UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DE JOINVILLE CURSO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA MARCELO RAMOS AMARAL

57 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Texto

(1)

CURSO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA

MARCELO RAMOS AMARAL

DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMA DE ROTEIRIZAÇÃO DE COMBOIO NA MOVIMENTAÇÃO DE PEÇAS ACABADAS

NA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA

Joinville 2019

(2)

DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMA DE ROTEIRIZAÇÃO DE COMBOIO NA MOVIMENTAÇÃO DE PEÇAS ACABADAS

NA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA

Trabalho apresentado como requisito para obtenção do título de bacharel no Curso de Graduação em Engenharia Automotiva do Centro Tecnológico de Joinville da Universidade Federal de Santa Catarina

Orientador:

Profª, Drª Janaína Renata Garcia

Joinville 2019

(3)

DESENVOLVIMENTO DE PROCEDIMENTOS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMA DE ROTEIRIZAÇÃO DE COMBOIO NA MOVIMENTAÇÃO DE PEÇAS ACABADAS

NA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA

Esta Monografia foi julgada e aprovada como requisito parcial para obtenção do título de bacharel em Engenharia Automotiva na Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico de Joinville.

Joinville (SC), 01 de julho de 2019.

Banca Examinadora:

_________________________________________ Profª. Drª. Janaína Renata Garcia

Orientador

_________________________________________ Profª. Drª. Elisete Santos da Silva Zagheni

Membro

_________________________________________ Prof. Dr. Marcos Alves Rabelo

(4)

Dedico este trabalho ao meu pai Marcelo e a minha mãe Rubia, por terem me ensinado o valor e o significado da vida.

(5)

Sou grato a minha família pelo apoio durante esta jornada de estudos, pelas orações e amor dedicados a mim neste período final da graduação.

Agradeço à minha companheira Verônica, amor da minha vida, pelo convívio e motivação em manter-me firme durantes os momentos de dificuldade. Também por compreender a minha ausência em períodos de estudo e dedicação a este trabalho.

À professora Janaína Renata Garcia, pelas orientações e tempo investidos na elaboração do trabalho de conclusão de curso. Por acreditar no meu potencial e mostrar a relevância do estudo. Agradeço pelas conversas sobre a importância do aprendizado acadêmico, que tanto tem a contribuir para o desenvolvimento da indústria e toda a cadeia de suprimentos.

(6)

"A maior recompensa para o trabalho do homem não é o que ele ganha com isso, mas o que ele se torna com isso.” (John Ruskin)

(7)

menos um dos elementos envolvidos, seja o operador, o material ou o equipamento utilizado. A movimentação e armazenamento de materiais, dentre as atividades logísticas, parte do gerenciamento da cadeia de suprimentos, é responsável por disponibilizar os materiais nas suas mais variadas formas nos locais corretos e nos momentos definidos. Para movimentações frequentes e grande volume aplica-se na indústria o uso de comboios, puxados por rebocadores equipados com vagões de transporte, responsável pelas entregas e coletas nas linhas de produção, no entanto o uso deste recurso requer uma sistemática capaz de organizar as atividades para que o veículo atenda a todas as necessidades e requisitos impostos. O foco está em definir procedimentos capazes de solucionar o problema de roteirização de peças acabadas em uma empresa, cabendo ao estudo de caso mapear os passos necessários em busca de gerar conhecimento sobre as práticas de movimentação por comboio. Dos resultados obtidos é possível comparar as estratégias de solução elaboradas, elegendo aquela que impõe a menor ocupação do veículo, para que seja possível a inclusão de novas rotas ou novos pontos a serem atendidos pelo rebocador, para a otimização dos recursos. A pesquisa contribui para o aprimoramento das práticas de movimentação e armazenamento de materiais propondo um procedimento padrão para solução dos problemas de roteirização na coleta de peças acabadas.

(8)

To be able to manufacture a product it will be necessary to move at least one of the elements involved, be it the operator, the material or the equipment used. The movement and storage of materials, among the logistical activities, part of the supply chain management, is responsible for making the materials available in its most varied forms in the correct places and at the defined times. For frequent movements and large volumes, the use of transport vehicles equipped with dollies, responsible for deliveries and collections in the production lines, applies in the industry, however, the use of this resource requires a system capable of organizing the activities so that the vehicle meets all the needs and requirements imposed. The focus is on defining procedures capable of solving the problem of routing in a company, and it is up to the case study to map the necessary steps in seeking to generate knowledge about the practices of moving by train. From the results obtained it is possible to compare the solution strategies developed, choosing the one that imposes the lowest occupation of the vehicle, so that it is possible to include new routes or new points to be served by the vehicle, for the optimization of resources. The research contributes to the improvement of material handling and storage practices by proposing a standard procedure to solve the routing problems in the collection of finished parts.

(9)

Tabela 1- Parâmetros do comboio ... 33

Tabela 2 - Matriz de distâncias entre os pontos de parada ... 40

Tabela 3- Ordenação dos tempos de disponibilização dos volumes para coleta ... 40

Tabela 4 - Atribuição de rotas pelo tempo de disponibilização das linhas ... 42

Tabela 5- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 1) ... 42

Tabela 6 - Solução do problema de roteirização para a rota 1 ... 43

Tabela 7 - Resultados da análise (Estratégia 1) ... 43

Tabela 8- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 2) ... 45

Tabela 9 - Resultados da análise (Estratégia 2) ... 46

Tabela 10- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 3) ... 47

Tabela 11 - Resultados da análise (Estratégia 3) ... 47

Tabela 12 – Taxa de ocupação ... 49 Tabela 13 - Representatividade das parcelas de tempo em relação ao tempo total . 55

(10)

Figura 1 – Histórico de evolução da gerência do fluxo de produtos. ... 19

Figura 2 - Roteirização segundo o método da varredura ... 23

Figura 3 - Equipamento de movimentação interna de materiais ... 29

Figura 4 - Acoplamento entre vagões no comboio ... 32

Figura 5 – Seção do leiaute da fábrica com indicação de sentido e áreas ... 35

Figura 6 - Leiaute com distribuição dos PDU e Expedição ... 37

Figura 7 - Proposta para atender ao PDU A... 41

Figura 8 - Rota 1 da Estratégia 1 ... 44

Figura 9 - Rota 2 da Estratégia 1 ... 44

Figura 10 - Rota 1 da Estratégia 2 ... 45

Figura 11 - Rota 2 da Estratégia 2 ... 46

Figura 12 - Rota 1 da Estratégia 3 ... 48

Figura 13 - Rota 2 da Estratégia 3 ... 48

(11)

CAD Computer Aided Design Capacidade da embalagem Frequência de produção

MAM Movimentação e Armazenamento de Materiais

PDU Ponto de Uso

TC Tempo de ciclo

Tempo de descarregamento do vagão Tempo de deslocamento do comboio

Tempo de disponibilização de um volume embalado Tempo de manipulação do vagão

TOC Theory of Constraints

Tempo de repetição do roteiro

TSP Travel Salesman Problem

(12)

1. Introdução ... 13 1.1 Objetivos ... 14 1.1.1 Objetivo Geral ... 14 1.1.2 Objetivos Específicos ... 14 1.2 Justificativa ... 15 1.3 Metodologia ... 15 1.4 Estrutura do trabalho ... 16 2. Fundamentação teórica ... 18 2.1 Logística ... 18

2.2 Movimentação e armazenamento de materiais ... 20

2.3 Roteirização ... 21

2.3.1 Método da varredura ... 22

2.3.2 Problema do caixeiro viajante ... 24

2.4 Conceitos sobre tempos de ciclo de produção ... 25

3. Estudo de caso ... 27

3.1 Empresa ... 27

3.2 Práticas realizadas no cenário atual ... 28

4. Análise dos procedimentos de roteirização ... 31

4.1 Requisitos e restrições do sistema ... 33

4.1.1 Limitações do comboio ... 33

4.1.2 Limitações de espaço ... 34

4.1.3 Limitações provenientes da produção ... 35

4.1.4 Requisitos ... 36

5. Roteirização de comboios ... 39

5.1 Estratégia 1 ... 42

5.2 Estratégia 2 ... 45

5.3 Estratégia 3 ... 47

5.4 Comparação entre as estratégias ... 49

6. Proposição dos procedimentos de movimentação do comboio ... 50

7. Considerações finais ... 54

REFERÊNCIAS ... 56

(13)

1. Introdução

A indústria automotiva produz os bens de consumo transformando a sua matéria prima em um produto que atenda aos requisitos e especificações dos seus clientes. Para que isto seja possível é necessário que haja movimento de ao menos um dos seus elementos principais, homem, material e/ou equipamento, portanto, logística.

Dentro das atividades logísticas tem-se a Movimentação e Armazenamento de Materiais (MAM), isto é, são os esforços imprimidos na movimentação interna de produtos e suprimentos dentro de um mesmo pátio fabril. As atividades relacionadas a MAM abrangem todas as áreas que possuem contato direto com produto, porém que não dão forma ao mesmo (MOURA,1979). A sua missão é fazer com que componentes, embalagens, peças brutas, peças em processo, peças acabadas sejam disponibilizadas nos locais e momentos corretos e em quantidades corretas.

Com a evolução das técnicas de movimentação os materiais passaram a ser organizados em volumes padronizados, unidades de carga que permitem maior facilidade no seu manuseio, transporte, movimentação, armazenamento e gestão. Os materiais unitizados são então transferidos de um ponto para o outro da fábrica para o processo de fabricação transformá-lo em um produto a ser comercializado. Estas movimentações se dão pela utilização de veículos, tais como empilhadeiras, tratores, rebocadores, paleteiras motorizadas, paleteiras manuais, carrinhos e entre outros meios. Segundo Moura (1979), escolha do veículo se dá por características do material, o meio onde se encontra e um método mais adequado, seguindo o leiaute da fábrica, os requisitos da produção e da segurança.

Dentre os veículos mais utilizados no meio industrial a empilhadeira é a mais conhecida, embora a mesma ofereça flexibilidade a movimentação de grandes quantidades de volumes unitizados e cuja frequência é alta, o cenário requer meios mais eficientes, menos dispendiosos e que permitam maior segurança no procedimento. Para atender a estes requisitos têm-se utilizado rebocadores, veículos motorizados que combinados a plataformas com rodas compõe comboios,

(14)

que por sua vez possuem grande capacidade de carga, percorrendo distâncias consideráveis com segurança. De acordo com Caccalano (2012), o emprego destes veículos é amplamente utilizado na indústria de bens de consumo, na movimentação de componentes, embalagens, matéria-prima, peças em processo e produtos acabados, partindo de um depósito onde estão armazenados estes itens são movimentados para as linhas de produção, nos seus pontos de uso.

A utilização de comboios permite combinar entregas e/ou coletas de variados itens em uma mesma viagem, no entanto, determinar uma rota física, as quantidades de materiais, a frequência das rotas e os recursos necessários na movimentação são passos deste grande desafio. Normalmente o planejamento destas movimentações e armazenamento de materiais se dá pela experiência do envolvidos, cuja proposta é baseada no conhecimento adquirido e na vivência da fábrica, criando manualmente um arranjo de pontos de uso com tendência em obter rotas ineficientes, levando ao consumo de recursos além do necessário para suprir a demanda de movimentações. Porém existem métodos mais precisos para a roteirização de veículos, que utilizam das ferramentas matemáticas e baseados na literatura permitem maior controle sobre a gestão e logística interna.

1.1 Objetivos 1.1.1 Objetivo Geral

Desenvolver procedimentos para definição das rotas de coleta de peças acabadas em uma empresa da indústria automotiva

1.1.2 Objetivos Específicos

 Analisar o comportamento das linhas de produção da empresa em estudo;  Definir os caminhos mínimos entre os pontos de uso;

 Identificar as restrições na movimentação e armazenamento;

 Aplicar método da varredura e definir as rotas de coleta mais adequadas;  Elaborar os procedimentos operacionais de movimentação das peças

(15)

1.2 Justificativa

A complexidade na gestão da logística empresarial requer métodos que auxiliem as tomadas de decisão. Definir os locais, rotas, veículos, embalagens e procedimentos laborais requer um procedimento capaz de inter-relacionar estes pontos.

Busca-se trazer resultados consistentes para considerar nas escolhas relacionadas ao planejamento e nas atividades industriais de movimentação e armazenamento de materiais.

As movimentações obedecem a premissas estabelecidas pelos diversos setores envolvidos na organização, sendo a Produção e a Expedição os clientes internos a serem atendidos pela equipe de MAM, com o suporte das áreas de apoio, sendo estas Segurança do Trabalho, Manutenção e Engenharia de Manufatura.

Conforme mencionado anteriormente, a fabricação de um bem exige a movimentação de ao menos um dos seus elementos principais, movimentação do homem, deslocamento da peça ou do equipamento de fabricação. Além disso as movimentações compreendem as fases do produto, inicialmente bruto, posteriormente em processo e por fim acabado. Neste estudo a peça é o elemento a ser movimentado e em fase acabada. Delimitam-se então os requisitos de segurança, organização e utilização de recursos

Portanto o desenvolvimento de procedimentos para a coleta de peças acabadas busca garantir uma sistemática de roteirização que facilite as tomadas de decisão. Seu objetivo é permitir a gestão de rotas e recursos, facilitando a produção, com a premissa de não obstrução de corredores fabris, mantendo o ambiente organizado e seguro

1.3 Metodologia

A realização deste trabalho se dá pelo estudo de caso da movimentação de produtos acabados dentro do setor de Usinagem de uma empresa do ramo automotivo. Uma variação de um problema de roteirização de veículo, focado na elaboração de procedimentos para obtenção de rotas.

(16)

O estudo apresenta uma abordagem combinada, portanto qualitativa na observação e interpretação do ambiente de pesquisa, e quantitativa ao mensurar as variáveis, na aplicação das ferramentas matemáticas e na análise de dados.

A pesquisa é fundamentada nos métodos propostos pela literatura, a serem aplicados no problema de roteirização de veículos. Por sua vez a proposta é reduzir as distâncias percorridas e os tempos despendidos em coleta, para aumentar a eficiência do comboio. O estudo se estrutura no planejamento do caso, limitado às peças acabadas, sendo estas blocos e cabeçotes de motor, produzidas no setor de Usinagem da empresa.

Há atribuição de variáveis cujas grandezas são tempo, velocidade, distância e capacidade. Variáveis de tempo de atividades de movimentação e velocidade são provenientes de cronoanálise, já as variáveis de tempo de produção e capacidades são obtidas via sistema de gestão da empresa. Os dados de entrada de distâncias são mensuradas com o uso de programa computacional CAD, Autocad.

Segundo equacionamentos propostos em literatura e outros elaborados pelo autor é possível tratar os dados de entrada para obtenção de distâncias totais percorridas e consequentemente tempos de ocupação do comboio para análise dos dados, interpretação das soluções e tomadas de decisão.

1.4 Estrutura do trabalho

Esta seção visa apresentar brevemente os assuntos abordados em cada capítulo do trabalho.

No capítulo 2 são apresentados os conceitos de logística, de movimentação e armazenamento de materiais e roteirização. Além de abordar sobre o método da varredura, o problema de caixeiro viajante e a definição de tempo de ciclo e gargalos.

É abordado no capítulo 3 uma breve descrição da empresa e contextualizado o problema relacionado aos roteiros de coletas.

O capítulo 4 traz o estudo de caso, com a análise dos procedimentos de roteirização a serem propostos.

Por sua vez o capítulo 5 registra a solução aplicada, segundo cada estratégia levantada.

(17)

No capítulo 6 são comentados os resultados da pesquisa, com a divulgação dos procedimentos.

Por fim o capítulo 7 aponta as considerações finais e a sugestão de trabalhos futuros.

(18)

2. Fundamentação teórica

Esta seção do trabalho busca na literatura os assuntos a serem discutidos orientando a pesquisa com a base de informações necessárias para analisar o problema e buscar as possíveis soluções.

2.1 Logística

No contexto da gestão da cadeia de suprimentos a logística é responsável pelos transportes e estoques de uma organização. De acordo com Bowersox et al.(2014) a logística se desdobra entre gestão de processamento de pedidos, estoques, transportes, armazenamento, manuseio de materiais e embalagens de uma maneira integrada. Segundo Ballou, (2006) a definição de logística divulgada pelo Council of Logistics Management (CLM)

Logística é o processo de planejamento, implantação e controle do fluxo eficiente e eficaz de mercadorias, serviços e das informações relativas desde o ponto de origem até o ponto de consumo com o propósito de atender às exigências dos clientes (BALLOU, 2006, p. 27).

Sendo assim, todo o fluxo do produto é tratado pelas atividades logísticas, resumidamente desde a matéria prima, passando pela produção e distribuição ao cliente. Todos estes passos representam grandes estágios do produto, que são subdivididos em inúmeras etapas a serem tratadas pela cadeia.

Com a competitividade do mercado, gerar valor ao produto focando somente nos processos de manufatura não garante o sucesso da companhia, uma vez que a cadeia é composta por diversos fornecedores e clientes, cujas entregas impactam diretamente nas atividades das organizações envolvidas. Portanto, agregar valor requer uma gestão integrada dos processos, resumida na missão da gestão da logística segundo Ballou (2006, p.28) é “Colocar os produtos ou serviços certos no lugar certo, no momento certo, e nas condições desejadas, dando ao mesmo tempo a melhor contribuição possível para a empresa.”

O conceito que atualmente é consolidado de Gerenciamento da cadeia de suprimentos, abrange todas as atividades do fluxo do produto orientadas pela

(19)

solicitação dos clientes, sendo a Logística uma das áreas de atuação do Gerenciamento da cadeia de suprimentos. Este fator define a competência de uma organização desde a previsão da demanda de produção até o setor financeiro, atividades que até a década de 1960 eram segregadas. A Figura 1 apresenta os desdobramentos do gerenciamento da cadeia de suprimentos.

Figura 1 – Histórico de evolução da gerência do fluxo de produtos.

Fonte: Adaptado de Ballou (2006, p.30).

As atividades que atualmente são contempladas dentro do Gerenciamento da cadeira de suprimentos até a década de 1960 eram desconexas, as mesmas não eram planejadas como parte de um grande sistema, mas isoladamente. Todavia sabe-se que há forte interação entre estas atividades, como transportar um material requer uma embalagem apropriada, de modo que seja possível o seu armazenamento e movimentação. Percebe-se então que planejar estas atividades exige integração entre diversos setores, cujo objetivo é contribuir para o desempenho global da empresa.

(20)

2.2 Movimentação e armazenamento de materiais

Ao transformar um material bruto em um produto a ser comercializado invariavelmente há algum tipo de movimentação, seja do operador, do material ou do equipamento. Dependerá das características da operação, do produto e do processo.

Para a distinção dos conceitos sobre movimentação define-se que manuseio de material é o movimento realizado no posto de trabalho e a movimentação propriamente dita se trata dos movimentados realizados com os produtos dentro das instalações da empresa, dentro da fábrica; por sua vez o transporte é o movimento entre fábricas, armazéns, demais envolvidos na cadeia de suprimentos (MOURA, 1979).

A movimentação e armazenamento de materiais se dá em todas as fases do processo, seja de matéria prima, produto na forma bruta, entre processos, peças acabadas.

Segundo Moura (1979) a MAM depende de cinco elementos básicos, sendo estes: movimento, tempo, lugar, quantidade e espaço. Deve-se deslocar os materiais da maneira mais eficiente, entregues e coletados no local próprio e hora correta, nas quantidades estipuladas e ocupando o espaço de maneira efetiva. Busca-se a redução dos custos, aumento da capacidade, criação de melhores condições de trabalho e qualidade. Com isto são tratados o aproveitamento da mão de obra, otimização dos recursos como espaço, equipamentos, e investimentos, procedimentos padronizados, segurança.

Outro conceito aplicado a MAM é a unitização da carga. Segundo Moura (1979) a unitização é a organização de pequenos volumes que constituem unidades maiores padronizadas. O ganho está diretamente ligado a facilidade de movimentação, principalmente para a integração entre os transportes.

A vantagem da unitização é que dispensa a necessidade do manuseio de cada unidade de produto que compõe a carga. Além de evitar as movimentações manuais propicia a manipulações dos volumes de maneira ágil e eficaz para o transporte intermodal, pois reduz os tempos de carga e descarga, permite otimizar o espaço devido ao empilhamento das cargas e torna as movimentações mais seguras.

(21)

Para aplicação em fábricas, o principal tipo de carga unitizada se dá por paletes. Indicados para movimentações entre áreas de estoque, linhas de produção, expedição e armazéns de distribuição ou consumo (MOURA, 1979). Os paletes consistem em plataformas próprias para acomodação de unidades de produtos, cuja estrutura permite apoio de garfo de empilhadeira, paleteira e entre outros veículos. Normalmente os paletes são fabricados em madeira, porém há versões em plástico e metal.

Com os produtos embalados em volumes unitizados os veículos industriais poderão trabalhar no abastecimento e coleta das linhas de produção. Neste ambiente há alguns tipos de veículos empregados, como as empilhadeiras, extremamente flexíveis quanto ao tipo de carga a ser elevado, porém seu movimento consiste em carregar apenas um volume por vez, percorrendo distâncias consideráveis somadas as movimentações. Segundo Caccalano (2012) o veículo mais indicado para entregas e coletas frequentes são os comboios, compostos por rebocadores e plataformas com rodas, pois permitem carregar um número maior de volumes, organizados de maneira a facilitar sua movimentação.

2.3 Roteirização

De acordo com Caccalano (2012) os custos de movimentação de materiais podem superar 30% dos custos operacionais de uma empresa. Reduzir os custos de movimentação está ligado a otimizar a utilização dos veículos em relação capacidade de carga, diminuir as distâncias a serem percorridas e o tempo de entregas e coletas. A roteirização dos veículos busca a solução de problemas de movimentação e transporte focada nas reduções de custos e melhoria do atendimento aos clientes.

Os problemas de roteirização envolvem depósitos, expedições e pontos de parada, onde devem ser realizadas entregas e/ou coletas. Estes caracterizam situações em que a origem e o destino final são coincidentes ou múltiplos. Para solução destes problemas há diversas técnicas a serem empregadas, de acordo com a complexidade, as ferramentas disponíveis para solução e o tempo admissível de resposta.

A modelagem do problema de roteirização deve atender as restrições associadas aos veículos, normas e demais limitações do sistema. Neste caso, as

(22)

restrições reais são consideradas na abordagem do problema, portanto pode haver entregas e/ou coletas de volumes, capacidade limitada de peso e/ou volume dos veículos, períodos máximos de tráfego, intervalos de tempo cujas entregas e/ou coletas são permitidas, intervalos de descanso e refeição dos operadores.

Para a obtenção de boas rotas e programações podem-se seguir os princípios publicados por Ballou (2006), sendo estes:

a) Proximidade entre destinos: o agrupamento dos pontos de parada permite minimizar o tráfego, induzindo a redução do tempo em trânsito no roteiro;

b) Combinação de períodos diferentes para obter agrupamentos concentrados: oferece programação de roteiros cujos pontos são próximos para cada período, evitando sobreposição de rotas. O princípio visa otimizar os veículos necessários no transporte, minimização das distâncias e tempo de tráfego;

c) Iniciar os roteiros pelo ponto mais distante do depósito: identificar os pontos mais distantes e mapear os pontos mais próximos a este, criando aglomerados concentrados para cada roteiro;

d) Criação de rotas em formato de lágrima: garantir o sequenciamento de paradas sem sobreposição entre os pontos.

e) Utilizar veículos com maiores capacidades: permite atender um maior número de pontos, minimização do tempo de tráfego e das distâncias percorridas

f) Propor meios alternativos de movimentação para pontos distantes com e com baixo volume de carregamento: considerar maneiras mais econômicas.

Além da aplicação dos princípios para boa roteirização são aplicados métodos para a solução deste problema, como os clássicos método da varredura e método das economias, além de heurísticas e meta-heurísticas (CACCALANO, 2012).

2.3.1 Método da varredura

O método da varredura consiste em um método simples de seleção de pontos de parada para solução de um problema de roteirização. Método cuja capacidade de resolução é rápida segundo Ballou (2006, p.203), sendo possível de

(23)

ser calculado a mão. De acordo com Caccalano, (2012, p. 30) este método é atribuído a Gillet e Miller, conhecido como sweep method, do qual em um processo de comparação entre as soluções obtidas se busca a melhor alternativa.

Para executar o método deve-se respeitar uma sequência de três passos de acordo com Ballou (2006, p. 204):

1) Iniciando pela localização de todas os pontos de parada em um mapa ou grade, ou seja, identificar os pontos de uso e o depósito, ou expedição. 2) Este passo exige que seja traçada uma linha reta a partir do depósito em

qualquer direção, após isto deve-se rotacionar a linha em relação a sua origem até que a linha intercepte um ponto de parada. Neste passo uma condição é imposta, caso o volume a ser carregado ou entregue no ponto de parada não ultrapasse a capacidade de carregamento do veículo então o ponto é atribuído àquela rota. O mesmo processo se repete para o próximo ponto com a rotação da linha, como um laço de repetição, enquanto a capacidade do veículo não for ultrapassada. Por fim, ao atingir valor superior a capacidade de carga, o último ponto é excluído e a rota estará preenchida, parte-se então para a elaboração de outra rota até que todas as paradas sejam atendidas.

3) Por fim, deve-se definir a sequência dos pontos de parada segundo os pontos distribuídos para cada roteiro.

Pode-se observar na Figura 2 um exemplo gráfico da solução com a aplicação do método.

Figura 2 - Roteirização segundo o método da varredura

(24)

De acordo com a Figura 2 foram obtidos três roteiros, cuja distribuição dos pontos é concentrada em uma região comum e respeita a capacidade de carga do veículo.

2.3.2 Problema do caixeiro viajante

O problema do caixeiro viajante, que deriva do termo Traveling Salesman Problem (TSP), caracteriza um problema de otimização combinatória de acordo com Hillier e Lieberman (2013). Segundo os mesmos autores, foi dado este nome por se tratar da situação originária de vendedores itinerantes, que percorriam cidades vendendo os seus produtos, realizando um circuito.

Ao partir da sua cidade o vendedor visita determinadas cidades, previamente escolhidas e por fim retornará à cidade de origem. O problema consiste em determinar a rota de menor distância, com o intuito de obter o menor custo possível. De acordo com Taha (2008) cada cidade deve ser visitada uma única vez. Logo, cada combinação no sequenciamento das paradas permitirá a obtenção de uma determinada distância a ser percorrida, sendo o roteiro de menor custo aquele que tiver a menor distância, conforme a afirmação de Ballou (2006) para rotas cujo ponto de origem e destino são coincidentes.

Este tipo de problema de roteirização é uma extensão da questão dos pontos distintos de origem e destino, com a dimensão complicadora representada pelo fato de que a viagem não é considerada completa até o retorno do veículo ao ponto de partida. O objetivo é achar a sequência na qual os pontos visitados minimizam a distância ou o tempo total de viagem (p. 196).

Este problema aplica-se a entregas de caminhões, onde é necessário calcular a menor rota a ser percorrida na realização do trajeto. Outro exemplo prático é a fabricação de placas de circuito impresso, cujo processo de furação requer uma otimização da trajetória da ferramenta para executar diversos furos.

O sequenciamento dos pontos de parada das rotas se dá pela solução do problema de caixeiro viajante, que depende diretamente da disponibilização dos volumes de peças acabadas ao final de cada linha de produção, sendo assim deve-se conhecer o tempo de produção dos produtos para que deve-se possa atender a demanda de movimentação necessária na fábrica.

(25)

2.4 Conceitos sobre tempos de ciclo de produção

As linhas de produção são compostas por diversas operações, divididas em atividades que agregam ou não valor ao produto. De todo modo a subdivisão das linhas respeita uma sequência de manufatura do produto para que se obtenha o resultado final.

Uma vez que a coleta de peças tem como um dos seus clientes internos a Produção, deve-se conhecer os seus conceitos sobre os tempos e métodos, de onde serão base para o estudo.

Segundo Slack et al. (2013) o tempo de ciclo é tratado como a razão entre o tempo disponível para produção e a demanda de peças. No entanto há uma confusão na literatura e na indústria sobre os conceitos de tempo de ciclo segundo Alvarez e Antunes Jr. (2001), pois o tempo de ciclo recebe o significado de takt time, utilizado para representar a demanda atribuída a um processo e a capacidade de um processo. Sendo que o tempo de ciclo é a duração de uma ação cíclica, cujo evento marca o início ou o fim do processo. Segue afirmação dos autores Alvarez e Antunes Jr. (2001).

Genericamente, para uma máquina ou equipamento, o tempo de ciclo é o tempo necessário para a execução do trabalho em uma peça; é o tempo transcorrido entre o início/término da produção de duas peças sucessivas de um mesmo modelo em condições de abastecimento constante. (p. 7) Portanto, cada operação a ser realizada possui um tempo de ciclo característico. Em uma linha de produção, a operação que demanda maior tempo de execução, isto é, o maior tempo de ciclo, será identificado a restrição que revela o comportamento particular da linha de produção, pois esta dita o ritmo de produção, segundo a Teoria das Restrições.

Desenvolvida por Eliyahu Goldratt, a Teoria das Restrições (TOC - Theory of Constraints) se concentra na programação do gargalo da operação (SLACK et al, 2013). Ou seja, das operações que possuem tempos de ciclo elevados, caracterizados como um tipo de restrição de produção. Segundo Krajewski, Ritzman e Malhotra (2009) o gargalo é um tipo específico de restrição ligado a baixa capacidade de um processo que limita o atendimento do volume do produto.

(26)

“Os gargalos governam o processamento e o estoque no sistema. Se os gargalos governam o fluxo, então eles governam o tempo de processamento, que por sua vez governa o estoque” (SLACK et al., 2013, p. 354).

Sendo assim, sob a ótica da TOC os gargalos definem o fluxo de produção, portanto o intervalo de tempo entre a chegada de dois produtos no final da linha será equivalente ao tempo de ciclo no gargalo.

(27)

3. Estudo de caso

Neste capítulo são apresentados a empresa em que o estudo de caso é aplicado e a discussão sobre os problemas decorrentes da sistemática atual dos roteiros de coletas.

3.1 Empresa

A empresa sediada em Santa Catarina, atua no ramo metal-mecânico para atender a demanda internacional de produtos automotivos e conexões em ferro fundido.

Atualmente a empresa fabrica conexões para instalações industriais, perfis e principalmente produtos automotivos. No ramo automotivo atendem-se os segmentos agrícola, de construção, mineração, de veículos comerciais pesados e leves, bem como veículos de passeio.

Os produtos automotivos estão listados abaixo:  Cabeçotes de motor;

 Blocos de motor;  Carcaças de turbina;

 Carcaça de caixa de transmissão;  Carcaça de caixa de direção  Virabrequim;

 Eixo de comando de válvulas;  Capas de mancais;  Volantes de motor;  Coletor de escape.  Disco de freio;  Suporte do freio;  Caliper de freio;  Manga de eixo e  Cubo de roda.

(28)

Estes produtos podem ser entregues ao cliente na forma bruta, isto é, após o processo de fundição, podem ser usinadas parcialmente, usinadas completamente e até mesmo montadas, dependendo do grau de acabamento e nível de montagem solicitado.

Todos os produtos automotivos são fabricados inicialmente por meio do processo de fundição, sendo que na saída deste processo obtém-se um produto bruto. Na sequência os produtos passam pelo processo de acabamento, onde são removidas as rebarbas provenientes da fundição. Posteriormente, partes das peças são encaminhadas a Usinagem, onde recebem os processos de manufatura com remoção de material na forma de cavaco.

Neste setor há linhas dedicadas, isto é, responsáveis por fabricar componentes para um mesmo cliente; bem como há os chamados módulos flexíveis, compostos por centros de usinagem capazes de fabricar lotes de diferentes clientes, portanto permitem absorção de demandas variadas de produtos. A Usinagem pode entregar ao cliente peças semiacabadas e acabadas.

Ainda dentro da planta da Usinagem produtos podem ser encaminhados para montagem de componentes, como selos de galerias, sedes e guias de válvulas, bronzinas, anéis e entre outros. Após as montagens os produtos são submetidos a testes, inspecionados e embalados.

Dentro os produtos fabricados pela empresa este estudo de caso aborda a movimentação de blocos e cabeçotes de motor no setor da Usinagem, das quais as linhas de produção estão situadas dentro de um mesmo pavilhão e cujo destino final das peças é a mesma expedição.

3.2 Práticas realizadas no cenário atual

Atualmente a movimentação interna de peças acabadas no setor da Usinagem é realizado por empilhadeiras e rebocadores. Estas movimentações estão associadas ao tipo de movimento, ao material e ao método aplicado. Para os produtos acabados as movimentações iniciam nos postos de embalagem de cada linha de produção, quando os volumes de peças estão unitizados, todos sobre paletes, com destino a expedição.

(29)

Os volumes de peças acabadas são transferidos dos postos de embalagem para o local definido como ponto de coleta. Os operadores de empilhadeira ou rebocador por sua vez coletam os volumes e entregam na expedição.

Movimentações que utilizam rebocadores consistem em comboios, formados pelo carro rebocador e plataformas com rodas, chamadas de carros transportadores ou vagões. Esta composição é análoga aos trens de carga, que possuem a locomotiva, como veículo propulsor, e seus vagões. O comprimento do comboio é delimitado por um número máximo de vagões, da mesma forma que se restringe o peso equivalente a capacidade de carga máxima rebocada pelo veículo propulsor.

Os carros transportadores ficam à disposição do operador responsável pela embalagem das peças acabadas, posicionado no final de cada linha de produção que utiliza a movimentação por comboio. No posto de trabalho a embalagem é colocada sobre o vagão - ilustrado na Figura 3(a) - e preenchida com as peças até que se obtenha um volume completo. Após isto o mesmo operador encaminha o lote para o ponto de coleta no corredor. Posteriormente, o veículo rebocador realizada a coleta em determinada rota, apresentado na Figura 3(b).

Para o caso onde a movimentação é realizada com a empilhadeira, o operador de produção ao concluir a embalagem de um volume de peças disponibilizará o material no ponto de coleta com o auxílio de uma paleteira manual, apontada na Figura 3(c). Na sequência a empilhadeira movimenta o material até a expedição de peças acabadas, por sua vez indicado na Figura 3(d).

Figura 3 - Equipamento de movimentação interna de materiais

a c

b d

(30)

Este procedimento se repete para as outras linhas, cuja frequência de disponibilização dos volumes de peças acabadas é particular, dado que cada produto possui um tempo de ciclo distinto. Ainda que as linhas mantenham um ritmo de produção frequente não possuem sincronia, uma vez que as máquinas estão sujeitas a variação de modelos produzidos, a paradas para manutenção, trocas de ferramentas, preparação, limpeza e entre outros.

Até o momento presente as coletas por comboio têm suas rotas definidas por convenção entre os técnicos e operadores, que pela experiência e conhecimento sobre a velocidade de cada linha de produção determinam as práticas de coletas. Periodicamente o rebocador realiza os trajetos em busca de volumes completos pela fábrica, partindo da expedição cada operador determina o próximo ponto de parada do comboio. São acumulados alguns volumes completos de linhas cuja produção é alta, para que em poucas rotas o comboio utilize da sua máxima capacidade de carga rebocada para coletar as peças. Esta prática, no entanto, causa efeitos negativos para a fábrica, dado que os carros transportadores carregados são acumulados no corredor.

As consequências dessa tomada de decisão repercutem no fluxo de entrega das peças para a expedição, dado que peças embaladas, cujos processos de manufatura já agregaram todo o valor ao produto, acumulam aguardando coleta por sistemática não padronizada.

Os desdobramentos do procedimento atual do roteiro de coleta impactam diretamente na utilização dos recursos, organização, segurança e aspecto visual da fábrica. Em um primeiro momento a ocupação do rebocador está sujeita a baixa eficiência, consumindo tempo de mão de obra e disponibilidade de veículos para realização de coletas. Por sua vez, volumes acumulados nos corredores criam restrições de passagem para o acesso a máquinas, a movimentação de peças para medição nos laboratórios, limpeza dos corredores e tráfego de outros veículos e pedestres. Inclusive há registros de acidentes causados por colisões entre empilhadeiras e vagões acumulados, indicando um ponto de atenção ao problema de movimentação e armazenamento de materiais.

(31)

4. Análise dos procedimentos de roteirização

O procedimento inicia com o levantamento das informações essenciais para satisfazer as necessidades na coleta de peças acabadas dentro da fábrica em estudo.

Ao observar as atividades laborais dos operadores de rebocador tem-se que os mesmos são responsáveis por dirigir o veículo e manusear os vagões, sendo os mesmos devidamente treinados e habilitados para a função. Partindo do depósito até os pontos de coleta os operadores acoplam e desacoplam os carros transportadores de peças, deixando um vagão vazio no lugar de cada vagão carregado que for acoplado ao comboio. Esta ação se repete em todos os pontos de coleta da rota, caso haja algum volume para ser coletado naquele momento.

Chegando na expedição de peças acabadas os volumes são então descarregados e o veículo está preparado para a próxima rota. Via de regra o comboio parte da expedição com os vagões vazios e o ciclo de cada rota se encerra quando o comboio descarrega o material coletado e a composição está montada com os vagões vazios novamente.

Portanto o tempo total ( ) de uma viagem completa é a soma do tempo de deslocamento ( ), do tempo de manipulação ( ) dos vagões e do tempo de descarregamento ( ) na expedição de peças acabadas, conforme a Eq. (1), adaptada de Caccalano e Cunha (2015).

Tempo de deslocamento é o tempo para a realização do trajeto completo, percorrendo a distância da rota em uma determinada velocidade, considerada constante para efeitos do estudo.

Tempo de manipulação, corresponde a somatória do tempo despendido em cada ponto de uso onde é realizada a coleta, abrangendo as seguintes atividades do operador:

(32)

 Parar o veículo e descer;

 Desacoplar vagão vazio e posicioná-lo no local demarcado;  Acoplar o vagão carregado no comboio;

 Embarcar no veículo e partir.

Tempo de descarregamento, representa o tempo em que o comboio permanece na expedição para descarregamento dos volumes coletados. O instante zero nesta contagem é o momento em que chega o comboio na expedição e o instante final é o momento em que o rebocador está pronto para a próxima viagem.

Figura 4 - Acoplamento entre vagões no comboio

(33)

O processo de acoplamento e desacoplamento dos carros transportadores se dá pelo manuseio da conexão entre os vagões, apresentado na Figura 4. O operador do comboio manuseia o vagão pelo arco metálico para realizar as manobras, conectando os vagões por meio de um engate tipo alicate e uma corrente de segurança.

4.1 Requisitos e restrições do sistema

A sistemática de roteirização tem como objetivo geral garantir a coleta dos volumes de peças acabadas, com a missão de contribuir para melhor gestão da produção, baseado na utilização dos recursos, nas restrições de tempo e espaço.

Para satisfazer as necessidades de movimentação as soluções devem atender a alguns requisitos e respeitar uma série de restrições.

4.1.1 Limitações do comboio

O comboio apresenta algumas limitações, como a capacidade de peso transportada, comprimento da composição, velocidade e raio de curva para as manobras. Estas características limitam a atuação do veículo dentro destes parâmetros conforme apresentado na Tabela 1.

Tabela 1- Parâmetros do comboio

Restrições Valores

Carga máxima rebocada 6000 kg Comprimento do comboio 5 vagões

Velocidade média 6 km/h Raio de curva externo 1700 mm

Fonte: O autor (2019)

A capacidade de carga máxima rebocada é um parâmetro fornecido pelo fabricante do veículo rebocador, sendo que neste estudo de caso trata-se de um veículo fabricado pela Still, modelo R06. A ficha técnica do veículo encontra-se no Anexo A, na Figura 14. Este dado influencia diretamente na limitação do comprimento admissível do comboio, definido em cinco vagões, uma vez que cada vagão possui com capacidade para movimentar a massa de .

(34)

Por sua vez, a velocidade é uma informação obtida experimentalmente. Conforme consultas, estabeleceu-se por segurança que a velocidade máxima atingida pelo comboio deve ser de , porém os trajetos apresentam diversos obstáculos, como curvas, rampa, presença de outros veículos e pontos de travessia de pedestres. Pela aplicação de cronometragem, com aferição das distâncias é possível obter a velocidade média. Os trajetos utilizados no experimento foram restringidos aos trechos onde o veículo manteve-se em movimento. Como resultado final foi obtida uma velocidade média de , logo aplica-se este valor como dado de entrada na determinação dos tempos de deslocamento.

4.1.2 Limitações de espaço

Há limitações impostas pelas áreas de apoio da empresa que podem ser evidenciadas no leiaute da fábrica. Corredores que permitem livre tráfego de veículos, são marcados com faixas vermelhas, onde o rebocador pode transitar sem dividir espaço com o pedestre, porém compartilhando o local com empilhadeiras e demais veículos fabris.

As áreas amarelas são corredores destinados a livre passagem de pedestres, onde as empilhadeiras são proibidas e os rebocadores, ainda que permitidos, são indesejados. Nestes locais busca-se garantir a segurança dos colaboradores à circular entre as linhas de produção, que caso necessitem acessar as áreas vermelhas devem trajar coletes refletivos para sinalização.

Apesar de que a maior parte dos corredores permita circulação em ambos os sentidos, alguns em particular apontam para um sentido único. Esta tomada de decisão é baseada na segurança das movimentações, por critérios onde a visibilidade do corredor seja comprometida, o raio de giro impacta negativamente na condução, para padronizar o movimento em um único sentido, ou a largura do corredor impossibilita o tráfego em dois sentidos.

Os corredores demarcados e o sentido de tráfego podem ser vistos em uma seção do leiaute da fábrica apresentado na Figura 5.

(35)

Figura 5 – Seção do leiaute da fábrica com indicação de sentido e áreas

Fonte: Adaptado da empresa (2019)

4.1.3 Limitações provenientes da produção

Uma terceira fonte de limitações é associada ao tempo. As linhas de produção disponibilizam os volumes embalados em uma determinada frequência de produção, a frequência por sua vez é ditada pelo fluxo de produção ( ), que pode ser medido pelo tempo de ciclo no gargalo ( ), conforme a Eq.(2) elaborada pelo autor.

Portanto o fluxo de produção de um único produto em uma linha é assumido como o fluxo no gargalo, cuja unidade de medida é dada em .

Outra limitação do procedimento de coleta envolve as embalagens dos produtos. A unitização dos volumes de produtos permite o agrupamento de um determinado número de peças por embalagem em palete, cuja variável é atribuída o nome de capacidade da embalagem ( ), medida em .

A combinação da quantidade de peças por volume com a velocidade de produção no gargalo permite a obtenção de uma variável determinante no estudo, o

(36)

tempo de disponibilização dos produtos unitizados ( ), isto é, o tempo necessário para que cada linha entregue um vagão carregado no ponto de coleta.

Cada modelo de peça possui um código de identificação. Este código quando inserido no sistema da empresa permite acesso a uma gama de informações do produto, do processo e sua gestão. Por conseguinte, pode-se obter o fluxo de produção da peça, a capacidade das embalagens ( ) e a linha em que a peça é produzida. Com estas três informações calcula-se o tempo de disponibilização dos volumes embalados de cada linha, como se pode notar na Eq.(3), elaborada pelo autor.

Sabe-se também que em uma mesma linha podem ser produzidos diversos modelos de produtos. Em uma abordagem conservadora, adota-se então um ritmo de produção constante, cuja peça produzida possui o menor tempo de disponibilização dos volumes. Consequentemente, todas as linhas trabalham na sua eficiência máxima, disponibilizando seus produtos na menor frequência possível, proporcionando a equipe de movimentação e armazenamento de materiais (MAM) o cenário mais crítico para efeitos de dimensionamento.

4.1.4 Requisitos

Os requisitos atribuídos buscam atender as necessidades da produção e da expedição, com o intuito de melhorar o aproveitamento dos recursos da empresa e gerenciamento das operações logísticas, bem como garantir a segurança dos colaboradores dentro das restrições impostas.

Dado que a segurança é o primeiro requisito para toda a operação fabril, a movimentação e armazenamento de materiais visa reduzir o tempo de exposição dos volumes embalados aguardando coleta nos corredores. Esta medida impacta diretamente nas frequências de coleta e no agrupamento dos pontos de uso (PDUs). Para isto é considerado admissível acumular dois volumes de peças por um período menor que uma hora em locais estratégicos.

Uma maneira de melhor aproveitar os recursos disponibilizados pela companhia é otimizando a ocupação do comboio e consequentemente do operador

(37)

de rebocador. De modo que os roteiros contemplem todos os PDUs com capacidade de incorporar novas rotas ou PDUs no futuro.

Pode-se observar na Figura 6 o leiaute da fábrica com a disposição física dos pontos de uso localizados no final de cada linha de produção. Os PDUs são indicados em círculos azuis com a identificação dos mesmos por letras de A a I. Por sua vez a Expedição de peças acabadas é indicada pelo triângulo verde, identificado como ponto 0 (zero).

Figura 6 - Leiaute com distribuição dos PDU e Expedição

Fonte: O autor (2019)

Por fim, para atender a demanda de facilitar o gerenciamento das operações logísticas define-se que as rotas deverão ter frequências de coleta sincronizadas, isto é, o tempo de repetição entre as rotas devem ser múltiplos um do outro. Assim

A B C D E F G H I 0

(38)

os roteiros estarão sincronizados, organizando o planejamento de execução das rotas de maneira clara e objetiva.

(39)

5. Roteirização de comboios

Com a definição das limitações e requisitos do sistema parte-se então para a roteirização propriamente dita. Sabendo da complexidade das movimentações e armazenamento de materiais, busca-se subdividir o problema de maneira a encontrar situações mais simples para obtenção de soluções viáveis de maneira rápida.

Adota-se o método da varredura para elaboração da roteirização, de modo que os pontos são distribuídos respeitando a capacidade do comboio. O resultado deste passo é obter os PDUs referentes a cada rota, de modo que o problema é simplificado. Logo, dentro de cada roteiro é possível aplicar a solução para o problema do caixeiro viajante.

A solução do problema exige a definição da matriz de distâncias, isto é, conhecer as distâncias entre todos os pontos de parada, consequentemente os pontos de uso e expedição. Estas distâncias são obtidas com o auxílio de programa computacional de ferramentas CAD, Autocad. Consultando o leiaute computadorizado da fábrica é possível medir a distância entre os pontos traçando os trajetos possíveis entre cada parada. Esta abordagem considera a possibilidade de trajetórias no sentido horário e anti-horário, conforme a Tabela 2. Logo a coluna H/AH indica o sentido do caminho percorrido entre um ponto de origem e um ponto de destino, sendo a H o equivalente a horário e AH a anti-horário. A unidade de distância adotada é apresentada em metros.

(40)

Tabela 2 - Matriz de distâncias em metros entre os pontos de parada DESTINO H / AH PDU A B C D E F G H I 0 ORI GE M AH A - 161 219 219 262 140 259,5 281,5 281,5 246 H A - - 207 207 164 140 274,5 296,5 296,5 246 AH B 56,5 - 195,5 195,5 238,5 116,5 236 258 258 222,5 H B - - 183,5 183,5 140,5 116,5 251 273 273 222,5 AH C 219 257 - 0 43 67 52,5 74,5 74,5 173 H C 207 245 - 0 43 67 52,5 74,5 74,5 173 AH D 219 257 0 - 43 67 52,5 74,5 74,5 173 H D 207 245 0 - 43 67 52,5 74,5 74,5 173 AH E 164 202 43 43 - 24 95,5 117,5 117,5 130 H E 164 202 43 43 - 24 158,5 180,5 180,5 130 AH F 140 178 67 67 24 - 119,5 141,5 141,5 106 H F 140 178 67 67 24 - 134,5 156,5 156,5 106 AH G 274,5 218,5 201,5 201,5 158,5 134,5 - 22 22 145,5 H G 274,5 218,5 201,5 201,5 158,5 134,5 - 22 22 156 AH H 285 323 212 212 169 145 22 - 0 134 H H 296,5 334,5 223,5 223,5 180,5 156,5 22 - 0 167,5 AH I 285 323 212 212 169 145 22 0 - 134 H I 296,5 334,5 223,5 223,5 180,5 156,5 22 0 - 167,5 AH 0 246 284 173 173 130 106 145,5 167,5 167,5 - H 0 246 284 173 173 130 106 156,5 134 134 - Fonte: O autor (2019)

Para atender aos requisitos e limitações abordados nas seções anteriores considera-se a aplicação dos princípios para boa roteirização sugeridos por Ballou (2006). Em uma análise preliminar dos tempos de disponibilização dos volumes de peças algumas considerações podem ser realizadas com base na Tabela 3.

Tabela 3- Ordenação dos tempos de disponibilização de um volume para coleta

PDU Tempo de disponibilização [min]

G 21,25 H 22,76 B 23,85 I 57,62 E 62,91 F 68,70 D 118,03 A 295,69 C 1058,82 Fonte: O autor (2019)

(41)

Percebe-se que o dos PDUs A e C são desproporcionais em comparação os demais PDUs, dado que o turno de trabalho de oito horas, equivalente a minutos, o operador do comboio coletaria no máximo duas vezes os volumes disponibilizados no ponto A. De maneira análoga, haveria no máximo uma coleta do volume entregue pelo ponto C. Todavia maneiras mais econômicas de roteirização podem ser atribuídas aos mesmos pontos. O PDU C está localizado junto do PDU D, portanto estes pontos devem ser atribuídos a uma mesma rota. Por sua vez o ponto A apresenta uma particularidade, está distante, e no final de um corredor encoberto por equipamentos e máquinas. Para isto é sugerida uma comunicação visual informando o operador do comboio que o volume está disponível para a coleta, em forma de sinal luminoso. Conforme a Figura 7 a proposta sugere também que ao se deslocar para coleta no PDU B o comboio inclua o PDU A no seu trajeto.

Figura 7 - Proposta para atender ao PDU A

Fonte: Adaptado da empresa (2019)

A estrela verde destacada na Figura 7 sugere o local para instalação da sinalização luminosa. Um ponto estratégico para a comunicação com o operador do comboio, que visualizará o sinal antes de adentrar na área amarela para a coleta no ponto B. A partir desta abordagem e considerações três estratégias são propostas.

(42)

5.1 Estratégia 1

Esta estratégia agrupa os pontos de uso por frequência de disponibilização dos volumes para coleta. O intuito é atender em uma mesma rota as linhas que apresentam frequências próximas, de modo que os materiais permaneçam em espera pelo menor tempo até que sejam coletados. A Tabela 4 filtra os PDUs pelo tempo de disponibilização dos volumes de peças acabadas.

Tabela 4 - Atribuição de rotas pelo tempo de disponibilização nos PDUs

PDU Tempo de disponibilização [min] Roteiro

G 21,25 1 H 22,76 1 B 23,85 1 I 57,62 2 E 62,91 2 F 68,70 2 D 118,03 2 A 295,69 1 C 1058,82 2 Fonte: O autor (2019)

Em uma primeira distribuição os pontos de menor , isto é, pontos B, G e H, são atendidos pela rota 1. Os demais pontos são contemplados pela rota 2. No entanto pode-se perceber que o ponto I encontra-se próximo do ponto H, provocando então uma sobreposição entre o roteiro 1 e 2, prejudicando a qualidade das rotas. Sendo assim a rota 1 pode absorver o PDU I, incorporando-o ao seu trajeto e balanceando a quantidade de volumes coletados.

Portanto as rotas segundo a estratégia 1 terão a distribuição de PDUs seguindo a Tabela 5. Em cada ponto é coletado apenas um volume de peças.

Tabela 5- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 1)

Paradas Roteiro1 Roteiro2

1 G E 2 H F 3 B D 4 I C 5 A - Fonte: O autor (2019)

(43)

A próxima etapa é definir a sequência das paradas. É possível observar que a situação se enquadra no problema do caixeiro viajante, onde o veículo deve visitar todos os pontos de uso apenas uma vez, partindo de um local e por fim retornando ao mesmo. Com isto todas as possibilidades são calculadas para determinar a menor distância – em metros - a ser percorrida para a rota 1 de acordo com a Tabela 6.

Tabela 6 - Solução do problema de roteirização para a rota 1 (Unidade

Roteiro Trecho 1 Trecho 2 Trecho 3 Trecho 4 Distância total

1 0-G-HI-B-0 145,5 22 323 222,5 713 2 0-G-B-HI-0 156,5 201,5 258 134 750 3 0-HI-G-B-0 134 22 218,5 222,5 597 4 0-HI-B-G-0 134 323 236 145,5 838,5 5 0-B-G-HI-0 284 236 22 134 676 6 0-B-HI-G-0 284 273 22 145,5 724,5 Fonte: O autor (2019)

O roteiro número três, indicado em amarelo apresenta a rota de menor custo, isto é, menor distância percorrida, desprezando a coleta no ponto A, por ser excepcional. Esse procedimento se repete para a rota 2.

Na sequência devem ser calculados os tempos de deslocamento, de manuseio e de descarga, para obtenção do tempo total, segundo as equações apresentadas anteriormente. Podem-se observar os resultados Tabela 7, obtidos na análise da estratégia 1, cujas distâncias são expressas em metros e os tempos em minutos.

Tabela 7 - Resultados da análise (Estratégia 1)

Estratégia Rota Distância Tdesloc Tmanip Tdescarg Ttotal Menor Tdisp Trep

1 1 597,00 6,28 4,40 1,20 11,88 21,25 22

1 2 346,00 3,64 4,40 1,20 9,24 57,62 66

Fonte: O autor (2019)

Orientada pelo produto de menor tempo de disponibilização (21,25 segundos), define-se que a cada 22 minutos a rota 1 se repete. Esta rota encontra-se na Figura 8.

(44)

Figura 8 - Rota 1 da Estratégia 1

Fonte: Adaptado da empresa (2019)

Ao completar três vezes a rota 1 o comboio deve então realizar a rota 2, com repetição a cada 66 minutos para adoção da frequência de repetição harmônica. Sendo assim a estratégia é executável. Vê-se a rota 2 na Figura 9.

Figura 9 - Rota 2 da Estratégia 1

(45)

5.2 Estratégia 2

Na estratégia 2 a atribuição de rotas se dá pelo agrupamento geográfico dos pontos de uso. Pode-se observar a distribuição dos PDU na Tabela 8.

Tabela 8- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 2)

Paradas Roteiro1 Roteiro2

1 G A 2 H B 3 I C 4 - D 5 - E 6 - F Fonte: O autor (2019)

A rota 1 passa a atender apenas três PDUs, G,H e I, percorrendo uma distância mais curta. Tornando a rota eficiente para a coleta de duas das linhas com maior volume de produção. Conforme a Figura 10.

Figura 10 - Rota 1 da Estratégia 2

(46)

Observando a Figura 11 percebe-se que a rota 2 absorve os pontos excepcionais, A e C, cujos tempos de disponibilização dos volumes são elevados. Outra particularidade desta rota é que no ponto B são coletados dois volumes de peças acabadas, que são acumulados para redução da frequência de coleta. O que seria de 23,85 minutos, dobra para 47,69 minutos, reduzindo a frequência de repetição da rota 2.

Figura 11 - Rota 2 da Estratégia 2

Fonte: Adaptado da empresa (2019)

Segundo a Tabela 9, com as distâncias descritas em metros e os tempos em minutos, pode-se observar que a cada 24 minutos a rota 1 é repetida, para atender a linha de maior demanda de movimentações, cujo PDU G, disponibiliza um volume para coleta a cada 21,25 minutos. Após a rota 1 ser executada duas vezes inicia-se a rota 2, que é repetida a cada 48 minutos, para atender aos requisitos e limitações.

Tabela 9 - Resultados da análise (Estratégia 2)

Estratégia Rota Distância Tdesloc Tmanip Tdescarg Ttotal Menor Tdisp Trep

2 1 301,50 3,17 3,30 1,20 7,67 21,25 24

2 2 652,50 6,87 5,50 1,20 13,57 47,69 48

Fonte: O autor (2019)

A vantagem desta roteirização está em atribuir a rota 1, de curta duração, a frequência de repetição maior. Em contrapartida a rota 2 mostra-se suscetível a ter a

(47)

capacidade de carga do rebocador ultrapassada, caso haja uma combinação de disponibilização de volumes entre as linhas. Nesta situação o rebocador partirá do ponto de uso em que atingir sua capacidade, com destino direto para a expedição, pois como a frequência de repetição da rota é relativamente baixa comparada aos dos seus PDUs atribuídos, na próxima rota 2 serão coletados os volumes pendentes do trajeto anterior.

5.3 Estratégia 3

Por sua vez, esta estratégia isola o PDU B e o PDU A, mais distantes dos demais PDUs, em uma única rota. De maneira análoga a estratégia 2, nesta são acumulados dois volumes para coleta, movimentados na rota 2. A rota 1 agrupa os demais pontos seguindo a frequência para atender o menor entre as linhas. Pode-se visualizar a atribuição de rotas na Tabela 10.

Tabela 10- Distribuição dos pontos de uso nas rotas (Estratégia 3)

Paradas Roteiro1 Roteiro2

1 C A 2 D B 3 E - 4 F - 5 G - 6 H - 7 I Fonte: O autor (2019)

Embora a rota 1 esteja suscetível em ultrapassar o limite de carga rebocada pelo comboio, conforme apresenta a Tabela 11 a frequência desta rota é alta, repetida a cada 24 minutos. Sendo assim, os volumes pendentes podem ser coletados na rota seguinte.

Tabela 11 - Resultados da análise (Estratégia 3)

Estratégia Rota Distância Tdesloc Tmanip Tdescarg Ttotal Menor Tdisp Trep

3 1 381,50 4,02 5,50 1,20 10,72 21,25 24

3 2 506,50 5,33 2,20 1,20 8,73 47,69 48

(48)

O roteiro de menor custo, isto é, de menor trajeto calculado, pode ser visto na Figura 12, percurso (0-F-E-D-C-G-H-I-0).

Figura 12 - Rota 1 da Estratégia 3

Fonte: Adaptado da empresa (2019)

Por sua vez, a rota 2 contempla os PDUs A e B. Com a consideração de que o ponto A é visitado apenas quando a luz de sinalização para coleta for acionada. A Figura 13 apresenta o trajeto definido para a rota 2.

Figura 13 - Rota 2 da Estratégia 3

(49)

5.4 Comparação entre as estratégias

As três propostas apresentam soluções plausíveis, entretanto percorrem trajetos diferentes, consequentemente o tempo de deslocamento apresenta variação, permitindo a comparação entre as soluções propostas, conforme a Tabela 12.

Tabela 12 – Taxa de ocupação

Estratégia Tempo ocupação por turno [min] Percentual de ocupação [%]

1 327,0 68,02

2 289,2 60,24

3 301,6 62,84

Fonte: O autor (2019)

Sabendo o tempo de duração das rotas, atribuído uma frequência de coletas, pode-se obter o tempo de ocupação para um turno de 8 horas. Vê-se que a estratégia 2 possui o menor percentual de ocupação, isto é, o tempo despendido diretamente na roteirização do comboio. Portanto a estratégia 2 entrega uma solução 11,44% mais econômica que a estratégia 1, de maior ocupação, percorrendo menores distâncias e garantindo a coleta dos mesmos volumes.

O indicador de ocupação gera conhecimento sobre as atividades de modo mensurável. Há possibilidade de agregar novos pontos de uso ou a criação de um novo roteiro, para que mais linhas possam ser atendidas pelo comboio. Este indicador leva a novas análises para fundamentar a tomada de decisão ao adquirir novos veículos, bem como a necessidade ou não de remanejar o quadro de colaboradores da equipe logística ou até mesmo repensar o método de coleta das peças.

(50)

6. Proposição dos procedimentos de movimentação do comboio

A partir da análise realizada na definição das estratégias e rotas é possível determinar um procedimento para planejar novas roteirizações de comboios na fábrica, de acordo com os seguintes passos:

1. Definir quais linhas serão atendidas pelo comboio:

Este passo trata da primeira tomada de decisão, elencar as linhas de produção aptas a participarem da roteirização. Caracteriza uma decisão estratégica para a companhia, por envolver a aplicação de recursos financeiros e humanos. Não são todas as linhas que permitem a coleta por comboio sem que haja alterações de leiaute da fábrica.

2. Obter os tempos de ciclo no gargalo:

Os dados podem ser obtidos via sistema, para cada modelo produzido na fábrica, uma vez que o código das peças está associado a um centro de custo, isto é, uma linha de produção. ( )

3. Consultar as fichas técnicas de embalagem:

Para obtenção das capacidades de embalagens de cada modelo de peça fabricado nas linhas a serem atendidas ( ) em .

4. Calcular o tempo de disponibilização nos pontos de uso:

O passo 4 é resultado da manipulação matemática entre os dados obtidos nas etapas 2 e 3, segundo a equação . Sendo assim, em cada linha de produção haverá inúmeras peças sendo fabricadas com diversos resultantes.

5. Filtrar o modelo com menor de cada linha:

Logo, para linha de produção pode-se consultar o modelo com menor tempo de disponibilização de volumes embalados prontos para coleta.

(51)

Este dado permitirá iniciar a análise pelo cenário mais crítico da fábrica, quando as linhas de produção estão produzindo o modelo de peça com máxima frequência de coleta. Esta etapa visa garantir que os recursos atendam todas as coletas nas linhas.

6. Mapear os pontos de uso (PDUs):

Localizar os pontos de uso no leiaute da fábrica. O passo 6 permitirá a aferição das distâncias entre os pontos, bem como dará a equipe de movimentação e armazenamento de materiais (MAM) dimensões das limitações físicas dos pontos de parada.

7. Preencher a matriz de distâncias:

Aferir as distâncias entre pontos de parada, sejam PDUs e Expedição. A presente etapa é a base para agrupamentos e cálculos e sequenciamento dos roteiros

8. Definir os requisitos para a roteirização:

Elencar quais requisitos os roteiros devem atender para que seja elaborado o processo de roteirização de maneira eficaz, de modo a garantir a funcionalidade, a segurança e ergonomia, organização e bem-estar dos colaboradores envolvidos.

9. Delimitar as restrições para execução das rotas:

As restrições relativas ao veículo, como capacidade de carga, comprimento do comboio, velocidade de deslocamento do comboio e raio de curva. Devem-se considerar as restrições físicas das instalações e normas internas, como o sentido de deslocamento nos corredores, demarcação de áreas apropriadas aos tipos de movimentação e armazenamento de materiais, bem como limitações inerentes aos processos de fabricação nas linhas de produção, que criam situações particulares, permitindo abordagens alternativas.

10. Empregar o método de varredura para distribuição de paradas nos roteiros:

Imagem

Referências

temas relacionados :