enegep2009 - psl em empresa de metal-mecanica
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PROPOSIO DE MELHORIA DO
LAYOUT UTILIZANDO O SLP
SIMPLIFICADO
Carla Simone Ruppenthal Neumann (UFRGS)
carlarup@producao.ufrgs.br
Juliano Milani (UFRGS)
j.milani@ig.com.br
A aplicao de tcnicas voltadas para a melhoria do layout do setor
produtivo est cada vez mais em uso em virtude das constantes
adaptaes das empresas s necessidades do mercado. Uma dessas
tcnicas o Planejamento Sistemtico de Layoutt (SLP), que fornece
excelentes resultados na reestruturao de layouts fabris. Este trabalho
apresenta a proposio de reestruturao do layout de uma empresa
do ramo metal-mecnico atravs da utilizao do mtodo de SLP
simplificado. Os resultados alcanados foram redistribuio dos
departamentos da empresa, reduo da movimentao em virtude da
aproximao por afinidades e conseqentemente melhor
seqenciamento do fluxo produtivo.
Palavras-chaves: otimizao, layout, SLP simplificado
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1. Introduo
O estudo do layout uma ferramenta importante no processo produtivo pois est diretamente
ligado com a programao e controle da produo, levando a melhorias no fluxo produtivo.
Tambm tm relacionamento com os custos da produo, atravs da reduo na
movimentao de materiais, produtos e pessoas, melhor aproveitamento do espao fsico e
melhoria das condies de trabalho. Essas vantagens, oriundas da implementao de um
layout eficiente, visam busca de qualidade e competitividade no mercado industrial e,
conseqentemente, aumentam a produtividade da produo (TOMPKINS et al.,1996).
Verifica-se que o problema de melhoria de um layout tem sobreposio com outras reas
tradicionais, como controle, qualidade, manuteno, vendas, produo, financeira, funcional
entre outras; por isso, assume relevncia maior do que apenas determinar o melhor arranjo
fsico para um conjunto momentneo de produtos a serem produzidos. Um bom layout pode
tolerar, por exemplo, pouco controle da produo ou grande variao na demanda de itens.
Porm, se o layout no for adequado, problemas como falta de controle da produo, alta
variao na demanda de itens, falta de qualidade e falta de planejamento da produo, entre
outros, podem ser potencializados (VOLLMANN E BUFFA, 1966). Devido a esta
sobreposio, a soluo de muitos problemas de layout esbarra na resoluo de problemas de
planejamento e controle da produo, de roteamento dos produtos, de escolha de bons
fornecedores de matrias primas e de adequao estrutura predial existente, alm da
determinao do melhor fluxo dentro do arranjo fsico existente. Por este motivo, a soluo
pode se tornar complexa, demorada e custosa; assim, na prtica freqentemente se prefere
conviver com as ineficincias de um layout (BENJAAFAR et al., 2002).
Ao longo desse trabalho, ser utilizado o mtodo de planejamento sistemtico e simplificado
de layout (MUTHER & WHEELER, 2000). No desenvolvimento, este artigo apresenta um
estudo de caso em uma empresa do ramo metal-mecnico que atua na fabricao de cilindros
e unidades hidrulicas. A empresa possui 17 funcionrios e seu faturamento anual de dois
milhes de dlares. Em breve a empresa ir se mudar para um novo prdio, j construdo, o
qual maior que o atual, da a necessidade da reorganizao do layout da nova instalao.
Observa-se que o layout atual se encontra ultrapassado em virtude de estar organizado da
mesma forma, desde a fundao h 12 anos. Outro motivo para atuar na reorganizao do
layout, a aquisio de novas mquinas, as quais foram alojadas de forma aleatria sem
estudo sistemtico, gerando movimentaes excessivas de materiais, produtos e pessoas.
O tema central deste trabalho o estudo para melhoria do layout e os objetivos traados so:
desenvolver um layout que minimize as perdas por movimentao/transporte, que agilize o
processo produtivo da empresa e que melhore o inter-relacionamento entre os
setores/departamentos que necessitam de proximidade fsica. O artigo possui a seguinte
estrutura: na seo 2 apresenta a reviso bibliogrfica sobre o tema, na seo 3 enfoca a
metodologia utilizada, na seo 4 apresenta o estudo de caso e na seo 5 termina com as
concluses.
2. Reviso bibliogrfica
Com as rpidas mudanas nas tcnicas de produo e com os equipamentos novos que tem
surgido, poucas empresas sero capazes de conservar suas instalaes com o mesmo layout
sem prejudicar seriamente sua posio competitiva no mercado. Um dos mtodos mais
efetivos de aumentar a produtividade e reduzir custos reduzir ou eliminar todas as atividades
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que so desnecessrias ou que gerem desperdcio. Estas atividades incluem a verificao da
utilizao dos equipamentos e pessoas, a necessidade do aumento da qualidade, a reduo de
estoques, a melhoria do processo produtivo (atravs do aumento do ndice de valor agregado),
o aumento da segurana e da sade dos empregados e a utilizao eficaz dos recursos
energticos, entre outras (TOMPKINS et al., 1996). Todas estas atividades so realizadas ao
se propor a modificao de um layout de uma instalao existente.
Segundo Groover (2001), a classificao em funo do layout da fbrica est associada ao
sistema de produo de peas discretas: posio fixa (fixed-position layout), orientado a
processo ou funcional (process layout) e orientado a produto (product-flow layout). No
primeiro tipo, o termo posio fixa se refere ao produto, que fica fixo em funo do seu
tamanho e peso. Quem se desloca so os equipamentos utilizados na sua fabricao.
Usualmente este tipo de layout associado ao sistema de produo do tipo job shop. No
layout orientado a processo, as mquinas de produo so arranjadas em grupo de acordo com
o tipo geral de processo de manufatura. Este tipo de layout comum em sistemas de produo
do tipo job shop e batch. Finalmente, quando a fbrica especializada para a produo de um,
ou para uma classe de produtos em larga escala, os equipamentos so rearranjados da forma
mais eficiente para a produo do mesmo. Este tipo de layout normalmente associado a
sistemas de produo do tipo mass.
De acordo com Slack et al. (1997), o layout de uma operao produtiva preocupa-se com a
localizao fsica dos recursos de transformao. Dito de forma simples, definir o arranjo
fsico decidir o posicionamento das instalaes, mquinas, equipamentos e pessoal da
produo. Sendo assim, o layout uma caracterstica evidente da operao produtiva, porque
determina sua forma, aparncia e a maneira como os materiais, informaes e clientes fluem
atravs da operao.
Neste sentido, os objetivos ao se melhorar o layout poderiam ser enumerados como sendo
(KRAJEWSKI E RITZMAN, 2002; FRANCIS ET AL., 1992): melhorar a utilizao do
espao disponvel, diminuindo a quantidade de material em processo; minimizando as
distncias de movimentao de materiais e pessoas e racionalizando a disposio das sees;
aumentar a satisfao, segurana e a moral do trabalho, ordenando e limpando os ambientes;
incrementar a produo racionalizando o fluxo; reduzir o manuseio e a movimentao no
processo produtivo; reduzir o tempo de manufatura diminuindo esperas e distncias; reduzir
os custos indiretos, diminuindo os congestionamentos, manuseio e danos aos materiais e
manter a flexibilidade das operaes.
Segundo Lee (1998), as abordagens ao planejamento do layout das instalaes podem ser
altamente organizadas ou extremamente aleatrias. Dentre as abordagens citadas, o autor
referencia a abordagem baseada no conhecimento, a centrada na construo, a estratgica e a
sistemtica. A abordagem baseada no conhecimento se embasa ne experincia dos antigos
usurios para propor melhorias. A abordagem centrada na construo procura tirar proveito de
aspectos do prdio para impressionar os usurios e causar impacto psicolgico positivo. A
abordagem estratgica parte de definies amplas para o laytout que provm da alta gerncia,
geralmente de alterao de foco, de expanso ou de mudana de tecnologia de produo. Para
Foulds (1983), a abordagem sistemtica requer menor intuio dos usurios. As primeiras
abordagens sistemticas eram baseadas nas cartas de percurso embasadas nos modelos de
fluxo e volumes dos produtos. Num segundo momento, surgiram as cartas de relacionamento
que foram introduzidas por Muther apud Francis et al. (1992), atravs do planejamento
sistemtico do layout (SLP). O SLP auxilia o projetista a entender o que fazer ao longo do
projeto de melhoria do layout, proporcionando economia de tempo e esforo. O SLP segue
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alguns passos, conforme observado na figura 1.
O SLP inicia com a verificao dos dados de entrada (produto, quantidades, rotas, tempos,
atividades de suporte e atividades principais). A seguir, todos os fluxos de materiais so
reunidos e representados numa carta de-para a fim de diferenciar a intensidade de fluxo
entre diferentes departamentos. Ao verificar as atividades relacionadas, dados qualitativos que
justificam a proximidade devem ser verificados. O diagrama de relacionamentos posiciona os
departamentos espacialmente. Os departamentos que tem a maior interao devem ser
aproximados e vice-versa. Os prximos passos verificam a necessidade de espao e o espao
disponvel, determinando a quantidade de espao a ser alocado para cada departamento. O
diagrama de relacionamento de espao adiciona as informaes a respeito do tamanho dos
departamentos no diagrama de relacionamentos. Restries e limitaes adicionais devem ser
consideradas antes de gerar o layout em blocos. Ao final, devem ser geradas alternativas para
serem avaliadas e uma delas, poder ser implantada (TOMPKINS et al.,1996).
Figura 1 - Planejamento SLP (Fonte: Tompkins et al., 1996)
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O objetivo ao se avaliar um layout investigar alternativas tericas para o layout, sob
restries reais de tempo e disponibilidade de informaes, realizando um esforo prvio
antes de implementar as mudanas, sem que seja necessrio um novo rearranjo do layout,
custoso e que gere perdas na produo. Segundo Gantz e Petit (1953) apud Wilson (1962), o
layout de uma instalao pode ser avaliado pelos seguintes critrios: i) distncia proporcional
em que os materiais podem ser movidos mecanicamente em relao ao total de
movimentao; ii) distncia total percorrida; iii) proporo de mquinas que foram
movimentadas em um turno sobre o total de mquinas; iv) proporo da rea total ocupada
por corredores; e v) proporo do volume cbico utilizado em relao ao volume cbico total.
Konz (1985) apud Lin e Sharp (1999a) subdividem os ndices de avaliao do layout em trs
categorias: i) conforme utilizao dos recursos (pessoas, equipamentos, espao e energia); ii)
gerenciamento e controle (matrias, movimentao e perdas); e iii) eficincia das operaes
(manufatura, armazenamento e retirada de estoque, recebimento e envio).
Segundo Lin e Sharp (1999b), as limitaes e deficincias dos ndices de avaliao do layout
so os seguintes: dificuldade de obteno de parmetros, necessidade de dados muito
detalhados ou mesmo indisponveis, indisponibilidade de dados antes do incio da operao e
inexistncia de um modelo genrico para avaliao e validao clara do mesmo. Desta forma,
os autores apresentam uma metodologia de integrao que discute a designao de pesos,
normalizao, direo, sensibilidade e correo de deficincias e desequilbrio nos dados.
O SLP simplificado segue os mesmos passos propostos pelo SLP, apenas o faz de uma forma
ordenada, deixando claro ao projetista com menor experincia o encadeamento dos passos a
serem seguidos, explicitando as sadas de cada passo ((MUTHER & WHEELER, 2000).
3. Mtodo de trabalho
O trabalho foi conduzido em trs fases, seguindo a proposta do SLP simplificado, que so
detalhadamente descritas no estudo de caso, e que so brevemente descritas abaixo:
i) coleta de dados nesta fase se coletam dados referentes produo desejada durante um
perodo estabelecido. Os dados coletados foram a distncia percorrida e o tempo de produo
e a posterior confeco das cartas de fluxo de processo dos produtos; medies do espao
ocupado pelo maquinrio e operadores, posicionamento dos departamentos e verificao do
layout atual.
ii) melhoria do layout nesta fase se realiza a avaliao dos dados coletados na fase i).
Atravs das cartas de fluxo e dos relacionamentos estabelecidos entre os novos departamentos
so construdos os diagramas de relacionamento, de espao e so consideradas as limitaes,
levando a um possvel layout.
iii) proposio de um novo layout - nesta fase se prope um novo layout que possa ser
implementado, mesmo que no seja o timo.
4. Estudo de caso
Inicialmente foi realizada a coleta de dados detalhada que deu origem a duas cartas de fluxo
de processo, uma para unidades hidrulicas e outra para cilindros. Esses dados foram muito
importantes para o detalhamento do processo e a verificao de que seria possvel,
posteriormente, a criao de duas linhas virtuais de produo distintas para cilindros e
unidades hidrulicas, mesmo que compartilhando alguns departamentos chaves, como retifica,
solda e pintura. A carta de fluxo de processo utiliza linguagem simblica atribuindo um
smbolo para cada atividade do processo de fabricao, conforme simbologia da ASME,
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representando seqncias de operao, movimentao, transporte, inspeo, espera e
armazenamento. A carta de fluxo de processo contm os dados que foram coletados na
primeira fase do trabalho e os apresenta de forma simples e clara, facilitando a visualizao
das atividades que so realizadas para a produo, bem como o tempo de cada operao e a
distncia percorrida entre cada unidade de produo. A Figura 2 mostra uma das cartas de
fluxo utilizadas neste trabalho.
Figura 2 - Carta de fluxo de processo para a produo de cilindros
O layout atual da empresa pode ser observado na figura 3. No layout atual, organizado de
modo funcional, fica evidente o cruzamento de fluxo entre os produtos, a movimentao
descontinuada entre os departamentos e conseqentemente a grande distncia percorrida para
a produo de cada produto. Alm disto, tambm se verifica a necessidade de melhorar o
posicionamento dos departamentos de estocagem de peas e da pintura.
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Figura 3 - Layout atual
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A partir da anlise das cartas de fluxo foi possvel compreender melhor o processo para cada
produto e verificar que tipo de atividades deveriam estar relacionadas ou adjacentes no novo
layout. Cada atividade recebeu um nmero e foi chamada de unidade de planejamento de
espao (UP). A seguir foi realizada a descrio de que mquinas/elementos estariam inclusos/
exclusos em cada nova UP, quais deveriam ser desmembradas ou duplicadas e quais deveriam
ser criadas. Esta anlise pode ser verificada nas trs primeiras colunas da tabela 1.
A seguir foi desenvolvido o diagrama de relacionamento. O diagrama de relacionamento
relaciona cada atividade (UP), rea, funo ou caractersticas importantes das instalaes,
envolvidas no layout considerando todas as outras atividades, atravs de um grau de
proximidade/ adjacncia desejado (MUTHER & WHEELER, 2000). As vogais utilizadas no
diagrama de relacionamento representam o grau de proximidade necessrio entre as unidades
de produo. Os graus utilizados so os seguintes: A significa Absolutamente necessrio;
E Especialmente importante; I Importante; O proximidade normal; U sem
importncia; x significa proximidade no desejada. A proximidade entre as operaes de
grau A e E elemento fundamental na construo de um novo layout. A figura 4
apresenta o diagrama de relaes entre as diversas atividades desenvolvidas no processo em
questo.
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ID Nome da UP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 Entrada x O U U U U U U U U U U U U U A E O
2 Reservatrio de leo x U U U U U U U U U U U I U U U U
3 Estoque de UH (int) x U E U U U I U E E U E U E U I
4 Torno 1 x E I O U O A I U O U I U U U
5 Fresa 1 x A U U U I U U O U I U U U
6 Radiais x I U U U A U I O U U U U
7 Tornos 2, 3 e 4 x U U U U U U U U U U U
8 Solda x U U O U A U U U U U
9 Fresa 2 x U U U U U U U U U
10 Mesa para traado x U U U U A U U U
11 Retfica x U A U U U U U
12 Montagem UH x U A U I I O
13 Montagem cil x A U I U I
14 Teste x U I U A
15 Estoque cil x U U U
16 Expedio x U A
17 Estoque UH (ext) x A
18 Pintura x
Figura 4 - Diagrama de relacionamento
Dando seqncia melhoria, foram estabelecidas as necessidades mnimas de espao, as
quais podem ser observadas na quarta coluna da Tabela 1. A rea disponvel no foi levada
em considerao, pois a mesma no apresenta limitaes ao projeto.
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ID Nome da UP Incluso rea mnima
necessria
1 Entrada 5, 0m
2 Reservatrio de leo Trs tonis de leo hidrulico sero inseridos na UP 3
e 17 2,0 m
3 Estoque de UH (int)
Prateleiras que armazenam os blocos brutos de ferro
fundido de diferentes tamanhos sero agrupados com
a UP 2 e 17
2,0m
4 Torno 1 Uma mquina que realiza usinagem em geral 2,0 m
5 Fresa 1 Uma mquina que deixa a pea na medida desejada 3,0 m
6 Radiais Trs mquinas que fazem a furao, roscas e rebaixos
8,0 m
7 Torno 2, 3 e 4
Trs tornos que realizam usinagem em geral, centram as
peas no dimetro correto e tiram os cantos vivos das
peas 6,0 m
8 Solda Uma mquina de solda e um pequeno estoque de peas
que so soldadas 75,0 m
9 Fresa 2 Uma mquina que trabalha na produo de blocos 3,0 m
10 Mesa para traado Uma mesa e uma serra de preciso 2,0 m
11 Retfica Uma mquina que faz o acabamento final , tira rebarbas
e riscos 3,0 m
12 Montagem UH Uma bancada de montagem 4,0 m
13 Montagem cil Uma bancada de montagem 4,0 m
14 Teste Uma bancada que contm um reservatrio de leo e um
motor p/ o fluxo do leo 3,0 m
15 Estoque cil Uma prateleira que contm camisas e hastes p/ cilindros
em estado bruto 5,0 m
16 Expedio rea onde o produto final aguarda a coleta das
empresas 40,0 m
17 Estoque UH (ext)
Uma prateleira que armazena os blocos padres, as
conexes, os tubos e os reservatrios de leo sero
agrupados com a UP 2 e 3
45,0 m
18 Pintura Cabine de pintura 50,0 m
Tabela 1 Necessidade de espao
O passo seguinte consiste em relacionar as atividades entre si visual e graficamente,
fornecendo o formato bsico do layout. Este passo da melhoria permite que se aproximem UP
que necessitem proximidade e se afastem as que necessitam afastamento. Neste estudo optou-
se por representar as relaes A e I, que so representadas pelas linhas triplas e duplas,
respectivamente. A figura 5 apresenta o diagrama de relacionamento de espao (primitiva)
para a produo de cilindros.
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Figura 5 - Diagrama de relacionamento e espao
Os passos seguintes do SLP simplificado consistem em desenvolver alternativas de layout e
verificar sua viabilidade at chegar no layout que corresponda s expectativas da equipe de
melhoria. A figuras 6 apresenta o layout proposto.
No novo layout, se observa-se a existncia de dois fluxos seqnciais distintos para cada
produto. Embora o layout seja funcional, algumas UPs foram desmembradas, gerando UPs
duplicadas que simplificam o fluxo.
Os benefcios que podem ser enumerados em relao ao layout atual so a reduo na
distncia total da movimentao de materiais e a aproximao de UPs de maior afinidades.
Quanto as distncias percorridas se percebe a diminuio de 61 e de 56,5% do deslocamento
inicial de unidades hidrulicas e de cilindros respectivamente, conseqncia do respeito a
relaes de adjacncia. Para a maximizao da adjacncia das UPs de maior afinidade podem
ser citados o desmembramento e o deslocamento dos tornos, a criao de bancadas de
montagem separadas para cada produto, a aproximao das fresas radial, a aproximao do
teste e da pintura e a aproximao da expedio entrada da nova instalao. Alm disto, a
nova rea de estoque de peas de unidades hidrulicas que antes possuia dois espaos (externo
e interno) foi unificada, sendo tambm considerado espao para o reservatrio de leo.
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Figura 6 - Layout proposto
5. Concluses
O desenvolvimento de um novo layout uma tarefa complexa e desafiadora. Entretanto ao
minimizar a distncia percorrida pelos produtos ou maximizar a adjacncia dos departamentos
(UP) que tem maior afinidade, pode-se obter bons resultados na melhoria do layout das
instalaes.
O presente trabalho demonstrou a anlise e a aplicao do mtodo SLP simplificado na
formulao de um novo layout para a empresa em foco. Os resultados foram positivos e o
mtodo de trabalho mostrou-se eficiente e com um alto nvel de aplicabilidade nos diferentes
setores da produo. Atravs de planilhas e diagramas os dados coletados foram
transformados em informaes valiosas para a elaborao de um novo layout.
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