APERFEIÇOAMENTO DO LAYOUT FUNCIONAL DE UMA INDÚSTRIA DE CERÂMICA VERMELHA

IMPROVEMENT OF FUNCTIONAL LAYOUT OF A CERAMIC RED INDUSTRY

RESUMO: O planejamento do arranjo físico é uma das etapas mais importantes ao se criar ou alterar uma indústria, pois definirá o local de máquinas, equipamentos e, no caso de um novo projeto ou ampliação da planta fabril, até mesmo o local em que a mesma será instalada. Desse modo, o presente artigo tem por objetivo realizar um estudo sobre o arranjo físico de uma indústria de cerâmica vermelha, buscando a otimização do processo produtivo. Trata-se de uma pesquisa exploratória classificada com levantamento de dados de ordem quantitativa e qualitativa. Ao final do artigo são feitas proposições de melhoria no arranjo físico da empresa estudada.

PALAVRAS-CHAVE: Arranjo Físico, Processo Produtivo, Otimização

ABSTRACT: Planning the physical layout is an important step to create or change an industry design. After all, it will set the machines and equipments positions, in the case of a new project or expansion of manufacturing plant, even the place where it will be installed. Accordingly, this paper aims to conduct a study on the physical arrangement of a red ceramic industry, seeking to optimize the production process. It is classified as an exploratory data gathering quantitative and qualitative. At the end of the article are made proposals for improving the studied industry physical layout.

KEYWORDS: Physical Arrangement, Production Process, Optimization

1. INTRODUÇÃO

De acordo com a Associação Brasileira de Cerâmicas, o setor cerâmico é amplo e heterogêneo, o que induz a dividi-lo em segmentos em função de diversos fatores como matérias-primas, propriedades e áreas de utilização. Um dos segmentos identificados no setor é o da Cerâmica Vermelha, que compreende materiais com coloração avermelhada empregados na construção civil (tijolos, blocos, telhas, elementos vazados, lajes, tubos cerâmicos e argilas expandidas) e também utensílios de uso doméstico e de adorno (ABCERAM, 2011).

Segundo relatórios do Programa de Eficiência Energética em Máquinas para Fabricação de Tijolos da América Latina (EELA), para o Brasil este segmento tem grande importância econômica, com uma participação no PIB de quase 1,0%, além de apresentar características de capilaridade no cenário nacional que o distingue de todos os outros setores, envolvendo micros, pequenas, médias e grandes empresas em todos os estados, no interior e nas regiões metropolitanas. De acordo com o Plano de Desenvolvimento do Arranjo Físico de Cerâmica Vermelha Sergipana (2008, p.3), este setor é especializado na produção de materiais para a construção civil, este setor congrega desde empreendimentos artesanais e pequenas empresas de estrutura familiar, até organizações de médio a grande porte que operam com tecnologias modernas e alta eficiência produtiva.

Uma das grandes preocupações com organizações deste tipo refere-se a sua estrutura física e a distribuição das diversas etapas do processo produtivo, ou seja, o arranjo físico da planta. Este artigo estuda o Arranjo Físico (layout) da produção de uma Indústria de Cerâmica Vermelha, a fim de aperfeiçoar o processo produtivo e, para isto apresenta:

1. A descrição do processo produtivo;2. O levantamento de potenciais demandas; 3. Sugestões de melhoria.

O planejamento do layout de uma fábrica é frequentemente o nível mais importante do planejamento de uma instalação (LEE, 1998). Este estabelece a organização fundamental da fábrica e os padrões de fluxo de materiais, com efeitos que se farão presentes no longo prazo. Sabe-se que os recursos de muitas organizações são destinados primeiramente a equipamentos e instalações físicas, e que grande parte dos custos de produção, estão relacionados ao material, fluxo de trabalho ou quadro de pessoal. A importância da distribuição física de uma empresa é reforçada pelas consequências em longo prazo das decisões e do custo de reprojetar a planta. Assim, um layout inicial correto é fundamental para a efetividade e eficiência operacional de uma empresa (URBAN, 1989).

2. ARRANJO FÍSICO: CONCEITOS E DEFINIÇÕES

Entende-se por ações de melhoria do Layout ou Arranjo Físico, um modo de aperfeiçoar os processos de uma organização, tendo em vista que o mesmo, se bem definido pode causar um impacto sobre as atitudes e satisfação dos clientes (SOUZA, 2011).

O estudo do Arranjo Físico é de fundamental importância na otimização das condições de trabalho aumentando tanto o bem-estar como o rendimento das pessoas. De um modo geral, corresponde a disponibilidade dos diversos postos de trabalho nos espaços de uma organização, envolvendo a preocupação em melhor adaptar as pessoas ao ambiente de trabalho, segundo a natureza da atividade desempenhada, a arrumação dos móveis, máquinas, equipamentos e matérias primas (TEIXEIRA, 2011).

Para efeito de gestão em organizações, o termo “Arranjo Físico” possui várias definições, todas análogas, complementares e alinhadas entre si.

De acordo com Slack et al (2002), Arranjo Físico diz respeito a localização física dos recursos de transformação, ou seja, a decisão de onde colocar todas as instalações, máquinas, equipamentos e pessoal da produção.

Stevenson (2001) define Arranjo Físico como a configuração de departamentos, de centros de trabalho e de instalações e equipamentos, com ênfase especial na movimentação otimizada, através do sistema, dos elementos aos quais se aplica o trabalho.

Gaither e Frazier (2001) descrevem este conceito como o planejamento da localização das máquinas, utilidades, estações de trabalho, áreas de atendimento ao cliente, áreas de armazenamento de materiais, corredores, banheiros, refeitórios, bebedouros, divisórias internas, escritórios e salas de computador e, ainda, a definição dos padrões de fluxo de materiais e de pessoas que circulam no prédio.

2.1 FATORES QUE INFLUENCIAM NO PLANEJAMENTO DE LAYOUT

Com base nas definições citadas anteriormente, entende-se que o planejamento do layout busca integrar as instalações que envolvem o processo produtivo da indústria. Para que isto se cumpra é necessária uma análise característica de alguns fatores, apresentados no Quadro 1:

Quadro1 – Fatores que influenciam no planejamento do layout

Material Conhecer as características do material envolvido, seja ele um tipo de matéria prima, recebimento, suprimento, refugo, reparo, sucata, sobra ou embalagem. Assim, é possível prover a infraestrutura adequada para o condicionamento do mesmo.

Equipamentos Conhecer as dimensões, os acessórios, a capacidade desempenho, as operações, assim como a necessidade de suprimentos e manutenção que envolvem estes equipamentos.

Mão-de-obra Com relação aos trabalhadores, procurar identificar trabalhadores diretos e indiretos, sua capacidade de desempenho, condições de moradia, cultura e meio de transporte utilizado. No que diz respeito ao setor, observe suas condições (temperatura, iluminação e segurança), a maneira como é organizado e os níveis hierárquicos existentes. Com estas observações é possível designar funcionários para atividades nas quais suas habilidades serão bem aproveitadas.

Movimento Fazer levantamento da infraestrutura necessária para o transporte de produtos ou equipamentos (rampas, tubos, trilhos, pontes rolantes, canais, piso, elevadores, vias, entre outros) e considerar também a presença de funcionários realizando tarefas junto às máquinas provendo assim, espaço compatível com o bem-estar dos mesmos.

Esperas Verificar a necessidade de infraestrutura para: área de recebimento; entrada e saída de material; armazenamentos em processo e de sucatas; a manutenção de máquinas fora do horário de produção e para o estacionamento.

Serviços Prover boas condições relacionadas ao ambiente de trabalho (como temperatura, iluminação, limpeza e segurança);

Edifício Compreende o espaço em que o processo produtivo ocorre. Estudar as dimensões e estrutura necessárias assim como, a possibilidade de futuras ampliações;

Mudanças Mudança: A flexibilidade, sem exagero pode aumentar a produtividade dentro da instalação, sem aumentar o uso de recursos, através da racionalização no fluxo de pessoas e materiais. Como por exemplo, com relação à ordem em que alguns procedimentos que devem ser realizados, locações, trajetos, vias, mapa de fluxo de valor, rotinas possíveis em horários alternativos.

Fonte: Adaptado de Gerlach (2013) e Olivério (1985).

2.2 TIPOS DE ARRANJO FÍSICO

A importância do arranjo físico varia de empresa para empresa, dependendo principalmente do tipo de produto ou serviço vendido e do volume dos mesmos. A posição na qual a empresa se encontra em relação ao volume e à variedade de seus produtos ou serviços é o que determina o tipo de processo produtivo, como ilustra a Figura 1 (SLACK et al, 2009) .

Figura 1 – Tipos de Processos Produtivos

Fonte: Adaptado de Slack et al (2009 p. 93).

Os tipos de processos apontados na Figura 1 podem ser descritos conforme o Quadro 2.

Quadro 2 – Descrição dos Tipos de Processos

Tipo de Processo Descrição ExemploProcesso de Projeto Compreende produtos discretos, normalmente customizados e

com tempo de produção longo. Construção de Navios.

Processo de Jobbing Similar em alguns aspectos ao processo de projeto, no entanto, não há exclusividade de recursos para cada produto a ser produzido, os recursos devem ser compartilhados. Produz mais itens e usualmente menores do que o processo de projeto.

Restauradores de Móveis.

Processo em Lote ou Batelada

Processo no qual mais de um produto é produzido. Por este motivo, os níveis de volume variedade de produção são amplos.

Produção de Roupas.

Processo em massa Processo repetitivo e altamente previsível. Produz bens de alto volume e baixa variedade. Pequenas variações de produto para produto não afetam o processo básico de produção.

Produção de bens duráveis (Tijolos).

Processo Contínuo Opera com volumes ainda maiores, variedade menor e períodos longos. Às vezes é literalmente contínuo, já que o produto é inseparável e o fluxo é contínuo. Está muitas vezes ligado a tecnologias inflexíveis, de capital intensivo com fluxo altamente previsível.

Refinarias de Petróleo

Fonte: Adaptado de Nomura (2013).

Com base no tipo de processo produtivo a ser adotado pela empresa é definido o tipo de arranjo físico. Segundo Slack et al (2002) e Ritzman et al (2005), quatro são tipos básicos de arranjo físico:

1. Arranjo Físico Posicional (ou de Posição Fixa): Onde os recursos em transformação (materiais, informações e consumidores) permanecem estáticos enquanto os recursos transformadores (instalações, maquinário, equipamentos e pessoas) permanecem em movimento como mostra a Figura 2a;

2. Arranjo Físico por Processo (ou Funcional): Caracteriza-se pela alocação de máquinas de mesmas características ou funções juntas, formando assim em um único espaço ou processo característico deste grupo de maquinário, como mostra a Figura 2b;

3. Arranjo Físico Celular (ou de Grupo): Nesse tipo de arranjo físico, representado na Figura 2c, os recursos de transformação necessários para a realização de determinada tarefa, atividade ou produção são pré-selecionados e alocados para uma parte específica da produção, denominada célula, para atender as necessidades imediatas de processamento.

4. Arranjo Físico por Produto (ou Linha): Utiliza-se a ordenação dos recursos de transformação em uma sequencia linear de modo que os recursos em transformação se locomovem por essa sequencia, como mostra a Figura 2d. Nesse tipo de arranjo, o fluxo dos recursos em transformação é altamente previsível, o que facilita o controle da operação.

Figura 1 – Representação dos Tipos Básicos de Arranjo Físico

a b

c d

Legenda: a) Arranjo Físico Posicional; b) Arranjo Físico por Processo; c) Arranjo Físico Celular; d) Arranjo Físico por Produto.Fonte: Adaptado de Borba (1998).

3. METODOLOGIA

De acordo com a literatura, o Estudo de Caso como modalidade de pesquisa é entendido como uma metodologia ou como a escolha de um objeto de estudo definido pelo interesse em casos individuais. Visa a investigação de um caso específico, bem delimitado, contextualizado em tempo e lugar para que se possa realizar uma busca circunstanciada de informações. Este método é geralmente organizado em torno de um pequeno número de questões que se referem ao “como” e ao “porquê” da investigação (VENTURA, 2007).

Segundo Gil (1995), o estudo de caso não aceita um roteiro rígido para a sua delimitação, mas é possível definir quatro fases que mostram o seu delineamento: delimitação da unidade-caso; coleta de dados; seleção, análise e interpretação dos dados e elaboração do relatório.

A aplicabilidade desta metodologia é sugerida a pesquisadores individuais, pois dá a oportunidade para que um aspecto de um problema seja estudado em profundidade dentro de um período de tempo limitado. Além disso, parece ser apropriado para investigação (VENTURA, 2007).

Sendo assim, o presente artigo faz uso da metodologia do Estudo de Caso tendo em vista o objetivo de propor melhorias no layout de uma fábrica de tijolos. Necessário se faz, entretanto, salientar que este estudo limitou-se a definição da empresa-objeto, análise do processo produtivo em seu arranjo físico e a elaboração de proposições de melhoria para as dificuldades encontradas. Para este caso não foi planejado um grande aprofundamento das causas dos problemas, o que caracterizaria mais intensamente o estudo de caso.

A coleta de dados se deu através do levantamento de documentos e observação sistemática, este tipo de técnica é utilizada quando se faz necessária a descrição estruturada de uma tarefa ou verificar hipóteses de causas para determinados fenômenos. Puderam-se verificar, por meio desta observação, as diferentes limitações ocorridas durante a produção, causadas por fluxos intermitentes, resultantes de acúmulos de produtos em processo, e sobreposições de fluxos de processos.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A seguir são apresentados os dados coletados por meio da observação e posteriormente descreve-se sugestões para o aperfeiçoamento do arranjo físico existente. O objeto de estudo foi uma indústria de tijolos, localizada na área rural da cidade de São Miguel do Iguaçu, na região Oeste do Estado do Paraná.

4.1 ÁREA FÍSICA E PRODUÇÃO

A fábrica possui uma área física instalada de 4.500 m2. A Figura 3, produzida com base em observações durante as visitas à fábrica, ilustra o layout da mesma. A capacidade produtiva média é de 500.000 peças/mês de tijolos furados de 9x14x24 cm (altura x largura x comprimento). A produção é determinada pelas encomendas recebidas, havendo estoque apenas de produtos em processo (tijolo cru) e matéria prima (argila).

Quanto à matéria prima, a extração da argila é devidamente licenciada, com base na lei 6.938/81 no que tange a legislação ambiental nos artigos que lhe são pertinentes. A seleção deste produto ocorre usando-se como critério principal a quantidade de impurezas (matéria orgânica, pedras, entre outras).

De acordo com UTL (2007, p.11), a argila empregada na fabricação dos tijolos precisa apresentar baixos teores de carbonato calcário, elemento que tende a aumentar sua fusibilidade1. Também é recomendado que a argila não contenha pirites2 ou outros compostos sulfurosos, “[...] os quais pela evolução do ácido sulfuroso no processo do cozimento, podem ocasionar fendas nas peças”. Além deste cuidado com impurezas, sugere-se que a argila não seja muito pura, pois, desta forma teria alta plasticidade, podendo ocorrer então, durante a secagem e cozimento, alta contração das peças, podendo deformar ou até mesmo rachar as peças.

No que diz respeito à característica do produto acabado, a Mineropar (Minerais do Paraná S.A) órgão estadual que realiza ensaios de dimensionamento e sugere melhorias no processo produtivo (tanto na maneira como a matéria prima deve ser tratada, como na maneira em que se realiza o cozimento dos tijolos) a fim de auxiliar as empresas a:

1 Propriedade de determinados materiais se fundirem com a ação do calor.2 Mineral de cor amarelada (já foi confundido com ouro) de composição de sulfeto de ferro.

1. Manter as dimensões (tamanho) do produto,2. Manter os índices de absorção de água;3. Manter os índices de resistência à compressão, conforme a norma técnica NBR 15.270-1.

Vale ressaltar que os ensaios técnicos realizados pela Mineropar são facultativos, porém é recomendado que as empresas procurem adequar a sua produção dentro das especificações da norma técnica, a fim de garantir a qualidade da mesma e a segurança dos clientes.

Em respeito ao meio ambiente, para a queima dos tijolos utiliza-se serragem (em média 500 m³/mês), resíduo de madeira não nativa.

O transporte tanto de matéria-prima quanto de produto acabado é realizado por veículos (caminhões) de propriedade da cerâmica.

Fonte: Os Autores (2013).Figura 3 - Representação do Layout da Empresa Estudada.

4.2 O PROCESSO PRODUTIVO

A empresa escolhida possui arranjo físico por processo, o qual reúne estações de trabalho de acordo com as funções a serem desenvolvidas, ou seja, as máquinas são agrupadas com as mesmas funções, formando um departamento por onde caminham os produtos.

O processo produtivo é descrito no fluxograma da Figura 4, primeiramente ocorre a modelagem da argila, em seguida a secagem dos tijolos armazenados na estufa e por fim o cozimento do produto em fornos de alta temperatura.

Figura 4 – Fluxograma do processo produtivo

Fonte: Os Autores (2013).

4.2.1 PROCESSO DE MODELAGEM

Nas Figuras de 5a a 5g são apresentadas as principais etapas do processo de produção de tijolos cerâmicos da empresa estudada.

Figura 5 – Processo de Transformação da Argila em tijolos

a b c d

e f g hLegenda: (a) Depósito de argila;(b) Caixão alimentador e desintegrador; (c) Argila saindo do desintegrador; (d) Misturador; (e) Laminador 1;(f) Laminador 2; (g) Maromba e (h) Boquilha.Fonte: Os Autores (2013).

O processo de modelagem da argila ocorre na seguinte sequencia:A matéria prima (Figura 5a) é lançada no caixão alimentador e desintegrador (Figuras 5b e 5c)

passando, na sequência, para o misturador (Figura 5d) para a mistura e homogeneização, sendo muitas vezes necessária a adição de água para torná-la uma liga (pasta). Os laminadores (Figuras 5e e 5f) complementam o trabalho do misturador, triturando a argila. Os pedriscos, grãos de pedras calcárias e outros materiais semelhantes presentes na argila são fracionados, laminados e misturados à massa cerâmica, evitando perdas na produção e proporcionando peças com melhor acabamento.

A maromba (Figura 5g) comprime a argila previamente preparada, retira o ar e então efetua a extrusão através da boquilha configurando o produto cerâmico a ser produzido. Após passar pela maromba tem-se a peça pronta para que se inicie o processo de secagem, cuja forma é dada pela boquilha (Figura 5h).

4.2.2 PROCESSO DE SECAGEM, COZIMENTO E EXPEDIÇÃO

O processo de secagem (Figuras 6a e 6b) dura em torno de 2 (dois) dias. As peças recém-cortadas são colocadas em vagonetes e devidamente armazenadas nas estufas, com o auxílio de empilhadeiras. As estufas aproveitam o calor dos fornos para a secagem das peças.

Figura 6 – Processos de Secagem, Cozimento e Expedição

a b c dLegenda: (a) e (b) Secagem das peças na estufa; (c) Cozimento das peças nos fornos; (d) Expedição.Fonte: Os Autores (2013).

O período de cozimento das peças (Figura 6c) dura em torno de 2 (dois) dias, a temperatura dos fornos varia de 750ºC a 950ºC. A partir daí as peças estão prontas para a expedição (Figura 6d).

4.2.3 INFORMAÇÕES ADICIONAIS

No período em que foram realizadas as observações foi possível verificar que o processo produtivo da fábrica estava sendo alterado. Por uma decisão estratégica, um forno vagão estava em processo de instalação (Figuras 7a a 7d) a fim de melhorar a qualidade do produto, economizar energia, consumo de serragem e tempo de serviço. O funcionamento do forno vagão é semicontínuo. Seu ciclo de aquecimento e resfriamento é de no máximo 30 horas e utiliza, neste caso, a serragem de madeira como combustível.

Figura 7 – Utilização do Forno Vagão

a b c dLegenda:(a) Tijolos prestes a entrar no forno vagão; (b) Forno Vagão;( c) Queimadores à serragem; (d) Produto Acabado saindo do forno vagão.Fonte: Os Autores (2013).

Os benefícios da utilização do forno vagão, de acordo com o proprietário da fábrica, são:1. Ciclo rápido de queima;2.  Baixo consumo de combustível (serragem);3. Redução de mão de obra, pois transporte das peças até o vagão pode ser feito com

empilhadeiras;4. Programação de produção garantida, evita requeima;5.  Geração de calor para secagem diminuindo o tempo de permanência das peças nas estufas;6. Economia de energia, pois se torna desnecessário o uso de ventiladores para o resfriamento

das peças.

4.3 ANÁLISE E SUGESTÕES

A seguir estão ilustradas algumas oportunidades de melhoria encontradas na planta estudada e relacionadas ao seu arranjo físico e, na sequência são apresentadas sugestões para atender aos problemas identificados.

Figura 8 – Oportunidades de Melhoria

Legenda: (a) Inexistência de Piso; (b) Empilhadeira transportando vagonete; ( c) Tijolos cru, retirados da estufa;( d) e (e) Produto acabado exposto a céu aberto; (f) Peças danificadas.Fonte: Os Autores (2013).

Problema 1: A inexistência de piso tratado na planta (Figura 8a) além de tornar o ar insalubre devido à formação de nuvens de poeira, compromete o desempenho das máquinas que circulam pela fábrica (Figura 8b), pois necessitam de manutenção constante.

Sugestão: Implementar um piso de forma a diminuir a poeira, melhorando o desempenho das máquinas, a qualidade do ar e também tornando mais fácil a limpeza do ambiente.

Problema 2: Não foi detectado um local adequado para o armazenamento das peças semi-acabadas. Os vagonetes carregados com tijolos, quando retirados da estufa são posicionados muito próximos uns aos outros (Figura 8c) em qualquer que seja o espaço livre dentro da fábrica, até que os fornos estejam desocupados para receber os tijolos. Mesmo que estes vagonetes sejam posicionados de tal maneira, por curto período de tempo, a movimentação dos funcionários (muitas vezes com carrinhos de mão) torna-se dificultosa e além disto, qualquer descuido na movimentação destes vagonetes pode danificar algumas peças devido a proximidade entre eles.

Com as peças acabadas, a situação é semelhante, como mostra a Figura 8d e 8e, os tijolos estão expostos a céu aberto.

Sugestão: Aumentar a infraestrutura; assim todas as peças poderão ser armazenadas adequadamente, facilitando o manuseio e transporte das mesmas. Ao considerar o fato de que a produção é sob encomenda, entende-se que com esta sugestão os desperdícios podem ser evitados (Figura 8f).

Problema 3: O quadro de funcionários da fábrica é composto por homens e mulheres, no entanto não há banheiros individuais (Figura 9) e locais específicos para que os funcionários possam guardar seus pertences pessoais.

a b c

d e f

Figura 9 – Banheiro Masculino/Feminino

Fonte: Os Autores (2013).

Sugestão: Instalar banheiros separados e a adequação de um local com armários, assim os funcionários teriam um local para guardar seus pertences, evitando deixá-los espalhados pela fábrica.

Problema 4: Percebeu-se que no interior da fábrica existem limitações na organização de ferramentas e equipamentos (Figuras 10a a 10c). Neste sentido é possível identificar as dificuldades encontradas na realização das atividades laborais em um ambiente como ilustrado.

Figura 10 – Fotos do ambiente interno da cerâmica com detalhes para a pouca organização e disposição de equipamentos.

a b cFonte: Os Autores (2013).

Sugestão: Adoção de práticas de organização de equipamentos e ferramentais por meio de treinamentos e técnicas motivacionais com acompanhamento por parte da gerência.

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A ideia de trabalhar proposições de melhoria no arranjo físico de uma cerâmica se deu pela oportunidade da pesquisadora em desenvolver um estudo aplicado ao uma indústria, com a forte intenção de promover o aumento da produção da empresa estudada. Por se tratar de uma estudante do curso de Engenharia de Produção, entendeu-se que este estudo representaria uma boa oportunidade de aprendizado e de registro das percepções da pesquisadora em um ambiente industrial, objeto característico de pesquisa para o referido curso.

Este trabalho tem como base o conhecimento teórico adquirido por meio do estudo da disciplina Projeto de Fábrica e Arranjo Físico, o propósito pretendido a partir da aceitação e implantação das sugestões foi de alcançar os seguintes resultados:

1. Um ambiente mais limpo e organizado;2. Melhores condições de trabalho;3. Melhora do fluxo produtivo;4. Redução de desperdícios.

Os problemas encontrados na fábrica estudada confirmam a importância do estudo do layout antes da instalação de qualquer tipo de empresa, pois possibilita a redução de reformas ou replanejamentos constantes.

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