Produção Celular

Introdução à Produção Cellular

1. L A Y O U T S
ESPECIALIZADOS E
TECNOLOGIA DE GRUPO
JOÃO PAULO PINTO – COMUNIDADE LEAN THINKING
©
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MUDANÇAS NAS ESTRATÉGIAS DE FABRICO
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FORMAS DE TRABALHAR
Custo por unidade
volume
Mass production (repetitivo)
Batch production (lotes)
Projecto
Continuo
Job shop
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CLASSIFICAÇÃO
DOS SISTEMAS DE PRODUÇÃO
Annual Unit Production
Number of Products per system
High
Low High
Low
Transfer lines, Flow
Line and Dedicated
systems
Flexible Manufacturing
Systems (FMS)
Manufacturing Cell
Job Shop, Functional
Layout
Productivity
Flexibility
Mass production
Small to medium batch
production
Small batch and
one-of-a kind
production
PRODUÇÃO ANUAL
UNIDADES POR SISTEMA
Produtividade
Flexibilidade

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Projecto
Lotes
Massa
Contínuo
Productos UniqueMade to order Made to stockCommodity
Cliente Singly Few individuals Mass market Mass market
Procura Infrequent Fluctuates Stable Very stable
Volume Very low Low to med High Very high
Variedade Infinite Many, high Low Very low
Sistema Long-term IntermittentFlow lines Process industry
Equipmento Varied General-purp. Special-purp. Highly automated
Conhec/ Experts Wide range Limited range Equipment
craftspeople monitors
Vantagens Custom work Flexibility Efficiency Highly efficient
quality speed, low cost large capacity
Desvantg Nonrepeating Costly, slow Capital invest. Difficult to change
Exemplo Construction Printing, bakery Autos, TV’s Paint, oil, food
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EXEMPLOS DE LAYOUTS
Milling Turning Grinding Measuring
Functional / Process layout
Cell 1 Cell 2 Cell 3
Cellular layout
O
p
eration 1 O
p
eration 2 O
p
eration 3 O
p
eration 4
Line / Flow layout
LAYOUT FUNCIONAL
LAYOUT CELULAR
LAYOUT EM LINHA OU POR PRODUTO
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Functional Layout
Flow extremely
varied
Cellular Layout
Flow varied with
patterns
Line Flow Layout
Machine paced
Flow regular
Line Flow Layout
Operator paced
Flow mostly regular
Continuous Flow Flow rigid
Very many
products and
very few each
Many products
and low volumes
Many products
and medium
volumes
Several products
and high
volumes
One product and
very high
volume
Job Shop
Batch
Flow
Assembly
Line Flows
High Volume
Mfg (HVM)
Delivery/Service
Quality
Cost
Flexibility
VP
G P P P
VP VP
VG
VP G VP
G
G
VG VG VP
G
VG VG VP
Innovation VG
G
P
VP
VP
Estrátégias
de fabrico
Vs layouts



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Perspectiva Tradicional -
tradeoffs
• As empresas convencionais escolhem o tipo
de processo através do equilíbrio entre
eficiência e variedade;
• As empresas
Lean
(magras) procuram
maneiras de ter ambas;
• Fabricas especializadas e a tecnologia de
grupo são meios de alcançar isto.

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Análise
Break-Even
$0
$1,000
$2,000
$3,000
$4,000
$5,000
400
Units
Dollars
Revenue
Cost
Break-even
Point
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Solução gráfica
para a selecção do processo
$0
$5,000
$10,000
$15,000
$20,000
$25,000
0 1000 2000 3000 4000
Units
Dollars
Process A
Process B
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TIPOS BÁSICOS DE LAYOUTS •Layout de Processo
– Máquinas agrupadas de acordo com o processo de
executam (tb conhecido como grupos
homogéneos);
•Layout de Produto
– Arranjo linear de estações de trabalho para
produzir/montar um dado produto;
•Layout de Posição Fixa
– Usado em situações/projectos em que o produto
não se pode mover.
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Layouts Híbridos •Layout Celular
– Máquinas agrupadas em células;
•F
lexible M
anufacturing S
ystems
– Sistemas de transporte e de transformação
automáticos;
•Linhas de montagem em Mixed-model
– Produz uma variedade de modelos numa
linha.

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LAYOUT FUNCIONAL OU POR PROCESSO
LLLLL
LLLLL
M M
M M
D D
D D
D D
D D
G G
G G
G G
P P A
A
A
Recepção e
expedição
Montagem
Pintura
TornosFresadoras
Furação e Corte
Soldadura
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LAYOUT POR PRODUTO
IN
OUT
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COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO
PRODUCT LAYOUT
PROCESS LAYOUT
1.
Descrição
Sequential arrangement Functional grouping
of machines of machines
2.
Tipo de Processo
Continuous, mass Intermittent, job shop
production, mainly batch production,
assembly mainly fabrication
3.
Produto
Standardized Varied,
made to stock made to order
4.
Procura
Stable Fluctuating
5.
Volume
High Low
6.
Equipamento
Special purpose General purpose
7.
Colaboradores
Limited skills Varied skills
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PRODUCT LAYOUT
PROCESS LAYOUT
8.
Stocks Low in-process, High in-process,
high finished goods low finished goods
9.
Armazéns Small Large
10.
Movimentação Fixed path Variable path
de Materiais (conveyor) (forklift)
11.
Espaços Narrow Wide
12.
Programação Part of balancing Dynamic
13.
Decisão do Layout Line balancing Machine location
14.
Meta Equalize work at Minimize material
each station handling cost
15.
Vantagem Efficiency Flexibility
COMPARAÇÃO ENTRE LAYOUTS DE PROCESSO E DE PRODUTO

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TIPOS DE LAYOUTS HÍBRIDOS •Layout Celular
•F
lexible M
anufacturing S
ystems
•Linhas de montagem em Mixed-model
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LAYOUT CELULAR

Identifica famílias de produtos com fluxos de
produção similares;

Agrupa maquinas em células e de acordo com
as famílias de produtos;

Arranja as células de forma a minimizar o
movimento/transportes dos materiais;

Localiza as máquinas partilhadas em pontos
centrais de forma a servir a células e a
minimizar transportes e stocks.
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FLEXIBILIDADE NUMA CÉLULA EM U
Volume
actual
Redução de
30% do
volume
= 30%
menos
pessoas
Redução de
60% do
volume
= 60%
menos
pessoas
Aumento de
60% do
volume
= 60%
mais pessoas

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TECNOLOGIA DE GRUPO • Agrupa produtos similares em famílias de
acordo com:
– Necessidades de produção;
– Características de desenho.
Existe um variedade de sistemas de
classificação e codificação para a atribuição das
famílias.
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EXPLORAR
PROCESSAMENTOS SIMILARES • Peças que partilhem os mesmos passos de
processamento podem ser agrupadas e
processadas numa área especializada;
• Em certas situações, as peças podem ser re-
desenhadas de forma a que os passos de
processamento passem a ser
idênticos.
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EXPLORAR ASPECTOS SIMILARES
AO NÍVEL DO DESIGN FUNCTIONAL • Variedade desnecessária é desperdício!
• Isto acontece porque os
designers
insistem em
re-inventar a roda em vez de usar formas já
existentes (isto denota um grande
distanciamento entre a Engenharia do Produto e
a Engenharia de Produção – os métodos de DFM
podem ajudar);
• A Tecnologia de Grupo pode ajudar a encontrar
designs similares, e encoraja a racionalização do
design e a re-utilização.
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LAYOUTS DE
FÁBRICAS ESPECIALIZADAS •Linhas com fluxos especializados
– Quando as peças têm a mesma sequência de
fabrico/montagem e os tempos de processamento
não variam muito;
•Células de trabalho
– Mais flexíveis, quando as peças exigem grandes
diferenças;
•Centros de trabalho especializados
– Utilizados quando não se torna prático o re-
arranjo das máquinas;
– maquinas individuais são dedicadas ao fabrico ou
montagem de famílias específicas.

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AS CÉLULAS DE PRODUÇÃO SÃO FORMADAS
APLICANDO A TECNOLOGIA DE GRUPO TECNOLOGIA DE GRUPO(GT) •Agrupamentos de Famílias de Produtos
– Peças desenhadas;
– Peças Produzidas.
•Agrupamento de peças em Famílias
– Inspecção visual;
– Inspecção das rotas de fabrico;
– Classificação de peças.
•Análise de atributos:
–Design;
– Manufacturing;
– Combinação de ambos.
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ESTABELECER GRUPOS E FAMÍLIAS •Codificação e classificação
– Usar os códigos da GT;
•Análise de grupos
– Através da inspecção visual dos processos e
planos de fabrico;
•Production Flow Analysis(PFA)
– Similar à análise de grupos (cluster analysis)
– Recorre a matrizes para identificar clusters.
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LAYOUT
FUNCIONAL ORIGINAL
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ABCM A T M A T ÉÉR I A R I A ––P R I M A P R I M A
M O N T A G E M M O N T A G E M
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ROUTING MATRIX
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
XX X
H
X X X X
G
X X X
F
X XX
E
X X X XX
D
X X X
C
XX X X
B
X X X XX
A
M Á Q U I N A S
PEÇAS

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REORDENAÇÃO DA CÉLULAS
X
X X
E
X
X
X
H
X
X
X
X
B
X
X
X
X
G
X
X
X
C
X
X
X
F
X
X
X
X
X
D
12
11
7
5
9
6
3
10
8
4
2
1
X
X
X
X
X
A
M Á Q U I N A S
PEÇAS
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SOLUÇÃO: LAYOUT CELULAR
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
ABC Matéria Prima
Cell1 Cell1
Cell Cell22
Cell Cell33
M O N T A G E M
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EXEMPLO:
Considere 5 maquinas e 10 componentes (partes).
Procure fazer o agrupamento em células..
.
1 1 1 1 1 1 1 1
M5
1 1 1 1 1 1
M4
1 1 1 1
M3
1 1 1 1 1
M2
1 1 1 1 1 1 1 1 1
M1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Maquinas
Componentes
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32 de 52
1020 1 1 1 1 1 1 1 1 M5
455 1 1 1 1 1 1 M4
568 1 1 1 1 M3
451 1 1 1 1 1 M2
1007 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M1
Equiva
décimal
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Machines
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
PESO BINÁRIO
Components

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33 de 52
11 11 26 28 20 28 27 27 27 28
Decimal
equivalent
1 1 1 1 1 M2
2
0
1 1 1 1 1 1 M4
2
1
1 1 1 1 M3
2
2
1 1 1 1 1 1 1 1 1 M1
2
3
1 1 1 1 1 1 1 1 M5
2
4
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Machines Binary
weight
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
Binary weight
Components
Table 3
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34 de 52
11
11
20
26
27
27
27
28
28
28 Decimal
equivalent
115
1
1 1 1 1 M2 2
0
123
1
1 1 1 1 1 M4 2
1
900
1 1 1 1 M3 2
2
1019 1 1
1
1
1
1
1
1
1 M1 2
3
1020 1
1
1
1
1
1
1
1 M5 2
4
Decimal
equivalent
10 9 6 8 4 3 2 7 5 1 Machines Binary
weight
2
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
2
6
2
7
2
8
2
9
Binary weight
Components
Table 4
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35 de 52
Order Travel
1. Tubes
2. Unprotected
Cores
3. Protection
4. Taping
5. 2ry Winding
6. Short
Circuit Test7. Pre-Test
8. Protective Taping
9. Positioning
10. Buffer
11. 1ry Winding
12. Taping
13. Buffer
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Taped Cores Kanban
2ry Winding
Pre-Test
Positioning
1ry Winding
Protective
Taping
Taping
Buffer Order Travel

10. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
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AS CÉLULAS DE FABRICO SÃO DESENHADAS
PARA PRODUZIREM FAMÍLIAS DE PRODUTOS
“Uma célula éum grupo de processos 
concebido para produzir uma família de 
partes/peças de uma forma flexível. 
O movimento de materiais segue a lógica de 
uma peça uma atrás da outra. Pequenos lotes 
são transferidos entre células. 
Os colaboradores nas células dominam 
múltiplos conhecimentos e podem transitar 
entre células.”
João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
38 de 52
PRODUÇÃO CELULAR
Produção celular é a aplicação da
tecnologia de grupo à totalidade ou parte
da empresa no qual o sistema de fabrico
éconvertidoemcélulas.
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As vantagensdaprodução
emcélulasãoinumeras!
•Reduçãode:
– Tempos de setup;
–WIP;
–Stocks;
– Movimentações.
• Melhorias em:
– Qualidade
– Fluxo de materiais
–Utilizaçãode máquinas
e de espaços
– Moral e envolvimento das
pessoas.
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VANTAGENS DE
LAYOUTS ESPECIALIZADOS 70 – 95% redução do WIP;
65 – 80% redução dos tempos de
setup
;
70 – 90% redução no
lead time
;
75 – 90% redução em transportes;
20 – 56% redução em espaço ocupado;
90% redução de ordens atrasadas
Melhor utilização dos recursos humanos;
Melhor controlo;
Facilidade na automação.

11. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
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RESULTADOS DE MELHORIA ALCANÇADAS COM A PRODUÇÃO CELULAR
João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
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Dificuldade na definição de famílias;
Dificuldade no balanceamento das células e
baixa utilização do equipamento;
Duplicação de equipamentos (de forma a
apetrechar as células);
Dificuldade em receber produtos que não
encaixam em nenhuma das células;
Investimento inicial elevado. DESVANTAGENS DE
LAYOUTS ESPECIALIZADOS
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43 de 52
GT:CODIFICAÇÃO
Processo sistemático para estabelecer
uma valor alphanumérico para
componentes com base em atributos (de
desenho ou de fabrico).
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CLASSIFICAÇÃO POR
Atributos do desenho
– Formas e dimensões internas e externa;
– Rácio de aspecto;
– Tolerância dimensional;
– Acabamento superficial;
– Função da peça.
Atributos de fabrico:
– Processos primários;
– Processos secundários e acabamento;
– Tolerâncias dimensionais e acabamento superficial;
– Sequência das operações;
– Ferramentas, moldes, e equipamento;
– Quantidades e taxas de produção.

12. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
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Policódigo:
cada digito é independente
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A FIGURA QUE SE SEGUE ILUSTRA A
ESTRUTURA DE UM MONOCÓDIGO
Nº de características que podem ser armazenadas num monocódigo:
10
1
+ 10
2
+ 10
3
+ 10
4
+ 10
5
=111110
Nº de características que podem ser armazenadas num policódigo:
10 + 10 + 10 + 10 + 10 = 50
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A FLEXIBILIDADE DO SISTEMA DE A FLEXIBILIDADE DO SISTEMA DE
PRODU PRODUÇÇÃO PODE SER MEDIDA SOB V ÃO PODE SER MEDIDA SOB VÁÁRIAS DIMENSÕES RIAS DIMENSÕES •FLEXIBILIDADE DO EQUIPAMENTO
capability of the machines in performing a variety
of processes on different parts;
•FLEXIBILIDADE DAS ROTAS DE FABRICO
alternative routings;
•FLEXIBILIDADE DO PROCESSO
cope with changes in the product mix by multipurpose,
adaptable CNC machines;
•FLEXIBILIDADE DO PRODUTO
ability to change quickly and economically to
producing new products;
•FLEXIBILIDADE PRODUTIVA
ability to produce a range of products without adding major
investments in equipment;
•EXPANSÃO
ability to change the manufacturi ng system for accommodating a
changed product envelope.
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48 de 52
FFLEXIBLE LEXIBLE
MMANUFACTURING ANUFACTURING SSYSTEMS YSTEMS
“Um sistema de fabrico re-programável
capaz de lidar com uma grande
variedade de partes/peças, usando
tecnologia flexível (ex.
automated
material flow
, CAM e CAE).”

13. João Paulo Pinto, Comunidade Lean Thinking©
49 de 52
UM FMSSUBDIVIDE-SE EM
SUB-SISTEMAS FÍSICOS E DE CONTROLO •Equipamentofísico
– Máquinas CNC, sistema DNC;
– Automated tool handling and storage
– Automated material-handling (AS/SR);
– Robots, AGV’s, etc.
• Sistema de Controlo
(computadores e plc’s)
– Central ou hierarquico.
Centralised computer
Level 2 computer
Level 2 computer
Level 2 computer
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ESTRUTURA DE CONTROLO
HIERARQUICO NUM SISTEMA FMS
FMS
(Shop Floor
Control)
Enterprise
Management
Facility/Plant
Control
FMC
(Cell Control)
FMC
(Cell Control)
FMC
(Cell Control)
Workstation
Control
Workstation
Control
Workstation
Control
Equipment Control
Strategic Planning
& Control
Operational Real-
time Control
PLC & Fieldbus systems
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O LAYOUT DE UM SISTEMA FMS DEPENDE DO EQUIPAMENTO DE
TRANSPORTE E MOVIMENTAÇÃO DE MATERIAIS
AGV
M1
M2
M3
AGV
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
R
M9 M10
M1
M3
M5
M2M4
R
LoadingUnloading
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 Unload station
2 Load station
3 Boring mill
4 Lathe with robot handling
5 Horisontal machining centre
6 Vertical drill
7 Milling machine
8 W ash station
9 Inspection station
10 Conveyor system
Linear single-row
Linear double row
Circular
Cluster
Loop
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52 de 52
COMUNIDADE LEAN THINKING
PARCEIROS NA CRIAÇÃO DE VALOR
Rua Cupertino de Miranda, 35 - 4Dto
4760 124 VN de Famalicão
Telf. 91.853.89.82
Telf. 93.600.00.78/79
Fax. 211.454.136
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