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BALANCEAMENTO DE LINHA DE PRODUÇÃO Alisson Leal da Silva (FEAMIG) [email protected] O presente trabalho visa o ganho produtivo em uma linha de montagem de motores através da analise e execução de um balanceamento de linha. Esse estudo ira analisar o tempo de transformação do produto, do qual e determinado pelos postos de ttrabalho a partir de um tempo ciclo, ou seja, tempo que o operador gasta para efetuar uma quantidade especifica operações para obtenção do produto. Para se obtiver uma maior produtividade de uma linha de produção e necessário efetuar a redução do tempo ciclo da linha, com o intuito de padronizar o tempo de produção e conseqüentemente e balancear a linha. Foi realizada a coleta dos tempos de produção de cada posto de trabalho de modo a aumentar a produtividade da linha de montagem, como a utilização de ferramentas, softwares específicos como o vídeo timer-pró, modificação de layout, equipamentos automatizados para melhor logística, de modo a aumentar a produção. A partir das diretrizes tratadas levando em conta o estudo das operações, as operações foram tomadas. O resultado final do trabalho apresentou que a partir das melhorias propostas pelo o estudo a linha conseguiu aumentar sua produção em 50%, valor necessário para atender o cliente. Palavras-chaves: Balancemento de linha de produção, Sequenciamento, Tempo ciclo XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.

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BALANCEAMENTO DE LINHA DE

PRODUÇÃO

Alisson Leal da Silva (FEAMIG)

[email protected]

O presente trabalho visa o ganho produtivo em uma linha de

montagem de motores através da analise e execução de um

balanceamento de linha. Esse estudo ira analisar o tempo de

transformação do produto, do qual e determinado pelos postos de

ttrabalho a partir de um tempo ciclo, ou seja, tempo que o operador

gasta para efetuar uma quantidade especifica operações para obtenção

do produto. Para se obtiver uma maior produtividade de uma linha de

produção e necessário efetuar a redução do tempo ciclo da linha, com

o intuito de padronizar o tempo de produção e conseqüentemente e

balancear a linha. Foi realizada a coleta dos tempos de produção de

cada posto de trabalho de modo a aumentar a produtividade da linha

de montagem, como a utilização de ferramentas, softwares específicos

como o vídeo timer-pró, modificação de layout, equipamentos

automatizados para melhor logística, de modo a aumentar a produção.

A partir das diretrizes tratadas levando em conta o estudo das

operações, as operações foram tomadas. O resultado final do trabalho

apresentou que a partir das melhorias propostas pelo o estudo a linha

conseguiu aumentar sua produção em 50%, valor necessário para

atender o cliente.

Palavras-chaves: Balancemento de linha de produção,

Sequenciamento, Tempo ciclo

XXXI ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Inovação Tecnológica e Propriedade Intelectual: Desafios da Engenharia de Produção na Consolidação do Brasil no

Cenário Econômico Mundial Belo Horizonte, MG, Brasil, 04 a 07 de outubro de 2011.

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BALANCEAMENTO DE LINHA DE PRODUÇÃO

Alisson Leal da Silva

Silvano Wesley Nascimento

Faculdade de Engenharia de Minas gerais

Instituto Educacional „Cândida de Souza‟

Orientador: Wilson Luigi

RESUMO

O presente trabalho visa o ganho produtivo em uma linha de montagem de motores através da

analise e execução de um balanceamento de linha. Esse estudo ira analisar o tempo de

transformação do produto, do qual e determinado pelos postos de trabalho a partir de um

tempo ciclo, ou seja, tempo que o operador gasta para efetuar uma quantidade especifica

operações para obtenção do produto. Para se obtiver uma maior produtividade de uma linha

de produção e necessário efetuar a redução do tempo ciclo da linha, com o intuito de

padronizar o tempo de produção e conseqüentemente e balancear a linha. Foi realizada a

coleta dos tempos de produção de cada posto de trabalho de modo a aumentar a produtividade

da linha de montagem, como a utilização de ferramentas, softwares específicos como o vídeo

timer-pró, modificação de layout, equipamentos automatizados para melhor logística, de

modo a aumentar a produção. A partir das diretrizes tratadas levando em conta o estudo das

operações, as operações foram tomadas. O resultado final do trabalho apresentou que a partir

das melhorias propostas pelo o estudo a linha conseguiu aumentar sua produção em 50%,

valor necessário para atender o cliente.

Palavras chave: Balanceamento de linha de produção. Engenharia do processo. Tempo ciclo.

INTRODUÇÃO

O conceito de produção em massa advém da revolução industrial, que eclodiu consigo as

linhas de produção. A linha de produção é uma sequência lógica de operações em um

determinado processo produtivo, que consiste na transformação de matéria prima em produto

acabado. Um processo é visto como um fluxo de materiais, ou produto em um determinado

tempo e espaço, para se transformar matéria-prima em componentes e produtos semi-

acabados em produtos acabados.

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Esses produtos são transformados em estações de trabalho, através da interação de

equipamentos e operadores, usando um tempo ciclo pré-determinado para atender a demanda

produtiva.

Com o aumento da demanda produtiva de motores de combustão interna, será necessário

intervir no processo de fabricação, de modo a aumentar a capacidade produtiva. Uma das

variáveis a se atacar é o tempo ciclo de produção dos postos de trabalho da linha de

montagem da empresa, este é um dos fatores determinantes para balancear a linha de modo a

atingir a produção determinada.

Deste ponto em diante iniciou-se as análises de tempo de produção, e intervenções caso

necessárias, que se deram desde as simples disposição de suprimentos, até modificação de

layout da linha.

Será mostrado neste trabalho o esforço realizado pela engenharia do processo para atingir uma

maior produção em uma linha nova, que depois de instalada foi visualizados os gargalos que a

impediam de produzir dentro de sua capacidade projetada. Como problemas com parada de

linha, devido á maquinários que estavam em parametrização, logística ineficiente, e operações

saturadas, também estavam sendo sentidos pelo cliente final que também possuíra um novo

processo.

O trabalho está organizado da seguinte maneira: na seção 2, trata-se de uma breve revisão

bibliográfica sobre o balanceamento de linhas de montagem; na seção 3, define-se o problema

de balanceamento de linha de montagem; na seção 4, apresentam-se os resultados obtidos a

partir da coleta de tempo de cada posto de trabalho e a conclusão será apresentada na seção 5.

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1. Logística

Segundo Moura (2006), Logística o processo da gestão do fluxo de produtos, serviços e das

informações associadas, entre fornecedores e clientes, levando aos clientes onde quer que

estejam os produtos e serviços que necessitam nas melhores condições.

Para Severo (2006), a logística e um sistema composto por redes de informação e instalações

que executam varias funções, a fim de executar um eficiente fluxo de produtos, onde se inclui

transferência, estocagem, manuseio e comunicação, entre pontos de suprimentos.

Como explica Moura (2006), a tentativa de reduzir as perdas no processo, devem ter uma

tratativa em relação à entrega de insumos, mesmo com uma linha balanceada, se não houver

uma entrega eficiente de matérias os esforços de aumentar a produtividade não surtirá efeito,

por esse motivo foi desenvolvido um método que visa entregar a quantidade certa no

momento certo, just in time, eliminando assim também os estoques, que aumenta o custo do

processo.

2.2. Just in Time

Foi em meados da década de 1970 que foi criado o novo sistema chamado Just in Time, ou

seja, “Bem a tempo”, que se resume em puxar a produção conforme a demanda do cliente.

Como explica Ohno (1997), o modelo Just in time não é simplesmente uma maneira a mais de

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administrar a produção, mas sim uma verdadeira filosofia que engloba toda a parte logística,

que vai desde a gestão de materiais até a gestão de recursos humanos. O Just in time usa

alguns princípios básicos que podemos citar como os pilares da filosofia, são eles:

Produção sem estoque, ou seja, eliminar estoques intermediários que causam

perdas, devido o mix do cliente ser grande;

Produção enxuta, que consiste em produzir mais com menos mão de obra e

recursos;

Eliminação de desperdícios, que como o próprio nome diz, é achar os

desperdícios e eliminá-los;

Manufatura de fluxo contínuo, que transforma uma linha interrompida em um

fluxo único e sem interrupções;

Melhoria contínua, que é sempre uma busca constante por resoluções para

problemas, desde o mais simples até os mais complicados.

E necessário identificar as necessidades dos clientes como explica Shingo (2006), de modo a

prepara a linha de produção para atender essa demanda, a partir dessa variável e possível

analisar a capacidade de produção e as necessidades de modificações de modo a adequar a

linha, com intervenções de modo há reduzir o tempo ciclo de produção.

2.3. Tempo ciclo

Para Paranhos (2007), o conceito de tempo ciclo e o tempo de preparação de modo nivelado

em todos os postos. Isso significar evitar os picos de tempo entre os postos devido à demanda,

promovendo estabilidade para as operações, a partir desse nivelamento a produção se torna

capaz de reduzir os estoques e o nivelamento entre as operações. O tempo de ciclo refere-se às etapas seguidas para completar um processo, como

ensinar o programa a uma classe, fabricar um carro ou atender a um cliente. A

simplificação de ciclos de trabalho, a queda de barreiras entre etapas improdutivas

no processo permite que a qualidade total seja bem sucedida. O ciclo operacional

permite a competição pelo tempo, o atendimento mais rápido do cliente, etapas de

produção mais encadeadas entre si, queda de barreiras e obstáculos intermediários.

Os conceitos de fabrica enxuta e Just in time (JUST IN TIME) são baseados no ciclo

de tempo reduzido. (CHIAVENATO, 2006, p.333).

Com a redução do tempo ciclo o processo de fabricação será mais rápido, isso pode acarretar

a necessidade de melhorias, que podem ser desenvolvidas pelo conceito Kaizen, que podem

ser sugeridas através de melhorias no layout, e no balanceamento da linha como explica

Shingo (1996).

2.4. Kaizen

Costa (2008) explica kaizen a partir da língua japonesa como sendo mudança “kai”, para

melhor “zen”, ou seja, melhores mudanças. Essas mudanças e como um processo de

aprimoramento contínuo, através da busca de inovações dos processos produtivos, dos

métodos, das regras e dos procedimentos.

Essas melhorias para Davis; Aquilano; Chase (2000) deve ser utilizada como uma ação

preventiva, ou seja, identificar um problema antes mesmo que ele ocorra. Costa (2008)

explica que a filosofia Kaisen se fundamenta da integração de todos os colaboradores e

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gestores no processo de aprimoramento contínuo, através do sistema de sugestões de

melhorias. Desse modo e possível afirmar que grandes serão os ganhos, em qualidade e

produtividade. Pois um sistema produtivo bem equilibrado não gera custos desnecessários e

esperas de processo elevadas, esperas que podem ser regularizadas a partir do sequenciamento

das operações.

2.5. Sequenciamento

Para Corrêa, C.; Corrêa, H (2007) o sequenciamento das operações se define a partir das

prioridades em um sistema de operações com o intuito de atingir um conjunto de

desempenhos, a partir da programação das operações devidamente alocadas no tempo da

atividade, dentro dos postos de trabalho. Os quais podem ser compostos de um ou de vários

recursos como máquinas, pessoas, equipamentos, computadores ou outros elementos que

auxiliem no processo de produção em massa.

Sequenciamento em linha de montagem tem por objetivo fazer com que os

diferentes centros de trabalhos encarregados da montagem das partes

componentes do produto acabado tenham o mesmo ritmo, e que esse ritmo

seja associado à demanda proveniente do planejamento-mestre de produção,

razão pela qual e chamado de balanceamento de linha. (TUBINO 2007

p.103).

Corrêa, C.; Corrêa, H (2007) afirmam que um conceito muito importante para se desenvolver

um balanceamento é analisar as atividades que agregam e não agregam valor nos postos de

trabalho.

Segundo Tubino (2007), outro ponto a se levar em conta para balancear uma linha de

produção, e a logística de abastecimento e distribuição que além de se utilizar o plano mestre

de produção (PMP), para definir os tempos ciclo, ou ritmos de trabalho que servirão como

parâmetros nas linhas de montagem.

2.6. Balanceamento da Linha de Montagem

Tubino (2007) afirma que o balanceamento de células ou postos de trabalho possuem uma

sequencia lógica de ações dentro da linha de montagem, com os operadores dispostos nos

postos de trabalhos, seguindo um conjunto de operações-padrão necessárias para montar o

produto, ou realizar submontagens de componentes.

Para Davis; Aquilano; Chase (2000) os postos de trabalho estarão balanceados entre si quando

a demanda entre os postos for à mesma, tanto para dimensionamento de supermercados

abastecedores.

Fernandes (2000) explica que para se obter um balanceamento de linhas de produção que

empregam o acionamento contínuo, têm como objetivo de produtividade o isolamento e

multiplicação da ação individual dos operadores.

Para Fitzsimons, J. Fitzsimons, M. (2004) o balanceamento consiste em equilibrar as

operações dos postos de trabalho a partir das rotinas de operações sincronizadas dentro de um

tempo ciclo capaz de atender uma demanda determinada, a partir da utilização de

supermercados de abastecimento de linhas de montagem que utilizam layouts adequados a

cada operação.

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2.7. Layout

Segundo Paranhos (2007), layout ou arranjo físico denomina-se pela maneira de alocar as

máquinas e equipamentos visando aperfeiçoar o fluxo de produção. Este arranjo físico muito

importante, pois ele pode ser decisivo no fluxo do processo, acarretando assim uma maior ou

menor produtividade.

Moreira (2006) explica, que o arranjo físico e muito importante, pois, ele define como ser

disposição dos recursos físicos e materiais físicos e o modo como vão permanecer.

A implantação do layout deve ser bem planejada e estudada, pois futuras alterações podem

representar um gasto excessivo e desnecessário, como explica Slack (2007), sendo elas:

Mudar arranjo físico extremamente difícil e demanda muito tempo;

O rearranjo de uma operação pode acarretar uma redução ou até mesmo uma

parada em sua capacidade, e consequentemente, atrasos e insatisfação o aos

clientes que porventura deixe de ser atendidos;

Uma escolha inadequada pode ser a raiz de diversos problemas, tais como

contra fluxo, inflexibilidade do processo, over de estoque, imprevisibilidade

dos fluxos, aumento no tempo das operações e aumento dos custos de

produção.

Mesmo com o conhecimento dos tipos de layout e seus impactos, definir qual arranjo físico a

der adotado e muito complexo, pois diversas variáveis devem ser levadas em conta com

relação, máquinas e mão de obra disponível, produtividade desejada, flexibilidade das

operações, entre outros. Cada tipo possui características singulares que devem ser

criticamente analisadas, para que se decida o arranjo que melhor atenda as expectativas da

organização, como explica Paranhos (2007).

Para Moreira (2006), o planejamento do arranjo físico tem a preocupação básica, de tornar os

movimentos de trabalho mais fáceis e suaves referentes ao fluxo de materiais ou de pessoas.

3. METODOLOGIA

3.1. Pesquisa

Para Santos (1992) a pesquisa se trata de uma abordagem profunda de um fenômeno natural, é

a busca da resolução de problemas, com o objetivo de adquirir respostas a partir do emprego

de procedimentos científicos.

A participação direta dos pesquisadores dentro do processo produtivo, através da coleta de

dados e variáveis, que influenciam diretamente no processo produtivo, que visa um aumento

de produtividade, trata-se então de uma pesquisa ação, que segundo Gil (2007) se caracteriza

pela participação dos pesquisadores e dos pesquisados no processo de pesquisa.

Para o desenvolvimento desta pesquisa, utilizou-se de relatórios e gráficos e da empresa

estudada de modo a desenvolver melhorias no processo, essa pratica para Reis (2008), se

caracteriza como sendo uma pesquisa documental, da qual se utiliza de informações de

documentos pessoais, dos quais não receberam tratamento cientifico.

Rampazzo (2005), explica que pesquisa bibliográfica, consiste na explicação de um problema

através da utilização de referencias teórica como, livros, revistas, etc. além de justificar os

limites e contribuições que a própria pesquisa pode oferecer.

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3.2. Formas de coletas de dados

Os dados serão coletados através de cronômetro e do software vídeo timer pró.

Por meio de cronômetro, o tempo do operador ao executar a operação é cronometrado,

levando em consideração os três turnos de produção e com operadores diferentes, para ser

eliminada qualquer intempérie do tempo e de agilidade de cada operador.

O cronômetro utilizado será analógico e centesimal, tendo que ser efetuada à transformação

destes tempos coletados por meio de fórmula específica.

Tempo centesimal coletado – Número inteiro x 60

60

Obtendo assim o valor real em minutos e segundos.

Por meio do software Vídeo Timer-pró, todas as operações serão filmadas e lançadas nele.

Neste software as operações a serem balanceadas são filmadas e lançadas dentro do mesmo, e

ele dará a opção de desmembrar toda a operação, para que possa ser dividida em movimentos

que agregam valor e movimentos que não agregam valor. Após essa divisão esses dados

geram alguns gráficos auxiliando assim a visibilidade desses movimentos. Todos os tópicos

digitados no software são transpostos através do próprio software, para uma planilha de Excel,

facilitando a interpretação de cada operação e o estudo do balanceamento.

4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTDOS

4.1 A linha selecionada A linha selecionada era composta por trinta e quatro postos de trabalho, destes vinte dois

manuais, cinco semiautomáticos e sete automáticos.

Figura 1– layout linha

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A necessidade da construção desta nova linha se deu a partir do momento que a capacidade

produtiva da linha do já está no seu limite, e a demanda do cliente aumentou

consideravelmente.

Atendendo ao primeiro objetivo específico, todas as operações foram filmadas e os filmes

foram lançados no programa vídeo timer-pró, que faz o lançamento dos tempos de cada

movimento do operador, neste programa conseguimos visualizar todas as perdas por

movimentos que não tem valor agregado, gerando assim um gráfico para cada operação

conforme mostrado abaixo.

Figura 2– vídeo timer-pró

Com todas as operações já lançadas no programa, partimos para atender nosso segundo

objetivo, que era o de analisar os movimentos que agregam e não agregam valor, através do

Excel.

Com as operações enviadas ao Excel, e a identificação dos movimentos de valor agregado e

os de não valor agregado, foram encontrados vários pontos de melhorias. Esse trabalho foi um

dos mais morosos e de maior importância, pois a partir daí tínhamos todas as operações

mostradas e dispostas para ser trabalhadas.

Com o levantamento da linha selecionada é composta por trinta e quatro postos de trabalho,

destes vinte dois manuais, cinco semiautomáticos e sete automáticos.

Todas as operações foram filmadas e analisadas através do software timer-pró, que faz o

lançamento dos tempos de cada movimento do operador e faz um link direto no Excel, a partir

daí iniciou-se o balanceamento, trabalhando com os tempos e analisando a possibilidade do

posto de trabalho absorver as montagens pré-determinadas, dentro de suas limitações técnicas.

A Tab. 1 demonstra os tempos atuais e os tempos propostos para cada operação.

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Tabela -1

Resumo das Operações

Operação Tempo

Atual

Tempo

após

melhoria

%

Melhorias

Observações

20 83,39 64,41 23 A meta e de 40 motores/hora

O tempo para se produzir um motor

será de 90 segundos

O tempo padrão de balanceamento e de

87 segundos, considerando uma

eficiência de 85% da linha.

A velocidade ideal dos trechos

contínuos e de 1379

milímetros/segundo

30 80,86 73,66 09

35 76,14 41,44 46

60 76,14 41,44 46

90 103,64 94,72 09

100 64,88 51,76 20

110 71,00 60,86 14

120 34,42 32,02 07

130 72,36 56,39 22

140 63,16 56,73 10

160 116,47 94,54 19

170 97,20 94,48 03

180 102,79 74,59 27

190 93,69 69,32 26

200 80,29 52,31 35

210 53,76 51,81 04

212 82,95 6305 24

Fonte: Dos autores

No entanto, a linha de produção sofreu um grande desbalanceamento, levando as operações

que estava dentro do tempo ciclo, tornarem-se operações gargalos para o novo ciclo proposto.

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Esse desbalanceamento fica mais claro ao se observar o Gráf. 1, no qual se propõe a

eliminação ou minimização desses gargalos, a próxima etapa será o balanceamento das

operações, fazendo com que as mesmas fiquem com os tempos ciclo dentro do tempo

determinado.

GRÁFICO 3 – Analise de melhoria

Como se pode visualizar através do gráfico e do quadro gerado pelo Excel, as melhorias de

layout, disponibilidade de ferramentas mais eficientes, e modificação da sequencia de

operação, não proporcionou um melhor tempo apenas nas operações 120, 170 e 210.

Outras operações foram geradas melhorias que reduziram em mais de 50% o tempo ciclo de

produção, como se pode ver nas operações 35 e 60.

5. CONSIDERAÇÔES FINAIS

O presente trabalho visou o ganho produtivo de 50%, em uma linha de montagem de motores,

composta por trinta e quatro postos de trabalho, com uma produção de 20 motores/hora,

através da analise e execução de um balanceamento de linha. Esse estudo analisou o tempo de

transformação do produto, do qual é determinado pelos postos de trabalho a partir de um

tempo ciclo.

Para se alcançar uma maior produtividade da linha de montagem foi proposta a redução do

tempo ciclo de produção, e consequentemente o balanceamento da linha de modo a atingir a

capacidade projetada.

Foi traçada a estratégia, na qual foram realizadas as coletas dos tempos de cada posto de

trabalho, de modo a gerar dados, com o intuito de propor melhorias (kaizen), que mais se

adequavam as necessidades com cada posto. Para isso foi utilizado os softwares vídeo timer-

pró e excel para coletar e analisar a perda produtiva devido aos movimentos que não agregam

valor.

A partir desses dados, foi proposto disponibilizar as peças mais próximas do operador, através

da modificação do layout dos postos, a utilização de ferramentas elétricas e alterando a

sequencia de montagem das peças, o que gerou uma melhoria expressiva no tempo de

montagem.

O sequenciamento levou em consideração cada ação feita pelo operador, como atividades que

agregam e não agregam valor, de modo a aperfeiçoar essas atividades reduzindo ou

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eliminando aquelas atividades que não agregam, reduzindo assim o tempo ciclo de produção

nos postos e melhorando a produtividade da linha.

Melhoria que se pode ser observada quando se analisa o tempo ciclo, reduzido de 2,6 minutos

para 1,3 minutos, a partir de uma eficiência de 85%.

Esse trabalho revelou a capacidade aprimoramento de uma linha de montagem, alcançando

sua capacidade produtiva projetada, no entanto ele propõe um estudo mais profundo, no

intuito de promover melhorias de modo a superar a capacidade projetada, a partir da

disponibilização de recursos financeiros, físicos e mentais.

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