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MIEEC/LEEC - Logística Layouts Daniel Luguesi Diogo Oliveira Ines Sá Mark Macedo Rui Cachorreiro.

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1 MIEEC/LEEC - Logística Layouts Daniel Luguesi Diogo Oliveira Ines Sá Mark Macedo Rui Cachorreiro

2 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

3 Objectivos de um layout Minimizar custos de manuseamento dos materiais. Utilização eficiente do espaço Utilização eficiente da mão-de-obra Eliminar o congestionamento Facilitar/aumentar a entrada, saída e colocação dos materiais, produtos ou pessoas Promover a qualidade de serviço e produto Providenciar um controlo visual das operações ou actividades Providenciar flexibilidade para a adaptação a mudanças MIEEC/LEEC - Logística

4 Bom layout requer… MIEEC/LEEC - Logística

5 Restrições na criação de um novo layout Especificação dos objectivos do sistema em termos de output e flexibilidade Obter estimativas das quantidades de produto e de procura que o sistema deverá fornecer Requisitos de processamento nas células de trabalho, fluxo de quantidade de produtos entre os departamentos/postos de trabalhos Espaço ocupado e necessário para os elementos, e disponível no local

6 Layouts Clássicos Product layout a planta é desenhada em torno do produto, todas as actividades são implementadas para facilitar a produção Sequência de produção (pastelaria)

7 Layouts Clássicos Process layout configurações onde operações de natureza ou funções semelhantes são agrupadas em conjunto a planta é dividida por departamentos, de acordo com as várias tarefas de manufactura/produção que necessitam de ser realizadas Agrupamento de operações semelhantes

8 Layouts Clássicos Cellular layout no layout celular as máquinas são agrupadas por produto a produção concentra-se num produto ou família de produtos Linha de montagem em U (fábrica da Grohe)

9 Layouts Clássicos Fixed-position layout produto ou projecto mantém-se estacionário apropriado para produtos maciços, grandes, pesados ou frágeis ex: aviões, barcos, casas exige mão-de-obra altamente especializada

10 Layouts Clássicos Hybrid layout utiliza princípios quer do Process layout quer do Product layout o layout celular pode ser considerado como um layout híbrido - permite grande variedade de produtos - permite processos de produção mistos DimensionFunctionalCellular Number of moves between departmentsmanyfew Travel distanceslongershorter Travel pathsvariablefixed Job waiting timesgreatershorter Throughput timehigherlower Amount of work in processhigherlower Supervision difficultyhigherlower Scheduling complexityhigherlower Equipment utilizationlowerhigher

11 Principais características Características Layout Clássico CustoFlexibilidadeMotivaçãoFiabilidadeProduçãoUtilização ProdutoBaixoBaixa Elevada ProcessosAltoAlta -Baixo CelularBaixoAlta -Baixo Híbrido Posição Fixa-Baixa-- -

12 Inovação de layouts Tornou-se necessário a introdução de um novo tipo de layout que ultrapassasse as dificuldades impostas pelos layouts anteriores Um layout capaz de se adaptar à mudança de : procura tipo de produto quantidade MIEEC/LEEC - Logística

13 Novos layouts propostos Resultaram da pesquisa efectuada pelo Research Consortium on Next Generation Factory Layouts Este consórcio conta com a colaboração de três universidades: University of Minnesota Ohio State University Rensselaer Polytechnic Institute O objectivo deste consórcio é: MIEEC/LEEC - Logística exploração de alternativas e de novas configurações de layout para as fábricas que possuem uma elevada variedade de produtos ou uma grande volatilidade nos requesitos da sua produção

14 Importância de um novo layout Questões a serem consideradas pela indústria: Visão em vez de escala de produção (quantidade) Capacidade de resposta em vez de custo Capacidade de reconfiguração em vez de eficiência Flexibilidade (rápida capacidade de readaptação) MIEEC/LEEC - Logística

15 Next Generation Factory Layouts - NGFL Novos layout propostos: Distributed layout Modular layout Reconfigurable layout Operational performance como objectivo central: Agile layout MIEEC/LEEC - Logística

16 NGFL - Distributed layout MIEEC/LEEC - Logística

17 NGFL - Distributed layout Layout totalmente distribuído Process Layout Layout parcialmente distribuído

18 NGFL - Distributed layout Vantagens: MIEEC/LEEC - Logística

19 NGFL - Distributed layout Design Procedure for Distributed Layouts MIEEC/LEEC - Logística Procedimento de desagregação do Departamento Distribuição de cenários de procura Encaminhamento de processos de produto Carga de transferência de unidades de produto Distâncias de viagem Procedimento de alocação de fluxo Procedimento do desenho do Layout

20 NGFL – Modular Layout Ideal para produtos diversificados Variedade de produto e procura conhecido a priori, considerando uma procura estável. Possui a capacidade de integrar redes de fluxo de materiais complexas (multi-produtos). Arranjo e agrupamento de máquinas e recursos necessários para a criação do produto em sub-conjuntos de operações de diferentes encaminhamentos para uma configuração tradicional específica que minimiza distâncias de fluxos e ou custos. Possível duplicação de máquinas. O rendimento de algumas máquinas pode ser muito baixo ou nulo. MIEEC/LEEC - Logística

21 NGFL – Modular Layout Construído como uma rede de módulos básicos Cada módulo representa um grupo de máquinas que tem um certo padrão de fluxo característico do layout tradicional. Não existe nenhuma configuração definida que por si só seja capaz de descrever inteiramente o fluxo complexo de materiais num ambiente de manufactura de multi-produtos. Os módulos podem ser adicionados e removidos conforme necessário. É possível determinar a eficiência de cada configuração de layout sem as limitações associadas. MIEEC/LEEC - Logística

22 NGFL – Modular Layout MIEEC/LEEC - Logística Layout modular da Motorola Inc. (fábrica de semicondutores) Flowline for PHOTO Functional Layout for ETCH Functional Layout for FILM Department Flowline for BACKEND Cell for ETCH, IMPLANT and PHOTO Flowlines for DIFF Functional Layout for ETCH, FILM and PHOTO Flowline for ETCH

23 NGFL – Modular Layout MIEEC/LEEC - Logística Layouts modulares ABCDE (a) Flowline Module AB C GH D EF (b) Branched Flowline Module A+B+C (d) Machining Center Module A B C D E (f) Patterned Flow Module A BCD E (e) Functional Layout Module C D E B A (c) Cell Module

24 NGFL – Modular Layout String Matching-Based Design Procedure MIEEC/LEEC - Logística Identificar os encaminhamentos predominantes do produto Extração das sub-strings comuns Agregação das sub-strings comuns e formulação de Módulos preliminares Selecção do módulo e desenho de layout

25 NGFL - Reconfigurable layout Recursos podem ser facilmente deslocados e com alguma frequência. Estações de trabalho flexíveis. Utilização de materiais leves para construção de máquinas que vão operar por forma a garantir que seja possível deslocar as mesmas de forma facilitada no espaço de trabalho Layout da fábrica é variável, sendo possível fazer uma reconfiguração do layout de forma rápida e eficaz no mínimo de tempo necessário. MIEEC/LEEC - Logística

26 NGFL - Reconfigurable layout Adaptação rápida e eficaz as exigências do mercado Possibilidade de produção em tempo real, sem necessidade de um planeamento demasiado elaborado que implique uma implementação mais rígida do layout. O objectivo deste layout centra-se em reduzir os custos envolvidos no tratamento de material assim como custos relacionados com reconfiguração. Conceito de plug-and-play ao nível das estações de trabalho Optimização de medidas de performance através de minimização de tempos de ciclo e inventário de trabalho em curso. MIEEC/LEEC - Logística

27 NGFL - Reconfigurable layout Metodologia MIEEC/LEEC - Logística Design Data + New Product Design + New Processes Selected Production Data + Expected Volume + Changed Product Mix Revised Material Flow Matrices / Adjacency Matrices Current Facility Layout Relocation Costs Material Handling Costs Facility Layout Design Output + Machine Locations + Material Flow Plan

28 NGFL - Agile layout Muitos dos modelos de layout baseiam-se em medidas estáticas de manuseamento de material. Na prática estas soluções mostraram-se ineficientes - os layouts agéis visam ultrapassar estas limitações O critério central para o seu desenho é a agilidade, tendo ainda em conta o tempo de ciclo, trabalho em curso e quantidade de produção. MIEEC/LEEC - Logística

29 NGFL - Agile layout Desenho de layout baseado em Filas MIEEC/LEEC - Logística Sistema de manuseamento de material Departamentos de processamento

30 NGFL - Agile layout Desenho de layout baseado em Filas MIEEC/LEEC - Logística Buffer de entradaBuffer de saída Empty trip from destination of previous delivery to origin of current request Full trip from the origin of current request to its destination department

31 NGFL - Agile layout Efeito das filas Congestionamento é afectado por: distância das viagens meios de transporte variabilidade na distância das viagens número e capacidade de dispositivos de manuseamento de material dispatching policies processamento dos tempos de distribuição existência de departamentos de processamento MIEEC/LEEC - Logística

32 Resumo das características NGFL MIEEC/LEEC - Logística NGFLDefiniçãoVantagensDesvantagens Distibuted Divisão da empresa em departamentos mais pequenos Distribuição das encomendas pelas diferentes células de produção Menores custos associados ao custo de material Possibilidade de reconfiguração (flexibilidade dos postos de trabalho) rápida como resposta a alterações temporárias na produção Possibilidade de produzir varias sequências de produtos, e grande variedade dos mesmos simultaneamente Insensível a variações da procura Sem coordenação probabilidade de atrasos significativos na produção Divisão das encomendas por várias células pode causar um maior número de set up -> aumento do tempo de produção Modular Constituído por uma rede de blocos associados por desempenharem funções semelhantes Podem ser introduzidos ou removidos módulos, orientados para produção diversificada A construção do produto final é feita por etapas, chegando a resultados intermédios, após cada módulo, até se constituir o produto final Cálculo simplificado da eficiência de cada módulo Configurações que minimizam custos e distâncias de fluxos Alguns postos de trabalho podem apresentar rendimentos baixos ou nulos

33 Resumo das características NGFL MIEEC/LEEC - Logística NGFLDefiniçãoVantagensDesvantagens Reconfigurable Layout da fábrica está apto para reconfigurações de forma rápida e eficaz no mínimo de tempo necessário. Muita flexibilidade e fácil reconfiguração Não há necessidade de planos de produção muito elaborados Fácil adaptação às tendências do mercado Alterações da fábrica de forma a poder implementar este layout implicam a criação de pistas para a movimentação das máquinas Agile O critério base para o seu desenho é a agilidade Baseado em medidas dinâmicas de manuseamento de material. Necessidade de pesquisa futura dos modelos analíticos que tenham em conta as diferentes rotas e politicas de despacho na utilização de material.

34 Algoritmos de construção MIEEC/LEEC - Logística

35 Algoritmo de construção - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Define-se a tabela REL, o número de secções e suas respectivas áreas Calcula-se o TCR (Total Closeness Rating) : Escolhe-se a secção com o TCR mais elevado e esta será a primeira a ser colocada no centro, na implementação Nas iterações seguintes: Verifica-se a(s) secção(ões) com desejabilidade de adjacência mais elevada em relação às secções colocadas nas iterações anteriores Soma dos valores numéricos associados às medidas de desejabilidade de adjacência com todas as outras secções Seleciona-se aquela que possui o TCR mais elevado

36 Algoritmo de construção - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística As duas primeiras secções seleccionadas são colocadas adjacentemente no centro da implantação As secções são posicionadas em função da soma pesada da menor distância rectilinear entre a secção a colocar e cada uma das secções já colocadas A valorização de uma solução é efectuada com base na soma pesada da menor distância entre cada par de secções os pesos correspondem aos valores numéricos das suas medidas de desejabilidade de adjacência Distância: dij = |xi-xj|+|yi-yj|

37 Exemplo de Aplicação - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Tabela REL (relações entre actividades):

38 Exemplo de Aplicação - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Área de cada célula: 100m2 (10m x 10m)

39 Exemplo de Aplicação - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Ordem de colocação dos departamentos: 9, 3, 7, 8, 6, 5, 4, 2, 1, 10 Valores de relação de proximidade e TCR:

40 Exemplo de Aplicação - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Colocação dos departamentos na implantação - área da implantação não delimitada

41 Exemplo de Aplicação - CORELAP MIEEC/LEEC - Logística Colocação dos departamentos na implantação : - comprimento da área fabril =2*largura da área fabril

42 MIEEC/LEEC - Logística Layouts Apesar de no futuro muitas fábricas precisarem de soluções de layout personalizadas, estes devem ser robustos, flexíveis e ágeis. Todos os projectos desenvolvidos nessa área devem explorar novas maneiras de atingir este objectivo

43 Bibliografia MIEEC/LEEC - Logística - Capitulo 2 Lee J. Krajewski, Larry P. Ritzman - Operations management : strategy and analysis Hyer, Nancy – Reorganizing the factory, competing through cellular manufacturing Immer, John R. - Layout Planning Techniques


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