Linha de multi-modelos

modelos (Multi-model) (BECKER e SCHOLL, 2006), conforme ilustra a Figura 19.

Na produção em linha de modelos mistos, os tempos de setup podem ser reduzidos suficientemente a ponto de serem ignorados, assim, a sequencia de produtos misturados pode ser produzida na mesma linha. Apesar de este tipo solução prover maior versatilidade aos sistemas de produção, geralmente requer processos de produção homogêneos. Como consequência os diferentes modelos são considerados como variações da mesma base de produtos, diferenciando apenas por alguns atributos específicos customizáveis, opcionais ao consumidor (BOYSEN, FLIEDNER e SCHOLL, 2008). Estas características fazem das linhas de modelos mistos soluções interessantes para o ambiente make-to-order (BUKCHIN, DAR-EL e RUBINOVITZ, 2002).

Além de favorecer o atendimento às necessidades do consumidor, as linhas de modelos mistos favorecem o conceito de Just in time, uma vez que o consumo da variedade de componentes acontece de uma forma mais nivelada, viabilizando o abastecimento constante em um fluxo puxado (MONDEN, 1983). Neste sentido existem na literatura diversos trabalhos que relacionam o Just in time com as linhas de modelos mistos (SUMICHRAST e RUSSELL, 1990; SUMICHRAST, RUSSELL e TAYLOR III, 1992; XIAOBO e OHNO, 1997; DREXL e KIMMS, 2001; KURASHIGE et al., 2002; JAVADI et al., 2008; RABBANI, RAHIMI-VAHED e TORABI, 2008; ALPAY, 2009; HWANG e KATAYAMA, 2009).

Por fim nas linhas multi-modelos a homogeneidade dos produtos e seus processos não são suficientes para a produção em sequência alternada de modelos, o que levaria a interrupção constante do fluxo de produção. Com o objetivo de evitar tempos e custos de setup a montagem é realizada em lotes. A variação dos tamanhos dos lotes tem impacto direto na influencia do setup na eficiência da linha, e na utilização dos recursos (máquinas e pessoas) (BOYSEN, FLIEDNER e SCHOLL, 2008).

4.3.2 Controle do ritmo da linha – Instalações

Outra característica das linhas de montagem muito discutida nas pesquisas sobre o balanceamento de linha está relacionada com o controle do ritmo de trabalho da linha. Segundo Boysen et al. (2008), as linhas podem ser classificadas em: i) linha ritmada; ii) linha não ritmada assíncrona; e iii) linha não ritmada síncrona.

Em uma linha ritmada um tempo de ciclo comum é dado para todas as estações de trabalho, e o ritmo é mantido contínuo através do avanço do dispositivo que suporta os materiais, como uma esteira rolante, que força os operadores a terminar suas tarefas antes que o produto chegue ao fim da estação de trabalho. Para isto o comprimento das estações deve ser definido de acordo com o balanceamento da linha e restrições técnicas como tamanho das máquinas. Alguns exemplos de linhas ritmadas podem ser encontrados em Lin, Drury e Kim (2001), Zhao, Ohno e Lau (2004), e Winch, Cai e Vairaktarakis (2007).

O segundo tipo de controle do ritmo diz respeito à linha não ritmada assíncrona, que acontece quando, em linhas não ritmadas, o produto montado (workpiece) é transferido sempre que a operação é completada e a estação seguinte está livre, ao invés de ser vinculado a um determinado intervalo de tempo. Após a transferência, a estação continua a trabalhar em um novo produto, a não ser que a estação seguinte não foi capaz de entregá-lo (BOYSEN, FLIEDNER e SCHOLL, 2008).

Para evitar esperas e desconexões, são planejados estoques intermediários entre as estações de trabalho denominados buffers. Estes são utilizados somente para compensar desvios nos tempos das tarefas, pois se uma estação é mais rápida que a outra, o buffer logo será consumido e perderá sua função. Neste tipo de linha, os buffers devem ser utilizados quando houver variações entre as estações de trabalho, como tempos estocásticos de tarefas, e/ou quebras de máquinas, que são relevantes mesmo em tarefas de tempos determinísticos.

Em linhas não ritmadas a taxa de produção não é dada por um tempo de ciclo fixo, mas depende dos tempos das tarefas realizadas. Estes podem ser estimados assim que as tarefas são conhecidas e são influenciados pela alocação dos buffers. Segundo Boysen, Fliedner e Scholl (2008) o planejamento da configuração de uma linha não ritmada assíncrona precisa: i) determinar o balanceamento de linha; ii) alocar os buffers; iii) estimar a produção e/ou medidas de eficiência. Por fim, na linha não ritmada síncrona todas as estações esperam que a estação mais lenta termine suas operações para transferir o produto no mesmo tempo. Neste caso os buffers não são necessários.

Se os tempos são determinísticos este tipo de linha pode ser tratado exatamente como uma linha ritmada com transporte intermitente e tempo de ciclo dado pela estação mais lenta. Em caso de tempos estocásticos existe forte similaridade com as linhas ritmadas, que são interrompidas quando o tempo de ciclo é excedido.

4.3.3 Nível de automação – Instalações

De uma forma simplificada as linhas de montagem podem ser classificadas de duas maneiras quanto ao nível de automação: i) Linhas manuais; e ii) Linhas automatizadas. Boysen, Fliedner e Scholl (2008) colocam que apesar das grandes vantagens na automação de processos de montagem, ainda existem muitos sistemas baseados em linhas manuais, principalmente onde as peças são frágeis ou precisam ser manuseadas frequentemente, o que inviabiliza o uso de robôs (Bi e Zhang, 2001). Nos países onde os salários são menores as linhas manuais podem ser uma alternativa eficiente às caras máquinas automatizadas, caso dos países emergentes como o Brasil.

Tempelmeier (2003) afirma que o desempenho dos operadores da linha depende de uma série de fatores, como motivação, ambiente de trabalho ou stress físico e mental. Esta realidade acaba por afetar os tempos das tarefas submetidos à variações estocásticas. Shtub e Dar-El (1989) afirmam que a falta de motivação e o baixo nível de satisfação, causados pela repetição de tarefas elementares, têm sido considerados a maior desvantagem dos sistemas de montagem. Neste sentido, o trabalho de Lin, Drury e Kim (2001) relacionam aspectos ergonômicos com a qualidade dos produtos em linhas manuais ritmadas.

Outro fator que influencia diretamente no desempenho da linha está relacionado com a experiência individual do operador, o chamado efeito (ou curva) de aprendizagem. Com o efeito de aprendizagem os operadores vão se habituando às tarefas de montagem dos produtos, e ganham em redução do tempo das operações e aumento de

produtividade (SHAFER, NEMBHARD e UZUMERI, 2001;

MONTANO et al., 2007; TOKSARI et al., 2010).

Apesar dos aspectos humanos das linhas manuais, este tipo de linha permite um incomparável nível de flexibilidade (BOYSEN, FLIEDNER e SCHOLL, 2008) na medida em que os operadores das estações próximas podem ajudar uns aos outros em caso de atraso nas tarefas. Neste sentido o layout em “U” facilita a flexibilidade, onde os operadores mais próximos podem ajudar-se mutuamente e também realizar atividades de ambos os lados no mesmo tempo de ciclo, conforme sugerido pelo Sistema Toyota de Produção (MONDEN, 1983).

Nos lugares onde a mão de obra é mais cara normalmente são encontradas linhas automatizadas. A automatização completa de uma linha de montagem geralmente acontece quando o ambiente de trabalho é muito hostil, ou insalubre, ou ainda quando robôs desempenham as

tarefas de uma maneira mais econômica e precisa, com melhor qualidade e tempos previsíveis (determinísticos). Quando a linha de montagem é composta somente por robôs é chamada de linhas de montagem robóticas. Este tipo de linha vem sendo extensivamente aplicada nos sistemas de montagem nas últimas décadas (GAO et al., 2009).

Além da utilização de robôs, as linhas automatizadas podem ser compostas de máquinas especializadas, onde cada máquina executa uma tarefa específica, o que reduz a flexibilidade da linha. Contudo, o aumento da diferenciação dos produtos, que são produzidos na mesma linha, justifica maior flexibilidade, mesmo nas linhas automatizadas. Este fator leva a implementação de linhas automatizadas mais flexíveis com máquinas multifuncionais com ferramentas que possam desempenhar diversas tarefas e velocidades. As máquinas multifuncionais modernas são equipadas com diversas ferramentas na mesma máquina, o que permite o desempenho de diversas operações na mesma peça simultaneamente (BOYSEN, FLIEDNER e SCHOLL, 2008).

4.3.4 Layout – Organização

Um aspecto importante para as configurações das linhas de montagem diz respeito à escolha do layout em que estas são organizadas. O layout dos sistemas de produção de fluxo em linha é determinado pelo fluxo dos materiais, no entanto existem algumas alternativas que podem ser utilizadas (BECKER e SCHOLL, 2006). Tradicionalmente as linhas de montagem são organizadas em linha serial onde as estações de trabalho são alocadas ao longo da esteira, geralmente em linha reta. Cada estação executa uma ou mais tarefas em partes do produto acabado (BAYBARS, 1986). Este tipo de layout foi utilizado originalmente no desenvolvimento das linhas de montagem, contudo, conforme abordado no capítulo anterior, este tipo de layout não é tão flexível como alternativas.

Como alternativa de maior flexibilidade às linhas seriadas, ou retas, surgiram as linhas em formato “U”. Nesta organização de layout o início e o fim da linha estão próximos. As estações mais próximas umas das outras fazem com que os operadores multifuncionais possam operar em mais de uma estação em seu ciclo de trabalho. Além disso, permite uma maior visibilidade e comunicação entre os operadores e aumenta a flexibilidade, através da inclusão ou retirada de operadores conforme as

variações de demanda (ÖZCAN e TOKLU, 2009). A Figura 20 ilustra o layout serial e o layout em formato U.

Outra melhoria com relação a flexibilidade das linhas de montagem possível a partir do arranjo físico foi a introdução de diferentes tipos de paralelismo, como: i) linhas paralelas; ii) estações paralelas; iii) tarefas paralelas; e iv) linhas de dois lados.

As linhas paralelas permitem a redução de falhas de montagem e aumentam a flexibilidade do sistema. A utilização de deste tipo de arranjo físico torna possível o aumento dos tempos de ciclo, o que faz com que a divisão do trabalho seja pequena e permita que apenas alguns operadores sejam adotados em cada linha, como ilustrado na Figura 21. Estes operadores são normalmente organizados como times autônomos de trabalho (SÜER, 1998).

Figura 20 – Layout serial (1) e Layout em “U” (2).

Fonte: Özcan e Toklu (2009).

Mesmo em linhas únicas, as vantagens do paralelismo podem ser utilizadas através de estações paralelas. Principalmente em linhas onde a taxa de produção é alta, normalmente algumas tarefas excedem o tempo de ciclo estabelecido. Nestes casos são criadas estações paralelas onde os operadores desempenham as mesmas tarefas, reduzindo o tempo da operação proporcionalmente ao número de operadores nas estações (PINTO, DANNENBRING e KHUMAWALA, 1981; BARD, 1989;

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