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PLANEJAMENTO SISTEMÁTICO DE
LAYOUT E SIMULAÇÃO PARA
PROPOSIÇÃO DE MELHORIAS NO
DESEMPENHO ORGANIZACIONAL:
APLICAÇÃO EM UMA INDÚSTRIA DO
SETOR MOVELEIRO.
Thiago de Almeida Rodrigues (IFES )
trodrigues.almeida@gmail.com
EDUARDO SIQUEIRA BERNABE (IFES )
dudu.bernabe@hotmail.com
Guilherme Marques Fiorot (IFES )
fiorot_@hotmail.com
Caio Daher Carneiro Gamberini (IFES )
caiodaher@hotmail.com
A constante busca por melhorias nos processos de produção levam a
questionamentos quanto a qual layout de fábrica utilizar. Com a
necessidade de atendar às necessidades dos clientes, o que resulta em
demandas variáveis, esta decisão torna-se complexa e de grande
importância. Ou seja, aplicação de ferramentas teóricas e simulações
podem auxiliar na tomada de decisão, tornando-a mais confiável. Com
isso, o presente artigo trata da utilização do Planejamento Sistemático
de Layout (do inglês, Systematic Layout Planning - SLP) para análise e
proposta de melhorias em uma empresa de pequeno porte do setor
moveleiro do Espírito Santo. A partir da aplicação do método SLP,
foram propostos 3 layouts distintos e analisados, a fim de identificar
qual arranjo seria mais adequado para empresa. Posteriormente,
simularam-se os cenários atual e propostos com o programa Arena e
os resultados obtidos foram comparados.
Palavras-chaves: SLP, layout, simulação
XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10
Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.
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1. Introdução
Para ter sucesso no ambiente de negócios turbulento de hoje, mudanças são necessárias para manter o foco no
cliente e ser capaz de ajustar o cronograma de produção rapidamente para lidar com distúrbios de produção,
entendendo e atendendo cada vez mais suas necessidades. O papel fundamental para um gerente de produção é
atrelar a qualidade da produção à gestão de entrega, às datas de vencimento e às variações de produção para
atender suficientemente cada cliente de forma única (LI, 2000).
O arranjo físico de uma operação produtiva preocupa-se com o posicionamento e a fluidez dos recursos de
transformação em uma linha de manufatura (SLACK; CHAMBERS; JOHNSTON, 2009). Aperfeiçoamentos no
layout e no fluxo de materiais nas plantas produtivas podem aumentar substancialmente a produtividade das
empresas, uma vez que imperfeições de desenho e dimensionamento são muito constantes em qualquer tipo de
fábrica (HAMON; PETERSON, 1991). Tais decisões apresentam numerosas implicações estratégicas por
estabelecer as prioridades competitivas da organização em relação à capacidade, aos processos, à flexibilidade e
ao custo, assim como a qualidade do local de trabalho, ao contato com o cliente e a imagem. Um layout eficaz
pode ajudar uma organização a conseguir vantagem competitiva que proporcione diferenciação, redução de
custos e tempos de resposta a solicitações de clientes (HEIZER; RENDER, 2001).
Com base nestes conceitos, a presente pesquisa se justifica na necessidade de realizar um estudo que proporcione
a uma indústria de pequeno porte do setor moveleiro tais vantagens competitivas, analisando seu layout atual
propondo melhorias que possam ser validadas fazendo uso de técnicas de Planejamento Sistemático de Layout
(do inglês, Systematic Layout Planning - SLP), e simulação, de forma a aperfeiçoar o fluxo na linha de produção
e minimizar perdas, garantindo assim a eficiência e eficácia no processo produtivo. O objetivo da pesquisa é
aplicar a metodologia SLP para analisar o layout de uma marcenaria de pequeno porte, possibilitando assim
propor melhorias. Posteriormente utilizar simulação computacional para testar o melhor cenário proposto e
analisar os resultados.
2. Referencial teórico
O mundo empresarial moderno é um lugar cada vez mais competitivo, em que clientes esperam um serviço
rápido e de qualidade com uma grande dose de atenção aos custos. As empresas enfrentam hoje uma dura
realidade: antecipar, responder e reagir ao crescimento de demandas (KOH; GUNASEKARAN; COOPER,
2009). Como resultado desta competição de mercado severa, as organizações modernas estão constantemente
olhando para as formas de melhorar seus processos e obter uma vantagem competitiva (WEI; CHIEN; WANG,
2005).
A necessidade contínua de desenvolvimento individual e organizacional pode ser atribuída a inúmeras
exigências, incluindo a manutenção da superioridade no mercado, aumentando as habilidades dos funcionários,
conhecimentos e a produtividade (ARTHUR JR. et al, 2003). A fim de obter um nível competitivo de
produtividade num sistema de manufatura, o fato de possuir máquinas eficientes, arranjos de departamento e
estruturas de transporte apropriadas são de importância considerável. Ao definir a estrutura básica de um sistema
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de produção e os fluxos de materiais, o layout determina o seu desempenho operacional ao longo do tempo
(BOCK; HOBERG, 2007).
Segundo Askin e Mitwasi (1992), no planejamento de um sistema de produção, três decisões de projeto básico
do sistema são necessárias, tais como: seleção de uma tecnologia de manufatura de cada tipo de produto
(Processo de Seleção), determinação dos níveis máximos de produção de cada tipo de produto (Planejamento de
Capacidade), e localização dos recursos de produção e movimentação de produtos aos recursos necessários
(Planejamento de Layout). O autor destaca a importância de integrar estas decisões na obtenção de vantagem
competitiva.
Em geral, layout pode ser definido como o arranjo dos estágios de processamento para diferentes espaços e a
interação entre estes espaços. Planejamento de layout tem sido uma área de pesquisa vital para muitas décadas,
pois a disposição das instalações determina significativamente o desempenho possível de um sistema de
produção (MELLER; GAU, 1996). Na Gestão da Produção, um dos mais conhecidos métodos para a
determinação desse arranjo é o SLP, que consiste em uma estrutura de fase através da qual cada projeto deve
passar de um padrão de procedimentos para o contínuo e de um conjunto de convenções para identificação,
visualização e classificação de várias atividades, relações e alternativas envolvidas em qualquer projeto de layout
(MURTHER; WHEELER, 2010). No SLP assume-se que a localização das instalações, equipamentos e pessoal
é baseada principalmente em seu relacionamento mútuo. Elementos típicos incluídos no SLP são a quantidade de
mercadorias a serem transportadas entre os estágios de processamento e os movimentos de pessoas ou de uso
compartilhado de determinados equipamentos (VAN DONK; GAALMAN, 2001).
O mesmo autor afirma que, de maneira mais detalhada, a metodologia SLP define uma série de passos para
determinar um layout ótimo:
Coletar informações sobre as relações entre a planta inteira e seus fornecedores além de outras relações
exteriores;
Coletar informações relativas a todos os centros de trabalho e suas relações;
Desenhar um layout esquemático mostrando o fluxo de bens entre os centros de trabalho;
Ajustar a disposição esquemática tendo em conta o espaço disponível;
Avaliar o layout resultante e os custos associados de fluxo de bens e considerar as alternativas de custos
mais baixos.
Basicamente, qualquer layout envolve tanto as relações entre as diversas funções e atividades quanto o espaço
necessário para a atividade, e ainda busca ajustá-los dentro do planejamento. O objetivo central do SLP é
encontrar um layout que minimiza os custos de transporte de mercadorias. Em outras palavras, pretende-se
localizar departamentos adequados tão próximo quanto possível (VAN DONK; GAALMAN, 2001).
2.1. Impactos da simulação na seleção de um novo arranjo de manufatura
Estudos de modelagem de sistemas podem envolver modificações de layout, ampliações de fábricas, troca de
equipamentos, reengenharia, automatização, dimensionamento de uma nova fábrica, etc. Assim, dado um
determinado objetivo de produção ou de qualidade de atendimento, o estudo vai procurar definir a quantidade de
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atendentes (equipamentos, ferramentas, veículos, etc), e pessoas que devem ser colocados em cada estação de
trabalho, assim como o melhor layout e o melhor fluxo (PRADO, 2010).
Prado (2010) comenta ainda que, dentre as técnicas disponíveis para a modelagem de sistemas, a simulação
surge como a mais utilizada e é definida como uma ferramenta de solução de problema pela análise de um
modelo que descreve o comportamento do sistema utilizando um software.
Com a competitividade da indústria moderna, não é mais suficiente ter o design de produto mais elegante. As
empresas competitivas também devem possuir um meio estabelecido de converter ideias de design em uma
fabricação de baixo custo. Um procedimento de modelagem de negócios ideal seria aquele capaz de ter uma
visão global da organização, tanto em sua gama de aplicações quanto no alcance de seus mecanismos de
avaliação. Obter uma vantagem estratégica de manufatura significa levar em conta as interdependências de
decisões em áreas como design de produto, configuração da planta, sistemas de controle e relações com os
fornecedores (BARTON; LOVE; TAYLOR, 2001).
Estes autores ainda destacam que estes fatos implicam que o sistema deve ser capaz de avaliar o impacto de uma
decisão tomada em qualquer lugar da empresa sobre o desempenho de todo o negócio. O sistema de modelagem
não deve restringir a gama de decisões que podem ser testadas pelo utilizador, mas sim ser capaz de lidar com
qualquer nível de estratégia operacional. Isto significa determinar o impacto em todos os elementos
significativos dos sistemas internos da empresa e até mesmo a inclusão de elementos externos necessários, como
fornecedores e clientes. A simulação por computador é um candidato óbvio para o desenvolvimento de tal
sistema de avaliação, embora a criação de um modelo deste escopo, detalhe e sofisticação requer um domínio
muito grande de muitas variáveis que não são simples de lidar.
Desde a sua criação a simulação foi aplicada a diversos setores, tais como indústria, serviços, segurança, saúde e
serviços públicos. A adequação e relevância destas técnicas é um fator importante a considerar em aplicações
práticas no mundo real, especialmente porque há uma necessidade crescente de lidar com as complexidades de
toda a empresa e as dificuldades de lidar com diferentes níveis de tomada de decisão dentro um sistema.
Claramente, há ferramentas que podem ser utilizadas para cada nível, por isso é necessário uma melhor
compreensão da relação entre as diferentes camadas de organismos e da maneira de se conectar ferramentas de
simulação que se relacionem com cada camada, a fim de lidar com o sistema como um todo (JAHANGIRIAN,
2010).
3. Métodos e ferramentas
Para o desenvolvimento da pesquisa, utilizaram-se os critérios de classificação de Vergara (2007).
Primeiramente realizou-se um estudo bibliográfico sobre o SLP, levantando todas suas características e formas
de aplicação, possibilitando assim, maior segurança na aplicação da ferramenta.
Aplicando as ferramentas levantadas na literatura, tomando como base as 6 fases descritas por Muther e
Wheeler (2010), realizou-se um estudo de caso em uma empresa do setor moveleiro, localizada em Cariacica-
ES. Com 15 anos no mercado, a marcenaria produz móveis por projetos, obtendo um faturamento anual de
aproximadamente R$ 1 milhão. Possui 12 funcionários e uma área física de aproximadamente 800 m².
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Foram realizadas reuniões com os donos/sócios da empresa nas quais se obteve dados referentes ao faturamento,
quantidade de projetos atendidos no primeiro semestre de 2013 e área total da empresa. Posteriormente os dados
referentes a tempo de transporte das chapas para cada máquina foram coletados e registrados. Os tempos de
processamento de cada máquina foram definidos baseando-se na experiência dos operadores. Após a coleta dos
dados aplicou-se a ferramenta do SLP e foram avaliados três modelos de layout para a marcenaria. Por fim,
foram modelados e simulados o cenário atual e com layout melhorado no software de simulação Arena,
comparando-se os resultados obtidos.
4. Análise e discussão
Basicamente, qualquer layout envolve as relações entre as funções ou atividades, o espaço em uma determinada
quantidade e tipo para cada atividade, assim como o ajuste destes dentro do planejamento de layout (MUTHER;
WHEELER, 2010). Com isso iniciamos a aplicação do SLP.
Como a marcenaria trabalha por projetos, identificamos que o principal produto fabricado é uma cômoda de 6
gavetas, que além de ser um produto com maior número de pedidos, engloba grande partes das atividades do
processo de fabricação dos móveis. A partir da realização do fluxograma desse produto foi identificado que o
mesmo, no estado atual, passa por 11 operações, 12 atividades de transporte, 5 inspeções, 1 espera e 2 atividades
de estoque, percorrendo um total de 146,6 m ao longo do chão de fábrica. No layout atual, o produto passa pela
fábrica em forma de “U”, tendo um setor de estoque de matéria prima, corte, máquinas, acabamento, pintura,
montagem, estoque de produto acabado e setor administrativo. O layout da marcenaria está exemplificado na
Figura 1.
Figura 1 – Layout atual da marcenaria
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Fonte: Elaboração própria
A partir do layout da marcenaria e do fluxograma de operação, aplicou-se o passo 1 do SLP. A partir desta
análise, não foi identificado nenhum setor em que a proximidade fosse absolutamente importante, porém existem
5 setores que seriam especialmente importante estarem próximos e 3 setores que não são desejáveis estarem
próximos, que estão relacionados com o refeitório. Essas informações estão detalhadas de acordo com as razões
que justificam esta proximidade, presentes no diagrama de relações na Figura 2.
Figura 2 – Diagrama de relações da marcenaria
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Fonte: Elaboração própria
Seguindo os passos do SLP, foram identificadas todas as arestas vivas das máquinas para cada agrupamento de
trabalho, a fim de estabelecer as necessidades de espaço. Para o cálculo das áreas foram utilizados a área
projetada do equipamento, a área de operação para o funcionário, a área de circulação e os corredores de
passagem, calculados segundo Peinado e Graeml (2007). Como resultado, obteve-se que a marcenaria tem uma
necessidade de espaço de 722 m² para o setor de máquinas, o que é insuficiente para o estado atual, que apesar
de ter aproximadamente 800 m² de área física, no setor de máquinas possui aproximadamente 545 m².
O próximo passo do SLP foi relacionar as atividades integrantes do diagrama de relações e posicioná-los no
layout atual da empresa, possibilitando uma melhor visualização dos setores em que a proximidade é mais
favorável e os setores que não devem estar próximos. Como apresentado na Figura 3, os setores se relacionam no
layout da marcenaria seguindo os conceitos do SLP já discutidos. Esta análise facilita na posterior proposição de
alternativas de layouts.
A partir dos resultados obtidos nas etapas anteriores, foram propostos 3 modelos de layout para a empresa. A
primeira proposta (proposta “A”) é um layout por processos em formato de “L”, com a transição do
banheiro/vestiário, almoxarifado e estoque de produto acabado para a lateral esquerda da fábrica, os escritórios e
refeitório seriam alocados no segundo andar, acima destes comentado. O setor crítico dos processos, que são as
salas de ‘primer’, pintura e secagem seriam alocados no cotovelo do “L”, e o fluxo do produto não seria
interrompido ou alongado, mantendo os setores em ordem lógica com as atividades do fluxograma. O arranjo
físico por processo agrupa em uma mesma área todos os processos ou equipamentos do mesmo tipo e função e
os materiais e produtos se deslocam procurando os diferentes processos, à medida que estes se tornam
necessários (PEINADO; GRAEML, 2007).
Figura 3 – Relação dos setores da marcenaria
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Fonte: Elaboração própria
Outra importante mudança na proposta “A” é a abertura de uma saída na lateral do prédio, que será fixa para
produtos acabados, enquanto o portão da frente se dedicará exclusivamente para matéria prima, com isso a
fábrica fica mais organizada, reduzindo o transporte de peças. A proposta de Layout está exemplificada na
Figura 4, onde está presente somente o 1º andar da empresa. Para esta situação, o setor administrativo estaria
localizado em cima do almoxarifado, estoque de produto acabado e banheiro/vestiário.
A segunda proposta de layout (proposta “B”) segue a ideia de layout por produto, tendo como foco o principal
produto da empresa, que é a produção de cômodas, favorecendo-a de tal maneira que reduza custos de transporte
e proporcione melhor fluidez para este processo. No arranjo físico por produto as máquinas ou estações de
trabalho são posicionadas de acordo com a sequência de montagem do produto. Este tipo de arranjo apresenta
alta produtividade, mas tem elevado custo fixo e pouca flexibilidade para fabricação ou montagem de produtos
diferentes. Com isso, posicionou-se um pequeno setor de máquinas após o setor de corte, com as máquinas
utilizadas no processo de fabricação dos principais produtos, enquanto as outras máquinas, menos utilizadas,
foram alocadas do outro lado da fábrica. O setor de montagem se fixou no meio, enquanto os outros setores se
mantiveram. O fluxo de materiais nesta proposta segue em forma de “U”, como no layout atual da empresa.
A terceira e ultima proposta de layout (proposta “C”) segue uma proposta diferenciada das demais. Alocando o
banheiro/vestiário e almoxarifado no meio da fábrica, com os escritórios e refeitório acima dos mesmos, visa
melhorar a circulação e facilidade de supervisão dos funcionários. A proposta mantém a estrutura de fluidez do
produto, seguindo as atividades do processo. O setor de montagem também foi realocado na lateral direita da
fábrica, devido à possibilidade de futuras ampliações e por se tratar de um dos setores de maior importância para
o processo. Todas as propostas também seguiram as etapas já apresentadas do SLP, respeitando as relações de
proximidade entre os setores, necessidades de espaço, fluxo de materiais e custos de transporte.
Figura 4 – Proposta “A” de Layout em “L”
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Fonte: Elaboração própria
O passo 5 do SLP é a análise das propostas de layout. Os critérios de decisão utilizados foram o fluxo de
materiais, aparência, organização, custos das mudanças, circulação, facilidade de supervisão e custos de
movimentação. Os quesitos foram julgados por notas, de acordo com o valor de importância classificado pelos
empresários, sendo assim distribuídos pesos para o layout atual, a proposta “A” (layout em “L”), a proposta “B”
(layout por produto) e a proposta “C” (layout com administrativo centralizado).
Foi identificado que o principal fator das alternativas é o custo das mudanças, obtendo o maior peso na
avaliação. Esse fato é justificado pela resistência na realização de altos investimentos no presente momento da
empresa. No entanto, mesmo com o custo das mudanças sendo o fator mais importante, o método obteve como
melhor layout a proposta “A” (layout em “L”). De acordo com a avaliação, a proposta “B” também obteve
melhor resultado do que o layout atual, podendo ser avaliado como uma segunda opção de implantação. A
avaliação realizada está presente na Figura 5, com a distribuição dos pesos e dos fatores de consideração.
Com a aplicação do SLP, obteve-se como resultado de melhor layout a proposta “A”, porém a mesma surge a
partir de julgamentos subjetivos dos empresários e da lógica proposta na literatura. Buscando obter resultados
mais precisos, com embasamento quantitativo, utilizamos a simulação com a proposta de melhor layout obtido
no SLP, a fim de obter uma nova visão, contemplando estimativas de ganhos a partir das melhorias.
Figura 5 – Avaliação das alternativas de layout
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Fonte: Elaboração própria
4.1. Lógica da programação
A marcenaria estudada atende a projetos com diversidades e especificidades ilimitadas, portanto, a fim de definir
modelos que representem de forma generalizada esses projetos criaram-se quatro linhas gerais de projetos
(Pequeno, Médio, Grande e Painel). Os projetos menores e painéis utilizam 5 chapas de madeira, os de médio
porte 30 chapas de madeira e os projetos grandes utilizam 50 chapas. Foram simulados três cenários diferentes
sendo eles o cenário atual, o cenário “A” e o cenário “A” melhorado. A modelagem das simulações da
marcenaria estudada segue a lógica de acordo com a Figura 6 abaixo.
Figura 6 – Lógica da programação
Fonte: Elaboração própria
4.2 Resultados da simulação
Para todos os cenários utilizaram-se os seguintes parâmetros:
Warm-up = 30 dias;
Período de simulação = 360 dias;
Turno 8h/dia;
Disponibilidade dos recursos 100%
O cenário atual foi simulado e os resultados obtidos aproximaram-se bastante da realidade da marcenaria. No
primeiro semestre de 2013 foram produzidos 70 projetos, baseado nessa venda semestral, projetou-se uma
produção anual de 140 projetos, sendo que o modelo atual simulado produziu 139 projetos. Analisando-se os
relatórios da simulação foi possível notar que o gargalo da marcenaria são atividades de acabamento (lixar e
aplicar prime). Notou-se também a subutilização dos recursos, 20% em média, no entanto, exceto pela máquina
de corte que possui duas unidades disponíveis, é fundamental para os processos que se mantenham os demais
recursos. Dessa forma, nos dois cenários propostos a seccionadora pequena foi suprimida permanecendo apenas
a seccionadora grande.
O primeiro cenário proposto simulado baseou-se nos resultados da análise do SLP dos possíveis layouts da
empresa. Dessa forma, simulou-se a alternativa de layout “A” (cenário A) que favorece o fluxo de processo e por
isso os tempos de transporte são reduzidos comparando-se com o estado atual. A alternativa proposta obteve
como resultado de simulação uma capacidade de 141 projetos por ano e gerou aumento de aproximadamente R$
14.500,00 no faturamento.
Além disso, em visitas à marcenaria, detectou-se que algumas chapas apresentavam problemas em relação à
pintura e necessitavam de retrabalho acarretando em atrasos na montagem do projeto. Sendo assim, propôs-se
um novo cenário (cenário A+) no qual se considerou o melhor layout (de acordo com o SLP) e o processo de
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pintura é feito da forma correta (operador devidamente treinado e qualificado) e por isso não há retrabalho. A
nova simulação resultou em aumento da quantidade de projetos atendidos durante um ano para 143 projetos, ou
seja, quatro projetos a mais que o modelo atual simulado impactando em aumento de aproximadamente
R$29.000,00 no faturamento (aumento de 2,9%). A Tabela 1 abaixo demonstra comparativamente os resultados
obtidos nos três cenários simulados.
Tabela 1 – Resultados obtidos da simulação
Fonte: Elaboração própria
5. Conclusão
A partir da análise feita e das discussões em questão, o presente estudo permitiu a validação da proposição
apresentada com base em melhorias significantes de produção fazendo uso dos conceitos de SLP e técnicas de
simulação, que permitiram modelar a produção de tal maneira a garantir sua similaridade com o processo
produtivo da marcenaria em questão.
Seguindo os métodos apresentados pela teoria do SLP foram propostos 3 layouts, sendo que um deles foi
classificado como o mais adequado para a marcenaria. Posteriormente, buscando resultados mais concretos,
foram criados cenários, buscando a maior aproximação com a realidade da empresa. Os cenários propostos
apresentaram resultados financeiros satisfatórios nos modelos simulados, haja vista que ambos cenários (1 e 2)
apresentaram capacidade produtiva maior que o modelo atual utilizando basicamente os mesmos recursos. Os
relatórios de simulação mostraram que o gargalo da marcenaria encontra-se no setor de acabamento (atividades
de lixar e aplicar prime na madeira), pois os tempos médios de fila foram os mais elevados do processo. Outro
fator observado nos relatórios de simulação foi a subutilização dos recursos, com as melhorias propostas o
aumento utilização foi de 10% em relação ao modelo atual, todavia, ainda é necessário buscar soluções de
melhorias nesse quesito.
Com base nestas evidências, concluímos que a aplicação do estudo de layout fazendo uso da metodologia SLP
pode trazer ganhos à produção, aumentando a produtividade e reduzindo desperdícios. Além disso, o estudo
atual não contempla uma proposta de solução para as filas nos processos e subutilização dos recursos. Sendo
assim, sugere-se um estudo detalhado sobre os problemas supracitados como continuidade de pesquisa.
REFERÊNCIAS
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