Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento
utilizando paletes
Mariana Oliveira
Dissertação de Mestrado
Orientador na Continental: Eng. Manuel Sampaio
Co-Orientadores na FEUP: Prof. José Luís Esteves e Paulo Tavares de Castro
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
Resumo
Esta dissertação surge no seguimento de um projeto da Continental que visa a implementação de AGVs no abastecimento de um buffer de borrachas. Assim, esta tese tem como objetivo tornar este armazém intermédio num espaço AGV friendly com recurso a novos sistemas de armazenagem e/ou mudanças de layout.
Para além disso, e como existe um segundo buffer de borrachas na fábrica, foi solicitado um levantamento de problemas logísticos, que pudessem existir, e as respetivas soluções.
A primeira abordagem ao problema passou pela análise exaustiva dos fluxos de materiais nos dois armazéns, tendo sido revelados uma série de problemas. Em primeiro lugar, em ambos os armazéns não constavam todos os artigos necessários à produção, obrigando os operadores a precorrem distâncias extra para os encontrarem, sendo este inconveniente bastante mais notório no armazém de menor capacidade. Um outro problema detetado foi a não concordância entre o consumo dos materiais e a sua distribuição pelos armazéns.
Com base numa análise ABC e XYZ foi proposta uma nova distribuição dos materiais, revelando-se particularmente benéfica no tempo até à rotura de cada material, passando a ser possível garantir, pelo menos, 2 dias de stock no buffer sem que este seja abastecido.
No buffer de maior capacidade foi proposto um novo layout com dois corredores de acesso, permitindo assim a livre circulação do veículo autónomo (sem interferências de humanos). Para além disso, sugeriram-se dois novos sistemas de armazenagem: um com recurso a tapetes de correntes e outro semiautomático com um pallet shuttle. No restante buffer foi apenas proposta a instalação de uma estrutura Push Back com três níveis, que permite colmatar a incapacidade de armazenagem verificada.
Em suma, os objetivos propostos foram cumpridos com a sugestão de três novos sistemas de armazenagem, tendo sido apresentados os principais ganhos inerentes à sua implementação. Contudo, a principal ilação a retirar desta dissertação é a de que nem sempre são necessários investimentos avultados para se verificarem melhorias consideráveis, por vezes, uma organização mais ponderada do armazém basta.
Mechanisms and logistics systems for storage using pallets
Abstract
This dissertation follows a Continental project that aims to implement AGVs in the supply of a rubber buffer. So, this thesis aims to make this intermediate warehouse in an AGV friedly space with the use of new storage systems and/ or layout changes.
In addition, given the existence of a second rubber buffer in the factory, a survey of logistical problems, if any, and the respective solutions were requested.
The first approach to the problem was an exhaustive analysis of the material flows in the two warehouses, revealing a series of problems. Firstly, both warehouses did not include all the items required for the production, forcing the operators to dislocate extra/additional distances towards the materials. This inconvenience was notorious in the warehouse of lower capacity. Another detected problem was the lack of congruency between the materials consumed and distributed by the warehouses.
Based on an ABC and XYZ analysis, a new distribution of the materials was proposed. This proved to be particularly beneficial in the stock out time of each material, being possible to guarantee, at least, 2 days of stock in the buffer without being stocked out.
In the biggest buffer, a new layout with two access halls was proposed, thus allowing free movement of the AGV, without human interference. In the addition, two new storage systems were suggested: one using chain conveyors and other using a pallet shuttle. In the remaining buffer it was only proposed the installation a three-level Push Back rack, which allows to overcome the verified storage inability, was proposed.
In sum, the proposed objectives were fulfilled with the suggestion of three new storage systems, presenting the main gains inherent to its implementation. However, the main lesson to be drawn from this project is that large investments are not always necessary for considerable improvements, sometimes a more thoughtful organization in a warehouse is enough.
Agradecimentos
Começo por agradecer à Continental pela oportunidade concedida.
Agradeço ao Eng. Manuel Sampaio pela forma como me recebeu e orientou durante todo o meu trabalho. Por todo o tempo que dispôs comigo, pela confiança que sempre teve em mim, por todas as críticas e sugestões e por todos os ensinamentos transmitidos, um muito obrigada.
Aos Professores Paulo Tavares de Castro e José Luís Esteves, orientadores da faculdade, por terem aceite este projeto, estando sempre disponíveis e por terem sido sempre uma referência durante todo o meu percurso nesta instituição.
Não posso deixar de agradecer ao Professor António Paulo por me ter encaminhado durante os últimos anos, pela confiança que sempre demonstrou em mim e por me ter concedido a oportunidade de trabalhar neste projeto.
A todos os meus amigos que me acompanharam durante o meu percurso académico. Em particular, à Daniela, à Sara, à Joana, à Inês, ao Nuno e ao Moura pela amizade de anos.
Ao meu irmão pelos incontáveis momentos de riso e pela relação de amizade e companheirismo que só contigo partilho. À minha avó Luísa pelo amor e por ser a minha fonte de confiança.
Quero deixar um especial obrigada à pessoa responsável por todo o meu percurso académico e educação, que esteve presente em todos os momentos, nunca me deixou desistir e sempre me ensinou que as estradas mais difíceis, são as que conduzem aos melhores destinos, à minha mãe. Ao meu exemplo de força, a quem dedico esta dissertação como agradecimento formal por toda minha formação.
Por último, ao meu pilar, ao António, com quem tive a sorte de partilhar a aventura da FEUP nos últimos cinco anos. Pelo amor, pela paciência, pelos longos dias e noites de estudo, por estares sempre lá, por acreditares sempre em mim e me fazeres lutar pelos meus sonhos.
Índice de Conteúdos
1. Introdução ... 11
1.1 Apresentação da empresa ... 11
1.2 Enquadramento do projeto e Motivação ... 12
1.3 Objetivos ... 12
1.4 Metodologia ... 13
1.5 Organização da dissertação ... 13
2.1 Logística e Gestão de Armazéns ... 14
2 Revisão Bibliográfica ... 15
2.1.1 Filosofia Lean ... 15
2.1.2 Armazéns ... 16
2.1.3 Stocks ... 17
2.2 Sistemas de armazenagem de paletes ... 22
2.2.1 Block stacking ... 22
2.2.2 Drive-In/ Drive-Through ... 23
2.2.3 Push Back ... 24
2.2.4 Pallet Shuttle ... 25
2.2.5 Comparação de sistemas de armazenagem ... 27
2.3 Sistemas de movimentação de paletes ... 28
2.3.1 Transportador de Rolos ... 28
2.3.2 Transportador de correntes ... 28
2.2.3 Comparação de sistemas de movimentação ... 29
3 Caso de Estudo ... 30
3.1 Apresentação do problema ... 30
3.2 Análise do fluxo de materiais ... 33
3.3 Análise de layouts ... 40 3.3.1 Buffer 1 ... 41 3.3.2 Buffer 2 ... 44 4 Soluções Propostas ... 49 4.1 Tapete de correntes ... 51 4.1.1 Especificações Técnicas ... 53
4.1.2 Layout e Distribuição de Materiais... 58
4.2 Pallet Shuttle ... 63
4.3 Push Back ... 65
4.3.1 Layout e Distribuição de Materiais ... 66
5 Resultados e Discussão ... 71
5.1 Buffer 1 ... 71
5.2 Buffer 2 ... 75
6 Conclusões e Trabalhos Futuros ... 79
6.1 Conclusões ... 79
6.2 Trabalhos Futuros ... 80
Acrónimos
AGV – Automated Guided Vehicle
FEFO – First Expired, First Out
FIFO – First In, First Out
JIT – Just In Time
Índice de Figuras
Figura 1 – Empilhamento em bloco. ... 23
Figura 2 – Sistema de armazenagem Drive-In. Mecalux (2017) ... 23
Figura 3 – Sistema de armazenagem Push Back. Mecalux (2017) ... 25
Figura 4 – Pallet Shuttle. Mecalux (2017) ... 26
Figura 5 – Armazenamento totalmente automático com Pallet Shuttle. Mecalux (2017) ... 26
Figura 6 – Transportador de rolos. Antípoda (2017) ... 28
Figura 7 – Transportador de correntes. Group Alvey (2017) ... 29
Figura 8 – Planta do piso 1. ... 30
Figura 9 - Distribuição dos materiais no buffer 1 em março de 2017. ... 33
Figura 10 - Distribuição dos materiais no buffer 2 em março de 2017. ... 34
Figura 11 – Interpolação linear CE1606. ... 38
Figura 12 – Tempo até stock out em março 2017. ... 39
Figura 13 – Esquematização do sistema Push. ... 40
Figura 14 - Planta com layout atual do buffer 1. ... 41
Figura 15 - Distribuição do consumo dos materiais tendo em conta a sua disposição no buffer 1 em março 2017. ... 42
Figura 16 – Diagrama de ABC para o buffer 1 em janeiro, fevereiro, março e abril 2017. ... 43
Figura 17 - Planta da zona de misturação nova com layout atual do buffer 2 sombreado a amarelo. 44 Figura 18 - Distribuição do consumo dos materiais tendo em conta a sua disposição no buffer 2 em março 2017. ... 45
Figura 19 – Análise ABC para o buffer 2 em: janeiro, fevereiro, março e abril de 2017. ... 47
Figura 20 – Desenho tridimensional das paletes armazenadas nos buffers: à esquerda com longarinas e à direita com quatro pés. ... 50
Figura 21 - Esquematização de um sistema de armazenamento e transporte de paletes através de um tapete de correntes. ... 51
Figura 22 - Esquema das posições do tapete de correntes e respetivo fluxo. A sombreado representam-se posições com paletes e a branco as posições vazias/representam-sem paletes. ... 52
Figura 23 - Esquematização do funcionamento do tapete. A sombreado representam-se posições com paletes e a branco posições vazias/ sem paletes. ... 52
Figura 24 – Protótipo do tapete de correntes individual. ... 53
Figura 25 - Esquematização da solução adotada em tapetes onde a corrente assenta num perfil plástico. ... 54
Figura 26 - Catálogo da Sedis de correntes de rolos. ... 55
Figura 27 - Planta do buffer 1 com layout referente à proposta com tapete de correntes. ... 58
Figura 31 - Esquematização de um sistema de armazenamento e transporte de paletes através de uma estrutura Push Back. ... 65 Figura 32 - Planta do buffer 2 com layout referente à proposta com Push Back. ... 66 Figura 33 – Distribuição de materiais no novo layout do buffer 2. ... 69 Figura 34 - Mapa de cores para a distribuição dos materiais no novo layout do buffer 2: a) com base na análise ABC e XYZ; b) com base no consumo. ... 70 Figura 35 – Comparação entre a solução de armazenagem atual e a solução proposta tapete de correntes – variedade e paletes totais. ... 72 Figura 36 - Comparação entre a solução de armazenagem atual e a solução proposta tapete de correntes – utilização de volume e área. ... 72 Figura 37 – Comparação dos tempos até stock out entre a solução de armazenagem atual no buffer 1 e a solução proposta tapete de correntes em março 2017. ... 73 Figura 38 - Comparação dos tempos até stock out entre a solução de armazenagem atual no buffer 1 e a solução proposta tapete de correntes em março 2017 – zoom. ... 74 Figura 39 - Comparação entre a solução de armazenagem atual e a solução proposta estante Push Back – variedade e paletes totais. ... 76 Figura 40 - Comparação entre a solução de armazenagem atual e a solução proposta tapete de correntes – utilização de volume e área. ... 76 Figura 41 - Comparação dos tempos até stock out entre a solução de armazenagem atual no buffer 2 e a solução proposta push back em março 2017. ... 77 Figura 42 - Comparação dos tempos até stock out entre a solução de armazenagem atual no buffer 2 e a solução proposta Push Back em março 2017– zoom. ... 77
Índice de Tabelas
Tabela 1 – Regras para a classificação dos artigos em ABC. ... 19
Tabela 2 – Regras para a classificação dos artigos em XYZ. ... 20
Tabela 3 – Matriz ABC-XYZ. ... 20
Tabela 4 - Análise do fluxo de materiais em março 2017. ... 35
Tabela 5 – Matriz ABC-XYZ para o buffer 1 em janeiro, fevereiro, março e abril 2017. ... 44
Tabela 6 – Análise de fluxo do buffer 2 em março 2017. ... 46
Tabela 7 – Matriz ABC-XYZ para o buffer 2 em janeiro, fevereiro, março e abril 2017. ... 48
Tabela 8 – Seleção de correntes de transporte. ... 56
Tabela 9 – Seleção de motores. ... 57
Tabela 10 – Dados técnicos dos moto-redutores. ... 57
Tabela 11 - Dados relativos ao novo layout do buffer 1: utilização de área, volume, capacidade e variedade. ... 59
Tabela 12 – Cálculos para atribuição de espaços a cada material buffer 1. ... 61
Tabela 13 - Dados relativos ao novo layout do buffer 2: utilização de área, volume, capacidade e variedade. ... 67
Tabela 14 - Cálculos para atribuição de espaços a cada material no buffer 2. ... 68
Tabela 15 – Comparação dos tempos até stock out para a distribuição de materiais atual e proposta no buffer 1 em março em termos de média, desvio padrão, máximo e mínimo. ... 75
Tabela 16 – Comparação dos tempos até stock out para a distribuição de materiais atual e proposta no buffer 2 em março em termos de média, desvio padrão, máximo e mínimo. ... 78
1. Introdução
1.1 Apresentação da empresa
A Continental foi fundada em 1871 em Hannover, Alemanha, onde eram produzidos produtos de borracha macia, tecidos revestidos e borrachas, pneus maciços e bicicletas. Desde dessa altura que a empresa tem uma visão clara e objetiva – “trazer segurança às estradas sem comprometer o conforto e prazer de conduzir”.
Hoje, passados mais de 100 anos de existência, a visão continua a mesma – “zero acidentes” – e a Continental apresenta-se no top cinco de fornecedores mundiais da industria automóvel.
Atualmente, o grupo divide-se em cinco divisões:
• A Chassis & Safety onde são desenvolvidos sistemas para um futuro automóvel mais seguro;
• A Powertrain visa encontrar soluções inovadoras e eficientes em torno do sistema motriz em veículos de todas as classes;
• A Interior que se preocupa com a gestão de informação no veiculo;
• A Divisão Pneus, que como o nome indica, produz pneus adequados para todo o tipo de veículos;
• E a ContiTech, especialista em tecnologia de borracha e plásticos, desenvolve e produz peças, componentes e sistemas funcionais para o fabrico automóvel.
A fábrica em Lousado é uma das mais bem cotadas do grupo com um crescimento notável. A mesma produz à volta de 60 mil pneus por dia e emprega mais de 1900 colaboradores. Com uma faturação que, em 2016, ultrapassou os 800 milhões de euros, é uma referência e encontra-se, de momento, em expansão com a construção de uma nova unidade de produção para pneus agrícolas.
1.2 Enquadramento do projeto e Motivação
Esta dissertação insere-se num projeto desenvolvido pela empresa Continental denominado “Concept for automatic transport from RMW to production buffer”. O mesmo foi iniciado em 2016 e visa analisar a viabilidade da implementação de veículos autónomos no abastecimento de um buffer de borrachas.
Um buffer é um armazém intermédio alocado entre a produção e o armazém de matéria prima. É empregue quando o armazém que serve a produção tem dimensões consideráveis e/ou no caso de a distância entre as duas zonas ser considerável.
Este tipo de armazém intermédio serve as necessidades imediatas da produção, sendo uma fusão entre um sistema de armazenagem e um sistema de movimentação de cargas. Como tal, nos próximos tópicos serão abordados alguns dos sistemas de armazenagem e movimentação de paletes presentes no mercado atual. Porém, antes disso, serão esclarecidos os pilares da logística e gestão de armazéns.
A primeira abordagem ao problema foi feita por Lawless (2016), aluno da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto na altura, tendo servido como prova de conceito. A tese desenvolvida pelo aluno validou a ideia de que o buffer pode ser abastecido com
AGVs, tendo esta premissa como base simulações feitas com recurso ao software Simio.
Assim, em 2017 o projeto prosseguiu dando lugar a duas teses, uma que dará continuidade ao trabalho de simulação já iniciado e a presente, que tem como principal objetivo avaliar a possibilidade de melhorar o layout no buffer e inserir estruturas mecânicas para o manuseamento automático de paletes de borrachas.
1.3 Objetivos
Nesta dissertação serão abordados dois buffers distintos, embora apenas um deles se insira no projeto apresentado 1.2. Desta forma, segue-se a exposição dos objetivos para cada um dos armazéns separadamente.
No buffer alvo de estudo no projeto “Concept for automatic transport from RMW to
production buffer” o principal objetivo é tornar o espaço “AGV friendly” através da
alteração do layout e/ou da introdução de novas soluções de armazenagem. É desejável que vigore no armazém um sistema de sequenciamento FIFO e foi ainda solicitada uma
No segundo buffer analisado nesta dissertação a principal missão é, tal como no anterior, identificar todos os problemas que possam existir, apresentando possíveis soluções que conduzam a melhorias significativas.
1.4 Metodologia
A primeira fase passou pelo enquadramento na empresa, em particular no Armazém de Matérias Primas e na Misturação. Assim, foram realizadas várias visitas à fábrica a diversos setores por forma a adquirir uma visão geral de todo o processo produtivo e não apenas da área de interesse nesta dissertação. Foram também apresentados os coordenadores de várias secções para que cada um deles pudesse expor a sua visão sobre o tema em estudo.
Após a integração na empresa, procedeu-se à análise de dados referentes aos buffers de borrachas. Principiou-se por um estudo exaustivo ao fluxo de materiais nesses armazéns por forma a identificar quais os artigos mais e menos consumidos e como varia esse consumo. Seguiu-se a análise do layout atual assim como do método de armazenagem, indicando as principais vantagens e desvantagens dos mesmos. Em suma, nesta segunda fase de trabalho foram apontados alguns inconvenientes que servirão de mote para algumas das soluções propostas.
A fase seguinte, tendo em conta os resultados obtidos na etapa anterior, passou pela procura de soluções viáveis que cumpram os requisitos apontados pela empresa e solucionem a maior parte ou todos os problemas apontados. Foi neste passo que foram estabelecidos contactos com fornecedores.
No quarto passo foram desenvolvidos os modelos sugeridos, distribuindo os materiais pelos armazéns propostos de uma forma ponderada.
Por último, foram comparados todos os casos propostos entre si e a solução atual.
1.5 Organização da dissertação
Esta dissertação está dividida em 6 capítulos.
No capitulo 2, referente à Revisão Bibliográfica e ao Estado de Arte, são abordados alguns dos temas relevantes neste projeto, entre eles a logística e gestão de armazéns e alguns dos principais métodos de armazenagem e movimentação de paletes.
Segue-se o capítulo 3 onde é exposto o caso de estudo. É descrito o funcionamento atual dos armazéns e são apontadas algumas falhas que no capitulo seguinte se tentam corrigir.
Assim, no capítulo 4 são apresentadas três soluções, duas relativas ao buffer de maior área e a restante para o armazém intermédio mais pequeno. Neste capitulo, além de ser esclarecido o funcionamento destas soluções, serão distribuídos os materiais pela estrutura assim como pelo layout com base nos dados do consumo e das análises ABC e XYZ realizadas no capítulo anterior.
O capítulo 5, Resultados e Discussão, as propostas são postas lado a lado com a solução atual, sendo expostas as principais vantagens e inconvenientes.
Por último, no capítulo 6, Conclusões e Trabalhos Futuros, são apresentadas as principais conclusões deste trabalho e são sugeridas alterações futuras que conduziriam a melhorias na análise realizada.
2.1 Logística e Gestão de Armazéns
A palavra logística deriva do Grego e significa habilidade de cálculo e raciocínio lógico. Durante muito tempo foi uma área negligenciada, contudo, nos dias que correm, a logística é vista como uma das áreas mais influentes nos mais variados custos de numa organização.
O CSCMP, Council of Supply Chain Management Professionals, define logística como:
“Logistics management is that part of supply chain management that plans, implements, and controls the eficiente, effective foward and reverses flow and storage of goods, services and related information between the point of origin and the point of consumption in order to meet costumers requirements.”
Assim, segundo Ballou (1995) o principal objetivo da logística é disponibilizar os bens ou serviços corretos, no local correto, na altura certa e nas condições desejadas, com o maior valor para a empresa. Para tal, deve haver um compromisso entre três variáveis: o tempo, o custo e a qualidade de serviço.
A logística interna é uma subcategoria dentro do vasto mundo da logística que se responsabiliza por um conjunto de atividades intrínsecas à unidade fabril em questão. Por outras palavras, esta subdivisão desempenha funções como: a receção, armazenagem e
2 Revisão Bibliográfica
2.1.1 Filosofia Lean
Desenvolvida no Japão nos anos 80, esta filosofia fundamentou-se na produção em massa da indústria automóvel desenvolvida pelo empresário Henry Ford que tornou os automóveis, que até então eram objetos apenas para os mais ricos, acessíveis a toda a população ao implementar linhas de montagem em série.
Quando Kiichiro Toyoda fundou a Toyota, teve como base os ideais de Ford, criou e foi aperfeiçoando a abordagem Toyota Production Systems, também conhecida por Lean
Manufacturing.
Segundo Allen (2010), o princípio de produção Lean passa por criar mais valor com menos trabalho e zero desperdício. Assim sendo, o principal objetivo desta filosofia é atingir a máxima eficiência.
Just In Time
Este conceito de produção Lean partiu de um outro conceito desenvolvido também pela
Toyota cerca de duas décadas antes, em 1960, o chamado Just In Time. Esta filosofia
afirma que apenas se deve produzir os itens requeridos na quantidade e qualidade necessária no momento exato em que são precisos, Browne (1996).
Com a implementação deste conceito pretende atingir-se: • Zero defeitos;
• Zero set-up time; • Zero inventário; • Zero roturas; • Zero lead time.
Assim, a filosofia JIT procura uma melhoria contínua em todas as fases do projeto e operação de uma unidade fabril. Por outras palavras, a abordagem Just In Time é uma busca incessante pelo sistema de produção mais eficiente que no limite conduzirá à produção de 100% unidades boas, ou seja, zero defeitos.
Kanban
As constantes mudanças do mercado, provocam alterações frequentes nos planos de produção e como tal a sobreprodução é um risco eminente que nenhuma organização deve estar disposta a correr. O sistema Kanban permite eliminar o excesso de produção e reduz os stocks intermédios.
A palavra Kanban tem origem Japonesa e significa cartão. Este método está inserido dentro do conceito JIT, sendo a ferramenta que o operacionaliza.
Estes cartões contêm, geralmente, informação sobre o tamanho do lote, processo, material, etc. que é necessário produzir, sendo que existem dois tipos de cartões: os de transporte e os de produção, Browne (1996). Os Kanban de transporte podem ser externos ou internos. O primeiro materializa uma ordem de abastecimento aos fornecedores e os segundos ligam os processos dentro da organização, sendo mais utilizados em processos de montagem. Os Kanban de produção são, como o nome sugere, utilizados em linhas de produção e o cartão desencadeia a ordem de produção a jusante.
Assim, a implementação de Kaban permite a limitação do stock máximo, visto que só se produz à mesma cadência da procura, é um processo extremamente visual que elimina a burocracia de ordens de produção, minimiza o risco de sobreprodução e consequentemente stock obsoleto e simplifica o sistema informático da organização uma vez que elimina a necessidade de programação da produção.
O principal inconveniente é o facto de ser um sistema relativamente inflexível, isto porque se torna difícil de redimensionar quando há grandes variações de procura. Logo é um sistema que opera particularmente bem em condições de procura constante.
2.1.2 Armazéns
Um armazém pode desempenhar um papel fulcral na organização logística de uma empresa, podendo ser o início ou o fim do sucesso da mesma. De nada serve adquirir os sistemas mais sofisticados e máquinas “último grito” da tecnologia de produção se o armazém não tiver matéria prima para os abastecer.
Assim, um armazém não deve ser desprezado, mas sim projetado de forma adequada, bem planeado e gerido para que nunca haja falha no fornecimento de materiais à produção, sendo o seu principal objetivo garantir um nível de stock de materiais por um
O material que entra e sai do armazém é exatamente o mesmo, ou pior, podendo ter-se deteriorado. Logo, de um ponto de vista financeiro, um armazém é um estorvo porque não gera valor acrescentado. Consequentemente, deve ser reduzido ao máximo por forma a minimizar todos custos envolvidos porque manter stock num armazém implica:
• Custos de aprovisionamento • Custos de posse
• Custos de rotura – não são custos tangíveis uma vez que a insatisfação do cliente pode comprometer a imagem da empresa. Se o produto em causa é de elevado valor, o mais provável é o cliente esperar pelo mesmo; caso seja um bem de uso diário, o mais certo é perder o cliente de imediato. Contudo, a forma como uma rotura afeta a empresa é imprevisível e a longo prazo pode ser extremamente prejudicial.
Idealmente, não seriam necessários armazéns. Segundo o princípio da filosofia JIT o planeamento seria organizado por forma a que os materiais chegassem apenas na altura em que são necessários para a produção. No limite, esta teoria conduziria a zero inventário e consequentemente não haveria necessidade em existirem armazéns.
Contudo, na realidade, existem uma série de fatores que impossibilitam o estrito cumprimento da filosofia Just In Time. Em primeiro lugar, teria que existir uma sincronização perfeita entre a procura e o consumo, sem qualquer variabilidade. Para além disso, como já foi mencionado, a armazenagem está diretamente relacionada com futuras vendas e sem um determinado stock poderá ocorrer uma quebra de vendas, conduzindo à insatisfação do cliente. Assim, o planeamento de stock é fundamental e para tal é necessário um armazém para o guardar.
2.1.3 Stocks
Tal como foi mencionado anteriormente, os stocks não criam valor para as organizações. Como tal a sua existência é um “mal necessário”, havendo uma tendência para reduzi-los ao máximo. Alguns dos fatores que justificam a existência de stocks em armazém são:
• Descontos de quantidade – ao adquirir um produto em grandes quantidades pode beneficiar de descontos junto dos fornecedores;
• Responder a flutuações da procura prevista – a produção não pode ser afetada pela sazonalidade ou por flutuações da procura.
A gestão de stocks é uma área administrativa de todas as empresas e o seu propósito é garantir a satisfação do cliente encontrando um equilíbrio entre todos os conflitos que envolvem a existência de stocks. Assim, nesta secção há três decisões a serem tomadas:
1. Quanto encomendar;
2. Quando encomendar;
3. Qual o stock de segurança.
Por outras palavras, a gestão de stocks deve assegurar-se que existem quantidades adequadas de materiais no lugar certo, na hora certa e com o menor custo possível.
A maioria das empresas trabalha com imensos produtos diferentes, tornando-se complicado controla-los. Para além disso, dar o mesmo grau de importância a todos os itens não é uma prática recomendável. Wilfredo Pareto tentou solucionar este problema propondo a chamada análise ABC, Lourenço, K. (2006).
Classificação ABC e XYZ
A classificação ABC, proposta no final da Segunda Guerra Mundial, permite avaliar os produtos em função dos valores que eles representam. Para tal, esta análise divide os artigos em três classes de acordo um critério previamente definido que pode ser com base no valor das vendas, no volume de vendas ou na rotação do artigo. Neste caso, em particular, será utilizado o critério do volume de vendas.
Este método segue o Princípio de Pareto que diz que 80% dos efeitos advêm de 20% das causas. Esta diretiva aplicada à gestão de stocks revela que um grande número de produtos contribui para uma pequena percentagem das vendas.
Assim, a classificação ABC divide-se nas seguintes classes:
• Classe A – são os materiais mais importantes, representam o “grosso” do investimento e são também os materiais mais usados. Correspondem a 80% do volume de vendas acumulado.
• Classe B – são artigos de quantidade e valor intermédio. Geralmente correspondem entre 80% a 95% do volume de vendas acumulado.
• Classe C – são os artigos de menor importância, existem em menor quantidade e têm pouco valor. Correspondem a 95% a 100% do volume de vendas acumulado.
Tabela 1 – Regras para a classificação dos artigos em ABC. Classe Volume de vendas Número de itens
A 80 % 20 %
B 15 % 30 %
C 5 % 50 %
Ao catalogar os artigos nestas três categorias deve dar-se uma atenção especial aos artigos da classe A uma vez que representam grande parte do investimento da empresa, como tal o seu controlo deve ser minucioso e frequente. Note-se que uma redução, mesmo que seja pequena, dos níveis de stock desta classe pode conduzir a poupanças significativas para a empresa.
A categoria B representa cerca de 15% do investimento total e como tal não deve ser objeto de um controlo tão rigoroso e frequente como a classe A.
Por último, o controlo da classe de menor relevância a nível do investimento deve ser o mais moderado. Como os itens da classe C representam apenas cerca de 5% do volume de vendas total, fazem parte desta categoria artigos de pouca importância em termos de valor, e como tal a sua gestão deve ser simples.
Uma outra segmentação dos produtos pode ser feita tendo por base os seus padrões de consumo, é a chamada análise XYZ e costuma servir de complemento à análise ABC.
O critério utilizado para fragmentar os itens em três classes é o coeficiente de variância, dado pela expressão:
𝐶𝑉 = 𝜎
𝑋̅
(1)
em que,
𝐶𝑉 é o coeficiente de variância; 𝜎 é o desvio padrão dos dados; 𝑋̅ é a média dos dados.
Os artigos com um consumo constante, com flutuações raras são inseridos na categoria X. Contrariamente, os que apresentam consumos irregulares, sem qualquer tipo de padrão
são introduzidos na categoria Z. E por último, a categoria Y engloba os artigos que revelem padrões de consumo de variabilidade intermédia, normalmente devido a tendências ou sazonalidades.
Na tabela 2 apresentam-se as regras de segmentação nas três classes tendo em conta o coeficiente de variância, 𝐶𝑉.
Tabela 2 – Regras para a classificação dos artigos em XYZ.
Classe Regra
X 𝐶𝑉 < 0,5
Y 0,5 ≤ 𝐶𝑉 ≤ 1
Z 𝐶𝑉 > 1
A combinação destas duas análises (ABC e XYZ) permite não só conhecer se um determinado produto é muito ou pouco consumido/ vendido, mas também se esse consumo é estável ou instável durante um determinado período de tempo.
Por forma a facilitar a interpretação dos dados resultantes das análises ABC e XYZ é frequente construir-se a matriz apresentada na tabela 3.
Tabela 3 – Matriz ABC-XYZ.
AX AY AZ
BX BY BZ
CX CY CZ
Esta matriz divide os artigos em 9 categorias e através da sua análise é possível conhecer a magnitude e a variabilidade do consumo dos itens em questão.
Sistemas Push e Pull
Uma das grandes dificuldades para os gestores de inventario é saber quando encomendar um certo produto e em que quantidade. O tipo de sistema adotado para o controlo de inventário é maioritariamente influenciado pelo tipo indústria. Por exemplo, na indústria automóvel os processos produtivos são complexos e demorados, como tal a sua produção não pode ser baseada exclusivamente nas encomendas realizadas pelos clientes. Como,
relativamente grande, a produção de automóveis tem que ser também baseada em previsões.
Um gestor tem de ser capaz de adaptar a o sistema produtivo de uma dada organização consoante as necessidades específicas dos seus clientes alvo. Sendo assim existem alguns tipos de sistemas caracterizados por: empurrado (em inglês, Push), puxado (em inglês,
Pull) e sistemas empurrado-puxados (em inglês, Push/Pull). Depois de se conhecer as
vantagens e desvantagens que cada sistema, é possível estabelecer qual o melhor sistema de produção para uma dada empresa.
Quando a produção é conduzida sem a confirmação da encomenda por parte do cliente, trabalha-se segundo um sistema de produção empurrado (ou em inglês, Push), produz-se com base em previsões.
O principal inconveniente está associado com a falha nas previsões, uma vez que por vezes não é possível de prever com exatidão as variações de procura de ano para ano, conduzindo a níveis de inventário excessivos e consequentes elevados custos de armazenamento. Segundo Imai, M. (1997), o sistema Push promove a produção mesmo quando esta não é necessária.
Uma vantagem deste tipo de sistema é a segurança de que se tem sempre material suficiente em stock para responder aos pedidos dos seus clientes, prevenindo a insatisfação dos mesmos.
Um sistema de produção considera-se puxado (ou em inglês, Pull) é quando a produção é desencadeada pelas as necessidades dos clientes ou dos processos a jusante. Seguindo esta estratégia, as empresas apenas produzem o suficiente para garantir a satisfação dos pedidos do cliente.
A principal vantagem é o facto de não haver a necessidade de armazenar bens a mais dos necessários, reduzindo os inventários, assim como os custos que lhes estão associados. No entanto, um dos principais inconvenientes associado a este tipo sistema é elevada dependência dos fornecedores. Se, por algum motivo, houver uma falha no abastecimento, a empresa em causa não será capaz de cumprir o pedido do cliente, conduzindo, inevitavelmente, à sua insatisfação.
Todos os sistemas Pull são baseados na filosofia JIT, que como foi mencionado na secção 2.1.1, visa eliminar o desperdício, reduzindo o espaço necessário para armazenar materiais e os custos que lhe estão associados.
Por fim, existem algumas organizações que utilizam o termo Push-Pull, combinando assim o melhor dos dois mundos. Este tipo de sistema é uma estratégia Lean para a gestão da produção ou de stocks. É baseado em previsões ponderadas, ajustando os níveis de inventário/produção consoante as vendas efetivas de um determinado produto. Os gestores responsáveis servem-se de ferramentas sofisticadas para desenvolver diretrizes que têm em conta as necessidades da produção a curto e a longo prazo.
2.2 Sistemas de armazenagem de paletes
Os equipamentos de armazenagem de materiais são um ponto importante num armazém e devem ser escolhidos com base:
• Características do armazém: área, pé direito, capacidade de carga; • Características físicas dos materiais: tamanho, peso, material; • Riscos de contaminação;
• Riscos de expiração de validade; • Níveis de stock;
• FIFO, LIFO; • Orçamento; • Outros.
No tópico outros inserem-se detalhes particulares como a sua fragilidade, o seu estado físico, se é empilhável, se não é adquirido em paletes ou caixas, entre outros.
2.2.1 Block stacking
No método de armazenagem block stacking (em português, empilhamento em bloco) as paletes são empilhadas umas em cima das outras, como legos, Guedes, A. P. (2010). A primeiras paletes são colocadas diretamente no chão e as seguintes em cima das anteriores, figura 1.
Figura 1 – Empilhamento em bloco.
Este tipo de armazenagem apresenta-se como uma solução barata visto não exigir qualquer equipamento, permite uma boa utilização do espaço na horizontal e pode ser implementado mesmo em situações de elevado fluxo de atividade.
As principais limitações prendem-se com o sistema de sequenciamento LIFO – Last in,
First Out e de apenas ser um método praticável com materiais empilháveis, por exemplo
se o material estiver aprisionado em caixas.
2.2.2 Drive-In/ Drive-Through
Em estruturas Drive-In/ Drive-Through as cargas são armazenadas em profundidade numa prateleira sobre dois braços colocados longitudinalmente, figura 2.
Figura 2 – Sistema de armazenagem Drive-In. Mecalux (2017)
Este sistema é indicado para mercadorias grandes e pesadas, combinando elevado grau de aproveitamento de espaço com a possibilidade de empilhamento de materiais não empilháveis (artigos que não estejam aprisionados em caixas). Contudo, uma limitação destes sistemas é a incapacidade de empilhar materiais diferentes. Por exemplo, na figura
2, cada fila tem quatro níveis, nesses quatro andares deve estar armazenado apenas um tipo de material. Só seria possível armazenar um material no primeiro nível e um outro no segundo andar se o consumo dos dois artigos fosse exatamente igual, isto é, sempre que se retirava uma unidade do material armazenado no primeiro nível, também se retirava um no segundo. Porém, este cenário é raro e como tal deve armazenar-se “em altura” apenas um tipo de material.
Em estantes Drive-In o ponto de entrada e saída das paletes é o mesmo, logo respeita o princípio LIFO – Last In, First Out. Por esse motivo, a rotatividade de paletes não deve ser um fator relevante.
Contrariamente, num sistema Drive-Through a carga é introduzida por um lado e extraída pelo oposto, garantindo o sistema de sequenciamento FIFO – First In, First Out.
Estes sistemas, contrariamente ao Drive-In, impossibilitam um abastecimento contínuo visto que do lado do abastecimento apenas é possível inserir material numa determinada rua quando a mesma se encontrar totalmente vazia. Se por exemplo, numa rua existir apenas uma palete, essa estará sempre “encostada” ao lado do abastecimento, logo é impossível inserir uma nova unidade até que a rua esteja completamente livre.
Em suma, este tipo de estruturas possibilita o máximo aproveitamento espaço disponível com elevada robustez e estabilidade, sendo especialmente indicado quando o número de referências (materiais diferentes) é relativamente reduzido, mas existe um número elevado de paletes por referência.
2.2.3 Push Back
Uma estante Push Back é uma estrutura semelhante a um Drive-In com a diferença que existem carris inclinados com rolos que possibilitam a circulação das paletes por ação da gravidade. A pequena inclinação de cerca de 3% e a 5%, permite que exista sempre uma palete na zona frontal da estrutura.
Figura 3 – Sistema de armazenagem Push Back. Mecalux (2017)
Este sistema de armazenagem permite armazenar até quatro paletes em profundidade por cada nível. Todas as paletes, exceto uma, assentam sobre um conjunto de carros que se deslocam, por ação da gravidade, sobre uns carris. Estes carris são montados com uma ligeira inclinação, sendo a parte da frente de menor altura, para permitir o avanço das paletes posteriores, ao retirar a palete mais próxima do corredor.
A alimentação e o consumo são feitos pelo mesmo corredor de acesso, seguindo, por isso, o sistema de sequenciamento FILO – First In, Last Out.
Para além do ótimo aproveitamento de espaço, é ideal para a armazenagem de produtos de rotação média com poucas paletes por referência. E ao contrário do que se passa na maioria dos sistemas compactos, este permite uma referência diferente por nível de cada estante. Uma das limitações desde sistema é o facto de apenas permitir o armazenamento de 4 paletes, no máximo, em profundidade.
2.2.4 Pallet Shuttle
Um pallet shuttle é um sistema de armazenagem semiautomático de alta densidade que facilita a carga e descarga de materiais com auxilio a um carro elétrico designado shutle, figura 4. Note-se que apesar de ser um sistema de armazenagem também é um sistema de movimentação.
Figura 4 – Pallet Shuttle. Mecalux (2017)
Este carro percorre cada nível e organiza as paletes da melhor maneira, sendo apenas necessário que o empilhador coloque a palete na primeira posição da estante. A estrutura é semelhante a um Drive In, figura 2, com a vantagem que o operador não tem que entrar na estrutura para introduzir ou retirar paletes, diminuindo o risco de acidentes e aumentando a produtividade dos mesmos.
Segundo a empresa Mecalux, permite o armazenamento de elevado número de referências e em grande quantidade visto que a estrutura pode ter profundidade até 40 metros.
Figura 5 – Armazenamento totalmente automático com Pallet Shuttle. Mecalux (2017)
Este sistema pode ser totalmente automático com a implementação de transelevadores, figura 5. Neste caso deixa de ser necessário que os operadores insiram o material no respetivo nível. Regra geral, há um ponto de entrega de paletes onde as paletes são deixadas e o sistema encarrega-se de as armazenar no devido local. É um sistema extremamente compacto, que permite aproveitamento máximo de espaço, visto não exigir corredores de acesso.
2.2.5 Comparação de sistemas de armazenagem
Principiemos pelo sistema de sequenciamento, dos cinco tipos de sistemas de armazenagem apresentados na secção 2.2, apenas o Drive-Through permite o funcionamento do tipo FIFO visto que é o único que exibe pontos de abastecimento e recolha em lados opostos da estrutura. Contudo, a grande desvantagem desse sistema de armazenagem é o facto de não ser possível um abastecimento contínuo, isto é só é possível abastecer uma rua quando a mesma se encontrar totalmente vazia. Note-se que a palavra rua é utilizada, neste contexto, para caracterizar uma fila de um determinado andar da estante ou da estrutura em questão.
No que toca a aproveitamento de espaço, as estruturas Drive-In, Drive-Through, Push
Back e Pallet Shuttle apresentam resultados particularmente melhores quando os
materiais a armazenar não são empilháveis. Caso contrário, o empilhamento em bloco até é capaz de armazenar mais paletes em menos espaço visto que não “perde” espaço com estruturas. Mas como foi referido em 2.2.4, o armazenamento totalmente automático com
pallet shuttle com transelevador é o sistema mais compacto de todos visto ser o único que
não exige corredores de acesso às estantes.
Para além disso, este sistema (Pallet Shuttle) permite, tal como o Push Back, o empilhamento de materiais diferentes em níveis diferentes. Contudo, o primeiro alcança maior profundidade de armazenamento, podendo ultrapassar os 40 metros enquanto o
Push Back apenas permite armazenar 4 paletes por nível.
Contudo, o Pallet Shuttle é o sistema mais frágil e exige formação a todos os que com ele irão trabalhar. Para algumas empresas este facto pode ser uma condicionante visto que para os operadores é difícil operar com equipamentos delicados e/ou complexos.
Por último, de um ponto de vista meramente financeiro, o Block Stacking é a melhor solução, visto ser a única que não exige investimento inicial em estruturas e manutenção das mesmas. Entre uma estrutura Drive-In, Drive-Though ou Push Back, as duas primeiras são as que apresentam orçamentos mais baixos já que não exigem nenhum sistema mecânico ou manutenção. Por outro lado, o sistema de armazenagem mais caro é, previsivelmente, o mais moderno e tecnológico, o Pallet Shuttle com transelevadores.
2.3 Sistemas de movimentação de paletes
A movimentação de paletes pode ser feita por meio de diversos sistemas. Neste subcapítulo serão abordados em detalhe os sistemas de movimentação através de rolos e correntes.
2.3.1 Transportador de Rolos
O transportador de rolos é constituído por uma série de rolos paralelos, de aço ou revestidos a plástico dependendo do material a transportar, figura 6. É indicado para a movimentação de praticamente todos os tipos de materiais como caixas ou paletes, podendo funcionar por ação da gravidade, tendo uma leve inclinação, ou via motorização.
Figura 6 – Transportador de rolos. Antípoda (2017)
Uma das principais vantagens deste sistema é a sua versatilidade, visto ser um sistema modular que apresenta diferentes dimensões de rolos consoante as necessidades da carga a transportar. Para além disso, é uma solução simples e fácil de operar, necessita de pouca manutenção e revela ser uma forma limpa e organizada de movimentar paletes.
Uma das principais limitações deste sistema de movimentação de paletes prende-se com o facto de os rolos apenas conseguirem movimentar paletes com longarinas ortogonais aos mesmos.
Segundo catálogo da empresa Antípoda, para pallet conveyors a carga máxima a movimentar é de 2000 kg/m, podendo operar numa gama de velocidades de 0,1 a 0,3 m/s.
2.3.2 Transportador de correntes
Figura 7 – Transportador de correntes. Group Alvey (2017)
O problema apontado no transportador de rolos não se verifica neste caso uma vez que as correntes permitem o movimento de paletes com longarinas dispostas na mesma direção que as correntes ou na direção perpendicular.
Segundo a empresa Antípoda, estes sistemas são adequados para a movimentação de paletes até 1500 kg e podem operar até uma velocidade de 12 m/min.
2.2.3 Comparação de sistemas de movimentação
Ambos revelam uma flexibilidade de soluções notável podendo facilmente adaptarem-se às especificações do cliente. São sistemas simples montagem e manutenção e são sinónimo de alto rendimento para uma indústria.
De entre os dois sistemas apresentados, o chain conveyor é, sem dúvida, o mais robusto.
Financeiramente, o transportador de rolos, sem motorização, é o melhor. A sua manutenção será mínima, havendo apenas a necessidade de trocar rolos quando os mesmos apresentarem elevado desgaste.
3 Caso de Estudo
3.1 Apresentação do problema
Numa fábrica, cada vez mais há o interesse em implementar novas tecnologias de modo a aumentar a eficiência e rentabilidade dos processos internos. Neste problema em especifico, irá ser averiguada não só a possibilidade de implementar um sistema de AGVs que terá como objetivo fazer o transporte de matéria prima entre dois armazéns assim como novas estruturas mecânicas que visam melhorar a organização e distribuição dos diferentes materiais nos buffers.
Na Continental, em Lousado, existem vários buffers a servir diferentes áreas de produção. Os armazéns intermédios alvo deste estudo encontram-se entre o armazém de matérias primas e duas zonas de misturação. Numa destas áreas constam dez misturadoras, estando estas máquinas numeradas de 0 a 9. Existem ainda numa outra zona duas misturadoras recentemente adquiridas como tal têm outro tipo de tecnologia e uma capacidade de produção superior. Note-se que a matéria prima em causa é borracha e encontra-se armazenada na zona circundada a verde na figura 8.
Por existirem dois buffers de borrachas na fábrica, assinalados a amarelo na figura 8, designe-se por buffer 1, ou em abreviatura B1, o buffer que fornece borracha às misturadoras 0 a 9 e buffer 2, ou B2, ao que abastece as misturadoras 10 e 11. Também na figura 8 estão sinalizadas a azul as zonas de produção, em particular as áreas de misturação. Repare-se que as misturadoras 10 e 11 se encontram separadas fisicamente das restantes, daí a necessidade de dois buffers separados.
O buffer 1 tem cerca de 935 metros quadrados e nele constam quase 40 materiais distintos identificados através de um código. O facto de a produção ser sensível à sazonalidade
influencia não só o número de materiais como os códigos presentes no buffer, isto é,
durante a estação de inverno produzem-se pneus para o verão que possuem características diferentes dos pneus de inverno resultando em receitas de misturação relativamente diferentes. O buffer 2 é consideravelmente mais pequeno com 370 metros quadrados e nele encontram-se armazenados cerca de 20 materiais diferentes.
Atualmente, a alimentação dos buffers é garantida por empilhadoras sendo que, por turno, existe em média um operador responsável pelo abastecimento dos mesmos. O método de reposição de stock é manual, mais concretamente o operador reabastece o material X ao notar a sua falta. Não existe, de momento, nenhum sistema informático que assinale a falta de artigos no buffer.
O consumo das borrachas presentes nos armazéns intermédios é também realizado através de empilhadoras, porém os operadores, neste caso, são os responsáveis da misturação.
A misturação não é mais do que a formação de um bolo onde se combinam diferentes materiais por forma a obter uma pasta de borracha.
O processo divide-se em duas etapas fundamentais. Numa prima fase, mistura-se apenas borrachas com enchedores e a temperatura atinge os 170°C. O resultado é um tapete de borracha denominado por master. Este é reservado em paletes até seguir para a segunda fase de misturação. Nesta última etapa são acrescentados os agentes de vulcanização ao
master, obtido na fase anterior, e a temperatura não ultrapassa 115°C. O produto
apresenta-se sob a mesma forma que o master, contudo é designando por final.
A necessidade da existência de duas fases de misturação deve-se à possibilidade de vulcanização precoce dos agentes químicos adicionados na segunda etapa caso fossem submetidos a temperaturas superiores a 150°C. De notar que as duas misturadoras novas (10 e 11) conseguem realizar este processo num só passo, devido à forma como estão
construídas e otimizadas. Existe uma zona de arrefecimento intermédia que impede a ocorrência de uma vulcanização precoce indesejada. Sendo assim, podemos afirmar que para além de as misturadoras novas terem maior throughput (output per hour), também não precisam de espaço extra para armazenar o material denominado master.
Cada misturadora contém um plano diário de produção, definido pelos responsáveis pela misturação. No mostrador de cada máquina é revelada a receita, nomeadamente os códigos dos materiais necessários. Consoante essa informação, os operadores dirigem-se aos buffers e retiram as paletes com os materiais que necessitam. Ao serem totalmente consumidas, as paletes vazias retornam aos buffers sendo alocadas na chamada área de vazios. Existe também a possibilidade de regressarem aos armazéns intermédios paletes incompletas. Apesar de, por vezes, um material ser partilhado por misturadoras adjacentes, nem sempre é possível consumir uma palete inteira do mesmo material já que a receita é ditada pela máquina em kilos e não em número de paletes.
Posto isto, é necessário reter que nestes armazéns intermédios para além de espaço para armazenar paletes com material é ainda fundamental existir uma área reservada para paletes vazias, denominada por área de vazios e um espaço para devoluções de paletes incompletas.
Tendo esta tese como alvo de estudo estes dois buffers decidi enumerar os principais requisitos para os mesmos:
• O espaço deve ser o mais “AGV friendly” possível.
o Idealmente, os veículos autónomos não partilham o seu espaço de circulação com empilhadoras ou humanos, isto porque estas transportadoras têm restrições legais de velocidade quando circulam em espaços partilhados com outro tipo de viaturas e sempre que se deparam com estas param, refletindo-se numa diminuição acentuada de produtividade. Evidentemente que um espaço reservado apenas para um AGV é, por vezes, utópico, como tal devemos optar por um layout que permita o mínimo de interação possível.
o Tanto o local de carga como o de descarga de um dado material deve ser minimamente standard, isto é, deve existir uma estrutura ou pelo menos uns batentes de modo a facilitar o posicionamento das paletes.
3.2 Análise do fluxo de materiais
Em primeiro lugar, foi feito um levantamento dos materiais que constavam nos buffers de borrachas. Assim, constataram-se, nos dois armazéns intermédios, um total de 36 materiais diferentes, sendo este um valor variável por ser dependente das ordens de produção. Por outras palavras, um material só deve constar no buffer se vier a ser consumido pelas misturados num futuro próximo. Caso esse material deixe de constar nas ordens de produção, o mesmo deve ser retirado do buffer.
Em seguida, foram analisadas as capacidades destes armazéns em número de paletes. Verificou-se que o B1 tem cerca de 70% da capacidade total, com 401 paletes e o B2 com 163 paletes. A natureza ímpar destes números deve-se ao facto de existirem materiais não empilháveis.
Nas figuras 9 e 10 encontra-se esquematizada a distribuição dos diferentes materiais nos
buffers 1e 2, respetivamente, no mês de março de 2017. Note-se que durante este projeto
foram alvos de estudo 4 meses, sendo que o mês de março se revelou o mais representativo no que toca ao consumo e como tal foi o escolhido para todos os exemplos.
Figura 9 - Distribuição dos materiais no buffer 1 em março de 2017.
3 3 8 12 10 8 12 12 6 12 12 12 12 12 12 12 12 12 5 5 12 12 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4 8 10 10 10 10 8 8 5 4 10 PRODUÇÃO CN 2 0 0 7 CN 2 0 0 7 CE 3 4 6 3 CE 3 8 6 0 CN 2 0 4 9 CE2604 CR4101 CE2602 8 CE 3 4 6 0 CR4 1 0 3 CE 3 8 4 3 CN 2 0 4 9 CN 2 0 4 9 CN 2 0 4 9 VAZIOS CE2501 CN 2 0 0 7 CN 2 0 3 7 CN 2 0 3 7 CE 2 0 3 7 CE 1 6 0 1 CE 3 8 5 4 CE 1 0 0 7 CE 1 0 0 7 CR4 1 1 3 CE 3 6 0 5 CE 3 4 3 0 CE 3 8 3 6 CE 3 8 3 5 CE 1 0 0 1 CE 1 0 0 1 CE 3 4 3 3 CE 2 0 3 7 COMPOSTO CE 1 6 1 0 CE 3 4 4 6 CE 3 4 7 1 CE 1 6 0 5 CE 1 6 0 4 CE 3 6 0 6 ARMAZÉM CE 3 8 3 9 CE 3 3 0 1 CE 1 6 0 6 CE 3 3 0 2 CE 1 6 1 0
Figura 10 - Distribuição dos materiais no buffer 2 em março de 2017.
Analisando as figuras 9 e 10 verifica-se que a maioria dos materiais constam no buffer 1 e apenas uma parte deles no buffer 2. É evidente que a capacidade mais reduzida do buffer 2 é um fator limitador, contudo esta particularidade conduziu à análise dos consumos destes armazéns intermédios, por forma a entender se no buffer 2 existem todos os materiais necessários para os planos da produção das misturadoras 10 e 11 ou se existem materiais que apenas se encontram no buffer 1 mas que mesmo assim são consumidos por essas máquinas. 8 8 8 8 4 8 8 8 4 8 8 6 6 6 3 6 12 12 8 8 8 8 CN2037 CN2007 CN2007 PRODUÇÃO CN2049 CE3460 CE3606 VAZIOS CE 38 39 CE 34 33 CE 34 46 AR MAZ ÉM CE 16 06 CE 38 54 CE 34 78 CR4 11 3 CE 34 71 CE 10 01 CE 16 10 CE 16 01 CE 38 43 CR4 10 3 CE 36 05 CE 34 18 CE 18 11
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
Na primeira coluna da tabela 4 encontram-se listados todos os materiais presentes nos buffers de borrachas e o peso da palete respetiva, na segunda coluna, isto porque nem todas as paletes têm o mesmo peso e dimensão.
As colunas seguintes incluídas na categoria “Capacidade dos buffers” revelam a quantidade máxima de paletes que é possível armazenar de cada material em cada armazém e no total (ou seja, a soma dos dois). Este valor é apresentado em número de paletes e em quilogramas. Tal como foi dito anteriormente, atentando nestas colunas verifica-se que a maioria dos materiais estão presentes em ambos os buffers, contudo alguns estão apenas num deles. Por exemplo, dos 36 materiais, apenas 3 não se encontram no buffer 1, estando somente armazenados no outro armazém intermédio.
Segue-se a coluna “Distribuição de capacidade por material” que é simplesmente a proporção entre o número de paletes possíveis de armazenar de um determinado material e a quantidade de paletes totais. Na mesma encontram-se destacados a vermelho os cinco materiais “mais armazenados”, isto é, os cinco materiais com capacidade para armazenar mais paletes nos
buffers.
As colunas “Distribuição de capacidade por buffer” revelam a proporção do armazenamento de cada material em cada buffer. Por exemplo, o material CE1001 tem 10 e 4 paletes no B1 e no B2, respetivamente, então 71% das suas paletes encontram-se no buffer 1 e os restantes 29% no 2.
As colunas “Consumo” mostram a quantidade de cada material consumida em cada área de misturação e o total, em paletes e em quilogramas. Relembre-se que as misturadoras 0 à 9 são abastecidas pelo buffer 1 e as misturadoras 10 e 11, as mais recentes, encontram-se adjacentes ao buffer 2.
Tal como foi feito para a capacidade de armazenagem, também para o consumo foi avaliada a percentagem de consumo para cada material na coluna “Distribuição de consumo por material” e a distribuição desse consumo pelas misturadoras novas (10 e 11) e velhas (0 a 9) na coluna “Distribuição de consumo por misturadora”.
Na coluna “Distribuição de consumo por material” foram também assinalados os cinco materiais mais consumidos. Atentando nestes cinco artigos destacados a vermelho e nos cinco assinalados na coluna “Distribuição da capacidade por material” não se verifica uma
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
consumidos, estão quatro dos mais armazenados, logo não se verifica nenhum problema crasso apesar de existir uma margem para melhorias.
A apreciação dos dados relativos ao consumo revelou que as misturadoras novas (10 e 11) requerem quase tantos materiais quanto as misturadoras mais antigas (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9). Enquanto nas segundas foram consumidos todos os 36 materiais, nas misturadoras 10 e 11 foram consumidos 28. Recorde-se que no buffer 2 apenas constavam 20 materiais armazenados, logo são vários os materiais consumidos pelas misturadoras novas que não se encontram no
buffer adjacente às mesmas. Este facto conduz a uma perca de tempo e consequente redução de
produtividade dos operadores.
Suponha-se que no plano de produção da misturadora 10 o material X é requisitado. Se esse material não constar no buffer adjacente, ou seja, no B2, o operador terá que se deslocar até ao B1 para o ir buscar. Repare-se que este trajeto são cerca 125 metros percorridos duas vezes (ida e volta). Admitindo que a empilhadora se desloca a uma velocidade constante e igual a 1.8 𝑚/𝑠, gastam-se 2 minutos e 18 segundos neste percurso, não contabilizando o tempo de carga e descarga. É evidente que se o este material X constasse no buffer 2, o operador gastaria apenas cerca 15/20 segundos no trajeto de ida até ao armazém intermédio e volta.
Por esta razão seria desejável que todos os materiais consumidos constassem em ambos os armazéns intermédios. Dessa forma, os empilhadores teriam que percorrer distâncias menores para se deslocarem da zona da produção até ao local onde o material que necessitam está armazenado. Naturalmente, esta mudança teria impacto direto na produtividade do processo.
A vermelho encontram-se destacados os materiais que apresentam uma diferença entre a distribuição da capacidade e do consumo superior a 35%. Assim, para além de serem revelados todos os artigos que não estão num determinado buffer, mas, mesmo assim, foram consumidos pela zona de produção adjacente, é possível detetar desconcordâncias entre a distribuição dos materiais pelos armazéns e o seu consumo. Por exemplo, o material CE3605 foi maioritariamente consumido pelas misturadoras 10 e 11, contudo apresentam-se em maior quantidade no buffer 1. Estes tipos de casos devem ser corrigidos na realização duma nova distribuição dos artigos pelo espaço.
Outro indicador calculado foi o tempo de buffer disponível, por outras palavras o tempo que um buffer completamente lotado, sem ser reabastecido, demora até que o primeiro material atinga stock out. Este valor é particularmente interessante já que existem várias situações em que o abastecimento pode falhar, nem que seja por um turno. Por exemplo, se o operador encarregue do processo faltar ou caso o AGV, que se pretende implementar, avariar ou requerer
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
Para tal, foi feita uma aproximação linear do consumo de cada material ao longo do tempo. Foram considerados dois pontos: o ponto inicial de abcissa zero, que corresponde ao primeiro dia do mês, e com a ordenada igual à quantidade máxima, em kg, que esse material pode ter no
buffer; o ponto final com abcissa igual ao último dia do mês, sendo a sua ordenada nada mais
do que a diferença entre a quantidade inicial armazenada no buffer e o seu consumo mensal.
Tome-se como exemplo o material CE1606. Constam no B1 6 espaços possíveis para este material e 3 no B2. Tendo em conta que cada palete pesa 540 kg, então a capacidade máxima
deste material será igual a 6×540 + 3×540 = 4860 kg. Sabendo que o consumo desse
material em março de 2017 foram 26144 kg temos os pontos: (0; 4860) e (31; −21284). A interpolação linear entre estes dois pontos está exposta na figura 11.
Figura 11 – Interpolação linear CE1606.
Posto isto foi calculado o zero da reta que corresponde ao tempo até stock out. Para este material em particular o zero é igual a 5,76 dias.
Este procedimento foi repetido para todos os materiais presentes nos armazéns intermédios de janeiro a abril de 2017. Os resultados para o mês de março apresentam-se na penúltima coluna da tabela 4, “Tempo até stock out”. A observação da mesma revela uma má distribuição destes tempos, em particular existem 9 materiais, realçados a vermelho, que esgotam em menos de 2 dias e 9 materiais que ultrapassam os 15 dias, destacados a verde.
Estes dados foram convertidos para forma de gráfico de barras, figura 12, onde mais uma vez se verifica a má distribuição dos tempos até stock out.
Utopicamente, todos os materiais teriam o mesmo tempo até stock out contudo a distribuição dos materiais no buffer está condicionada ao espaço reservado para cada um, impossibilitando
4860 -21284 y = -843,35x + 4860 -25000 -20000 -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 C apaci dade / kg Dias do mês
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
um código colocado imediatamente em cima das paletes, podendo desta forma afirmar-se que em cada fila só pode existir um tipo de material. Atualmente, a fila mais pequena tem exatamente três posições, o que quer dizer que podem estar até 6 paletes de um dado material nessa rua ou apenas 3 paletes caso esse material não seja empilhável.
Figura 12 – Tempo até stock out em março 2017.
Com a introdução de novas soluções de armazenagem pretende-se atenuar os máximos e aumentar os valores mínimos para, pelo menos, 1 dia. Ou seja, tentar aproximar todos os valores entre si, obtendo-se um menor desvio relativamente ao valor médio.
0,47 0,61 0,67 1,12 1,18 1,35 1,48 1,71 1,98 2,06 2,19 2,66 2,67 2,76 3,39 3,64 4,85 5,53 5,68 5,76 6,03 6,67 7,80 8,42 10,06 10,76 12,01 15,92 20,75 23,93 24,09 25,28 26,84 27,27 39,56 52,71 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 CE2604 CE1007 CE1001 CE2602 CE1610 CE3302 CN2037 CN2049 CE3606 CE3418 CE1601 CE3854 CE1604 CR4101 CE3460 CE3471 CN2007 CR4113 CE3463 CE1606 CE3446 CE3301 CR4103 CE3433 CE3860 CE2501 CE3494 CE1605 CE3843 CE3836 CE3430 CE3839 CE3605 CE3835 CE1811 CE3478 Tempo /dias M at eri al
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
Por último, é ainda necessária uma melhor alocação dos materiais nos buffers, procurando aproximar, tanto quanto possível, a proporção entre distribuição do consumo por misturadoras e a capacidade dos respetivos buffers. Tendo em conta os dados apresentados na tabela 4, verifica-se que esta semelhança nem sempre acontece, havendo 9 materiais com uma diferença entre a proporção do consumo e da capacidade dos armazéns superior a 35%.
Assim concluiu-se, que é necessário ter em consideração os consumos dos materiais ao distribui-los pelos armazéns intermédios.
3.3 Análise de layouts
Com o objetivo de integrar veículos autónomos no reabastecimento de buffers de borracha, há vários fatores a ter em conta no que toca ao modo como o material está armazenado nos mesmos. Como tal, segue-se uma série de propostas com novos layouts com o intuito de tornar o espaço “AGV friendly” sem sacrificar a capacidade de armazenamento e o aproveitamento de espaço. O tipo de armazenamento das paletes também será um fator em ter em consideração, já que influência bastante o aproveitamento de espaço e a distribuição dos diferentes materiais.
Figura 13 – Esquematização do sistema Push.
Em ambos os armazéns intermédios vigora um sistema Push. Tal como o nome indica, o material é empurrado do armazém de matérias primas para os buffers. O objetivo é manter sempre o armazém intermédio cheio, trabalhando assim do lado da segurança, para que nunca
Mecanismos e sistemas logísticos para armazenamento utilizando paletes
3.3.1 Buffer 1
Atualmente, block stacking é o sistema de armazenagem utilizado. As paletes encontram-se encostadas às paredes e empilhadas a dois níveis estando o primeiro nível pousado diretamente no chão. Existe um corredor de passagem central onde circulam empilhadoras tanto do armazém como da produção, em ambos sentidos, figura 14.
Figura 14 - Planta com layout atual do buffer 1.
Na planta deste armazém cada retângulo cinzento representa uma palete com dimensões: 1500x1150x1100 mm. Note-se que apesar de nem todos os materiais estarem armazenados em paletes com as dimensões sugeridas, esta é a dimensão máxima e por isso foi adotada e generalizada.
A principal vantagem do layout atual é a maximização de aproveitamento de área. Quanto ao tipo de armazenamento, as vantagens prendem-se com o facto de não requerer qualquer manutenção e ser extremamente flexível a qualquer mudança que se pretenda fazer.
Contudo, existem alguns inconvenientes associados a este layout e forma de armazenamento: • Nem todos os matérias são empilháveis, consequentemente há um mau aproveitamento
de volume ao armazenar material em block stacking;
• O método de armazenamento condiciona a distribuição dos materiais, uma vez que é impossível o empilhamento de materiais diferentes;
