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ESTUDO DA MANUFATURA DA

PRANCHA DE SKATE: UMA

SIMULAÇÃO DO ARRANJO FÍSICO

Renato Luvizoto Rodrigues de Souza (UFSCar )

[email protected]

Tulio Sanzio Neves Bonfim (Unifran )

[email protected]

Fabiana Parpinelli Goncalves Fernandes (Unifran )

[email protected]

Sarah Ferreira Cintra (Unifran )

[email protected]

Adriana Borges Souza (Unifran )

[email protected]

Este artigo apresenta uma simulação do arranjo físico, devido à

influência que este exerce em um sistema produtivo pode-se considerar

o estudo do layout um dos temas mais importantes na Engenharia de

Produção. Otimizando a disposição dos ceentros de transformação no

ambiente, um arranjo físico adequado traz ao sistema uma maior

eficácia e eficiência para o fluxo de trabalho. O objetivo deste trabalho

é utilizar a simulação para validar o layout apresentado como

sugestão a partir da integração da revisão bibliográfica e as

características do sistema produtivo estudado, para a simulação foi

utilizado o software promodel®. O objeto do estudo foi o processo de

manufatura da shapes, parte fundamental do artigo esportivo skate.

Como resultado obtido a partir do software promodel®, constatou-se

que o arranjo físico por produto, elaborado a partir das características

propostas, alcançou seu objetivo.

Palavras-chaves: simulação, arranjo físico, layout, skate

XXXIII ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO A Gestão dos Processos de Produção e as Parcerias Globais para o Desenvolvimento Sustentável dos Sistemas Produtivos

Salvador, BA, Brasil, 08 a 11 de outubro de 2013.



1

1. Introdução

Devido ao mercado turbulento instalado em que as demandas estão cada vez mais variáveis e

os concorrentes cada vez mais qualificados, as empresas devem diminuir os riscos

equalizando as variáveis internas e externas. Entretanto, essa relação não é igualitária, isto é,

ainda há uma baixa influência da maioria das empresas no ambiente externo ficando sujeitas a

qualquer variação do mercado. Neste sentido, o foco deve estar na organização e no controle

do ambiente interno, de modo que as oscilações do ambiente externo exerçam um menor

impacto em seus ganhos.

Um dos focos iniciais da organização do ambiente interno deve ser encontrar a melhor

disposição física dos polos de trabalho de modo que o fluxo dos processos, informações e

serviços tendam a serem eficientes. O estudo responsável pela definição dos locais dos polos

de trabalho é o estudo do arranjo físico ou layout.

Neste contexto, os objetivos deste artigo são apresentar a elaboração de um arranjo físico a

partir da revisão bibliográfica e das características propostas e validar esta sugestão de layout

utilizando um software de simulação. Para alcançar estes objetivos será utilizado um método

de pesquisa que alie o estudo de caso à simulação, em que o caso estudado será o de uma

fábrica de shapes. Para a simulação foi utilizado o software promodel®.

Por fim, este artigo apresentará os resultados obtidos a partir da simulação do layout sugerido,

constatando a sua eficiência e o validando como proposta para o caso estudado. Na revisão

bibliográfica serão discriminados os componentes de um sistema produtivo, os tipos clássicos

de arranjos físicos, os tipos de produção e a relação entre os mesmos de modo que seja óbvia

a definição do tipo de arranjo físico utilizado para o caso estudado. No estudo de caso haverá

uma imersão nas características do processo produtivo do shape, esta será a forma como este

estudo estará dividido. A contribuição cientifica deste artigo encontra-se no fato de que o

trabalho verificou os limites e as possibilidades das teorias a partir da aplicação em um

contexto específico, comprovando a importante relação entre tipos de arranjos físicos e tipos

de produção, além de utilizar a simulação para comprovar a teoria.

2. Referencial Teórico



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Consideramos sistema produtivo todo sistema que a partir de um fluxo de ações inter-

relacionadas contribuem para a transformação de insumos em produtos ou serviços. A partir

deste conceito podemos desmembrar o sistema em recursos de entrada, mais conhecidos como

insumos; recursos transformadores como máquinas, equipamentos ou mão de obra, e

finalmente as saídas, que conforme Santos (2007) são os produtos e ou serviços resultantes

dos processos do sistema diretamente relacionados aos objetivos ou razões dos sistemas.

De acordo com Moreira (1993), definir o arranjo físico é decidir como será à disposição dos

centros de trabalho em determinada instalação e a preocupação básica do estudo do arranjo

físico será tornar o movimento através do sistema mais fácil e suave. Consideramos como

postos de trabalho qualquer elemento relevante a produção que ocupe espaço dentro do

processo produtivo: uma sala, um departamento, uma pessoa, etc. Os tipos clássicos de

arranjos físicos são o arranjo por produto; o arranjo posicional, celular e por processo. Estes

seguem brevemente descritos abaixo.

De acordo com Moreira (1993), no arranjo físico por produto cada posto de trabalho é

responsável pela produção de uma parte do produto ou serviço, e assim visando determinar

uma taxa de produção ótima utiliza-se um fluxo de pessoas e materiais balanceado através dos

vários centros de transformação.

Corrêa e Corrêa (2004) afirmam que, em geral, o arranjo físico por processo é utilizado

quando os fluxos que passam pelos polos de trabalho são muito variados e ocorrem de

maneira aleatória, desta forma tem-se variadas rotas para os maiores fluxos. Conclui-se que o

arranjo físico por processo é bastante flexível, porém quando há uma intensificação dos

fluxos, fazendo com que os mesmos se cruzem, a eficiência do layout é prejudicada. Esta

situação é considerada como um trade-off, característica deste tipo de arranjo em que

privilegia-se a maleabilidade dos fluxos à custa da eficiência.

De acordo com Moreira (1993), no arranjo físico de posição fixa, arranjo usado na realização

de projetos não se pode dizer que não existe um fluxo do produto, este tende a permanecer

fixo ou quase fixo, aglutinando em torno de si as pessoas, ferramentas e materiais necessários.

Essa imobilidade relativa deriva em geral de fatores como peso, tamanho e formato. A marca

principal deste tipo de arranjo é a baixa produção.

Slack, Chambers e Johnston (2002) afirmam que o arranjo físico celular é aquele em que a

matéria prima a ser transformada, passa por uma triagem considerando as atividades comuns



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no processo de montagem, esta triagem cria famílias ou grupos de matérias primas que

seguindo um padrão de volume ou característica possa trazer vantagens ao serem processadas

em uma célula. Os recursos transformadores são agrupados seguindo um critério que visa

atender de forma otimizada determinadas famílias de produtos.

Como uma extensão do tema arranjos físicos convencionais Gorgulho Junior (2010) apresenta

os arranjos físicos não convencionais, estes criados a partir de ambientes extremamente

particulares somente tangenciam algumas características dos arranjos convencionais,

destacam-se os arranjos não convencionais, a saber, arranjo ágil, distribuído, célula virtual de

manufatura, modular e fractal.

Conforme Argoud (2007) é possível classificar os tipos clássicos de arranjos físicos segundo o

volume de produção e a variedade de produtos, desta forma segue FIG. 1 abaixo que os

classifica de acordo com estas características.

Figura 1 - Classificação dos arranjos físicos tradicionais segundo Volume e Variedade

Fonte: Adaptado de Tompkins et al (2003)

De acordo com Tompkins et al (2003), como ilustra a FIG. 1 acima, o arranjo físico por

produto é aconselhado quando a demanda é alta, estável e o produto é padronizado, já no

arranjo celular notamos um nível médio de demanda assim como na flexibilidade. O arranjo

físico funcional é justificado quando a variedade de peças é grande, porém o volume não é

suficiente para ser implantado um arranjo por produto ou celular, por último, o arranjo

posicional é necessário quando a demanda é baixa e em alguns momentos tender a ser

unitária. Visando um maior entendimento segue abaixo TAB. 1 que discrimina as vantagens e

limitações de cada arranjo físico tradicional.



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Tabela 1 - Vantagens e limitações dos tipos clássicos de arranjos físicos

Fonte: Adaptado de Tompkins et al (2003).

Acompanhando a mesma linha de raciocínio de Tompkins et al (2003) que organiza os

arranjos físicos de acordo com o volume e a variedade de produto que processam, Slack,

Chambers e Johnston (2002) também os separam utilizando este critério, desta forma

considerando a ordem de volume crescente e a variedade decrescente temos os seguintes tipos



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de processo, de projeto, de jobbing,em lotes ou bateladas, de produção em massa e processos

contínuos. Visando um maior entendimento deste conceito e uma perspectiva mais clara

acerca das diferenças entre os tipos de produção segue FIG. 2 abaixo que integra a visão

volume-variedade com o fluxo de produção.

Figura 2 - Relação Volume, variedade e fluxo de produção

Fonte: SCHRAMM (2004)

Slack, Chambers e Johnston (2002) afirmam que há uma relação estreita entre os tipos de

produção e os tipos de arranjo físico, porém esta não é determinística havendo então pontos

de intersecções entre os mesmos já que diferentes produtos necessitam de diferentes tipos de

processo e layout. Visando a integração das definições de arranjos físicos e tipos de produção,

o autor elabora uma figura que discrimina a relação entre ambos. Segue na FIG. 3 abaixo tal

relação.

Figura 3 - Relação entre tipos de produção e tipos de arranjo físico



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Fonte: Slack, Chambers e Johnston (2002)

Conforme Harrel; Ghosh; Bouden (2000) simulação é a reprodução de um sistema real

modelado manualmente ou por meio de um software visando obter uma análise mais ampla

do sistema. Leal (2003) complementa que a simulação é representação de uma situação em

um tempo espaço de tempo muito menor que do que levaria no cenário real e com menor

custo, favorecendo a previsão dos possíveis resultados do sistema para que medidas corretivas

possam ser tomadas instantaneamente visando à redução de custos.

3. Método de pesquisa

Para elaboração deste artigo utilizou-se a revisão bibliográfica e o estudo de caso aliado à

simulação como meio de validação do trabalho, desta forma pode-se afirmar que a pesquisa

teve um caráter quali-quantitativo. Yin (2010) e Miguel et al (2010) definem o estudo de caso

como um método de trabalho empírico que investiga determinado episódio contemporâneo

dentro de um contexto da vida real por meio de avaliações em um ou mais objetos (casos),

Yin (2010) completa que o estudo de caso é especialmente utilizado quando os limites entre o

episódio e o cenário não estão claramente evidenciados. Miguel et al (2010) reitera que o

estudo de caso necessita de um amplo conhecimento do episódio gerando, consequentemente,

a possibilidade de geração de teoria acerca do tema.

4. Estudo de caso



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A base para a realização deste artigo foi um projeto de fábrica que viabiliza a concepção e

modelagem de uma fábrica de shapes, com a demanda prevista de 50 a 60 unidades por dia,

para realização dos cálculos serão consideradas 53 unidades diárias, trabalhando 40 horas

semanais, com uma área disponível de 250 m², sendo disponível para o processo produtivo

somente 200 m², os 50 m² são destinados aos banheiros, refeitórios e setores administrativos

da empresa.

Conforme o referencial teórico, base científica para realização deste trabalho, o estudo do

arranjo físico trará para o projeto uma confiabilidade no momento de escolher a localização

dos postos de trabalho, já que neste estudo serão levados em consideração os aspectos

inerentes ao fluxo da produção ao longo da instalação, lembrando que qualquer mudança

posterior na instalação dos postos de trabalho pode trazer diversos custos operacionais, além

do fato de que a fábrica terá que interromper seu funcionamento.

Conforme Roth (2012), o mercado de skate no Brasil tem a segunda maior indústria mundial,

além de ser um dos únicos países que produzem acessórios, vestuários e peças para esta

modalidade. Este esporte encontra-se em um período de crescimento tão acentuado que ocupa

o segundo lugar de esporte mais praticado no estado de São Paulo e conforme pesquisas cerca

de 2.700.000 casas no país conta com pelo menos um praticante da modalidade.

Parte fundamental do skate, o shape é onde são fixados os eixos que receberão as rodinhas,

também conhecida como prancha devido à semelhança com o surf em que o praticante se

coloca ereto no momento que esta praticando o esporte, semelhança esta que pode ser

justificada quando analisamos a história da criação do esporte skateboarding. Devido a falta

de ondas no mar, alguns praticantes do surf resolveram criar modelos que os permitissem

“surfar no asfalto” colocando rodinhas em materiais que simulavam a prancha de surf, não se

sabe ao certo quando ou quem criou, mas sabemos que o resultado desta experiência culminou

no que entendemos hoje como skate. Segue abaixo FIG. 4 que apresenta um skate explodido.



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Figura 4 - Explosão de componentes do Skate

Fonte: Otoni (2011)

O processo produtivo do shape é composto por atividades semi-artesanais, como por

exemplo, acabamento e furação. Ao destacar as características do processo, nota-se que a

maioria deles transforma uma única peça por vez e também que a única diferenciação nos

produtos ocorre no penúltimo processo que se trata da aplicação do silk, ou seja, os produtos

acabados são rigorosamente iguais considerando a sua forma física, salvo pedidos por

encomenda que solicitam uma mudança no comprimento ou na largura.

Para a produção do shape são utilizadas as seguintes matérias primas, o marfim (lâminas de

madeira), o verniz, a lixa, a lixa de acabamento, a resina epóxi (cola), o filme de policloreto

de vinil, mais conhecido como PVC (Polyvinyl chloride) e caixas de papelão, além de

possíveis tintas ou silks para o acabamento final.

Figura 5 - Sistema produtivo Shape

Fonte: Autor



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Conforme mostra a FIG. 5, o sistema produtivo do shape é composto por sete grupos de

processos que serão detalhados a seguir na TAB. 2.

Tabela 2 - Grupos de Operações detalhados

Fonte: Autor

Ao analisar o processo produtivo do shape descritos acima, pode-se descrever as

características fundamentais deste processo e estas seguem discriminadas; a primeira

característica observada é que existe uma hierarquia operacional, ou seja o produto segue um

fluxo obrigatório entre os processo sem pular nenhuma operação; a segunda característica é

que não existe uma variedade de produtos, as variações só acontecem por pedidos especiais e

estes são raros e influenciam somente nas dimensões do shape;a terceira característica fica

por conta de que cada processo é responsável por uma parte do produto, a quarta característica

é o processamento de uma única peça por vez em quase todos os processos, a quinta

característica é o estoque baixo entre os processos.

Considerando a base teórica deste trabalho e as características citadas no tópico anterior,

conclui-se que o tipo de produção do shape é em massa, já que a variedade é baixa, o fluxo de

produção é hierárquico, ou seja, fluxo fixo, as operações são repetitivas e previsíveis e a

flexibilidade entre os processos é relativamente baixa.



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Considerando a revisão teórica sobre arranjos físicos, o tipo de produção do shape, em massa,

o processo produtivo do shape detalhado no tópico anterior, podemos atribuir ao sistema de

produção do shape o tipo de arranjo físico por produto, já que todas as características do

processo produtivo convergem para este tipo de layout. Abaixo nos próximos tópicos será

elaborado um arranjo físico por produto como sugestão para o projeto estudado.

4.1 Elaboração do arranjo físico

Conforme Slack, Chambers e Johnston (2002) o tempo de ciclo é calculado pelo quociente

entre a quantidade de tempo disponível para a produção e a quantidade a ser processada neste

mesmo tempo.

Conforme Slack, Chambers e Johnston (2002), são considerados como estágios de produção

os grupos de operações. O cálculo da quantidade de estágios necessários em um sistema

produtivo é obtido pelo quociente entre o tempo total para processar o produto (somatória de

todos os tempos individuais do processo) e o tempo de ciclo calculado, conforme é

apresentado abaixo.

Após os cálculos que resultam no tempo de ciclo e na quantidade de estágios, integrou-se

estes dados de forma a evidenciar o seu significado no processo produtivo, como segue na

TAB. 3, resultante desta integração. Conforme Slack, Chambers e Johnston (2002) vale



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destacar que se durante a obtenção do tempo de ciclo ou números de estágios o número

resultante não for inteiro deve-se aproximá-lo sempre para cima.

Tabela 3 - Tabela integrada

Fonte: Autor

Nota-se que o sistema está dividido em sete estágios, cada um representando o tempo total de

até dez minutos dentro do processo, de modo que quando a linha estiver cheia sairá um shape

finalizado a cada dez minutos aproximadamente. Nota-se também no agrupamento de tarefas

que o critério foi o tempo de processamento, no momento da elaboração do layout as

operações enquadradas em determinados estágios devem estar mais próximas possíveis.

Com base nas dimensões das maquinas são estipuladas áreas mínimas para as instalações dos

polos de trabalho, a seguir apresenta-se as tarefas, o posto de trabalho e as medidas

necessárias em metros quadrados, a saber, seleção das lâminas, bancada, 2,1 m²; colagem,

bancada, 2,9 m²; prensagem, máquina, 2,4 m²; descanso pós prensa, prateleira, 1,5 m²; corte,

bancada com máquina, 1,8 m²; furação, bancada, 1,9 m²; lixamento, bancada com máquina,

2,87 m²; aplainamento, bancada com máquina, 1,8m²; acabamento, bancada com máquina, 2,0

m²; aplicação de verniz, máquina, 4,5 m²; secagem, prateleira, 2,1 m²; aplicação de silk,

máquina, 2,3 m²; embalagem, máquina, 2,7 m²; empacotamento, bancada, 2,7 m².

Nota-se que alguns processos como a seleção de lâminas e a colagem utilizam bancadas, desta

forma é possível que seja estabelecida somente uma bancada com o tamanho necessário para

agrupar os dois processos.



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Da mesma forma também foi necessário estabelecer as medidas mínimas dos estoques, estas

seguem descritas; área para o estoque de lâminas de madeira, 5m²; área para o estoque de

colas e vernizes 3,5 m²; área para o estoque de embalagens, 3,0 m² e área para o estoque de

produto acabado 4 m². Por fim será necessário deixar um espaço de 3m² para a instalação do

compressor.

4.2 Layout

Utilizando os dados anteriores, a revisão bibliográfica e todos os conceitos envolvidos, foi

elaborado o projeto de layout, que segue indicado na FIG. 6.

Figura 6 - Layout

Fonte: Autor

Nota-se destacado na FIG. 6 os estágios aos quais pertence cada operação, aponta-se também

que a área disponível para o sistema produtivo foi respeitada correspondendo a

aproximadamente 175 m².



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5. Simulação

Visando testar e certificar o arranjo físico definido, fez-se uma simulação no software

promodel®. Para a simulação foram utilizados os seguintes dados de entradas, quantidades de

funcionários e processamento. Para as entradas foram consideradas 1100 unidades mensais

que são justificadas devido à variação dos tempos de entrega do fornecedor de lâminas de

madeira, foram considerados quatro funcionários divididos em suas funções da seguinte

forma: o primeiro é responsável pelos processos de seleção das lâminas, aplicação de cola,

controle da prensa, disposição do produto no descanso e a movimentação entre estes

processos; o segundo é responsável pelo controle do descanso, pelo processo de corte, pelo

processo de furação e lixamento além de ter que disponibilizar o produto para o próximo

processo, o terceiro é responsável pelos processos de aplainamento, acabamento, controle da

cabine de pintura e da secagem, além de movimentar o produto até o próximo processo, por

fim o quarto funcionário é responsável pelos processos de aplicação de silk, embalagem e

empacotamento além de ter que realizar a movimentação final até o estoque de produto

acabado.

Os tempos considerados para cada um dos processos acima estão disponibilizados na TAB. 3,

na página 9, a unidade de tempo utilizada foi minutos e a distância em metros, todos os

processos possuem capacidade unitária, os locais de descanso e secagem possuem capacidade

de dez unidades cada, o tempo de simulação é de nove horas e trinta minutos com paradas

para almoço, com duração de uma hora e trinta minutos, para reposição de colas, vernizes e

embalagens, com duração de um minuto cada ocorrendo a cada duas, duas e seis horas

respectivamente. Segue abaixo FIG. 7 da simulação no software.



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Figura 7 - Simulação Promodel ®.

Fonte: ProModel ®.

Conforme será possível observar na FIG. 8 a seguir que demonstra a quantidade de saídas de

produtos no final do processo de simulação, este resultado é disponibilizado sempre ao fim de

uma simulação no programa promodel® e além destas informações sintetiza todos os

elementos da simulação apontando diversas variáveis indispensáveis para análises de

produtividade, utilização de recursos disponíveis, utilização dos locais de processo, entre

outros, o foco desta análise será somente na quantidade de saídas.

Figura 8 - Quantidade de Saídas

Fonte: ProModel ®

Conclui-se desta forma que o arranjo físico elaborado cumpriu seu papel, pois atingiu a

demanda esperada que conforme o projeto esta entre 50 e 60 unidades. Nota-se também na

FIG. 8 que o tempo médio em operação é de 55,60 minutos próximos à soma dos tempos

individuais das operações calculados na TAB. 3, na pagina 9, que é 54,9 minutos.

Logicamente o tempo médio em operação não poderá convergir plenamente a 54,9 minutos,



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pois existem outras variáveis temporais vinculadas ao processo, como tempo de

movimentação e paradas programadas.

6. Considerações finais

O processo de elaboração da pesquisa acerca de arranjos físicos e do estudo de caso do shape

contribuiu para compreensão do processo produtivo e a familiarização com este tipo de artigo

esportivo.

A imersão na revisão bibliográfica evidenciou a influência que o arranjo físico exerce sobre

aspectos inerentes à movimentação, fluxo de produção, produtividade, eficácia e eficiência do

sistema produtivo tanto para produtos como para serviços, contribuiu também para a

elucidação acerca da relação entre arranjos físicos e tipos de produção, fato que favorece a

definição de um arranjo físico a partir de um estudo detalhado do processo.

Por fim, a partir das características do processo produtivo estudado; mínima variedade de

produtos, processamento de uma única peça por vez, cada processo é responsável por uma

parte do produto, o tipo de produção continua e o estoque baixo entre os processos, conclui-se

que o layout mais adequado para este contexto é por produto. O arranjo físico por produto

trará diversos benefícios para o sistema produtivo principalmente a menor movimentação

entre os processos propiciando um fluxo mais simples direto.

A utilização da simulação por meio do software promodel® trouxe para este estudo uma visão

clara dos processos, além de certificar o tipo de arranjo físico escolhido e a elaboração do

layout, validando todo o estudo deste trabalho. Porém, vale ressaltar que o arranjo físico

elaborado neste trabalho é uma sugestão para o projeto, já que existem diversas outras formas

de organizar os polos de trabalho, o layout apresentado é um dos que viabilizam a instalação

do ambiente, podendo haver então outros arranjos que tragam mais benefícios para o caso

estudado assim como também haverá organizações que não atingirão o objetivo proposto.

Referências

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