Layouts e balanceamento de linhas

Layouts e Balanceamento de Linhas Maria Antónia Carravilla FEUP, Maio 1997 Maria Antónia Carravilla Layout Layout é o posicionamento no espaço de departamentos ou postos de trabalho, de modo a minimizar um custo, satisfazendo um conjunto de restrições Maria Antónia Carravilla Layout Factores determinantes para a construção de um Layout •Tipodeproduto – produto é um bem ou um serviço? – produção para stock ou para encomenda? •Tipodeprocesso de produção – qual a tecnologia utilizada na produção? – que materiais são utilizados? – que meios são utilizados? •Volumede produção – tem implicações no tamanho da fábrica – tem implicações na capacidade de expansão Maria Antónia Carravilla Layout Custos a minimizar • Manuseamento de materiais • Distância percorrida pelos clientes • Distância percorrida pelos empregados • Distância de departamentos relacionados Maria Antónia Carravilla Layout Restrições • Limitação de espaço • Localizações fixas para certos departamentos • Regulamentos de segurança • Regulamentos relativos a incêndio Maria Antónia Carravilla Layout Tipos de Layouts • Layouts fixos • Layouts em fluxo contínuo • Layouts de processos intermitentes • Layouts em linha Maria Antónia Carravilla Layouts Layouts fixos • Vantagens – melhor planeamento e controlo (tudo orientado para um único objectivo) • Desvantagens – custos elevados de deslocação de pessoal – falta de estruturas de apoio • energia eléctrica • água – sub-aproveitamento de equipamento caro Maria Antónia Carravilla Layouts Layouts fluxo contínuo • Indústria do processo –cimentos – produtos químicos – electricidade • fábricas altamente automatizadas • fábricas projectadas de modo a funcionarem como uma unidade • layout ligado ao processo e à estrutura básica da fábrica. Maria Antónia Carravilla Layouts Layouts de processos intermitentes Recepção de materiais Quinagem Envio Planeamento Estampagem Produto A A A A A A Electrificação Montagem A • Vantagens – flexível para produzir grande variedade de produtos – pode-se investir em equipamento especializado e com elevada produtividade • Desvantagens – custos de manipulação do material – trabalho mais especializado e menos flexível – controlo da produção é muito difícil – tempos de setup Maria Antónia Carravilla Layouts de processos intermitentes Critérios de decisão quantitativos • Para problemas muito pequenos pode ser simples enumerar todos os layouts possíveis: 9 departamentos 45360 combinações possíveis •Mas... 20 departamentos 608 triliões de combinações possíveis Maria Antónia Carravilla Layouts de processos intermitentes Critérios de decisão quantitativos • Algoritmo – definir um layout inicial (já existente ou arbitrário) – verificar se custo diminui pela troca de departamentos dois a dois – escolher a melhor solução – verificar se custo diminui pela troca… correr o algoritmo com diferentes layouts iniciais e comparar soluções Maria Antónia Carravilla Layouts de processos intermitentes Critérios de decisão qualitativos – por considerações de segurança – por conveniência dos clientes – conhecendo fluxos aproximados entre os departamentos • localização de um departamento junto de outro é – absolutamente necessário – especialmente importante – importante – aceita-se uma proximidade normal – pouco importante – indesejável Maria Antónia Carravilla Layouts de processos intermitentes Critérios de decisão qualitativos • Algoritmo: – seleccionar aleatoriamente um departamento e posicioná-lo no plano de layout – percorrer todos os departamentos, procurando um com alta relação de proximidade relativamente ao anterior e posicionando-o no layout junto ao anterior – repetir o processo de selecção até que todos os departamentos estejam posicionados no layout – calcular um valor para o layout, convertendo todas as relações de proximidade numa escala numérica Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção Distribuição de actividades sequenciais por postos de trabalho, de modo a – permitir uma elevada utilização de trabalho e equipamentos – minimizar o tempo em vazio Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção • Dado um tempo de ciclo – encontrar o menor número de postos de trabalho necessários • Dado um certo número de postos de trabalho – minimizar o tempo de ciclo Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção Definições Estação posto de trabalho de uma linha Nnúmero de estações ao longo da linha Ctempo de ciclo tempo máximo permitido em cada estação tempo entre a produção de unidades sucessivas à saída da linha Titempo de operação para a i-ésima operação Σ Titempo total necessário para a produção de uma unidade soma das durações de todas as operações Nmin= Σ Ti/C corresponde ao número mínimo de estações necessárias à linha Eficiência E= Σ Ti/(NC) NC tempo gasto com cada unidade, incluindo tempos de paragem Folga F= NC - Σ Ti Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção Exemplo 1 • linha opera 7 horas por dia • taxa de saída da linha = 600 unidades por dia – calcular tempo de ciclo – calcular número mínimo de estações necessárias 0.56min 5 Colocar na carcaça 0.14min 4 Introduzir mola 0.62min 1 Adaptar placa de base 0.39min 2 Colocar enrolamento 0.27min 3 Ligar parte eléctrica 0.35min 6 Soldar as juntas 0.28min 7 Teste Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção Exemplo 1 C horas dia unidades dia unid === 7 600 420 600 070.min • Tempo de ciclo • Número mínimo de estações N T C i min . ..= ∑ == 261 070 373 Maria Antónia Carravilla Balanceamento de linhas de produção Procedimento a seguir: •determinar – número de estações – tempo disponível em cada uma delas • agrupar as tarefas individuais, formando grupos para cada estação • avaliar a eficiência do agrupamento escolhido