figura 5 apresenta o diagrama de relacionamento de espaço (primitiva)

para a produção de cilindros.



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Figura 5 - Diagrama de relacionamento e espaço

Os passos seguintes do SLP simplificado consistem em desenvolver alternativas de layout e

verificar sua viabilidade até chegar no layout que corresponda às expectativas da equipe de

melhoria. A figuras 6 apresenta o layout proposto.

No novo layout, se observa-se a existência de dois fluxos seqüênciais distintos para cada

produto. Embora o layout seja funcional, algumas UPs foram desmembradas, gerando UPs

duplicadas que simplificam o fluxo.

Os benefícios que podem ser enumerados em relação ao layout atual são a redução na

distância total da movimentação de materiais e a aproximação de UPs de maior afinidades.

Quanto as distâncias percorridas se percebe a diminuição de 61 e de 56,5% do deslocamento

inicial de unidades hidráulicas e de cilindros respectivamente, conseqüência do respeito a

relações de adjacência. Para a maximização da adjacência das UPs de maior afinidade podem

ser citados o desmembramento e o deslocamento dos tornos, a criação de bancadas de

montagem separadas para cada produto, a aproximação das fresas à radial, a aproximação do

teste e da pintura e a aproximação da expedição à entrada da nova instalação. Além disto, a

nova área de estoque de peças de unidades hidráulicas que antes possuia dois espaços (externo

e interno) foi unificada, sendo também considerado espaço para o reservatório de óleo.



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Figura 6 - Layout proposto

5. Conclusões

O desenvolvimento de um novo layout é uma tarefa complexa e desafiadora. Entretanto ao

minimizar a distância percorrida pelos produtos ou maximizar a adjacência dos departamentos

(UP) que tem maior afinidade, pode-se obter bons resultados na melhoria do layout das

instalações.

O presente trabalho demonstrou a análise e a aplicação do método SLP simplificado na

formulação de um novo layout para a empresa em foco. Os resultados foram positivos e o

método de trabalho mostrou-se eficiente e com um alto nível de aplicabilidade nos diferentes

setores da produção. Através de planilhas e diagramas os dados coletados foram

transformados em informações valiosas para a elaboração de um novo layout.

Referências

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