Produção Celular

MUDANÇAS NAS ESTRATÉGIAS DE FABRICO

LAYOUTS
ESPECIALIZADOS E
TECNOLOGIA DE GRUPO

JOÃO PAULO PINTO – COMUNIDADE LEAN THINKING © João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking ©
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CLASSIFICAÇÃO
DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO
FORMAS DE TRABALHAR

High
Flexibility
Flexibilidade
Job Shop, Functional
Layout

volume
Continuo

Number of Products per system
UNIDADES POR SISTEMA
Manufacturing Cell
Mass production (repetitivo)
Productivity
Produtividade
Batch production (lotes) Flexible Manufacturing
Systems (FMS)

Job shop
Transfer lines, Flow
Line and Dedicated
Projecto Small batch and systems
one-of-a kind
production Small to medium batch
production
Low
Mass production
Custo por unidade
Low High
PRODUÇÃO ANUAL
Annual Unit Production

João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking ©
3 João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking ©
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EXEMPLOS DE LAYOUTS
Projecto Lotes Massa Contínuo
LAYOUT FUNCIONAL
Functional / Process layout

Productos Unique Made to order Made to stock Commodity
Cliente Singly Few individuals Mass market Mass market
Procura Infrequent Fluctuates Stable Very stable
Volume Very low Low to med High Very high
Milling Turning Grinding Measuring
Variedade Infinite Many, high Low Very low
Sistema Long-term Intermittent Flow lines Process industry LAYOUT CELULAR
Cellular layout

Equipmento Varied General-purp. Special-purp. Highly automated
Conhec/ Experts Wide range Limited range Equipment
craftspeople monitors
Vantagens Custom work Flexibility Efficiency Highly efficient
Cell 1 Cell 2 Cell 3
quality speed, low cost large capacity
Desvantg Nonrepeating Costly, slow Capital invest. Difficult to change Line / Flow layout
LAYOUT EM LINHA OU POR PRODUTO

Exemplo Construction Printing, bakery Autos, TV’s Paint, oil, food

Operation 1 Operation 2 Operation 3 Operation 4

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Estrátégias
de fabrico Perspectiva Tradicional - tradeoffs
Delivery/Service

Quality

Cost

Flexibility

Innovation
very few each
products and
Very many

and low volumes
Many products

volumes
and medium
Many products

volumes
and high
Several products

volume
very high
One product and

Vs layouts

• As empresas convencionais escolhem o tipo
Functional Layout
de processo através do equilíbrio entre
Flow extremely
varied
Job Shop VP VP VP VG VG
eficiência e variedade;
Cellular Layout
Batch
 
Flow varied with P P P G G

• As empresas Lean (magras) procuram
Flow
patterns   
Line Flow Layout
Operator paced
Assembly
VP G VP G P
maneiras de ter ambas;
Flow mostly regular
Line Flows
Line Flow Layout G VG VG VP VP

• Fabricas especializadas e a tecnologia de
Machine paced
Flow regular High Volume
Mfg (HVM)
Continuous Flow
Flow rigid
G VG VG VP VP grupo são meios de alcançar isto.

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Solução gráfica
Análise Break-Even
para a selecção do processo
$5,000 Break-even $25,000
Point
$4,000 Cost $20,000 Process B

Dollars
Dollars

$3,000 $15,000
$2,000 $10,000
Revenue Process A
$1,000 $5,000
$0 $0
400 0 1000 2000 3000 4000
Units Units

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TIPOS BÁSICOS DE LAYOUTS Layouts Híbridos
• Layout de Processo • Layout Celular
– Máquinas agrupadas de acordo com o processo de – Máquinas agrupadas em células;
executam (tb conhecido como grupos
homogéneos); • Flexible Manufacturing Systems
• Layout de Produto – Sistemas de transporte e de transformação
– Arranjo linear de estações de trabalho para automáticos;
produzir/montar um dado produto;
• Linhas de montagem em Mixed-model
• Layout de Posição Fixa
– Usado em situações/projectos em que o produto – Produz uma variedade de modelos numa
não se pode mover. linha.

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LAYOUT FUNCIONAL OU POR PROCESSO
LAYOUT POR PRODUTO
Tornos Fresadoras Furação e Corte

L L M M D D D D
IN
L L M M D D D D

L L G G G P

L L G G G P

Pintura OUT
Soldadura
L L

Recepção e A A A
expedição Montagem

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COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO

PRODUCT LAYOUT PROCESS LAYOUT
PRODUCT LAYOUT PROCESS LAYOUT 8. Stocks Low in-process, High in-process,
1. Descrição Sequential arrangement Functional grouping high finished goods low finished goods
of machines of machines 9. Armazéns Small Large
2. Tipo de Processo Continuous, mass Intermittent, job shop 10. Movimentação Fixed path Variable path
production, mainly batch production, de Materiais (conveyor) (forklift)
assembly mainly fabrication 11. Espaços Narrow Wide
3. Produto Standardized Varied, 12. Programação Part of balancing Dynamic
made to stock made to order 13. Decisão do Layout Line balancing Machine location
4. Procura Stable Fluctuating 14. Meta Equalize work at Minimize material
5. Volume High Low each station handling cost
6. Equipamento Special purpose General purpose 15. Vantagem Efficiency Flexibility
7. Colaboradores Limited skills Varied skills

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LAYOUT CELULAR
TIPOS DE LAYOUTS HÍBRIDOS
 Identifica famílias de produtos com fluxos de
• Layout Celular produção similares;
 Agrupa maquinas em células e de acordo com
• Flexible Manufacturing Systems as famílias de produtos;
 Arranja as células de forma a minimizar o
movimento/transportes dos materiais;
• Linhas de montagem em Mixed-model
 Localiza as máquinas partilhadas em pontos
centrais de forma a servir a células e a
minimizar transportes e stocks.

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FLEXIBILIDADE NUMA CÉLULA EM U

Redução de Redução de Aumento de
Volume 30% do 60% do 60% do
actual volume volume volume
= 30% = 60% = 60%
menos menos mais pessoas
pessoas pessoas

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EXPLORAR
TECNOLOGIA DE GRUPO PROCESSAMENTOS SIMILARES
• Agrupa produtos similares em famílias de • Peças que partilhem os mesmos passos de
acordo com:
processamento podem ser agrupadas e
– Necessidades de produção;
processadas numa área especializada;
– Características de desenho.
• Em certas situações, as peças podem ser re-

Existe um variedade de sistemas de desenhadas de forma a que os passos de
classificação e codificação para a atribuição das processamento passem a ser idênticos.
famílias.

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EXPLORAR ASPECTOS SIMILARES
LAYOUTS DE
AO NÍVEL DO DESIGN FUNCTIONAL FÁBRICAS ESPECIALIZADAS
• Linhas com fluxos especializados
• Variedade desnecessária é desperdício!
– Quando as peças têm a mesma sequência de
• Isto acontece porque os designers insistem em fabrico/montagem e os tempos de processamento
re-inventar a roda em vez de usar formas já não variam muito;
existentes (isto denota um grande • Células de trabalho
distanciamento entre a Engenharia do Produto e – Mais flexíveis, quando as peças exigem grandes
a Engenharia de Produção – os métodos de DFM diferenças;
podem ajudar); • Centros de trabalho especializados
• A Tecnologia de Grupo pode ajudar a encontrar – Utilizados quando não se torna prático o re-
designs similares, e encoraja a racionalização do arranjo das máquinas;
design e a re-utilização. – maquinas individuais são dedicadas ao fabrico ou
montagem de famílias específicas.

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AS CÉLULAS DE PRODUÇÃO SÃO FORMADAS
APLICANDO A TECNOLOGIA DE GRUPO (GT) ESTABELECER GRUPOS E FAMÍLIAS
• Agrupamentos de Famílias de Produtos
– Peças desenhadas; • Codificação e classificação
– Peças Produzidas. – Usar os códigos da GT;
• Agrupamento de peças em Famílias • Análise de grupos
– Inspecção visual;
– Através da inspecção visual dos processos e
– Inspecção das rotas de fabrico;
planos de fabrico;
– Classificação de peças.
• Análise de atributos: • Production Flow Analysis (PFA)
– Design; – Similar à análise de grupos (cluster analysis)
– Manufacturing; – Recorre a matrizes para identificar clusters.
– Combinação de ambos.

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LAYOUT ROUTING MATRIX
FUNCIONAL ORIGINAL
MÁQUINAS
PEÇAS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
M O N T A G E M
A X X X X X
4 6 7 9
B X X X X
C X X X
5 8 D X X X X X
2 10 12 E X X X
1 3 11
F X X X
G X X X X
A B C MATÉRIA–PRIMA H X X X
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REORDENAÇÃO DA CÉLULAS
SOLUÇÃO: LAYOUT CELULAR
PEÇAS MÁQUINAS
1 2 4 8 10 3 6 9 5 7 11 12 M O N T A G E M

A X X X X X
8 10 9 12
D X X X X X
F X X X 11
4 Cell1 6
C X X X Cell 2 Cell 3

G X X X X 7

B X X X X 2 1 3 5

H X X X Matéria Prima A C B
E X X X
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PESO BINÁRIO
EXEMPLO:
Considere 5 maquinas e 10 componentes (partes). 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20
Procure fazer o agrupamento em células...

Componentes Components
Equiva
Maquinas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Machines 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 décimal

M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1007

M2 1 1 1 1 1 M2 1 1 1 1 1 451

M3 1 1 1 1 M3 1 1 1 1 568
M4 1 1 1 1 1 1 455
M4 1 1 1 1 1 1
M5 1 1 1 1 1 1 1 1 1020
M5 1 1 1 1 1 1 1 1

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Binary weight Binary weight

29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20

Components Components
Binary Machines 1 5 7 2 3 4 8 6 9 10 Decimal
Binary Machines 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 weight equivalent
weight
24 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 1020
24 M5 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3
M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1019

23 M1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2
M3 1 1 1 1 900

22 M3 1 1 1 1 21 M4 1 1 1 1 1 1 123

21 M4 1 1 1 1 1 1 20 M2 1 1 1 1 1 115

20 M2 1 1 1 1 1 Decimal
equivalent
28 28 28 27 27 27 26 20 11 11

Decimal
equivalent 28 27 27 27 28 20 28 26 11 11
Table 4
Table 3 33 34
João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking © João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking ©
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6. S Order Travel
h
13. Circ ort
Buf uit T
fe r est
12.
Tap
i ng
7. P Positioning
re-T
est Order Travel
1. Tubes 10. Buffer 8. P 1ry Winding
rote
ctiv 2. Unprotected Pre-Test
e Ta Taping
5. 2ry Winding ping Cores
3.
Pr
ot ec
ti on Protective
9. P Taping
osit 2ry Winding
ioni
n g
4. Taping

11. Buffer
1ry
Win Taped Cores Kanban
di ng

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AS CÉLULAS DE FABRICO SÃO DESENHADAS
PARA PRODUZIREM FAMÍLIAS DE PRODUTOS
PRODUÇÃO CELULAR
“Uma célula é um grupo de processos
concebido para produzir uma família de
partes/peças de uma forma flexível. Produção celular é a aplicação da
tecnologia de grupo à totalidade ou parte
O movimento de materiais segue a lógica de
uma peça uma atrás da outra. Pequenos lotes
da empresa no qual o sistema de fabrico
são transferidos entre células. é convertido em células.
Os colaboradores nas células dominam
múltiplos conhecimentos e podem transitar
entre células.”

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As vantagens da produção
VANTAGENS DE
em célula são inumeras!
LAYOUTS ESPECIALIZADOS
• Redução de:  70 – 95% redução do WIP;
– Tempos de setup;  65 – 80% redução dos tempos de setup;
– WIP;
 70 – 90% redução no lead time;
– Stocks;
– Movimentações.
 75 – 90% redução em transportes;
• Melhorias em:  20 – 56% redução em espaço ocupado;
– Qualidade  90% redução de ordens atrasadas
– Fluxo de materiais  Melhor utilização dos recursos humanos;
– Utilização de máquinas  Melhor controlo;
e de espaços
– Moral e envolvimento das
 Facilidade na automação.
pessoas.

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RESULTADOS DE MELHORIA ALCANÇADAS COM A PRODUÇÃO CELULAR
DESVANTAGENS DE
LAYOUTS ESPECIALIZADOS
 Dificuldade na definição de famílias;
 Dificuldade no balanceamento das células e
baixa utilização do equipamento;
 Duplicação de equipamentos (de forma a
apetrechar as células);
 Dificuldade em receber produtos que não
encaixam em nenhuma das células;
 Investimento inicial elevado.

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CLASSIFICAÇÃO POR

Atributos do desenho
GT: CODIFICAÇÃO – Formas e dimensões internas e externa;
– Rácio de aspecto;
Processo sistemático para estabelecer – Tolerância dimensional;
uma valor alphanumérico para – Acabamento superficial;
componentes com base em atributos (de – Função da peça. Atributos de fabrico:
– Processos primários;
desenho ou de fabrico). – Processos secundários e acabamento;
– Tolerâncias dimensionais e acabamento superficial;
– Sequência das operações;
– Ferramentas, moldes, e equipamento;
– Quantidades e taxas de produção.

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Policódigo: cada digito é independente A FIGURA QUE SE SEGUE ILUSTRA A
ESTRUTURA DE UM MONOCÓDIGO

Nº de características que podem ser armazenadas num monocódigo:
101 + 102 + 103 + 104 + 105 =111110

Nº de características que podem ser armazenadas num policódigo:
10 + 10 + 10 + 10 + 10 = 50

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A FLEXIBILIDADE DO SISTEMA DE
PRODUÇÃO PODE SER MEDIDA SOB VÁRIAS DIMENSÕES
• FLEXIBILIDADE DO EQUIPAMENTO
FLEXIBLE
capability of the machines in performing a variety
of processes on different parts;
MANUFACTURING SYSTEMS
• FLEXIBILIDADE DAS ROTAS DE FABRICO
alternative routings;
• FLEXIBILIDADE DO PROCESSO
“Um sistema de fabrico re-programável
cope with changes in the product mix by multipurpose,
adaptable CNC machines;
capaz de lidar com uma grande
• FLEXIBILIDADE DO PRODUTO variedade de partes/peças, usando
ability to change quickly and economically to
producing new products; tecnologia flexível (ex. automated
• FLEXIBILIDADE PRODUTIVA
ability to produce a range of products without adding major
material flow, CAM e CAE).”
investments in equipment;
• EXPANSÃO
ability to change the manufacturing system for accommodating a
changed product envelope.
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UM FMS SUBDIVIDE-SE EM ESTRUTURA DE CONTROLO
SUB-SISTEMAS FÍSICOS E DE CONTROLO
Enterprise

HIERARQUICO NUM SISTEMA FMS Management

• Equipamento físico
Strategic Planning
& Control

– Máquinas CNC, sistema DNC; Facility/Plant
Control

– Automated tool handling and storage
– Automated material-handling (AS/SR);
FMS
– Robots, AGV’s, etc. (Shop Floor
Control)

• Sistema de Controlo
(computadores e plc’s)
– Central ou hierarquico. FMC
(Cell Control)
FMC
(Cell Control)
FMC
(Cell Control)

Centralised computer

Workstation Workstation Workstation
Control Control Control
Operational Real-
time Control
Level 2 computer Level 2 computer Level 2 computer

PLC & Fieldbus systems

Equipment Control

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O LAYOUT DE UM SISTEMA FMS DEPENDE DO EQUIPAMENTO DE
TRANSPORTE E MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS

M1 M2 M3 M4

AGV AGV
7 6
8
9

M1 M2 M3 M5 M6 M7 M8
10
COMUNIDADE LEAN THINKING
1 5
PARCEIROS NA CRIAÇÃO DE VALOR
Linear single-row Linear double row

2
3 4

M3 M1 M2 M3 M4 1 Unload station 6 Vertical drill
M2 2 Load station 7 Milling machine
M4
3 Boring mill 8 Wash station
4 Lathe with robot handling 9 Inspection station
M9 M10 5 Horisontal machining centre 10 Conveyor system Rua Cupertino de Miranda, 35 - 4Dto
M1 M5 R
4760 124 VN de Famalicão
Loop Telf. 91.853.89.82
R Telf. 93.600.00.78/79
Fax. 211.454.136

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