SIMULAÇÃO DE ARRANJO FÍSICO PARA LINHA DE MONTAGEM
COM CAMINHÕES DESMONTÁVEIS DE PLÁSTICO: APRENDIZADO
DE CONCEITOS DE PRODUÇÃO POR MEIO DE JOGOS DIDÁTICOS
Celso M. Dalledonne1, Fabiano B. Romanel2, Marçal G. Colman3
1 Faculdades OPET 2 Faculdades OPET 3 Faculdades OPET
celso.dalledonne@uol.com.br; fabianoromanel@opet.com.br; mgcolman@terra.com.br
Resumo: A disciplina de Gestão da Produção do curso de Engenharia de Produção
tem por objetivo transmitir aos alunos os conceitos básicos associados à administração industrial. Neste cenário, estabelece-se o problema deste artigo: Como utilizar um jogo didático em grupos de trabalho para ensinar definições e tipologias de processos produtivos em linhas de produção? O jogo em questão foi desenvolvido na metodologia do experimento, visando transmitir aos alunos os conceitos de uma forma mais prática e de fácil compreensão. Nesta atividade cada grupo desenvolveu seu próprio sistema de montagem de um brinquedo desmontável, utilizando para isto os conceitos teóricos aprendidos em sala de aula. Como resultado, foram comparadas as diversas propostas de diferentes arranjos físicos considerando-se todos os critérios técnicos aplicáveis, por meio da avaliação dos tempos de processo e balanceamento da linha de produção, para definição da melhor simulação. Este método de ensino, por meio da realização de simulações, facilita a compreensão de conceitos teóricos, estimulando a criatividade e a implantação de diferentes alternativas para o processo considerado.
Palavras-Chave: Simulação; Jogos didáticos; Arranjo físico industrial.
1. Introdução
O uso de jogos didáticos em equipe é uma alternativa de ensino, pois permite abordar conceitos teóricos estudados em sala de aula por meio da simulação do processo produtivo associado, com o objetivo de melhorar a compreensão destes conceitos pelos alunos. Os jogos e simulações permitem a prática sem os riscos de
falhas das situações reais. Por isso, os jogos tem se difundido como ferramenta de apoio nas universidades e nas indústrias, pois proporciona ao aluno uma visão mais aproximada da realidade prática de aplicação de conceitos teóricos visto em aulas expositivas. Ressalta-se, no entanto, que os jogos não devem ser a única forma de ensino, mas um complemento do conteúdo já lecionado (DOYLE; BROWN, 2000; SMEDS, 2003; DEPEXE et al, 2006).
Neste contexto, este artigo trata da aplicação de um jogo no ensino de conceitos de Engenharia da Produção, na graduação. Este artigo tem como objetivo geral: utilizar um jogo didático em grupos de trabalho para ensinar definições e tipologias de processos produtivos em linhas de produção; e como objetivos específicos: a) apresentar os resultados obtidos pela aplicação de um jogo didático como ferramenta de apoio ao ensino de arranjo físico produtivo, por meio de uma simulação de uma linha de montagem de veículos, a partir do qual se podem abordar diversos conceitos relativos aos sistemas de produção; b) a partir dos resultados alcançados, avaliar possíveis melhorias no procedimento didático escolhido, com foco nos objetivos didáticos da disciplina.
Os conceitos abordados durante o jogo dizem respeito ao planejamento do fluxo do processo e respectiva documentação de produção, fluxo de materiais, distribuição de atividades de produção, balanceamento dos tempos associados, trabalho em equipe, além de elementos de liderança e organização. Desta forma, o exercício prático permite proporcionar aos alunos um melhor entendimento dos conceitos de gestão da produção.
2. Os jogos como apoio didático
Desde o ano 3000 a. C., os jogos são atrelados ao ensino. Nesta época, na China, o jogo de guerra Wei–Hai era utilizado para treinar soldados em situações práticas. Na mesma época, na Índia, o jogo chamado Chaturanga, utilizado para a mesma finalidade, também era utilizado (SAUAIA, 1995). Foi nos anos 1950 que as simulações começaram a ser utilizadas em universidades americanas, no ensino de executivos em cursos de pós-graduação com os jogos de empresa, tornando conceitos abordados com fácil assimilação e representaram uma alternativa ao ensino tradicional, eficiente, dinâmica e prática. Já em 1963, 20% do tempo dedicado ao ensino em cursos de políticas de negócios nos EUA era realizado por
meio de jogos de empresas, segundo pesquisa feita pela Universidade do Texas (SAUAIA, 1995). No Brasil, os primeiros jogos foram aplicados como traduções dos modelos norte-americanos nas faculdades de administração, nos anos 1980. Desde então, os jogos adquiriram local de destaque por seu aspecto diferenciado e eficiente (GRAMIGNA, 1993).
A aplicação prática de conceitos e a sua simulação em cenários distintos são apontados por Tubino e Schafranski (2000) como vantagens da aplicação de jogos. Para Gramigna (1993), o caráter lúdico dos jogos somado ao ambiente fortemente participativo e centrado no estudante, proporciona a eles uma possibilidade de aprendizagem satisfatória e efetiva, aliando a teoria apresentada nas aulas expositivas à aplicação prática no jogo. O aspecto prático da atividade nos jogos também é ressaltado por Godoy (1997), pois esse conhecimento empírico pode ser exigido no mercado de trabalho. A representação de situações reais permite o teste de conceitos na prática sem dispender tempo, recursos e os vários riscos de uma situação real (COSTA et al, 2006). Para Kallás (2003), os jogos promovem a participação dos estudantes em maior escala que aulas tradicionais, onde a interação resume-se à comentários e discussões simples.
Os jogos voltados ao ensino de Engenharia se enquadram melhor nos chamados em jogos de processos. Dentro desta linha, os pesquisadores vêm utilizando jogos no ensino de áreas técnicas. Tommelein e Choo (1999) fez uso de um jogo de dados para demonstrar um determinado fluxo de trabalho, enquanto Santos et al (2002) utilizaram um jogo para simular técnicas de programação por linhas de balanço.
3. Procedimentos Metodológicos
Os conceitos selecionados para serem passados por meio do jogo foram: estudo de tempos e métodos, fluxograma, balanceamento de linha de produção e planejamento de layout. A atividade de montagem dos caminhões de plástico foi planejada conforme a sequência de etapas definidas na sequência de três partes definida abaixo. Este exercício prático foi desenvolvido com nove unidades do caminhão de plástico e os grupos deverão se programar adequadamente.
Considerando este conceito como pressuposto, as equipes de trabalho desenvolveram os seguintes procedimentos:
3.1 Parte 1 – planejamento, fluxograma e arranjo físico
A primeira parte da atividade foi composta por cinco etapas, descritas como fases A, B, C, D e E, descritas a seguir.
A) Definir a lista de peças do produto
A equipe deveria relacionar todas as peças que compõem o produto. Esta lista seguiu o modelo definido em sala de aula e representa uma lista de peças do produto e deverá incluir todas as peças com respectivas quantidades. Caso o grupo considerasse conveniente, poderiam ser definidos códigos de peças e produtos.
B) Estabelecer a estrutura analítica do produto
Com base na relação de peças, a equipe deveria definir a composição do produto e desenhar a correspondente estrutura analítica, conforme o exemplo da Figura 1. Esta representação permitiu que o grupo planejasse adequadamente a sequência das operações de montagem do produto.
Após definir a composição do produto, a equipe preencheu a folha de processo, detalhando a sequência das operações de montagem, por meio de planilha sugerida pelo professor.
C) Propor uma divisão da operação de montagem em elementos e definir o fluxograma vertical.
Com base na estrutura analítica do produto e na sequência definida para a montagem conforme folha de processo, a equipe deveria utilizar o modelo de
fluxograma (Figura 2) para definir as etapas de montagem dos componentes do produto.
Figura 2 - Modelo de fluxograma vertical
O fluxograma deveria conter a descrição detalhada dos passos a serem seguidos na etapa de montagem, com o máximo de informações possível. Ou seja, os operadores deveriam receber todas as orientações necessárias para a boa execução da montagem do produto.
D) Propor um arranjo físico de postos de trabalho para o processo de montagem. Com base nas definições relativas à
folha de processo e à sequência da montagem desenhada no fluxograma, a equipe deveria definir um arranjo físico para a montagem das 9 (nove) unidades do caminhão de plástico. O arranjo físico definido pelo grupo deveria ser preparado no espaço próprio para o exercício, a partir da arrumação das mesas de montagem
(FIGURA 3). Figura 3 - Sala para montagem
E) Definir/adaptar uma folha de observações para as cronometragens.
A próxima etapa foi a definição da folha para as tomadas de tempo das etapas do processo. Para isto as equipes deveram utilizar um modelo de planilha
fornecido pelo professor, ajustando para a quantidade de postos de trabalho defina pela equipe. Realizadas as cinco etapas iniciais, inicia-se a Parte 2 da atividade.
3.2 Parte 2 – Documentação e Cronometragem
Nesta etapa, cada grupo recebeu três unidades do produto para proceder à definição da documentação de montagem, conforme estabelecido na Parte 1 do exercício. As equipes deveriam estabelecer o arranjo físico proposto no item D e realizar cinco cronometragens iniciais. Para isto deveriam ser utilizados os três produtos disponibilizados para cada grupo.
Após a execução das atividades, as equipes precisariam avaliar o balanceamento da linha com base nas cinco cronometragens iniciais e verificar necessidade de ajustes no arranjo físico e distribuição de tarefas; caso necessário, poderiam repetir as cinco cronometragens. Caso houvesse necessidade de ajustes, estes deveriam ser promovidos também na documentação definida na Parte 1 do exercício. Com base nas cronometragens iniciais, as equipes deveriam definir o número de ciclos de cronometragem e proceder às cronometragens, com as devidas anotações, utilizando as folhas de cronometragem.
Após executar as cronometragens, foi solicitado que as equipes procedessem às seguintes definições: Definir horário de trabalho e tempo de descanso; Definir FT – Fator de Tolerância e estimar V – velocidade de operação; Calcular: TC = TM = Tempo Cronometrado; TN = Tempo Normal; TP = Tempo Padrão; Definir TS = Tempo Padrão de setup, tempo de finalização e tempo padrão do produto.
Concluída esta fase, teve início a Parte 3, finalizando a linha de montagem.
3.3 Parte 3 – Finalização de Linha de Montagem
Nesta etapa, ocorreram oito etapas para a implantação da linha de montagem. Cada equipe deveria proceder à cronometragem definitiva para o conjunto de nove produtos, com as devidas anotações. Esta atividade foi cronometrada e os tempos foram anotados para posterior avaliação de desempenho. Cada grupo deveria estabelecer a sua sequência de montagem – arranjo físico definido na etapa anterior – e poderá executar 1 (um) ciclo de teste. Após o ciclo de teste, o grupo executou a montagem das 9 (nove) unidades do produto. Para a cronometragem das atividades foram utilizados cronômetros temporizadores (celulares; tablets; cronômetros convencionais; etc). As instruções
para preenchimento das fichas de anotação foram disponibilizadas no arquivo “montagem caçambão”, conforme Figura 4:
Figura 4 - Instruções para preenchimento da folha de cronometragem
Os critérios de avaliação de desempenho foram: Tempo total médio de montagem das nove unidades; Balanceamento dos postos de trabalho e Qualidade do produto final, avaliado pelo responsável pela qualidade do produto. Cada equipe deveria, ainda elaborar um relatório geral da atividade, incluindo toda a etapa de preparação e definição dos critérios a serem adotados na execução da atividade, incluindo os resultados obtidos após a execução da atividade e as conclusões do grupo.
Na continuidade foram levantados os tempos e definidos os coeficientes indicados. Com base nos resultados alcançados, os grupos procederam a ajustes no processo e iniciaram a montagem das nove unidades disponibilizadas. Foram tomados os tempos de processo e avaliada a qualidade do produto final.
3.4 Parte 4 - Etapa de Definições
Nesta etapa as equipes fazem as definições do processo de montagem do “caçambão”, conforme orientado na Parte 1. Estas definições servirão para a etapa de ajustes, quando serão montadas três unidades do produto. A Figura 5 ilustra os grupos de trabalho fazendo a etapa das definições.
Figura 5 - Atividade de definições do processo
3.5 – Parte 5 - Preparação da Linha de Montagem
Após as definições do processo, a equipe fez a preparação da linha de montagem segundo a documentação elaborada na etapa 5. Esta preparação foi utilizada para a montagem inicial de três unidades e posteriormente aos ajustes implantados, para a montagem cronometrada das nove unidades. A Figura 6 ilustra a preparação dos materiais para início da atividade de montagem e cronometragem do processo.
Figura 6 - Atividade de preparação da linha de montagem
3.6 - Etapa 6 - Montagem
A etapa de montagem abrange dois procedimentos distintos: Etapa de teste com três unidades; e Montagem de nove unidades com cronometragem e controle de qualidade. Para a montagem das nove unidades o grupo ainda dispõe de uma montagem de teste, antes do início da cronometragem. As fotos da Figura 7 registram os grupos em ação:
Figura 7 - Atividade de montagem do produto, com cronometragem
3.7 - Etapa 7 Controle de Qualidade
Ao final do processo foi feita a verificação da montagem, avaliando-se se as partes estão corretamente ajustadas. Quando encontradas não-conformidades, o produto foi devolvido ao processo e o grupo foi penalizado com tempos adicionais de processos. As fotos da Figura 8 ilustram estre controle.
Figura 8 - Controle de qualidade do produto montado
3. 8 - Resultados
O desempenho individual dos grupos de trabalho foi medido a partir de dois critérios: tempo médio de produção e balanceamento dos postos de trabalho. A avaliação de desempenho dos grupos levou em consideração a distribuição de atividades definida por cada grupo e o tempo médio de execução da cada atividade em nove ciclos de montagem. O Quadro 1 resume o desempenho geral dos grupos
pela avaliação dos critérios de tempo total, balanceamento da linha e qualidade do produto, indicando do lado direito a classificação final dos grupos e definição do grupo de melhor desempenho.
Grupo # tempo total balanceamento Q total
1 6 4 7 17 1º lugar: campeão! 6 3 5 7 15 2º lugar 2 7 3 3 13 3º lugar 5 4 7 2 13 3º lugar 3 5 6 1 12 5º lugar 4 2 1 5 8 6º lugar 7 1 2 5 8 6º lugar
critério: pontuação de 1 a 7 nos diversos quesitos, sendo 7 pontos para o melhor e 1 ponto para pior. Quadro 1- Avaliação Final
Na sequência, o Gráfico 1 dá uma ideia visual do desempenho dos grupos, considerando-se os critérios definidos na Quadro 1.
Gráfico 1 - Resultado Geral
A partir dos resultados da aplicação do jogo, observa-se que o objetivo de apresentar os resultados obtidos com a aplicação do jogo foi alcançado. Segundo a avaliação geral de professores orientadores e alunos participantes, houve intensa participação de todos durante toda a atividade e, ao final dos trabalhos, houve consenso de que houve um excelente aproveitamento da atividade para a compreensão dos conceitos teóricos em atividades práticas. Em relação à avaliação de possíveis melhorias no procedimento escolhido, foi proposta a implementação de uma etapa de planejamento das atividades na sala de exercícios, de forma a permitir uma preparação mais adequada para a etapa final do jogo.
4. Considerações finais
A simulação de linha de montagem por meio de um jogo reforçou que essa atividade é uma forma alternativa de ensino, proporcionando espaço para a aplicação de conceitos teóricos na prática, em ambiente simulado, conferindo uma visão mais aproximada da realidade para o estudante. Destaca-se o autoconhecimento do aluno frente a situações de dificuldade, sem a exposição do risco de uma situação real. A atividade proporcionou também o exercício do trabalho em equipe, da competição e da diversão, aumentando o interesse dos alunos sobre os conceitos estudados em sala de aula.
Os resultados desta aplicação confirmaram o envolvimento dos estudantes em uma atividade de caráter lúdico, em ambiente participativo e centrado no estudante. No que se refere especificamente ao ensino da Engenharia, notou-se que esta atividade também pode ser considerada um jogo de processo, reforçando os conceitos de estudo de tempos e métodos, fluxograma, layout da instalação e Balanceamento da Linha de Produção.
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