O Layout Celular na Indústria Moveleira de Estofados

XXIV Encontro Nac. de Eng. de Produo - Florianpolis, SC, Brasil, 03 a 05 de nov de 2004

ENEGEP 2004 ABEPRO 482

O layout celular na indstria moveleira de estofados

Ubirajara ndio do Brasil Barroso (UFSC) [email protected] Dalvio Ferrari Tubino (UFSC) [email protected]

Resumo O mundo est passando por uma fase rpida de mudanas e, no entanto, elas so apenas parte da rpida evoluo social, tecnolgica e, sobretudo, mental que a humanidade vem experimentando. Para confrontar esta situao incmoda, as empresas procuram a cada dia aperfeioar o seu processo produtivo com a finalidade de aumentar a produtividade, diminuindo os custos de produo. Este artigo centra-se em um estudo para anlise de viabilidade de implantao de conceitos JIT na otimizao do layout na indstria moveleira de estofados, que trabalham com sistemas de produo repetitivo em lotes. Como escopo, os procedimentos metodolgicos espelham-se em resultados esperados pelo modo de investigao de estudo de caso. A partir da anlise destes resultados possvel se ter uma idia clara a respeito dos problemas e vantagens provocados pela aplicao destes conceitos neste segmento moveleiro. Palavras chave: Clula de produo, Just-in-Time, Industria moveleira. 1. Introduo As presses impostas pela competitividade de mercado e o contexto da economia globalizada so alguns dos importantes fatores que tm forado a administrao da manufatura a desenvolver novas estratgias de negcios. As empresas, inclusive as do setor mobilirio de estofados, j so sabedoras da necessidade de melhorar a sua performance em todas as reas, objetivando o sucesso, ou mesmo, a simples sobrevivncia no mercado.

Segundo Martins (1999), devem ser analisados e formulados objetivos e diretrizes quanto a custos, qualidade, prazos de entrega, flexibilidade, inovao e produtividade. Visando atingir estes objetivos, os japoneses da Toyota Motors Co. desenvolveram o Just-in-Time (JIT), ou Sistema Toyota de Produo (STP), tambm chamado de Produo Enxuta (Lean Manufacturing) por Womack (1992), que permite melhorar as condies de competitividade das empresas em comparao com o sistema clssico desenvolvido no final do sculo XIX, por Frederick Taylor (Taylor, 1990), a partir do conhecimento dos Princpios de Administrao Cientfica.

Conforme afirma Lubben (1989), a administrao JIT permite obter vantagem competitiva atravs do uso de trs ferramentas gerencias simples:

1- Integrando e otimizando: reduzindo a necessidade de funes e sistemas desnecessrios como inspeo, retrabalho e estoque.

2- Melhorando continuamente: desenvolvendo sistemas internos que encorajem a melhoria constante nos processos e procedimentos.

3- Entendendo o cliente: atendendo as suas necessidades e reduzindo o custo total na aquisio e uso de um produto.

O presente artigo tem como tema principal estudar o uso de conceitos JIT para otimizao do layout na indstria moveleira de estofados, seus problemas e resultados. Os aspectos tratados



e analisados aqui se deparam com a produo clssica que utiliza o layout funcional, em comparao com os parmetros modernos da produo focalizada, baseada no layout com clulas de manufatura, validada na fbrica de estofados Casa de Pedra Ltda. de Bento Gonalves RS.

2. Conceitos JIT utilizados Tcnicas de engenharia industrial so ferramentas indispensveis na implantao do sistema de produo JIT. Conforme coloca Monden (1984), no se conseguir os benefcios esperados do sistema JIT quando a implantao destas tcnicas e princpios no for bem sucedida e apresentar falhas. fcil constatar melhorias significativas na performance de itens como qualidade do produto, flexibilizao da manufatura, engenharia de processos e produto, qualidade em vendas e qualidade total, nas empresas que utilizam o maior nmero de tcnicas propostas pelo sistema JIT. Isto foi identificado por Youssef (1994), em sua pesquisa realizada com mais de 165 diferentes empresas nos Estados Unidos h mais de dez anos.

Na discusso da aplicao da produo focalizada com layout celular na indstria de estofados, este artigo conta com o apoio das seguintes tcnicas e princpios de gerenciamento JIT:

1- Operadores polivalentes; 2- Autonomao; 3- Operaes padronizadas; 4- Manuteno produtiva total.

Operadores polivalentes, dentro de um sistema de produo focalizada com clulas de manufatura, so operadores treinados em diferentes habilidades e capacitados a operarem diferentes tipos de mquinas e processos. Ohno (1988) comprovou que ao reorganizar o layout em linhas paralelas era possvel visualizar que um funcionrio podia operar trs ou quatro mquinas ao longo do ciclo de fabricao, aumentando com isso a eficincia de produo de duas a trs vezes. Tubino (1994) coloca que a capacidade de produo pode ser administrada pela incluso, ou excluso, desses operadores polivalentes dentro da clula de fabricao e montagem, permitindo um maior nivelamento da produo demanda.

J o conceito de autonomao vem ao encontro da questo da garantia de qualidade do produto. A idia de autonomao basicamente de impedir a gerao e a propagao de defeitos e sinalizar sobre qualquer anomalia de processamento no fluxo de produo. Conforme Shingo (1981) constatou na prtica industrial, a ao de identificao e a avaliao da causa fundamental do problema devem ser executadas na hora da produo. A autonomao possui a capacidade de combater duas grandes perdas observadas no sistema JIT, que so as perdas por superproduo quantitativa e por fabricao de produtos defeituosos.

As operaes padronizadas so aquelas realizadas pelo funcionrio seguindo uma seqncia descrita em um documento, geralmente chamado de rotina de operaes padro, conforme apresentam Monden (1984) e Tubino (1997). Esta padronizao tambm busca a obteno do balanceamento da linha entre os processos de produo, em funo dos tempos necessrios a cada operao, ou ao conjunto delas, quando comparados ao tempo disponvel de produo. Estes tempos so chamados tecnicamente de tempo de ciclo.

Visando atender a necessidade de manter o maquinrio sempre disponvel foi desenvolvido o conceito de manuteno produtiva total (TPM). A TPM uma tcnica que requer parceria



entre todas as funes organizacionais, de modo particular entre a produo e a manuteno. Este sistema de parceria visa implementar o aprimoramento contnuo da qualidade do produto, da eficincia operacional, da segurana e da garantia da capacidade produtiva. Segundo Nakajima (1989), a TPM significa:

1- Buscar o rendimento total operacional dos equipamentos e mquinas de uma rea fabril;

2- Estabelecer um sistema completo de manuteno para todo o perodo de vida til dos equipamentos;

3- Estabelecer um sistema de participao total, onde a produo e manuteno participam de forma integrada;

4- Um sistema que fomenta a participao de todos, independente de nvel hierrquico da empresa;

5- Um movimento motivacional em forma de trabalho de equipe. A maioria das empresas fabricantes de estofados no utiliza o layout celular e as demais tcnicas listadas acima em suas fbricas, nem mesmo como ferramenta para o nivelamento da produo com a demanda. Assim sendo, neste artigo se ir discutir a importncia, as vantagens, os problemas e a possibilidade de ser adotado o layout celular como ferramenta de reduo de custos em empresas fabricantes de estofados. Uma discusso mais ampla e um detalhamento dos resultados alcanados no estudo de caso podem ser obtidos no trabalho de Barroso (2003).

3. O estudo de caso Com o escopo de confirmar a hiptese de que a implantao do layout celular uma alternativa vivel para a conquista de redues de custos na industria moveleira, realizou-se um estudo de caso em uma pequena empresa fabricante de estofados, a Casa de Pedra Ltda. de Bento Gonalves RS.

Apesar de j estar num estado de evoluo constante, a empresa pesquisada ainda sentia a ausncia de dados relacionados ao processo produtivo empregado, como, por exemplo, a rvore de produtos, os roteiros de produo, os tempos das operaes entre outros que so dados necessrios e que foram elaborados durante o estudo da implantao do layout celular. O grupo de trabalho escolhido para o estudo da implantao do layout celular na empresa foi composto de um diretor, um coordenador de produo e trs encarregados de setor.

Com respeito sensibilizao e conscientizao do grupo, este foi o momento exato em que puderam ser repassados ao grupo conhecimentos com explanaes sobre o sistema JIT de produo. Foram realados os conceitos de layout celular, suas vantagens e desvantagens, e o que ele pode trazer em termos de melhorar a competitividade da empresa ante ao exigente mercado de mveis estofados. O processo produtivo da empresa desenvolvido nos setores de fabricao de peas e montagem. A programao para execuo da produo feita semanalmente, sendo que os supermercados acumulam aproximadamente dois dias de produo enquanto que a rotatividade dos estoques dos principais produtos utilizados como matria-prima mensal para tecidos, madeiras e acessrios, e semanal para as espumas. Os tempos de fabricao so de 5:40 horas para os estofados, 3:30 horas para as poltronas, 1:30 horas para os puffs e de 5:00 horas para os sofs-cama, conforme apresentado na figura 1.

Na tabela 1 se apresenta produo mdia diria de maio a outubro de 2001 destes produtos, utilizadas para identificar quais eram os componentes produzidos em maior quantidade pela



empresa. A organizao da produo destes componentes mais requisitados em clulas de fabricao a prioridade no estudo de alterao do layout atual da fbrica. Desta forma, a viabilidade de implantao do layout celular foi priorizada para estes componentes, em particular para o suporte do brao, pea 3010, produzido na Marcenaria visando otimizar a fabricao do mesmo. Esta pea um componente de madeira que serve como reforo ao brao do estofado antes da colocao do papelo e da espuma que ser posteriormente colada. O nmero destas peas por brao de 10 unidades.

05:40

03:30

01:30

05:00

0:00

1:12

2:24

3:36

4:48

6:00

TEM

PO(H

OR

AS)

ESTOFADOS POLTRONAS PUFFS SOFS-CAMA

PRODUTOS

Figura 1 - Lead time de fabricao.

2001 Maio Jun Jul Ago Set Out Mdia Diria

1 Estofados 301 221 286 338 240 330 13,61 2 Poltronas 215 239 142 206 173 264 9,83 3 Puffs 164 195 245 225 150 216 9,48 4 Sofs-cama 209 205 236 335 169 369 12,08 Totais 889 860 909 1.104 732 1.179 45

Tabela 2 - Produo mensal maio a outubro 2001.

A figura 2 apresenta o fluxograma do processo de fabricao da pea 3010, o suporte do brao, a qual serviu de modelo para esse estudo de caso dentro do setor de Marcenaria. Na figura 2 esto sendo consideradas na cor azul apenas as mquinas necessrias para confeco desta pea.

De uma forma geral, o processo produtivo atual da empresa apresenta inmeras perdas decorrentes do layout que vem sendo utilizado e de sua lgica de produo, sendo que as principais identificadas pelo grupo foram:

1. Perdas por transporte: o deslocamento de pessoas e peas bastante grande dado s distncias e os equipamentos utilizados (carrinhos);

2. Perdas ergonmicas: nas montagens alm dos postos de trabalho no estarem organizados tecnicamente, tambm o excesso de peso na locomoo dos produtos muito desgastante (um estofado de 3 lugares pronto pesa 70 kgs, uma estrutura de madeira pesa 35 kgs), e contribui para a baixa produtividade por fadiga humana;

3. Perdas por tempos de espera: existem peas esperando por processamento, em funo do desbalanceamento do processo;



4. Perdas pelas restries impostas pelo prprio prdio: a entrada das matrias-primas nica, impedindo a colocao das linhas de montagem no centro do prdio, onde se poderiam colocar as outras mini-fbricas nas laterais, otimizando todo o sistema.

1

3

2

6

5

7

10

8

9

11

1

2

3

4 5

6 7

8

9

11

1213

14

16

1718

19

10

15

Supermercado Figura 2 - Layout atual da Marcenaria com destaque para o processo de fabricao da pea 3010 (na cor azul)

Alm destas quatro categorias de perdas, o sistema de exausto de p tambm um fator limitante por restringir a possibilidade de mudana de posio das mquinas na Marcenaria.

Para determinar os grupos de produtos e grupos de mquinas a serem arranjados para a clula de manufatura foi utilizada a anlise do fluxo de produo (PFA) da tecnologia de grupo. No foi usado nenhum algoritmo matemtico, e para a busca dos agrupamentos usou-se a permutao de linhas e colunas de forma manual. Uma planilha Excel foi utilizada para a diagonalizao das matrizes.

A tabela 3 apresenta parte da matriz para peas de madeira produzidas na Marcenaria, onde se encontra a pea 3010, suporte do brao. Como pode ser visto nesta tabela, esta matriz diagonalizada compe-se de uma coluna que identifica o cdigo da pea e colunas numeradas de 1 a 22 que representam o nmero de cada mquina onde cada pea sofre algum tipo de operao.

MQUINAS

PEA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 3010 X X X X X 2010 X X X X X X 2011 X X X X X 2014 X X X X X 3012 X X X X X

Tabela 3 - Parte da matriz diagonalizada para subconjuntos em madeira.

Enquanto acontecia a diagonalizao das matrizes via planilha excel, o grupo de trabalho, conforme anteriormente informado e formado, discutia juntamente com a diretoria a elaborao das melhores idias para serem implantadas na planta da fabrica em escala 1/50. O



grupo trabalhava com cartolinas coloridas recortadas representando as mquinas, os espaos e os fluxos das peas dentro da fbrica para posteriormente comparar com os dados obtidos pela planilha do excel para o setor de marcenaria. A participao do grupo de trabalho foi decisiva na escolha da rea piloto.

Em funo da anlise da PFA da tecnologia de grupo, quando houver ordens de fabricao para as peas 3010 e 2010, elas sero lanadas seqencialmente, assim como para as peas 2011 e 2014, ou ainda para as peas 2011 e 3012, a fim de melhorar o fluxo produtivo na linha de produo.

Aps os agrupamentos, na Marcenaria foi possvel propor uma clula para processar peas tanto de eucalipto como para peas em compensado, considerando os seguintes pontos restitivos:

1. A mudana de posio de algumas mquinas bem como a aproximao de outras, iro gerar contratempos com o sistema de exausto de p da fbrica. Um equipamento provisrio foi reservado para resolver o problema neste primeiro momento;

2. A restrio existente pela dificuldade de deslocamento das peas da Marcenaria at o supermercado no incio da montagem das estruturas foi minimizada pela colocao de rodzios nas prateleiras. Elas podem ser deslocadas com facilidade e constituir um eficiente sistema Kanban;

A figura 3 apresenta a clula proposta pelo grupo no setor de Marcenaria para a pea suporte do brao. Esta pea est inserida dentro da seqncia de mquinas de nmeros 1 (Plaina), 3 (Destopadeira), 2 (Refiladeira), 6 (Circular de Carro), e 5 (Lixadeira). Aps passar por este ltimo posto ser encaminhada diretamente ao supermercado. Pode-se observar nesta clula a inexistncia de estoques intermedirios e, conseqentemente, a reduo de tempo de passagem e espao fsico.

Figura 3 - Layout celular proposto do setor de marcenaria para a pea 3010.

A simulao para teste do layout proposto foi executada utilizando-se recursos do CAD (Computer Aided Design). A simulao e a anlise de resultados foram feitas considerando a pea de fabricao cdigo 3010, suporte do brao. Quanto ao intervalo de produo dos produtos, este dado foi possvel de ser obtido em funo das quantidades mensais de demanda de cada produto fabricado. A tabela 4 ilustra este intervalo de produo.

Produto Quantidade mdia por dia Tempo disponvel em segundos Intervalo entre produo em segundos

Estofados 13,61 33.300 2.425 Poltronas 9,83 33.300 3.357 Puffs 9,48 33.300 3.481 Sofs-cama 12,08 33.300 2.732

Tabela 4 - Intervalo de produo dos quatro fluxogramas do processo de fabricao da pea 3010.

Marcenaria

6 1

2

1 3

2

5

Supermercado



O consumo da pea 3010 de 130 unidades por dia. O tempo necessrio para puxar a produo dentro do modelo de simulao foi definido por esse intervalo. O tamanho do lote foi elaborado em funo das necessidades dirias de peas ou subconjuntos, levando-se em conta o tempo de passagem para a fabricao dos itens. Quanto ao tempo de transporte, por tratar-se de um item muito importante na reduo de custos, foram levantados a partir das distncias percorridas e dos equipamentos utilizados.

J a durao do tempo de simulao foi suficiente para a coleta dos dados estatsticos confiveis para a execuo da avaliao do sistema em estudo. O tempo utilizado para se avaliar o sistema foi de seis meses de produo ou de 4.195.800 segundos. Aps a definio destes parmetros como dados de entrada foi possvel rodar o modelo uma primeira vez. Foram feitas correes aps a anlise dos resultados, at que fosse obtido um resultado pondervel em funo das metas planejadas.

O resumo da avaliao dos resultados da simulao, apresentado na tabela 5, apresenta dados significativos. Na coluna 1 esto identificadas as mquinas que executam as operaes da pea 3010, na coluna 2 o transporte com a numerao dos espaos dos estoques, a coluna 3 apresenta os tempos no layout antigo necessrios para as operaes, j na coluna 4 esto os tempos antigos obtidos na simulao do layout novo, considerando-se apenas os tempos operacionais dado a mudana do layout. Finalmente, a coluna 5 identifica em minutos os novos tempos que podem ser obtidos a partir da mudana do layout considerando-se ganhos de produtividade nas operaes.

Operao Transporte Tempos no Layout Antigo em Minutos

Simulao dos Tempos no Layout Novo em Minutos

Novos Tempos em Minutos

1 0,273 0,273 0,213 2 0,299 0,299 0,229

1 0,908 0,908 0,858 3 0,304 - - 4 0,366 - -

3 0,800 0,800 0,752 5 0,307 - - 6 0,312 - -

2 0,921 0,921 0,882 7 0,244 - - 8 0,281 - -

6 0,628 0,628 0,596 9 0,271 - - 10 0,205 - -

5 0,712 0,712 0,703 Total Total Total 6,831 4,541 4,233

Tabela 5 - Resumo da avaliao dos resultados da simulao.

Como se pode ver na tabela 5, o tempo de atravessamento que est atualmente em 6,831 minutos por pea pode ser reduzido para 4,541 minutos apenas com a mudana de layout, eliminando as atividades de transporte entre mquinas, e pode chegar a 4,233 minutos com os ganhos de produtividade nas mquinas.

No layout atual a taxa de utilizao do espao fsico est em torno de 74,3% do espao til, no entanto, a rea restante de 25,7% serve para colocao dos estoques intermedirios. No novo layout simulado a taxa de utilizao do espao fsico de 53,1% do espao til, no necessitando mais de rea para estoques intermedirios.



Enquanto no layout atual possvel se obter com dois funcionrios at 140 peas por dia, na simulao do novo layout, com o mesmo nmero de funcionrios, porm com produo focalizada, obteve-se 211 peas por dia, o que representa um aumento de 50,2% na produo da pea 3010.

4. Concluses Em funo dos resultados alcanados possvel prever-se uma sensvel melhoria de performance no atual sistema de produo da empresa causado pela implementao do modelo de layout celular. Os principais aspectos so:

1. Simplificao do processo produtivo: comparando-se os fluxos de processo atual e proposto, pode-se constatar a sensvel reduo esperada em termos da complexidade dos mesmos. Com a utilizao do layout celular calcula-se uma reduo de 70% nas paradas de estoque intermedirios nos processos de fabricao de peas;

2. Reduo do espao fsico: um ganho de aproximadamente 25 % em reduo de espao fsico projetado para ser conseguindo com a utilizao do layout celular, principalmente com o projeto de uma linha contnua unindo os setores de montagem das estruturas, colagem, estofaria, montagem e embalagem;

3. Reduo nos tempos de fabricao: levando-se em conta o estofado de trs lugares, utilizado como referncia, constata-se uma reduo potencial de 24 % no tempo de fabricao. O atendimento mais rpido ao cliente neste ramo industrial aumenta o poder de fogo da empresa na briga pelo mercado consumidor;

4. Reduo nos estoques em processo: com a implantao do layout celular a elaborao dos produtos se tornar mais rpida e eficaz. Em conseqncia disso, de modo normal, acontecer uma reduo de estoques pelo aumento de giro dos mesmos. Com isso as perdas por esperas e transporte ficariam diminudas em funo de tamanhos de lotes menores e, conseqentemente, o tempo de passagem sofreria uma reduo.

Referncias BARROSO, U. (2003) - O layout celular na indstria moveleira: um estudo de caso. Dissertao de Mestrado em Engenharia de Produo e Sistemas. Florianpolis: UFSC.

LUBBEN, R. T. (1989) Just-in-Time: Uma Estratgia Avanada de Produo. So Paulo: McGraw Hill. MONDEN, Y. (1984) - Sistema Toyota de Produo. So Paulo: IMAM.

MARTINS, P. G. & LAUGENI, F.P. (1999) Administrao da Produo. So Paulo: Saraiva.

NAKAJIMA, S. (1989) - Introduo ao TPM Total Productive Maintenance. So Paulo: IMC Internacional Sistemas Educativos.

OHNO, T. (1988) - Toyota Production System. Productive Press. Cambridge, Massachusetts and Norwalk, Connecticut.

SHINGO, S. (1981) - Study of Toyota Production System from Industrial Engineering View Point. Japan Management Association. Tokyo.

TAYLOR, F.W. (1990) - Princpios de Administrao Cientfica. So Paulo: Atlas.

TUBINO, D. F. (1994) - O Relacionamento Fornecedor-Cliente na filosofia Just-in-Time Segundo a tica do Cliente. Tese de Doutorado em Engenharia de Produo e Sistemas. Florianpolis: UFSC.

______. (1997) - Manual de Planejamento e Controle da Produo. So Paulo: Atlas.

WOMACK, J.; JONES, D. & ROOS, D. (1992) - A Mquina Que Mudou o Mundo. Rio de Janeiro, Campus.

YOUSSEF, M. A. (1994) - Measuring the Intensity Level of Just-in-Time Activities and its Impact on Quality. International Journal of quality and Reliability Management, v. 11, n. 5, p. 59-80.

O Layout Celular na Indústria Moveleira de Estofados

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