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Um formalismo relacional para o desenvolvimento de arranjo físico

1. 720 00 o A pes A l ami E ES FT SARA 1 E es E gS EB Q tie A lt Je Ja A S ef 2 a VIE SE hk l ann ES i A ff AS Ea SUL m T lt L fed EL 2 A ANI PDR 1 gt DUI OT F E MT NI fe o ANN MNA a 00 007 A E E WUE S 5 _ dy Li gt HH TE Hb o T NAS AA Wim oo oe O NA NA 7 a dl Ao O E A r l a r CNG CAMILA PE Aenea INRA NE ee BBEBBE TZ NA NA RA E Ts i l L t BBE lan VAN J 1 F J c pay a 1 hs a aa a ee eee Nr od O A Cl N N Y N IN A EA ol oe ed H Tt EIE Y tu Oona AX AS N A N v U g ra E PN ES 4 a i i AT PS ANIS m EN AR PESE S ES PN AA 0 00 Se hy 00 meh 00 T L coU UU COU JU Figura 2 39 Representa o em CADD de uma unidade agroindustrial SIMUCAD 2006 Essa evolu o teve duas dimens es b sicas 43 a A possibilidade de representa o de solu es detalhadas em duas e tr s dimens es o que permitiu que as ferramentas passassem a ser usadas durante mais etapas do processo do arranjo f sico b A possibilidade de manipular as solu es no pr prio computador Apesar de limitada essa capacidade alterou a forma de uso das representa es computacionais Al m de criar os arranjos o projetista p de detalhar instala es hidr ulicas el tricas os detalhes de declividade do terreno etc Figura 2 39 As r
2. 61 Figura 2 61 Utiliza o do sistema BUILD IT FJELD et al 1999 nn nene 62 Figura 2 62 Tela de manipula o do arranjo do sistema BUILD IT FJELD et al 1999 62 Figura 2 63 Uma forma de representa o que permita a altera o dos elementos constituintes e importante MUTHER 1977 P8 I e nes anna oo anca ba ag 64 Figura 2 64 Gabaritos tridimensionais para o projeto de arranjos de escrit rio TOMPKINS So NES EOS PO 0 Reena cen ree a rene re 64 Figura 3 1 Modelo de simula o feito no Automod BROOKS 2006 85 Figura 3 2 Representa o gr fica t pica do Promodel e eeeeeeerrrreeena 85 Figura 35 57 Representa o Sralica do ATENA sni nee e a a dE O e E dia 86 Figura 3 4 Exemplo de a es que podem ser efetuadas no simulador Automod 87 Figura 3 5 Exemplo da estipula o da l gica no software Arena ccccccsseseeesseeeeeeeeeeeeeeees 87 Figura 3 6 Exemplo de modelo constru do usando o software de Systems Dynamics chamado Stella SEES YS FEMS 2006 rassa gato pi A a auaueatdalt 88 Figura 3 7 Diagrama de ciclo atividade para uma loja de troca de escapamentos de veiculos Adaptado de PID DS 1000 iicewesscsndenentestteedasecenaunssaainseanacsansdbsstedddeeseanenrsaaeidiamssaress 89 Figura 5 2 Perspectivas de evolu o dos softwares de simula o Adaptado de DAVIS DO a I a En Sor ree See rE See ren ER SO
3. N N N N se ul O N N O O O O O O O O o 3 Figura 2 42 Exemplo de arranjo f sico gerado com o CORELAP 45 Com o avan o do uso dos computadores pessoais representa es como as mostradas nas Figuras 2 43 e 2 44 exibiam sa das gr ficas al m da possibilidade de manipular o arranjo f sico O arranjo era representado apenas por blocos e a manipula o era feita atrav s da especifica o de dois departamentos que deveriam ser trocados um pelo outro no arranjo f sico Atrav s do teclado o usu rio fornecia os n meros dos departamentos que deveriam ser trocados LAYOUT SCORE O47 if 3 10 SAVE RET FOR MEHU Fi fiNAL YS 13 E EACHANGE 1 DEPOSI 5 DEPOS 6 DEP i DEPO 8 DEPOG 9 TEP l DEPIO Figura 2 43 Exemplo de arranjo gerado no BLOCPLAN DONAGHEY 1986 um programa para arranjo de blocos Pung eed F rar H a Arranjo Inicial b Arranjo Final Figura 2 44 Sa da gr fica do programa LayOPT GRAJO amp BOZER 1997 46 2 Esse tipo de representa o comum em implementa es computacionais desenvolvidas com o intuito de exibir os resultados da aplica o de m todos computacionais do problema do arranjo f sico Esporadicamente alguns desses programas foram comercializados por empresas de consultoria como no caso do LayOPT Figura 2 44 mas s o bastante limitados quando comparados com os pacotes computacionais que foram desenvolvidos comercialmente 2 8 2 P
4. 5 93 Bancada Longa Figura 5 19 Exibi o dos fluxos depois de efetuados os c lculos da classe CFluxoDeMaterial 155 Da mesma forma que foi derivada a classe CFluxodeMaterial podem ser derivadas outras classes por exemplo uma classe para a an lise do fluxo temporal necess rio em um Mapa de Fluxo de Valor ROTHER amp SHOOK 1998 derivada de CDigrafo ou mesmo de CFluxoDeMaterial 5 3 3 1 3 Implementa o de um simulador estoc stico de fluxos Diferentemente do Factory que armazena valores como var veis simples inteiras dupla precis o etc os valores dos atributos foram modelados como sendo objetos da classe CValor conforme mostrado na Figura 5 6 Ao criar a classe CValor foi poss vel criar um campo que armazena uma express o avaliada no momento da utiliza o do valor Esse campo chamado de Express o permite que sejam escritas f rmulas e 1sso precisamente que permite que sejam usados valores probabil sticos al m dos deterministicos Para isso O usu rio determina que o atributo criado seja do tipo Express o e fornece uma express o de um valor probabil stico Ex Um produto a ser fabricado no arranjo f sico pode ter seu atributo Volume com a express o NORMAL 10 0 2 Isso faz com que no momento dos c lculos dos fluxos de materiais seja gerado um valor que segue uma distribui o normal com m dia 10 e desvio padr o 0 2 No uso tradicional do Factory para cada arranjo f sico executado apenas um
5. A Fome Raiva Desagrado Apelo Auto submiss o Figura 3 9 Por o de uma treli a din mica de Cattell direita est o as atitudes de um t pico homem dos EUA no meio os sentimentos e direita os impulsos biol gicos b sicos HALL et al 2000 p 267 GCGENERAL CONCEPTS ER DEJFOBJECTIVE pCOMPOTER SCIENCE mic S BASIC ANIC lt lt INTERMEDIATE Pa fe O HO petanonn MG_PROPERTIES EO COMPOS MG_DEFpeTIons ike conn Annee NODES l gt pe Hi EDGES efa Figura 3 10 Representa es usadas no arranjo f sico e que s o modelos do tipo entidade relacionamento Um mapa mental explicando mapas mentais MINDGRAPH 2006 TO REPRESENTTHE INFORMATION AND TO MAKE pa T oh 99 No caso dos modelos usados em arranjos essa forma de representa o fica patente no caso dos elementos mostrados no QUADRO 12 Representa o Entidades Tipo de rela o Carta De Para reas Equipamentos Fluxo de materiais e informa es Carta de Rela es reas Equipamentos Proximidade Preferenciais Diagrama de Relacionamento reas Equipamentos Fluxo de materiais Proximidade Fluxograma de Fabrica o e Opera es sobre o Sequ ncia de produ o Montagem materiais Rede PERT Atividades de projeto ou Sequ ncia das opera es Tempo opera o sobre o produto Mapa de Fluxo de Valor Centros de Trabalho Tempo entre Centros de Trabalho Estoques Fluxo de Informa es e Materiais Modelo
6. Esse tipo de ferramenta deve apresentar fun es capazes de analisar aspectos de ergonomia permitir a altera o das alternativas atrav s de uma interface CAD e disponibilizar as capacidades de an lise da simula o de sistemas As caracter sticas levantadas est o mostradas no QUADRO 11 94 Funcionalidade Fun es desej veis An lise de esfor os Base de dados antropom tricos personaliz vel Tridimensional An lise din mica Anima o gr fica Troca de arquivos de CAD Integra o via dados ou program tica Modelos mais realistas do elemento humano Detalhar os locais de trabalho Ferramentas de cria o de consenso e documenta o Simula o de condi es de trabalho de forma din mica e seu impacto sobre o trabalhador Capacidade de intera o com sistemas reais Cria o de desenhos Personaliza o da interface Tridimensional Cria o de atributos Troca de arquivos de CAD Integra o via dados ou program tica Ferramentas de Layout CRP layout de blocos diagramas de relacionamento cartas de processo an lise de fluxos etc Bibliotecas de s mbolos param tricos Cria o de representa es detalhadas do arranjo Possibilidade de manipular interativamente o arranjo e observar os impactos ocorridos Uso das ferramentas e t cnicas tradicionais de arranjo f sico de forma inovadora An lises globais e de detalhadas Documenta o autom tica e adequada de alternativas Registro de todas as
7. i e e 7 P a a T z 3 i 7 i z ii 7 a Ras bi 7 4 a od i 4 e a i p 4 A Aci s s 21 A te il Figura 3 1 Modelo de simula o feito no Automod BROOKS 2006 7 N b programas como Arena ARENA 2005 e Promodel PROMODEL 2003 n o possuem uma representa o gr fica precisa S o utilizados cones Figuras 3 2 e 3 3 apenas para anima o A manipula o de um arranjo f sico no software imposs vel isto alterar a anima o do modelo n o tem nenhum efeito sobre os c lculos de desempenho Al m disso as dist ncias decorrentes de altera es do arranjo devem ser convertidas em tempo antes de serem introduzidas no programa Figura 3 2 Representa o gr fica t pica do Promodel 86 CURRENT Wale AT CURRENT WIP AT BENCH 16 a BENCH 18 a as 25 E BENCH 16 o T BENCH 18 BENCH 19 l Total WIF BENCH 15 BENCH 17 Tote Size CURRENT WIP OT BENCH O o BENCH 14 BENCH 15 BENCH 46 BENCH 17 15 o ra Figura 3 3 Representa o gr fica do Arena O segundo tipo de limita o a impossibilidade do estabelecimento de rela es gen ricas no software e a sua manipula o como por exemplo aquelas da Carta de Rela es Preferenciais Figura 2 26 Os construtos existentes permitem basicamente apenas rela es de preced ncia para o estabelecimento da l gica de processos O terceiro tipo de limita o se refere imexist ncia de elementos que repres
8. o apresentado na Figura 2 10 os blocos ou reas a manusear s o as reas de departamentos eventualmente de equipamentos e sua disposi o em c lulas de fabrica o por exemplo Nesse n vel os fluxos geralmente representados s o os de materiais e t m uma quantifica o mais precisa do que no n vel superior Em geral tamb m s o representados os dispositivos de manuseio de materiais e as passagens e corredores Figura 2 10 Arranjo f sico de uma linha de transfer ncia VALLE 1975 p 62 21 A disposi o dos materiais e ferramentas em um posto de trabalho tamb m pode seguir a mesma l gica da proximidade priorizando os itens mais usados buscando mant los ao alcance do trabalhador Nesse n vel de an lise a forma como o trabalho realizado influencia bastante a configura o do posto assim como a forma geom trica dos equipamentos e utens lios Na Figura 2 11 utilizada a mesma codifica o de cores sugerida por MUTHER 1976 para representar as rela es de proximidade As linhas vermelhas indicam que absolutamente importante que o operador do posto esteja pr ximo do cliente do computador e da impressora As cores azul e amarela indicam respectivamente pouco importante e importante Absolutamente Importante E E Importante e Pouco Importante Figura 2 11 Rela es de proximidade representadas sobre um balc o de atendimento de uma ag ncia de correios SimuCAD 20
9. s inconst ncias dos mercados com rela o a novos produtos e necessidades o que demandou a ado o de t cnicas de projeto diferentes pois a maior parte dos custos de produ o e da qualidade s o definidos durante esta etapa Exemplos dessas t cnicas s o o CADD Desenho e Projeto Auxiliado por Computador CAM Manufatura Auxiliada por Computador CAPP Planejamento de Processos Auxiliado por Computador e prototipagem r pida Por outro lado foram empregados esfor os para reduzir parte da complexidade e variabilidade dos processos Houve um aumento da simplicidade de todos os processos para permitir o seu entendimento por um maior n mero de pessoas e propiciar solu es simples a elimina o da variabilidade dos processos produtivos atrav s do uso da tecnologia a redu o de todas as perdas e de retrabalhos para permitir aumento de competitividade O tempo de ciclo de vida dos produtos foi reduzido Os sistemas de produ o puxados ganharam import ncia assim como o fluxo de materiais e informa es Ocorreu a valoriza o do elemento humano como o recurso mais importante com a legitima o do paradigma da melhoria cont nua Essas mudan as t m impacto direto sobre a instala o industrial CAMAROTTO 1998 p 219 220 apresenta algumas mudan as ocorridas no desenvolvimento de edifica es Industriais que passou a considerar as mudan as nos modelos de gest o e do trabalho a diminui o da segrega o f si
10. LADDER DATE 01 04 1995 TIME 14 26 MATERIAL HANDLING REPORT By Workcenters Time unit YEAR Distance Intensity Hj ct Between RECEIVING and ASSEMBLY 1 011 594 Between RECEIVING and EXTRUDE 584 067 Between EXRUDE and WEAT 0 Between WEAT and RAILS 5727357 Between RAILS and ASSEMBLY 1 417 499 Between WEAT and STEPS 640 091 Between STEPS and ASSEMBLY 3 205 685 Between ASSEMBLY and PACKING 0 Between PACKING and SWIPPING 1 893 548 Between RECEIVING and PACKING 675 023 Grand Total 9 999 864 3 000 Moves 1 750 Moves 1 250 000 Moves 10 000 Moves 10 000 Moves 11 538 Moves 11 538 Moves 250 000 Moves 10 000 Moves 3 000 Moves 1 560 827 Moves F a Be De DR DR DR DR DU DU E ct ct ct ct ct ct ct ct oct Figura 2 49 Relatorio de fluxos gerado pelo software FactoryFLOW CIMTECHNOLOGIES 1995 p 22 23 O Factory concentra se apenas na quantifica o dos fluxos de materiais e na an lise das rela es de matrizes de relacionamento para avaliar uma solu o de arranjo fisico O sistema n o indica automaticamente uma das solu es cabendo ao usu rio decidir Al m 52 disso o sistema n o possui formas de avalia o da usabilidade dos postos de trabalho Para suprir essas funcionalidades a empresa UGS UGS 2006 incorporou no seu pacote VIS Factory o programa de simula o humana JACK passou a ser chamado de VIS JACK Atualmente esses programas comp em o Tecnomatix Suite it E a a
11. Montagem do SiSteiia asas sisal 175 Figura 5 50 Sele o de um objeto no Modelo oraren a 175 Figura 5 51 Altera o do arranjo movendo a bancada do centro do arranjo para a direita arrastando a com o dedo za sa aa at NR a TELE io Sa 176 Figura 5 52 Exemplos de manipula o de objetos a movimenta o no plano XY b movimenta o no eixo XZ c Rota o ao longo do eixo Z ceeeeeeeceeeeeeeeeeeeees 176 Figura 5 53 Discuss o de altera es do modelo realizadas no pr prio modelo 177 Figura 5 54 Grandes blocos s o objetos abstratos como quaisquer outros 178 Figura 5 55 Componentes da rea de Montagem s o outras tr s reas 178 Figura 5 56 rvore hier rquica dos objetos 179 Figura 5 57 Agrega o dos atributos dos fluxOS 20 cceeccssccccecceeeeseeececeeeceaaeseeeceeeeeeaeeeenees 179 Fist SS Ajuste automatico de areas aaa das Becta emcee tanta test siuatiends Ceci Romtese Ci 180 Figura 5 59 Padr es de fluxo encontrados abstra dos dos arranjos 181 Figura 5 60 O arranjo inicial apresenta um fluxo de material irregular 182 Figura 5 61 Arranjo depois de aplicado a fun o de lineariza o do fluxo 182 Figura 5 62 Arranjo f sico depois de aplicado o padr o de fluxo em U e 183 Figura 5 63 Um manipulador pode ser constru do para transformar
12. O quadro usado possu a dimens es de 152 4 cm x 122 6 cm da marca SmartBoard SMARTBOARD 2006 que exige a Instala o de um programa computacional de apoio instalado no computador 175 Projetor Computador Multim dia Quadro Branco Sens vel ao ice Toque ff Figura 5 44 Montagem do sistema A principal vantagem desse tipo de equipamento uma interface com o usu rio em que o foco de a o e o foco de aten o est o na mesma posi o Para fazer altera es no arranjo basta tocar sobre o objeto Figura 5 45 Uma vez selecionado o objeto pode ser arrastado at outra posi o do espa o Figura 5 46 Isso permite a gera o de solu es de uma forma mais natural parecida com o BUILD IT FJELD 2001 Figura 5 45 Sele o de um objeto no modelo 176 Figura 5 46 Altera o do arranjo movendo a bancada do centro do arranjo para a direita arrastando a com o dedo O seletor implementado no modelo j dispon vel na plataforma OpenInventor permite que o objeto seja deslocado ao longo dos eixos geom tricos X Y e Z tocando em suas faces Os v rtices do cubo servem para aplicar escala ao objeto e as arestas servem para rotacion lo Na Figura 5 47 s o mostrados alguns exemplos de intera o com um manequim importado do simulador humano Jack a b c Figura 5 47 Exemplos de manipula o de objetos a movimenta o no plano XY b movimenta o no eixo XZ c Rota o ao l
13. a mee oe OE oe jo ud a a o A i F Figura 2 16 Adi o manual de linhas de fluxo entre os equipamentos representados por gabaritos magn ticos APPLE 1977 p 410 A evolu o natural dos gabaritos dos equipamentos foi a utiliza o dos modelos tridimensionais em escala geralmente 1 50 como os mostrados na Figura 2 17 Com isso tornou se poss vel uma melhor avalia o da utiliza o do espa o tridimensional e tamb m uma melhor avalia o qualitativa da solu o obtida Figura 2 17 Gabaritos tridimensionais APPLE 1977 p 403 26 O fato de se utilizar gabaritos tridimensionais n o garante uma representa o mais apurada dos equipamentos do arranjo f sico Os gabaritos usados podem ter uma qualidade razo vel Figura 2 18 ou n o Figuras 2 19 e 2 20 Al m do pre o ser um fator limitador do uso desses gabaritos nem sempre poss vel encontrar modelos para m quinas de uma determinada f brica da a necessidade frequente de improvisar solu es dom sticas feitas de materiais f ceis de encontrar e sem um bom acabamento dimensional ou superficial Al m disso a utiliza o de gabaritos n o uma unanimidade entre os autores de livros sobre arranjo f sico Para KONZ 1985 por exemplo o uso dessas representa es destinado a secret rias e pessoal de vendas Essa opini o reflete a id ia de que as representa es usadas pelos desenvolvedores dos arranjos f sicos s o inteligiveis apenas p
14. c lculo Com a possibilidade de utilizar valores aleat rios o m dulo de fluxo de materiais implementado tornou se um simulador do tipo Monte Carlo Figura 5 20 Na simula o de Monte Carlo KALOS amp WHITLOCK 1986 necessita se basicamente de um problema estruturado no caso a rede de fluxo de materiais e um gerador de n meros aleat rios 156 V rias repeti es Gamma 2 1 25 Shift 2 5 Arad a A gt o gt Modelo de Fluxos Distribui es Probabilisticas Resultados Figura 5 20 A possibilidade de uso de express es probabil stica permitiu o desenvolvimento de um simulador de Monte Carlo Uma vantagem importante dessa abordagem decorrente do uso dos valores aleat rios permitir ao usu rio do sistema obter conhecimento da distribui o dos custos e dist ncias percorridas no arranjo fisico Na abordagem tradicional h apenas um valor apresentado Na abordagem adotada o resultado fornecido na forma de uma distribui o de valores onde o usu rio pode identificar a m dia desvio padr o o valor m ximo o valor m nimo o mais prov vel etc Isso considerando um dado intervalo de confian a Se no Factory a resposta era da forma o custo X com a abordagem adotada a resposta passa a ser o custo maximo esperado X com um intervalo de confian a de 95 Uma outra caracter stica Interessante do uso da classe CValor a possibilidade de associar a objetos da classe CValor res
15. d cria o de coment rios dentro do modelo e acompanhamento do programa passo a passo e fJutiliza o de anima o se poss vel Valida o do modelo Nesta etapa depois de verificado o modelo pretende se verificar se o modelo representa de fato o sistema real Entre os testes sugeridos por BANKS amp NORMAN op cit est o testes de degenera o para taxas de chegada altas valida o da apar ncia observando se se os valores de sa da fazem sentido compara o das sa das com dados hist ricos e a an lise de sensibilidade observando se os resultados est o apontando as tend ncias esperadas Planejamento de experimentos Determina o do per odo de inicializa o warmup dura o dos tamanhos das simula es e do n mero de replica es Simula es e an lise de produ o Para levantar medidas de desempenho determina o dos intervalos de confian a e dos experimentos planejados Mais simula es para determina o da precis o estat stica desejada Documenta o e cria o de relat rios Nessa fase feita a documenta o do modelo para evitar perda de informa es quando o 80 modelo tiver que ser estudado ou modificado posteriormente por analistas Tamb m devem ser gerados relat rios das atividades desenvolvidas documentando datas eventos e decis es tomadas Sugere se que isso seja feito periodicamente para manter o demandante do projeto a par dos progres
16. desativando a pelo tempo equivalente ao tempo de quebra a while 1 1 do begin walt Tor 200 min Espere por 200 min take down R Mag Desative o recurso set R Maq active state to Quebrada Estado de quebrada wait for 40 min Espere pelo tempo de quebra bring up R Mag Reative a m quina end Figura 3 4 Exemplo de a es que podem ser efetuadas no simulador Automod No caso do Arena os par metros de configura o dos comandos est o ocultos no interior dos blocos Com um duplo clique sobre eles tem se acesso a esses par metros PROCESSO DE QUEBRA DA M QUINA Simula a quebra da m quina desativando a pelo tempo equivalente ao tempo de quebra l Espere pelo Espere Desative tempo de Reative a por 200 min O recurso quebra maquina Estado de Assign Delay quebrada Assar z000 0 Magila Magha Figura 3 5 Exemplo da estipula o da l gica no software Arena 3 2 3 1 2 Din mica de Sistemas Um outro tipo de simula o importante a chamada Din mica de Sistemas ou Systems Dynamics criada na d cada de 1960 por Jay Forrester FORRESTER 1961 Para a representa o dos modelos usado um conjunto limitado de blocos l gicos que s o 88 interligados por linhas que exibem uma depend ncia entre eles Essa representa o traduzida em um conjunto de equa es diferenciais que forma um modelo matem tico H representa o gr fica apenas dos blocos l gicos usados no modelo e de gr fico
17. es implementadas computacionalmente mantenham entre si a coer ncia necess ria para apoiar o grupo de projeto em suas atividades O formalismo n o estabelece a priori as classes que compor o o sistema computacional Cada componente do formalismo pode ser implementado computacionalmente por uma ou mais classes definidas pelo desenvolvedor A seguir s o apresentadas as id ias que definem o formalismo para o desenvolvimento de programas computacionais para arranjo f sico 128 5 1 Concep o do formalismo relacional O ponto de partida para a concep o do formalismo facilitar a intera o dos participantes da equipe de projeto com ferramentas computacionais de arranjo f sico A forma natural como os gabaritos eram manipulados antigamente se perdeu com o advento dos computadores Entretanto com o surgimento das tecnologias de realidade virtual j poss vel projetar interfaces mais amig veis com o usu rio para o projeto de arranjo f sico Essa possibilidade no entanto deve ser explorada de uma maneira estruturada incorporando os elementos fundamentais dos programas para projetos de arranjo f sico Nesse sentido h um rompimento com a concep o dos programas tradicionais para arranjo f sico que possuem um car ter prescritivo ao apresentarem uma nica solu o ao usu rio como sendo a tima Os sofwares assumem o papel de ferramentas computacionais para desenvolvimento manuten o e an lise de modelos de arranj
18. lo entre outras coisas Essa segmenta o do espa o e a sua destina o a fins espec ficos s o patentes em vest gios de v rias popula es humanas em v rios locais diferentes como o mostrado na Figura 1 1 Forno Estrado Figura 1 1 Divis o do espa o em um modelo em terracota de uma cabana do per odo neol tico cerca de 2000 a C BENEVOLO 2005 A medida em que a popula o aumentava maior a necessidade de determinados itens de espa o e de produ o A necessidade de maior desempenho dessas Instala es n o se refletiram somente em seu tamanho mas tamb m nas formas em que eram organizadas A pr pria impossibilidade de realizar todas as atividades em um mesmo lugar e tempo pode explicar pelo menos parcialmente a segmenta o e a especializa o do espa o dom stico e urbano Ap s o advento da Revolu o Industrial no s culo XVIII parte dos esfor os produtivos demandados pela sociedade s o transferidos para instala es especializadas ou semi especializadas na produ o de determinados bens A intensifica o da atividade produtiva nas f bricas demandou um grau maior de organiza o A divis o do trabalho e o desenvolvimento acelerado de novas tecnologias aumentaram a complexidade do espa o produtivo Planejar a ocupa o do espa o a disposi o dos materiais das pessoas e dos equipamentos passou a ter uma maior import ncia para os indiv duos relacionados com essas Instala es seja com
19. o de massa n o possuindo capacidade de avalia o das caracter sticas espaciais dos mesmos 3 2 3 1 3 Diagramas de Ciclo Atividade Assim como os simuladores algumas t cnicas de representa o usadas em Simula o n o se prestam representa o e manipula o das rela es como se apresentam nos estudos de arranjo f sico O Diagrama de Ciclo Atividade ou ACD Activity Cycle Diagram possui essa limita o uma vez que representa apenas dois estados e setas representando a seqii ncia l gica do processo modelado Figura 3 7 Os estados permitidos s o o Inativo dead state e o ativo No primeiro representado por c rculos as entidades que fluem pelo modelo permanecem inativas em filas No segundo representado por ret ngulos s o executadas as atividades entendidas em ltima an lise como tempo decorrido Tamb m precisa 30 de uma rampa O Chegada Esperar 70 Joe Tamb m Esperar necessita de Ajuste um ajustador 90 Controle de Qualidade Instala o Esperar CQ Figura 3 7 Diagrama de ciclo atividade para uma loja de troca de escapamentos de ve culos Adaptado de PIDD 1996 Liberar rampa e ajustador 90 O modelo da Figura 3 7 descreve o processo de instala o de um escapamento em um carro O processo iniciado na fila Exterior seguida imediatamente pela atividade Chegada Ap s esse evento as entidades entram em um estado inativo espera de Joe o mec nico Para
20. o do modelo de relacionamentos como um grafo atrav s de icones b Modelo digital tridimensional dos elementos concretos do chao de fabrica c Hierarquia 5 3 1 2 Etapa 2 Cria o de um projeto com a interface b sica do programa Foram criadas as vistas necess rias para o prot tipo no programa Isso implicou na cria o de classes na linguagem C DEITEL amp DEITEL 2004 e sua implementa o de acordo com as classes dispon veis no compilador usado Foi necess rio a cria o de classes para controlar o aplicativo e cada uma das vistas do modelo tridimensional do modelo relacional da biblioteca e comandos entre outras Por exemplo em uma implementa o no compilador Microsoft Visual C KRUGLINSKTI et al 1998 para que os objetos sejam desenhados e apare am na vista de rela es usada uma classe padr o chamada CView Essa classe fornece tamb m acesso s rotinas de intera o com o mouse e teclado necess rias para permitir que o usu rio altere a disposi o dos blocos Essas classes como s o espec ficas do sistema adotado n o ser o apresentadas neste trabalho 143 5 3 1 3 Etapa 3 Implementa o das classes espec ficas para representa o do arranjo f sico de acordo com o formalismo O formalismo define um conjunto dos principais objetos necess rios para implementar a vis o proposta para programas computacionais de arranjo f sico Tamb m define a forma como eles se relacionam A partir disso e con
21. o menos formalizadas e hierarquizadas do que as mecan sticas Elas tamb m t m consideravelmente mais comunica o lateral HATCH op cit Da a justifica o da utiliza o da simula o surgida da concep o da TGS em ambientes din micos sujeitos a mudan as e abertos No entanto ao observarmos a tecnologia de simula o atual verificamos que o fator que a torna mais poderosa a sua capacidade de representa o dos processos da organiza o uma das reas que precisa evoluir mais intensamente A representa o de sistemas baseados em processos repetitivos razoavelmente simples com as ferramentas existentes hoje Pode se argumentar que a utiliza o de distribui es estat sticas para representar a variabilidade do sistema j suficiente No entanto mesmo que se utilize esse recurso os resultados produtivos est o variando mas n o a l gica os procedimentos a tomada de decis es H dificuldade de modelar quest es como objetivos conflitantes Incerteza quanto ao ambiente competi o entre os agentes modelados sabotagem etc Se por um lado a complexidade dos modelos tende a aumentar a tecnologia de simula o deve evoluir Como apresentado a constru o de modelos de simula o se d em 126 meio a uma s rie de limitantes 1 cogni o individuais e de manipula o do conhecimento 2 dinheiro tempo 3 capacidade de modelagem do software 4 capacidade de modelagem da tecnologia de
22. p 1091 1106 1985 _____3 GIFFIN J W A Graph Theoretic Heuristic for Minimizing Total Transportation Cost in Facilities Layout In Journal of Operational Research n 23 p 1247 1257 1985 FRANCIS R L WHITE J A Facility layout and location an analytical approach Englewood Cliffs Prentice Hall Inc 1974 GARRIGOU A THIBAULT J F JACKSON M MASCIA F Contributions et d marche de l ergonomie dans les processus de conception In Pistes v 3 n 3 oct 2001 GASKINS R J TANCHOCO J M A Flow path design for automated guided vehicles systems In International Journal of Production Research n 25 pp 667 676 1987 _ 5 TANCHOCO J M A TAGHABONI F Virtual flow paths for free ranging automated guided vehicles systems In International Journal of Production Research n 27 pp 91 100 1989 GIARRATANO J C RILEY G Expert systems principles and programming 3 ed Boston PWS 1998 597 p GIFFIN J W FOULDS L R Facilities layout generalized model solved by n boundary shortest path heuristics In European Journal of Operational Research n 28 p 382 391 1987 GIL J N C HIRATA C XACDML eXtensible ACD Markup Language In Annual Simulation Symposium ACM TEEE SCS 36 Orlando Anais 2003 GOETSCHALCKX M An interactive layout heuristic based on hexagonal adjacency graphs In European Journal of Operational Reasearch n 63 pp 304 321 1992 PALLIYIL G A Comprehensive Model for th
23. p 33 EG RC EE 14 Figura 2 2 Processos primitivos de fabrica o de a car DECCA 1995 p 51 15 Figura 2 3 Fabrica de geladeiras APPLE 1977 p 116 ccccccccceceeeeeesseeeeeeeeeseeeeeeees 15 Figura 2 4 Desenho de um conjunto de evaporadores MECKLENBURGH 1973 p 71 16 Figura 2 5 Mecanismo de rel gio descrito por Villard de Hannecourt c 1250 USHER 1995 D 200 ca asas Sa DE a 17 Figura 2 6 Torno de Besson para abrir roscas de parafusos c 1568 USHER 1993 p 470 A A A E E E E RR E E RR AT 17 Figura 2 7 Arranjo f sico de um moinho de cereais de 3 pavimentos projetado em 1795 por Thomas Ellicott MOORE 1962 P 5 aa arrasada se parada SUR Seis anor 18 Figura 2 8 Arranjo dos grandes blocos de uma planta VALLE 1975 p 60 19 Figura 2 9 Arranjo f sico de parte da produ o de motores Diesel Em destaque o percurso de uma das suas partes VALLE 1975 p 61 ceeeessseeeececeeeeesseeeeceeeeeaeeeesees 20 Figura 2 10 Arranjo f sico de uma linha de transfer ncia VALLE 1975 p 62 20 Figura 2 11 Rela es de proximidade representadas sobre um balc o de atendimento de uma ag ncia de correios SimuCAD 2006 ices ctciin sad diven ance a iho adia anil car ndo dede 21 Figura 2 12 a Montagem de representa es do arranjo f sico com gabaritos b Conjunto magn tico montado em uma maleta TOMPKINS amp WHITE 1984 p 646 647 Figura 2 13 G
24. 14 a b Figura 2 12 a Montagem de representa es do arranjo f sico com gabaritos b Conjunto magn tico montado em uma maleta TOMPKINS amp WHITE 1984 p 646 647 23 a E E 2 ee O TR Figura 2 14 Arranjo f sico de uma linha de produ o usando gabaritos comerciais APPLE 1977 p 398 24 A Figura 2 14 mostra um conjunto onde os gabaritos comerciais de papel o s o colocados sobre uma base de papel quadriculado O tamanho dos arranjos f sicos que podem ser representados s o relativamente grandes como mostrado na Figura 2 15 1 LE ma 7 s sii tias ns a ji T L B i i e i mul j T Th ty m re a BE La pi i i o ia a Me im pig rvs TOTRENNRER sS LET o jj Ta j J 1 i H DE m Md s wl Figura 2 15 Arranjo f sico complexo montado com gabaritos bidimensionais APPLE 1977 p 397 Apesar da utiliza o dos gabaritos comerciais com as escalas corretas dos equipamentos vendidos poca os analistas ao montarem seus arranjos f sicos acrescentavam elementos como a planta do pr dio e as linhas de fluxo entre os equipamentos como 25 mostrado na Figura 2 15 e na Figura 2 16 respectivamente Ao acrescentar esses detalhes adicionais houve um aumento da capacidade de representa o do meio usado para representar as alternativas de arranjo f sico i o Es Es Ee Ee a i e E a a i z E a a ll r
25. 3 n 1 pp 31 21 1971 WEICK K E The social psychology of organizing Reading MA Addison Wesley 1979 WELGAMA P S GIBSON P R AL HAKIM L A R Facilities layout a knowledge based approach for converting a dual graph into a block layout International Journal of Production Economics n 33 pp 17 30 1994 WERNECKE J The Inventor Mentor Programming Object Oriented 3D Graphics with Open Inventor M Release 2 Reading EUA Addison Wesley Publishing Company 1994a The Inventor Toolmaker Reading EUA Addison Wesley Publishing Company 1994b WILDE E Functional planning Facilities MCB University Press v 14 n 7 8 Jul Aug 1996 pp 35 39 WILHELM M R WARD T L Solving quadratic assignment problems by simulated annealing HE Transactions Mars 1987 pp 107 119 WILSON R J Introduction to graph theory 3 ed New York Longman Scientific amp Technical 1985 166 p 205 WOMACK J P JONES D T A mentalidade enxuta nas empresas elimine o desperd cio e crie riqueza Rio de Janeiro Campus 1998 428p W3 Extensible Markup Language XML Dispon vel em lt http www w3 org XML gt Ultimo acesso em 18 jan 2007 HTML 4 01 Specification Dispon vel em lt http www w3 org TR html401 gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 WEB3D Virtual Reality Modeling Language Dispon vel em lt www web3d org x3d specifications vrml gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 YANG T SU C T HSU Y R System
26. Balanceamento autom tico de processos Capacidade de intera o com equipamentos reais QUADRO 11 Lista de caracter sticas desej veis de um software integrado TORRES 2001 Analisador Ergonom trico Sistema de CAD 95 3 3 2 A interface Para recuperar as facilidades de gera o dos modelos ic nicos manipulaveis necess rio um modelo digital ic nico facilmente alter vel e que possua um alto grau de representatividade dos objetos do mundo real Esse modelo deve permitir a implanta o de uma interface em que os focos de aten o e de a o do usu rio estejam na mesma posi o Nesse sentido as tecnologias de RV e RA parecem ser a solu o apropriada para 1sso Com a ado o dessas tecnologias poss vel gerar as v rias solu es que devem ser avaliadas para se chegar s solu es que ser o detalhadas Como as equipes de projetos envolvem pessoas com diferentes forma es o sistema que suporta a modelagem deve permitir o trabalho em grupo presencial e dist ncia Deve permitir tamb m a atividade individual onde ser o geradas solu es coerentes de acordo com os conceitos de um certo mundo objeto 3 3 3 Os objetos Para incluir os modelos de avalia o quantitativos n o podem ser implementadas computacionalmente as limita es dos primeiros modelos ic nicos em que as avalia es quantitativas eram realizadas separadamente das solu es geradas Deve existir uma rela o direta entre a dispo
27. Dispon vel em http www openscenegraph com index php Ultimo acesso 28 fev 2007 OSMAN H M CAD based dynamic layout planning of construction sites using genetic algorithms Cairo 2002 Tese Mestrado Faculty of Engineering Cairo University PAHL G BEITZ W Engineering design a systematic approach London Springer Verlag 1986 543 p PEMBERTON A W Arranjo F sico Industrial e Movimenta o de materiais Rio de Janeiro Interci ncia 1977 150p PERRY M SANDERSON D Coordinating joint design work the role of communication and artifacts Design Studies v 19 n 3 July 1998 pp 273 288 PIDD M Tools for thinking modelling in management science Chichester John Wiley amp Sons 1996 PORTER J M FREER M BONNEY M C Computer Aided Ergonomics and Workplace Design In WILSON J CORLET N eds Evaluation of Human Work a Practical Ergonomics Methodology 2 ed 1994 PROMODEL Promodel User Guide Orem EUA Promodel Corporation 2003 750 p PROPLANNER Proplanner Dispon vel em lt http www proplanner com gt ltimo acesso em 12 dez 2006 PROTH J M 1938 XIE X Petri nets a tool for desing and management of manufacturing systems Chichester John Wiley amp Sons 1996 288 p PUGH D S Total design integrated methods for successful product engineering Wokinghan Addison Wesley Publishers Ltd 1991 278 p HICKSON D J HININGS C R MCDONALD K M TURNER C LUPTON T
28. Figura 5 10 Pode surgir no problema do arranjo f sico um mundo objeto consensual 138 Figura 5 11 Atributos s o valores qualitativos ou quantitativos que podem estar sujeitos a MO SUEICOC SCS VAO sans sta tsetse esata E E 139 Figura 5 12 Caracteriza o de um Arranjo nesae en e a a e a EES 140 Figura 5 13 Um relacionamento pode modelar v rias ferramentas de arranjo f sico 140 Figura 5 14 Proposta de interface criada durante a fase de concep o da interface a Implementa o do modelo de relacionamentos como um grafo atrav s de cones b Modelo digital tridimensional dos elementos concretos do ch o de f brica c Hierarg ld secius e a a a a a E 142 Figura 5 15 Gera o de programas a partir da especifica o da classe em UML 143 Figura 5 16 Vista geral do prot tipo implementado computacionalmente 145 Figura 5 17 Vistas usadas para implementar a o acesso biblioteca de objetos e b a edicao J seus atributos sapas urina eea E A e 146 Figura 5 18 Implementa o da edi o de relacionamentos entre os objetos 147 Figura 5 19 Vista do modelo tridimensional do arranjo f1S81CO ccceeeeeeseeeeeeeeeeeeeeeceeeeeees 148 Figura 5 20 Representa o de uma mol cula de agua como um grafo de cena na pen Vetor aesasisadrapuiansiasais dado ane des adiada aa EU nar e 149 Figura 5 2 1 Interlace Como sistema especialistas
29. LIN op cit continua 83 QUADRO 10 Compara o entre os diferentes elementos representados no programa n o EXAUS UNA Pe tee En fan 91 QUADRO 11 Lista de caracter sticas desej veis de um software Integrado TORRES 2001 QUADRO 12 Representa es usadas no arranjo f sico e que s o do tipo entidade ESTACIONAMENTO ecra into ad SR E 99 QUADRO 13 Algumas das tarefas e as solu es apontadas durante a etapa de planejamento dO Prototipo risiini a a bess bound idea dasi assa daria 141 QUADRO 13 Movimentadores usados no transporte de material pelo arranjo 164 1 INTRODU O Projetar uma instala o de produ o talvez seja um dos mais desafiantes problemas enfrentados por engenheiros O conjunto de fatores que devem ser considerados o montante de capital financeiro e humano envolvidos e a necessidade de produzir uma solu o que satisfa a as necessidades da empresa por v rios anos exemplificam essa dificuldade Apesar de dif cil ao longo do tempo essa atividade foi sendo gradativamente organizada e consolidada como uma rea de Interesse da engenharia H muito tempo a ocupa o do espa o e a sua organiza o constituiu se em um fator importante para o homem medida em que as sociedades se organizavam os espa os ocupados por ela foram alterados de acordo com suas atividades Determinava se o que podia ser armazenado e como o que podia ser feito no espa o e quem podia ocup
30. Rod Washington Luis 4m 235 CEP 12555 905 Sao Carlos SP Brasil Fone Fax 016 3951 8236 3351 8237 3351 8238 ramal 232 Email ppgep dep ufscar br FOLHA DE APROVA O TESE DE DOUTORADO DEFENDIDA E APROVADA EM 28 02 2007 PELA COMISS O e LSADCISA LS a Prof Dr Jo o Albette Camarotto Oriertador PPGEPAFSCal A Rd Fa 7 ra a r a A A E i g o ey j A AS Prof qrerr t nio Bueno da Costa Co orent der colo UFSCar i pry tak of Prof Dr hon O Menegon PPGEP UFSCar Prof Oy Morandin Junior DC UFSCar ai ig qt a rA Ant nio Batocchio rFEM UNCAMP WA Prot Dr ine vapaldo Amaral EESC USP ic oe Ba e fey 111 Minha Fam lia 1V AGRADECIMENTOS Reconhecer quem nos ajuda nos torna mais humanos e pessoas melhores Gostaria de apresentar meus agradecimentos nao por contribuirem para esse trabalho mas pela amizade e companheirismo amor fraternal e compreensao durante esse periodo Muito obrigado meus pais irmaos e amigos Obrigado aos mestres e amigos Joao Alberto Camarotto Miguel Ant nio Bueno da Costa e Nilton Luiz Menegon Obrigado aos meus novos amigos de Sorocaba e ao pessoal do SimuCAD Este trabalho teve apoio parcial da CAPES RESUMO O arranjo f sico um fator importante dos sistemas de produ o e constitui se em uma etapa do projeto de instala es produtivas onde convergem determinantes da estrat
31. Simulation Principles Methodology Advances Applications and Practice New York John Wiley and Sons 1998 849p _ CARSON II J S Discrete Event System Simulation Englewood Cliffs Prentice Hall 1984 gt NORMAN V Simulation of Manufacturing and Material Handling Systems In Congresso Internacional de Engenharia Industrial 2 Piracicaba Anais Piracicaba UNIMEP 1996 BAZARAA M S Computerized layout design a branch and bound approach In AHE Transactions v 7 n 4 1975 p 432 437 BELL B FEINER S HOLLERER T View Management for Virtual and Augmented Reality In ACM Symp on User Interface Software and Technology Orlando 2001 Anais Orlando FL november 11 14 2001 pp 101 110 BENEVOLO L Hist ria da Cidade S o Paulo Perspectiva 2005 728 p BOOCH G RUMBAUGH J JACOBSON I UML Guia do Usuario Rio de Janeiro Elsevier 2005 2 ed 474 p BOSWELL S G TESSA A new greedy heuristic for facilities layout planning In International Journal of Production Research v 30 n 8 p 1957 1968 1992 BOZER Y A MELLER R D ERLEBACHER S J An improvement type layout algorithm for single and multiple floor facilities In Management Science v 40 n 7 Jul 1994 p 918 932 BRAZ J FERREIRA J TARCAST Uma Taxonomia para Sistemas de Realidade Aumentada In Encontro Portugu s de Computa o Gr fica 13 Vila Real Portugal Anais 2005 Vila Real Universidade de T
32. Systems v 11 n 1 2 pp 113 127 1998 MARKT P L MAYER M H WITNESS simulation software A Flexible Suite of Simulation Tools In Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference p 711 717 1997 Anais 1997 MATSUZAKI K IROHARA T YOSHIMOTO K Heuristic algorithm to solve the multi floor layout problem with the consideration of elevator utilization Computers and Industrial Engineering n 36 p 487 502 1999 MAXWELL W L MUCKSTADT J A Design of automated guided systems ITE Transactions n 14 p 114 124 1982 MAXWELL W L WILSON R C Dynamic network flow modelling of fixed path material handling systems AHE Transactions n 13 p 12 21 1981 MECKLENBURGH J C Plant layout a guide to the layout of process plant and sites Aylesbury Leonard Hill Books 1973 MENEGON N L COSTA M A B da TORRES I CAMAROTTO J A COSTA R A simula o de sistemas como ferramenta de an lise da influ ncia da variabilidade da mat ria prima na produtividade da agroind stria do setor c trico Simp sio de Engenharia de Produ o 11 2004 Bauru Anais Departamento de artes e Representa o Gr fica da FAAC UNESP Projeto de processos de trabalho o caso da atividade do carteiro Rio de Janeiro 2003 259 p Tese Doutorado Rio de Janeiro COPPE Universidade Federal do Rio de Janeiro 200 CAMAROTTO J A COSTA M A B da MATUSITA S M TORRES I Efeitos da Variabilidade da Mat ria
33. alguns elementos do formalismo Nessa etapa o 144 objetivo foi obter um prot tipo funcional o que implicou em v rios testes e compila es para determinar a forma mais adequada para implementar o formalismo 5 3 1 5 Etapa 5 Teste do prot tipo com outro tipo de interface Nessa etapa o prot tipo foi usado com um quadro branco sens vel ao toque em substitui o a manipula o com o mouse Os detalhes ser o apresentados na se o 5 5 5 3 2 Implementa o do prot tipo O prot tipo foi implementado em ambiente Windows usando se a linguagem C e est mostrado na Figura 5 11 Os componentes implementados foram os seguintes e Uma biblioteca de objetos composta de v rios arquivos em formato XML W3 2007 e que podem ser partilhados entre os v rios usu rios do sistema A XML eXtendable Markup Language uma linguagem parecida com a linguagem HTML Hypertext Markup Language W3 2006 usada para confec o de p ginas da Internet e que permite a cria o de suas pr prias marca es tags e Uma estrutura em forma de rvore mostra como os objetos est o organizados hierarquicamente entre si e Uma vista com as rela es entre os objetos permite que sejam criadas as rela es e que os objetos sejam manipulados na forma de diagramas e Uma vista tridimensional permite que o arranjo seja visto e manipulado com uma apar ncia mais pr xima dos objetos do mundo real e Uma interface de comandos
34. automaticamente pelo pr prio objeto Cada tipo de rela o deve criar seus pr prios atributos 163 padronizados tanto os que s o edit veis pelo usu rio como tamb m os que ter o seus valores calculados automaticamente Figura 5 28 Atributos da rela o de fluxo de material Classe Nome Produto Pe a Pe as por Produto Movimentador Qtde Transportada Taxa de Refugo No de viagens Custo de Transporte Produto 1 corpo 1 Empilhadeira 0 0 at 2145 90 Atributos inseridos ab s os c lculos Figura 5 28 Inclus o de atributos nas rela es de fluxo da freqii ncia e custo Para as rela es de fluxo os atributos s o os seguintes e Nome do produto Produtol ou Produto e Nome do componente transportado Nos fluxos at as montagens s o transportados Corpos Entre as montagens e as bancadas de teste s o transportados Produtos Montados A partir da s o Produtos Acabados e Qtde de componentes por produto No caso s o iguais a 1 pois h 1 corpo por produto a ser fabricado e 1 produto acabado por cada um a ser produzido e Movimentador Nome do objeto que leva materiais de um ponto a outro do trajeto No caso um dos operadores ou a empilhadeira QUADRO 13 e Qtde transportada Quantidade levada em cada uma das viagens 164 Estoque de Corpos Bancada e de Montagem 1 Bancada de montagem 1 Montador 1 Bancada de testes 1 Bancada de testes 1 Pallet Operador
35. causados pelo arranjo f sico significa alter lo o que implica em considerar altera es de processo e at de estrat gias e b Dado que um novo processo deva ser criado simul lo sem um arranjo f sico determinado por exemplo considerando apenas o seu balan o de massa pode levar a solu es melhores 3 2 3 1 Uso de simuladores para representar arranjos f sicos Nesta se o ser o apresentadas as possibilidades e as limita es de t cnicas de simula o para representar arranjos f sicos e sua manipula o 3 2 3 1 1 Simuladores de Eventos Discretos Os principais programas computacionais de simula o dispon veis atualmente utilizam formas de representa o que n o s o totalmente adequadas para representar os elementos envolvidos no arranjo f sico como por exemplo reas de atividade e rela es qualitativas O primeiro tipo de limita o a incapacidade de representar o arranjo f sico de forma adequada e ao mesmo permitir a sua manipula o de forma simples Por exemplo a o programa Automod BROOKS 2006 utiliza uma representa o gr fica tridimensional com alto grau de precis o Figura 3 1 mas que impede a modifica o do arranjo f sico no pr prio software de forma direta preciso realizar uma s rie de opera es no programa como a passagem do modo de simula o para o modo de edi o para alterar o arranjo f sico modelado no simulador 85 a t E Ng J E j a
36. com analistas de simula o e elementos designados pela empresa A forma o desses profissionais variada engenheiros mec nicos de produ o de computa o e outras 81 3 2 2 Aplica o dos Modelos de Simula o Os modelos de simula o s o aplicados atualmente em v rios setores Entre as reas de aplica o destacam se manufatura e manuseio de materiais sistemas p blicos de sa de sistemas militares recursos naturais servi os p blicos transporte sistemas computacionais e sistemas de comunica o BANKS 1998 A constru o do modelo visa disponibilizar uma ferramenta capaz de substituir o sistema real em uma s rie de an lises a serem realizadas com o objetivo ulterior de otimizar o sistema real As principais fun es dessas ferramentas s o a prever o comportamento conjunto dos elementos modelados b entender atrav s da constru o do modelo como os componentes dele interagem e quais s o os resultados advindos disso c avaliar o desempenho do sistema real e das poss veis modifica es feitas nele d prescrever justificar as modifica es a serem feitas consolidadas no sistema atual segundo crit rios objetivos e modificar o sistema real que atrav s das an lises ter sua forma modificada ou determinada O n vel de an lise dos modelos se d em geral no n vel da unidade industrial e no n vel do funcionamento das subunidades c lulas e n o no n
37. dado necess rio para os c lculos foi 154 criado um mecanismo em que um arquivo de configura o permite que o usu rio fa a essa associa o Figura 5 18 lt Contents gt lt Bind What Attribute Name Produto To PRODUCT gt lt Bind What Attribute Name Volume To VOLUME gt lt Bind What Attribute Name Pe a To PARTNAME gt lt Bind What Attribute Name Qtde de Pe as por Prod To PARTOTY gt lt Bind What Attribute Name Usar Equipamento To USEEQUIP gt lt Bind What Attribute Name Qtde por Viagem To LOADSIZE gt lt Bind What Attribute Name Refugo To SCRAP gt lt Bind What Attribute Name Frequ ncia To FREQ gt lt Contents gt Figura 5 18 Exemplo de associa o de atributos criados pelo usu rio e os valores usados no c lculo de materiais O objeto derivado da classe CFluxoDeMaterial ao ser criado na mem ria do computador faz a leitura do arquivo de configura o o que determina quais atributos ser o usados no momento dos c lculos Ap s isso foi implementado um m todo chamado Calcular que realiza os c lculos de fluxo de materiais utilizando as f rmulas contidas no Anexo A Para invocar esse m todo usada a forma CFluxoDeMaterial Calcular Os dados ser o obtidos dos objetos do modelo e ser o usados nos c lculos Ap s a execu o dos c lculos os valores s o exibidos na vista bidimensional do modelo Figura 5 19 5 94 Balc o de Atendimento
38. de import ncia excepcional Para PERRY amp SANDERSON 1998 duas dimens es chave do processo de design s o as Intera es entre designers e outros detentores de recursos e a maneira pela qual os v rios artefatos e ferramentas de design s o usados e criados PERRY amp SANDERSON op cit afirmam que o trabalho de design n o pode ser mais conceitualizado adequadamente em termos de intelig ncia individual nem como um processo linear com um conjunto de est gios de design mas como uma situa o na qual pr ticas de trabalho e aprendizado conjuntas e coordenadas evoluam e na qual artefatos ajudem a mediar e organizar a comunica o Para PUGH op cit a participa o dos usu rios demanda formas capazes de representar suas id ias com rela o ao produto sendo as matrizes de correla o uma das melhores formas para representar isso O uso de modelos simb licos l gicos maquetes prot tipos de simula o e outros como artefatos de media o no processo de discuss o de solu es usual tanto nas atividades de design de engenharia quanto na abordagem ergon mica Como exemplo 114 GARRIGOU et al 2001 apresentam uma abordagem baseada em simula o como forma de mediar grupos multidisciplinares que tentam criar condi es de mobiliza o de compet ncias que s o em geral fortemente heterog neas e que possuem um reconhecimento social comumente desigual No entanto a simula o e outros model
39. de testes 1 PA Pallet PA Estoque Final Empilhadeira Estoque Moldagem Empilhadeira Bancada de a 2 Bancada de montagem 2 Montador 2 Bancada de testes 2 Bancada de testes 2 Pallet Operador de testes 2 PA 2 Pallet PA 2 Estoque final PA 2 Pallet PA 2 Estoque final final Empilhadeira QUADRO 14 Movimentadores usados no transporte de material pelo arranjo 5 4 2 2 Analisando o fluxo de materiais do arranjo fisico Ja foram adicionados at agora os tr s elementos basicos para o calculo dos fluxos de materiais a os produtos b os movimentadores e c as rela es de transporte Ao acionar a fun o do menu que dispara a an lise de fluxo de materiais essas Informa es s o retiradas do modelo e usadas nas f rmulas apresentadas no Ap ndice A Depois de efetuados os c lculos as informa es s o apresentadas na forma de relat rio Figura 5 29 e tamb m graficamente na vista dos relacionamentos As espessuras das linhas de fluxo s o atualizadas Figura 5 30 para representar a intensidade do fluxo de 2 materiais Al m disso a intensidade de fluxo associada a cada fluxo como um atributo Figura 5 28 165 Custo entre objetos usando Em O Estoque de Corpos l Bancada de Montagem 1 Z25141 E 2 Bancada de Testes 308 63 5 Pallet PA 924 33 4 Estoque Final 5 Estoque da Moldagem 1604 79 6 Ba
40. defini o do Produto 1 s o posicionados as bancadas e pallets usados como estoques Com isso obt m se algo parecido com o mostrado na Figura 5 22 159 i Figura 5 22 Coloca o dos objetos do processo do produto 1 Antes de proceder introdu o do novo produto decidiu se por organizar o arranjo f sico de forma que os objetos ocupassem as mesmas posi es do layout atual Para isso a janela do modelo f sico foi ampliada para que se pudesse arranjar os objetos Figura 5 23 Estoque de Corpos Pallet PA Testes 1 Montagem 1 Estoaue Final Figura 5 23 Disposi o dos objetos no arranjo fisico Depois de dispostos os objetos para a fabrica o do Produto 1 foram colocados os objetos para o Produto 2 Figuras 5 29 e 5 30 160 Figura 5 24 Os objetos do arranjo sob estudo Estoque da Moldagem Montagem 2 Testes 2 Pallet PA 2 Estoaue Final Figura 5 25 Arranjo inicial dos objetos Para operar os processos s o necess rios 4 funcion rios designados por Montador I Montador 2 Operador de Teste I e Operador de Teste 2 que ocupam postos de trabalho nas respectivas bancadas Al m desses usada uma empilhadeira para transportar 161 os pallets de mat rias primas at os postos de montagem e levar os pallets de produtos acabados at o estoque final Figura 5 26 Figura 5 26 Quatro funcion rios operam o processo e a empilhadeira transporta os pallets Os movimentadores co
41. entre si visando uma melhor utiliza o dos pr dios e da rea dispon vel 2 1 Representa es decorrentes das belas artes O ch o de f brica atraiu a aten o de v rias pessoas seja por curiosidade pelo fen meno humano ou social seja por raz es t cnicas como a divulga o de trabalhos e solu es al m claro a documenta o A observa o das Figuras 2 1 e 2 2 permite que se tenha uma vis o da ocupa o do espa o das pessoas que conviviam nesse espa o e das ferramentas utilizadas No entanto n o permite uma quantifica o precisa da rea ocupada ou a determina o da sequ ncia de produ o dois elementos importantes do estado da arte para a determina o do arranjo f sico O papel dessas representa es em alguns casos bastante 14 detalhadas era restrito ao de mostrar a realidade como percebida pelo autor no momento de sua visita ao local Outra caracter stica dessas representa es das belas artes que manifestam muitas vezes uma inten o do artista em destacar algum aspecto que o impressionou ou atrav s do qual pretende obter alguma rea o de quem observa o produto da sua arte Observando se a Figura 2 1 pode se ver a complexidade da f brica de facas com seus objetos inusitados e a forte curvatura das costas do oper rio no seu esfor o produtivo Na Figura 2 2 pode se ver como as etapas da produ o de a car est o encadeadas da esquerda para a direita terminando novamente esquer
42. equipamentos e as reas necess rias para desenvolver as atividades do centro de produ o SimuCAD 2006 30 Figura 2 206 Carta de rela es preferenciais nsira na a a 31 Figura 2 27 Exemplo de um mapofluxograma simples Adaptado de APPLE 1977 p 270 P A EEE DR ONE NPR A AD A SEARA AS E ED EN ORGS ERES A 32 Figura 2 28 Uso de fios de l para representar os fluxos de materiais APPLE 1977 p 135 Dna NE E accede E a a Ra 33 Pioura 2 29 Carta De Para CDP essa selada E Do iai Taco ie aaa na iai 33 Figura 2 30 Carta de Rela es Funcionais WILDE 1996 snes iria 34 Figura 2 31 C lula da CRF Carta de Rela es Funcionais WILDE 1996 35 Figura 2 32 Diagrama de Relacionamento MUTHER 1976 p 6 2 eee 35 Figura 2 33 Carta de processos KONZ 1985 p 31 cias aneetrsinaaaisa canineai creu tirir 37 Figura 2 34 Carta de Processos M ltipla APPLE 1977 p 134 38 Figura 2 35 Fluxograma de Fabrica o e Montagem KONZ 1977 p 32 38 Fisura 2 36 Exemplo de sratico de Gantinen n eed eee dao 39 XV Proura 2057 Exemplo de rede PERT a tater do Lido saladas o RD AD s Danda Do e santana A 39 Figura 2 38 Mapa de Fluxo de Valor ROTHER amp SHOOK 1998 40 Figura 2 39 Representa o em CADD de uma unidade agroindustrial SIMUCAD 2006 42 Figura 2 40 Representa o tridimensional em CADD de uma unidad
43. evaluates plant layout alternatives Journal of Industrial Engineering v 3 n 8 1971 pp 19 25 Plant layout and design New York The McMillan Company 1962 566 p MOUSSEAU V Elicitacion des pr f rences pour l aide multicrit re la decisi n M moire present en vue de obtention de l habilitation diriger des recherches Paris Fran a Universit Paris Dauphine U F R Sciences des Organisations 2003 MUTHER R Planejamento do arranjo f sico sistema SLP S o Paulo Editora Edgard Bliicher 1978 Systematic Layout planning 2 ed Boston Cahners Books 1976 NADLER G What systems really are Modern Materials Handling v 2 n 7 pp 41 47 Jul 1965 NAYAR N Workplace Analysis and Ergonomics Assembly Automation MCB University Press v 16 n 1 1996 pp 25 28 201 NETTO A V MACHADO L S OLIVEIRA M C F Realidade Virtual Defini es Dispositivos e Aplica es Tutorial Revista Eletr nica de Inicia o Cient fica da SBC mar 2002 v 2 n 2 NORMA REGULAMENTADORA 17 Seguran a e Medicina do trabalho S o Paulo Editora Atlas 1996 OLIV RIO J L Projeto de f brica produtos processos e instala es industriais S o Paulo Instituto Brasileiro do Livro Cient fico Ltda 1985 OPENCASCADE Open CASCADE Technology 6 2 Overview Dispon vel em http www opencascade com pub doc OCC62 Overview pdf Ultimo acesso 28 fev 2007 OPENSCENEGRAPH Introduction to OpenSceneGraph
44. fluxo exibindo a intensidade de fluxos ee eeeeeeeeeseeeeeeeeeeeeeeeees 165 Fisura 39 56 Amtango al era Oy maeuannsaas o cbeanicies E diana acaso ss eke 166 Figura 5 37 Carta de rela es preferenciais para o exemplo cceeeeseccceceeeeeseeseeeeeeeeeenees 167 Figura 5 38 Atributos associados a uma rela o qualitativa de proximidade 167 Figura 5 39 Vista dos relacionamentos qualitativos e quantitativos do exemplo 168 Figura 5 40 Mecanismo de disparo de regras de produGao ccseeeesccccecceeeeseesceeeeeeaeeeeeees 169 Figura 5 41 Uma regra de produ o escrita em CLIPS ee e rrrrrrereeano 169 Fisura 342 Como Star obj os do SR sas si E a 169 Figura 5 43 Envio de mensagem de impress o para um dos ObjetOS cc ceeeeeeeceeeeeeeeeeees 170 Figura 5 44 Cria o de uma regra para determinar a presen a de um equipamento 170 Figura 5 45 Executando a m quina de infer ncia e eeeeeeeereeeerrrrrreena 171 Figura 5 46 Regra para verificar a dist ncia m xima entre dois objetos 172 Figura 5 47 Regra para testar a necessidade de implanta o de uma esteira transportadora 173 XIX Figura 5 48 Prot tipo pode ser usado em a na an lise l gica do arranjo ou na an lise e b gera o da solu o manual do arranjo eesssssssseoeerssssssssceessssssseereesssssseeeeeees 174 Pioura 5 49
45. gia de neg cios fatores econ micos e de trabalho entre outros Os conhecimentos e t cnicas dessa rea de aplica o evolu ram na medida em que o pr prio conceito de f brica era alterado e novos aspectos passaram a ser considerados importantes Tradicionalmente as ferramentas e t cnicas desenvolvidas trataram geralmente de apenas um dos aspectos considerados no arranjo f sico como as rela es de proximidade e de fluxo de materiais O trabalho desenvolvido buscou determinar um formalismo capaz de representar de forma integrada os aspectos considerados durante a cria o e avalia o de alternativas de arranjo f sico por grupos multidisciplinares de projeto Esse formalismo baseado em objetos e rela es rompe com a vis o prescritiva do uso de programas computacionais usados em projetos de arranjo f sico O programa computacional desenvolvido a partir do formalismo apresenta uma forma inovadora para projetar alternativas de layout al m de apontar v rias outras oportunidades de inova o Espera se que o formalismo desenvolvido sirva de modelo para o desenvolvimento de outros programas computacionais desse tipo Palavras chave Arranjo f sico Simula o por computador Ergonomia CAD Computer Aided Design Software para Desenvolvimento de Layout vi ABSTRACT The facility layout planning is an important factor of production systems It 1s an important step of the facility planning process where converge de
46. modelos torna se importante relacion los com a l gica econ mica das empresas Isso exigir uma s rie de estudos para desenvolvimento de ndices adequados ergon micos no exemplo e que possam ser de alguma forma associados aos quesitos de desempenho econ mico da produ o 121 4 4 2 A a o do analista de sistemas produtivos sobre o modelo conceitual Quando se constr i os modelos deve se questionar os elementos apresentados ao analista pois se pode incorrer no fen meno do enactment WEICK 1979 O demandante do modelo ou o pr prio analista ao estabelecer as vari veis de ambiente s quais o sistema produtivo deve responder de forma adequada pode estar criando o pr prio fen meno em outras palavras as organiza es produzem as situa es s quais elas respondem claro que em muitos casos o analista n o pode interferir na objetiva o desses fatores no entanto deve estar ciente enquanto projetista de que esse tipo de situa o pode levar a uma solu o n o satisfat ria comum que as organiza es procurem ter um melhor desempenho atrav s da incorpora o de novas tecnologias sendo a contrata o de servi os e de pessoal capacitado uma das formas de se fazer isso Esses profissionais no entanto est o em geral sob o paradigma corrente e estar o aportando empresa uma s rie de conceitos legitimados pelo academicismo ou pelo mercado dos quais a organiza o pode prescindir Outro aspecto do e
47. ndice C A escolha da OpenInventor deveu se aos seguintes fatores a possuir c digo aberto o que permite altera es e amplia es b ter um baixo custo c facilitar a manipula o dos objetos d permitir o uso de arquivos criados em sistemas CADD e arquivos com formatos abertos como os da linguagem VRML Virtual Reality Modeling Language WEB3D 2006 e ser implementada em uma linguagem orientada a objetos no caso C 5 3 2 4 Regras sobre o arranjo f sico Para permitir que mais informa es sejam acrescidas ao arranjo f sico al m daquelas dos relacionamentos qualitativos e quantitativos foi implementado no prot tipo um 150 sistema especialista O sistema especialista escolhido foi o FuzzyCLIPS uma variante do sistema CLIPS GIARRATANO amp RILEY 1998 desenvolvido pela NASA nos anos 1980 A escolha deveu se ao fato desse sistema a permitir a Integra o com programas desenvolvido em C b possuir c digo aberto o que permite altera es e amplia es c possuir uma comunidade grande de usu rios d ter um baixo custo e permitir a tradu o das mensagens do sistema para a l ngua portuguesa O FuzzyCLIPS GOVERNO DO CANAD 2006 permite al m das funcionalidades do CLIPS a representa o e manipula o de fatos e regras nebulosas ou mexatas fuzzy Foi desenvolvido no Integrated Reasoning Group no Instituto para a Tecnologia da Informa o do Conselho Nacional de Pesquisa do Canad Sua li
48. o de modelos consensuais quando h assimetria de poder entre os participantes pode levar a uma situa o onde condicionantes e rela es importantes n o sejam explicitadas Se al m disso o processo de registro das informa es nico h perda da qualidade da informa o pois se registra apenas a solu o final e n o o processo de discuss o A possibilidade de registrar de forma integrada as diversas vis es sobre o mesmo problema mant m registrada mesmo de que maneira impl cita as quest es importantes relacionadas ao projeto Essas quest es devem ser revisadas pois podem voltar a surgir em 133 etapas posteriores do projeto ou ap s a implanta o quando os custos de mitiga o de eventuais efeitos indesejados ser o maiores Apesar da necessidade da exist ncia do consenso uma quest o importante permitir que as pessoas vejam no programa computacional um espa o pessoal de trabalho onde possam fazer experimenta es baseadas em suas id ias e intui es PUGH 1991 afirma que a gera o individual de id ias em uma estrutura participativa de projetos produz melhores resultados e que uma vez geradas as solu es elas t m que ser avaliadas pelo grupo Como a negocia o parte integrante do processo participativo as solu es geradas no espa o individual devem poder dialogar com as solu es dos demais participantes Esse processo de di logo entre as solu es individuais deve ser constante uma vez que
49. o estabelecimento de um acordo entre os integrantes do grupo de projeto at mesmo com rela o aos crit rios para avalia o das alternativas Em alguns casos decis es motivadas por quest es alheias ao processo de manufatura foram tomadas com o projeto j em andamento e invalidaram boa parte do trabalho realizado at ent o Dois exemplos disso foram a a troca da cidade de destino de uma planta que estava sendo projetada em fun o de um desacordo com a prefeitura que iria ceder a rea da f brica e b a decis o de aumentar a capacidade de uma outra planta que estava sendo projetada de 500 000 ton ano para 1 000 000 ton ano A principal constata o dessa experi ncia foi a de que o modelo sistem tico sequencial preconizado pelos m todos tradicionais e implementado nas ferramentas computacionais n o totalmente adequado para apoiar as atividades de projeto de instala es industriais As atividades de projeta o requerem um alto grau de intera o entre seus participantes Essa vis o explicita alguns dos desafios a serem enfrentados no processo de projeto de arranjo f sico Figura 1 2 O processo de constru o de alternativas de arranjo um processo de decis o iterativo e Interativo em que a verdadeira natureza e os detalhes do problema s s o conhecidos medida que o projeto executado Nesse processo ilustrado na Figura 1 2 as ferramentas mat rias primas e demais recursos s o mobilizados por iniciativa dos
50. o foi motivada Al m disso ao considerar elementos reconhecidos pelo ambiente como v lidos h a possibilidade de aumento da legitimidade do modelo e das a es decorrentes da sua an lise A intera o modelo pr ticas arremete aos efeitos do modelo sobre as pr ticas e que em ltima an lise o objetivo do analista ao desenvolver seus modelos de simula o Ao desenvolver o modelo o analista de simula o cumpre sua tarefa Possivelmente esse modelo sofrer modifica es para ser otimizado sob a ptica dos indicadores de desempenho Todavia essas altera es realizadas no modelo do sistema real se forem implementadas ter o impactos imprevistos posto que n o foram modeladas sobre o sistema social cultural vigente A aplica o de modelos institucionalizados poder influir sobre as pr ticas vigentes o que nos alerta para a import ncia de que tipos de impactos ocorrer o Impactos positivos e negativos estar o ocorrendo simultaneamente ao longo do tempo e podem se anular A efetividade das pr ticas preconizadas ser julgada no embate com o real tal qual apontado acima Por exemplo ganhos de produ o ocorrer o de imediato atrav s da implanta o de uma nova forma de dividir o trabalho contudo as doen as do trabalho acabar o por anular os ganhos no longo prazo 118 Um aspecto importante a ressaltar que os elementos que n o est o no modelo ter o efeitos imprevis veis sobre o mesmo Modelos abstrato
51. obten o de solu es em pouco tempo como o ALDEP SEEHOF amp EVANS 1967 Ap s a introdu o das ferramentas computacionais as possibilidades de manipula o das solu es de arranjo f sico foram diminu das devido precariedade das 65 interfaces de software com o usu rio Os primeiros softwares permitiam apenas a troca de duas reas atrav s da especifica o dos ndices que as designavam Com o advento da Interface gr fica nos sistemas operacionais e o surgimento dos sistemas gr ficos em CADD tornou se poss vel manipular de forma mais adequada os arranjos f sicos Apesar disso O processo de uso continua bastante exigente pois o usu rio precisa ler as informa es interpreta las e traduzir as suas a es de altera o do modelo em a es sobre o software que controla o modelo computacional Os dados que nos gabaritos tradicionais tinham apenas uma representa o gr fica passaram a constituir dados manipul veis pelo usu rio atrav s do programa Em geral as representa es tanto as de arranjo f sico quanto as de an lise ergon mica n o s o baseadas no conceito de objeto mas s o constru das com elementos b sicos como linhas arcos planos etc Assim uma m quina s pode ser percebida pelo usu rio do sistema n o possuindo internamente ao programa uma exist ncia estruturada como um nico objeto A exist ncia estruturada no programa permite a uma manipula o mais simplificada por parte
52. participantes do projeto para obter o objetivo principal que o projeto das instala es Historicamente houve a transi o de uma situa o onde o projetista Industrial era servido por uma s rie de informa es fornecidas por outras reas e passou se a uma situa o de trabalho em grupo Nessa forma de trabalho os portadores das informa es s o vistos como atores do processo de desenvolvimento do projeto e aportam conhecimentos e experi ncias espec ficas na forma de conceitos habilidades senso de valor e de est tica entre outros Esses atores s o 10 oriundos de reas como Engenharia de Processos Ergonomia Organiza o do Trabalho Engenharia de M quinas Engenharia de Seguran a Engenharia de Materiais Planejamento e Controle da Produ o PCP entre outras ed Condicionantes Habilidades Invis veis J Condicionantes Visiveis e 6 D Mat rias s Primas cia O que faz Como usar Para que serve Vai dar certo Quanto custa Como explicar Como Satisfazer Como Justificar Figura 1 2 Os desafios do projeto de arranjo f sico Cada participante do processo traz consigo uma s rie de caracter sticas e experi ncias subjetivas cren as e valores que ir o tomar parte do processo decis rio de forma expl cita ou impl cita Um dos desafios dos participantes conciliar as contribui es oriundas desses diferentes pontos de vista para qu
53. por classes Assim por exemplo um objeto a ser manipulado no arranjo f sico ser da classe Objeto A Figura 5 2 mostra uma classe representada em UML Classes possuem basicamente os atributos que as caracterizam e as a es que executam ou invocam chamadas de m todos As classes que s o filhas de outra podem herdar os atributos e os m todos da classe m e lt lt atributos b sicos gt gt lt lt atributos b sicos gt gt Sexo Sexo Idade Idade lt lt m todos b sicos gt gt lt lt m todos b sicos gt gt Andar Andar Comer Comer Falar Figura 5 2 Exemplo de classes em UML No exemplo a classe Homem possui os m todos Andar e Comer comuns aos membros da classe Animal No entanto somente objetos da classe Homem possuem o m todo Falar A seta mostrada na Figura 5 2 indica que Homem um Animal e portanto tem os mesmos atributos que a sua classe m e 5 2 1 Mundos objetos O problema de arranjo f sico consiste na organiza o espacial dos recursos de produ o Em um processo de projeto participativo isso implica na colabora o e confronta o de v rias vis es semi articuladas de realidade os mundos objetos Figura 5 3 135 Figura 5 3 O problema de arranjo f sico envolve mundos objetos que estabelecem entre si rela es de corrobora o e confronta o Cada indiv duo participante do projeto possui cren as e valores impl citos e expl citos que in
54. possibilitam construir arranjos f sicos tridimensionais b disponibilizar as an lises ergon micas e as de compara o dos arranjos de acordo com as necessidades do usu rio c analisar o fluxo de materiais d definir f rmulas e procedimentos personalizados para automatiza o do programa e e a possibilidade de analisar o arranjo f sico mesmo sem a sua geometria PPR Navigator Exibe dados de Produtos Processos e Recursos envolvidos na planta em uma rvore Esses dados s o disponibilizados para os demais m dulos durante o desenvolvimento das alternativas de arranjo f sico Arranjo f sico do Permite editar e arranjar os recursos necess rios do posto de trabalho Da posto de trabalho acesso a uma base de dados com m quinas e equipamentos dispon veis comercialmente e que podem ser inseridos no arranjo f sico do posto de trabalho Os blocos criados s o automaticamente atualizados como as refer ncias de blocos de programas de CADD Ao atualizar o bloco original todos os demais s o atualizados automaticamente Fun es de Permite analisar campos de vis o e reas de alcance para v rios percentis Ergonomia da popula o de oper rios As fun es de an lise servem para avaliar os excessos de acordo com limites estabelecidos em normas como DIN 33406 NIOSH levantamento de cargas e REFA manuseio de cargas An lise de Disponibiliza m todos para estimativa de tempos e estudos de movimento Tempo Permite a cria
55. problema estabelecendo rela es entre os objetos No tocante ao problema do arranjo f sico essas rela es podem ser de causa de sequ ncia de transfer ncia de materiais Informa es ou pessoas de passagem de tempo de proximidade Ao preencher uma Carta de Rela es Preferenciais por exemplo o participante explicita e estrutura como deve ser a proximidade entre as reas de atividade e o porqu disso A implementa o computacional dos relacionamentos pode ser feita usando se a estrutura de dados dos grafos como apresentado na se o 3 3 4 Com isso obt m se a flexibilidade desejada para representar as rela es que eventualmente o usu rio do software deseje Incluir no modelo e que n o sejam as tradicionais 5 1 3 Mundo objeto Um mundo objeto compreende um conjunto de objetivos condicionantes e ferramentas de an lise usadas de forma articulada ou n o por um ou mais participantes do grupo de projeto que compartilhem uma s rie de conhecimentos Esse elemento conceitual do formalismo foi Inspirado no conceito mundo objeto conforme conceituado por Bucciarelli 1998 2004 Esse mundo objeto a ser implementado computacionalmente na verdade uma representa o de parte do mundo objeto participante do processo de projeto implementado no programa computacional pelas pessoas participantes daquele mundo objeto atrav s das fun es disponibilizadas pelo programa computacional Computacionalmente cada mundo objet
56. que permitam a modifica o do arranjo e d servir como documento do processo de projeto Al m disso com a transposi o do arranjo em potencial da mente do analista de arranjo f sico para uma representa o externa h a libera o de capacidade mental para a considera o de outras quest es de interesse Historicamente a necessidade de poder gerar solu es de arranjo f sico a partir de outras existentes fez com que algumas das representa es tradicionais fossem desenvolvidas para suportar essa manipula o de arranjos Figuras 2 63 e 2 64 Manipular as reas para a obten o de um arranjo f sico de blocos satisfat rio n o significa apenas reposicion los um em rela o ao outro em um espa o limitado do futuro pr dio significa tamb m modificar a forma dessas reas aglutin las e separ las 64 e eet ee el ELIAS CEE E H rice H se ae e ol mee eee 1 1 4 T i See iL mu RE cee Figura 2 63 Uma forma de representa o que permita a altera o dos elementos constituintes importante MUTHER 1977 p 8 11 Figura 2 64 Gabaritos tridimensionais para o projeto de arranjos de escrit rio TOMPKINS amp WHITE 1984 p 650 A Figura 2 63 mostra a manipula o de reas divididas em pequenos peda os de modo a permitir o ajustamento das formas das reas entre si Essa mesma id ia foi replicada em alguns softwares de arranjo f sico de blocos para
57. reas b as informa es l gicas ou qualitativas como as prefer ncias do projetista e dos usu rios e as rela es de proximidade c as informa es gr ficas como o desenho de um arranjo f sico existente 70 O foco principal das ferramentas de arranjo fisico auxiliado por computador a representa o e a manipula o desses tr s tipos de informa es para a obten o de uma solu o fact vel cada qual com suas caracter sticas A grande maioria de m todos computacionais utiliza as informa es da Carta de Rela es Preferenciais Figura 2 26 e da Carta De Para Figura 2 29 ou seja informa es de proximidade e de intensidade de fluxo entre as reas de atividade Mesmo m todos mais recentes como os que usam tecnologias como redes neurais utilizam essas informa es FRANCIS amp WHITE 1974 apresentam um volume com uma s rie de modelos matem ticos para analisar alternativas de arranjo f sico e localiza o de instala es Principalmente a partir da d cada de 1970 v rios algoritmos foram desenvolvidos para tratar esses problemas Os Quadros de 3 a 8 apresentam uma lista desses programas computacionais e algoritmos QAP Problema de M todos otimizantes KOOPMANS amp BECKMAN designa o quadr tica e 1957 BAZARAA 1975 m todos exatos HASSAN apud SULE 1992 FOULDS 1983 SAHNI amp GONZALES 1976 TESSA Grafos baseados em rela es BOSWELL 1992 de adjac ncia CORELAP C
58. respeito das caracter sticas operacionais dos elementos reais que est o sendo representados e de como interagem A simula o come ou a ser usada na d cada de 1950 na ind stria aeroespacial dos EUA e gra as ao desenvolvimento da tecnologia de computadores tem hoje uma s rie de ferramentas computacionais para desenvolvimento Um dos principais argumentos para sua utiliza o a de que a simula o ganha cada vez mais import ncia em decorr ncia do aumento da complexidade dos sistemas produtivos para fazer frente a mercados cada vez mais exigentes e inst veis A possibilidade T1 de modelar com sucesso esses sistemas em v rios n veis de detalhe e de forma din mica faz com que seja aplicada a v rios tipos de sistemas produtivos O processo de an lise de sistemas reais atrav s de modelos baseia se na metodologia da simula o sendo a modelagem o seu cerne Paralelamente a essa capacidade de desenvolver modelos a pr tica de simula o requer tamb m capacidades de gerenciamento de projeto e de organiza o de trabalho assim como de intera o com pessoas de v rias reas de atua o Para modelar o mundo real utilizada uma vis o parcial at mesmo simplificada de parte desse mundo Nesta vis o s o organizados objetos que interagem entre si para atingir os objetivos da modelagem BANKS amp CARSON 1984 Os elementos e rela es observados no mundo real comp em o que se convencionou chamar de sistem
59. ser compartilhado entre as duas bancadas de teste Ser o produzidas 4500 unidades mensais do Produto 2 5 4 1 Etapa 1 Cria o dos objetos do arranjo f sico O primeiro passo para analisar esse arranjo no prot tipo a introdu o dos elementos componentes do arranjo f sico o que implica a altera o de seus atributos e o seu posicionamento no ch o de f brica 158 5 4 1 1 Introdu o dos produtos O primeiro elemento a ser introduzido o objeto que representa o produto Para isso o objeto Produto selecionado da biblioteca de objetos e inserido na vista de relacionamentos como mostrado na Figura 5 21 fami Estrutura operador pallet g Rela es Comandos gt Biblioteca de Objetos pickup produto Bi Lista de aiia Atributos Produto 1 sim 1200 Figura 5 21 Introdu o de um produto Como pode ser observado na Figura 5 21 os atributos que o definem como produto s o o Produto e o Volume Tanto o nome do objeto como esses valores podem ser alterados na lista de atributos do objeto Qualquer outro objeto que os possua pode ser usado nas an lises de fluxo de material Se o usu rio o desejar pode acrescentar manualmente esses atributos a um objeto que anteriormente n o os possu a Como nessa etapa a preocupa o principal o processo o usu rio pode maximizar a janela dos relacionamentos e posicionar os objetos de acordo com a sua seq ncia no processo Depois da
60. simula o Para tratar de quest es como a variabilidade da produ o modelos demasiadamente abstratos n o s o os ideais pois os elementos que manifestam representam e os que causam a variabilidade n o est o geralmente modelados Finalmente conclui se que o uso de modelos de simula o n o constitui um fim em si mesmo mas um meio para que os conflitos entre os modelos tecnol gicos e os condicionantes ambientais econ mico sociais e culturais possam ser objetivados e que os decisores possam tomar decis es de melhor qualidade 127 5 PROPOSI O DE UM FORMALISMO PARA MODELAGEM E AN LISE DE ARRANJO F SICO O foco principal deste trabalho foi estabelecer um formalismo baseado em entidades e relacionamentos para estruturar modelos integrados para o desenvolvimento e an lise de arranjo f sico Este o ponto de articula o fundamental A partir do estabelecimento de uma forma coerente para tratar as especificidades do arranjo f sico que poder o ser definidas as formas de aplica o dos demais elementos componentes do programa computacional como tipo de interface formas de c lculo etc Esses elementos ser o escolhidos pelo desenvolvedor de acordo com as suas necessidades e possibilidades Por formalismo entende se uma meta estrutura para a organiza o conceitual dos componentes de software a serem desenvolvidos Espera se que o desenvolvedor do software ao utilizar se do formalismo consiga que as fun
61. su iaensieraio rise a dale 128 Dla Modelo disitalido amano teal cctv sas n ae iene as UA ia 129 HE2 IRE ACIONA NOS recent sate cnet secant cr a a a ewe ecee 130 Sko WEIN G OHO BCI sarei E A 131 DONG NAS OCS ams arsnni asa guo gaia T Usa Dara ence gas spas 132 Sib APOS CMS O ri aaa aes ane iee oad cteneta S 132 5 2 Descri o de um formalismo para an lise de arranjo fiS1CO cc eeeeeeeeceeeeeeeeeeeeees 133 dl WVEINGOS OD CIOS sasien E 134 Seu ENA OS dci bia e dd teats ieee 138 5 3 Utiliza o do formalismo para o desenvolvimento de programas computacionais para o projeto de arranjo f sico industrial eke cece cece eesseeeeeeececcceceaeseseeeeeeeeeeeaeeeseeeceeeeeeaeeeeeees 141 5 3 1 Etapas do desenvolvimento do prot tipo cccc errar 141 J32 implementa o do POUPO aa ceded seve ence doeeedanes 144 5 3 3 Cria o de um m dulo de fluxo de materials cece cceeeeccceeeeeeeeeeeeeaaeees 151 34 Exemplo dSutiZzacad do prototipo assess Upa UE ESSO a 156 5 4 1 Etapa 1 Cria o dos objetos do arranjo fisico eeeeeeeececeeceeeeeeeeeeeeeeeeeaas 157 5 4 2 Etapa 2 An lise do fluxo de materials ccccccsssssssseeecccceseeessseseeeeeeenaes 162 5 4 3 Etapa 3 Trabalhando com rela es qualitativas ccccecccccsssssseeeeeeeeeeeeees 166 5 4 4 Etapa 4 Trabalhando com regras cc eseesesccceccceeeeeeseseeeeeeeeaeaeesseeeeeeeeeaaas 168 5 4 5 Conclus es do uso do mod
62. um objeto pode conter outros objetos Assim objetos complexos podem ser modelados facilmente 1 O aranjo Al Exibe 1 m Cont m E Cont m 4 FREE Es Cont m F 1 E formado por x q e ESA o Fr JE gE O Es E PA iy E Uma Objeto Abstrata Objeto Concreta Rela o Quantitativa Rela o Qualitativa SS TN MEX IL Figura 5 7 Caracteriza o de um Arranjo Como mostrado na Figura 5 8 os fluxos de materiais a Carta De Para a Carta de Rela es Preferenciais e o Mapa de Fluxo de Valor s o modelados como classes filhas da classe Relacionamento Relacionamento ESSO LS dh Fluxo de Material Carta De Para Carta Rel Pref Mapa de Fluxo de valor ESSO SSOSS pt Figura 5 8 Um relacionamento pode modelar varias ferramentas de arranjo fisico Com as vantagens de deriva o de classes oferecidas pela programa o orientada a objetos POO possivel derivar classes de outros tipos de relacionamento sem ser necessario alterar as demais classes Assim por exemplo a classe Mapa de Fluxo de 141 Valor pode implementar m todos para gerenciar as suas demais caracter sticas como os fluxos de informa es e as indica es visuais de mudan a entre outros 5 3 Utiliza o do formalismo para o desenvolvimento de programas computacionais para o projeto de arranjo f sico industrial 5 3 1 Etapas do desenvolvimento do prot tipo Como exemplo da apli
63. uma M quina Equipamento e Pessoa ou abstratos como uma rea ou Setor Em princ pio os objetos abstratos n o possuem uma representa o tridimensional destinada aos objetos concretos b Rela es s o intera es estabelecidas entre os objetos Basicamente dividem se em Rela o Qualitativa e Rela o Quantitativa c Relacionamentos s o conjuntos de rela es Os relacionamentos podem ser implementados computacionalmente como grafos e servem para gerenciar um conjunto de rela es de um determinado tipo como fluxos de materiais proximidade e outros Al m desses componentes outros que determinam um Arranjo s o os Atributos Esses elementos descrevem caracter sticas qualitativas e quantitativas atribu das ao Arranjo Objetos e Rela es entre outros Exemplo desses atributos s o Custo Total Investimento Inicial etc Da mesma forma que os arranjos possuem atributos os objetos e as rela es tamb m os possuem Atributos s o Valores e portanto podem sofrer restri o de valores Figura 5 6 As Restri es de Valor limitam os valores de atributos a um conjunto de valores v lidos seja uma lista seja um Intervalo Figura 5 6 Atributos s o valores qualitativos ou quantitativos que podem estar sujeitos a restri es de valor 140 Dessa forma Arranjo pode ser definido como mostrado na Figura 5 7 Observe que Condicionantes refere se ao mesmo objeto mostrado na Figura 5 5 Deve ser observado tamb m que
64. vel das atividades desenvolvidas pelos operadores dos equipamentos S o simulados as a es do operador e os efeitos delas sobre os equipamentos cargas e dispositivos e n o os efeitos sobre o pr prio operador 82 3 2 3 Uso de Simula o para avalia o de arranjos f sicos J na d cada de 1970 J M Apple advogava o uso da teoria das filas e da simula o de Monte Carlo em papel ou em computador APPLE 1977 p 192 como forma de avaliar solu es alternativas e que considerem a aleatoriedade que tem um papel importante na ind stria na natureza de rejeitos quebras e assim por diante APPLE op cit p 192 Apesar de muitos simuladores hoje em dia possu rem representa es icOnicas os resultados matem ticos gerados pelos simuladores os classificam como ferramentas de an lise quantitativa para arranjo f sico Segundo TAM amp LI 1991 as heuristicas de arranjo f sico est o longe de considerar em detalhes as restri es encontradas no dia a dia das Instala es Industriais O uso da simula o pode compensar isso uma vez que os programas de simula o est o bem avan ados e permitem a an lise de instala es industriais em detalhes e de forma simult nea ALEISA amp LIN 2005 afirmam que os estudos de simula o s o usados para estimar os par metros do sistema associados com as seguintes tarefas a desenvolver arranjos f sicos melhores a partir de arranjos gerados pelos algoritmos
65. 04 TRANSOM Transom Jack Disponivel em lt http www transom com gt Ultimo acesso em 14 out 2001 204 UGS Tecnomatix Dispon vel em lt http www ugs com products tecnomatix gt ltimo acesso em 12 dez 2006 ULGEN O M GUNAL A SHORE J Pitfalls of Simulation Modeling and How to Avoid Them by Using a Robust Simulation Methodology AutoSimulations Symposium Salt Lake City 1996 Anais Utah AutoSimulations pp 21 31 1996 URBAN T Computational Performance and Efficiency of Lower Bound Procedures for the Dynamic Facility Layout Problem European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland n 57 1992 pp 271 279 USHER A P Uma hist ria das inven es mec nicas Campinas SP Papirus 1993 560p VALLE C E Implanta o de ind strias Rio de Janeiro Livros T cnicos e Cient ficos Editora S A 1975 337 p VOLLMAN T E BUFFA E S The facilities layout problem in perspective Management Science v 12 n 10 Jun 1966 pp 450 468 WANG T Y LIN H C WU K B An improved simulated annealing for facilities layout problems in cellular manufacturing systems Computers Industrial Engineering v 34 n 2 pp 309 319 1998 WATSON K GIFFIN J W FOULDS L R Orthogonal layouts using the deltahedron heuristic Journal of the Australian Combinatorics Society n 12 pp 127 144 1995 WEBSTER D B REED Jr R A material handling system selection model AHE Transactions v
66. 06 Esses n veis de detalhamento refletem a l gica de detalhamentos sucessivos tamb m chamada de top down ou descendente preconizadas pelos m todos de desenvolvimento de arranjo f sico Nessa l gica come a se pelo arranjo f sico de grandes reas que v o sendo detalhadas at o n vel do posto do trabalho Eventualmente altera es nos n veis mais baixos implicam em mudan as nos n veis superiores menos detalhados da essa 22 l gica ser reconhecida como iterativa O grau de iteratividade elevado o que exige que os modelos e c lculos sejam refeitos in meras vezes caracterizando a dificuldade geralmente encontrada nos projetos de instala es industriais 2 3 Arranjo f sico detalhado e sua representa o Simplesmente representar os equipamentos e reas n o foi suficiente como apoio s atividades do analista de arranjo f sico Com o passar do tempo as representa es evolu ram de forma a permitir modelos mais flex veis que permitissem a altera o dos arranjos f sicos para que solu es alternativas fossem avaliadas mais rapidamente A utiliza o de representa es chamadas de gabaritos ou templates mostraram se convenientes uma vez que permitiram a cria o de verdadeiros jogos de montar ou quebra cabe as Figura 2 12 Os gabaritos de equipamentos como os da Figura 2 13 eram feitos de materiais como pl stico metal e papel o e dispostos para formar arranjos f sicos como o mostrado na Figura 2
67. 1 Tese doutorato 199p An investigation of the use of design methods In International congress of industrial engineering 2 1996 Santa B rbara d Oeste Brasil Anais Santa Barbara d Oeste UNIMEP 1996 ARENA Arena user s guide Rockwell Software Inc 2005 ARINZE B BANERJEE S SYLLA C A Methodology for knowledge based decision support for facilities layout planning In Computers and Industrial Engineering n 17 p 31 36 1989 AUTODESK AutoCAD Dispon vel em lt http www autodesk com gt Acesso em 01 mar 2006 AZUMA R BAILLOT Y BEHRINGER R FEINER S JULIER S MACINTYRE B Recent Advances in Augmented Reality In IEEE Computer Graphics and Applications v 21 n 6 nov dec 2001 p 34 47 193 BABU A J G YAO D An expert facility layout system an object oriented approach In International Journal of Computer Applications in Technology n 9 p 131 143 1996 BADIRU A B ARIF A A FLEXPERT Facility layout expert system using fuzzy linguistic relationships codes In IIE Transactions v 2 n 28 p 295 308 1996 BADLER N I PHILLIPS C B WEBBER B L Simulated Humans Computer Graphics Animation and Control New York Oxford University Press 1993 BALAKRISHNAN J JACOBS F R VENKATARAMANAN M A Solutions for the constrained dynamic facility layout problem In European Journal of Operational Research North Holland n 57 1992 p 280 286 BANKS J Handbook of
68. 10 27 7 Comando gt Figura 5 16 Interface com o sistema especialista Na Figura 5 16 s o mostrados dois exemplos de comandos O comando instances destina se ao SE e pede para que seja exibida uma lista das inst ncias de objetos definidos no sistema No exemplo observa se por exemplo que OBJ 2 da classe OBJ OPERADOR 1 e possui atributos e m todos daquela classe O comando data por sua vez n o destinado ao SE e sim ao prot tipo e apenas imprime a data corrente A utiliza o desse sistemas de regras ser mostrada com maiores detalhes na se o que trata da utiliza o do prot tipo 5 3 3 Cria o de um m dulo de fluxo de materiais Para testar a possibilidade de expans o do sistema usando a estrutura do formalismo foi desenvolvido um m dulo de fluxo de materiais similar ao Factory Uma das cr ticas feitas aos c lculos do Factory que n o considera a variabilidade presente nos sistemas produtivos a qual tem impactos consider veis sobre o desempenho MENEGON et 152 al 2004 1999 Para superar essa limita o os valores fornecidos para as quantidades transportadas valores associados aos dispositivos de manuseio entre outros deveriam permitir a especifica o de distribui es probabil sticas Como o formalismo foi pensado desde o in cio para ser flex vel e expans vel foi poss vel derivar o m dulo de maneira coerente O primeiro aspecto positivo foi o uso de uma classe espec
69. 14 103 RTI Introduction ps gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 CAMAROTTO J A Estudo das rela es entre o projeto de edif cios industriais e a gest o da produ o Sao Paulo 1998 246p Tese Doutorado S o Paulo Faculdade de Arquitetura e Urbanismo USP CAMP D J van CARTER M W VANELLI A A nonlinear optimization approach for solving facility layout problems In European Journal of Operational Research n 57 p 174 189 1992 CHEN P Gerenciamento de banco de dados a abordagem entidade relacionamento para projeto l gico S o Paulo McGraw Hill Newstec 1990 CHHAJED D MONTREUIL B LOWE T J Flow network design for manufacturing systems layout In European Journal of Operational Research Amsterdan Elsevier n 57 p 145 161 1992 CHIANG W C CHIANG C Intelligent local search strategies for solving facility layout problems with the quadratic assignment problem formulation In European Journal of Operational Research Amsterdan Elsevier n 106 p 457 488 1998 _ KOUVELIS P An improved tabu search heuristic for solving facility layout design problems In International Journal of Production Research 1994 195 CHUNG Y K Application of a cascade BAM neural expert system to conceptual design for facility layout In Computers and Mathematics with Applications n 37 pp 95 110 1999 CIMTECHNOLOGIES FactoryFLOW Plant layout and Material Handling Analysis within AutoCAD Ames Iowa Cimtec
70. 1920 APPLE 1977 Ambas apresentam as opera es executadas em cada etapa da fabrica o do produto e s o usadas para analisar o fluxo de materiais As fun es dessas representa es s o APPLE op cit 1 registrar todas as etapas do processo de fabrica o de um determinado produto 2 for ar uma avalia o detalhada dos processos 3 ser uma base para analisar o processo analisar todas as movimenta es armazenagens e esperas apontar oportunidades de melhoramento mostrar bl as dist ncias equipamentos m o de obra etc e levantar quest es sobre o processo 4 familiarizar o analista intimamente com o processo 5 formar uma base para a estima o de custos 6 Formar uma base para a compara o de m todos alternativos POO VA II eo Soom eT TE D Vip ALAA im pees O E sem io Tresoar re Ror OSOD VI bel IL Figura 2 33 Carta de processos KONZ 1985 p 31 A vers o m ltipla da carta de processos Figura 2 34 permite que as sequ ncias de v rios processos possam ser comparadas de forma a permitir a an lise do balanceamento do uso dos recursos envolvidos 38 MULTI PRODUCT PROCESS CHART FOR TOY TRAIN wa i ar ALEE ALFARO ON OCTOOEN 4 1964 E 5 g 3 sf oo a pie i RIRIA e t RL ti bu s b EI i TS 17 tania MBE Ela om in d Poo Pi Eg ao ee m e a em e Figura 2 34 Carta de Pro
71. 291 300 1987 gt HOGG G L SMITH D R SHAPE A construction algorithm for area placement evaluation In International Journal of Production Reasearch n 24 p 1283 1295 1986 HATCH M J Organization theory Oxford Oxford Press 1996 HEATON L Designing work Situating Design Objects in Cultural Context In Design Studies v 2 n 2 2002 Disponivel em lt http jdr tudelft nl main_2002 html gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 HERAGU S S Recent Models and Techniques for Solving the Layout Problem European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland n 57 1992 pp 136 144 ALFA A S Experimental analysis of simulated annealing based algorithms for the layout problem European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland n 57 1992 pp 190 202 _____ KUSIAK A Machine Layout Problem in Flexible Manufacturing Systems Operations Research n 36 1988 p 258 268 HICKS P E COWAN T E CRAFT M for layout rearrangement Industrial Engineering v 8 n 5 1976 pp 30 35 198 HILLIER F S CONNORS M M Quadratic assignment problem algorithms and the location of indivisible facilities Management Science v 13 n 1 1966 p 42 57 HIRSCHFELD H Planejamento com PERT CPM e analise do desempenho metodo manual e por computadores eletronicos aplicados a todos os fins construcoes Civis marketing etc 8 ed Sao Paulo Atlas 1985 335 p HOLTZ F LISP the language of art
72. 7 QUADRO 8 M todos presentes em programas computacionais de arranjo f sico 15 Layout Manager V rios algoritmos desenvolvidos por FOULDS 1997 HASSAN et Foulds e colegas al 1987 FOULDS et al 1985 FOULDS amp GIFFIN 1985 WATSON et al 1995 CRIMFLO C lculo do fluxo de materiais entre os CRIMBO 2001 departamentos MATFLOW C lculo do fluxo de materiais entre os MARKT et al 1997 departamentos e troca dos departamentos Factory Software composto por fun es de TORRES 1998 c lculo de fluxo algoritmos de GOETSCHALCKX 1992 otimiza o dos arranjos como a CIMTECHNOLOGIES 1995 SPIRAL e rotinas de aux lio ao desenho QUADRO 8 M todos presentes em programas computacionais de arranjo f sico V rios dos m todos apresentados nos quadros anteriores apresentam caracter sticas ja criticadas na d cada de 1960 por VOLLMAN amp BUFFA 1966 Esses autores criticaram os modelos de avalia o pois esses consideravam que a os dados de custo e de fluxo sempre existiam b os custos de transportes eram lineares incrementais e pass veis de atribui o a atividades espec ficas c o custo de manuseio de materiais era o nico fator significante d os dados de fluxo eram deterministicos ou seja desconsideravam varia es e aleatoriedade e o problema de localiza o das instala es e outros problemas do sistema n o tinham nenhuma rela o entre si A solu o desses probl
73. A Conceptual Scheme for Organizational Analysis Administrative Science Quarterly 8 289 315 1963 202 RASMUSSEN J A model for the design of computer integrated manufacturing systems identification of information requirements of decision makers Int J Ind Ergon 5 p 5 16 1990 REED Jr R Plant layout factors principles and techniques Homewood Richard D Irwin 1961 RESSLER S Open Virtual Reality Testbed Activities In Proceedings of UVA NASA Future Direction of HCI and Its Impact Anais NASA 1995 REZENDE S org Sistemas inteligentes fundamentos e aplicacoes Barueri SP Manole 2003 525 p RIEG D L ARA JO FILHO T Mapas cognitivos como ferramenta de estrututa o e resolu o de problemas o caso da pr reitoria de extens o da UFSCar In Gest Prod v 10 n 2 S o Carlos ago 2003 ROSENBLATT M J The dynamics of plant layout Management Science n 32 1986 pp 76 86 ROSENBLATT M J GOLANY B A distance assigment approach to the facility layout problem European Journal of Operational Research n 57 1992 p 253 270 ROTHER M HARRIS R Criando fluxo cont nuo um guia de a o para gerentes engenheiros e associados da producao Sao Paulo Lean Institute Brasil 2002 103 pp SHOOK J Aprendendo a exergar mapeando o fluxo de valor para agregar valor e eliminar o desperd cio S o Paulo Lean Institute Brasil 1998 103 pp SARIN S C LOHARJUN P MALMBORG C KRISHNAKUM
74. AR B A multiattribute decision theoretic approach for the layout design problem European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland n 57 1992 pp 231 242 SAHNI S GONZALES T P Complete approximation problems Journal of the ACM 23 3 555 565 1976 SCHON D A Designing rules types and worlds Design Stud 9 1988 p 181 190 SCHRIBER T J An introduction to simulation using GPSS H New York John Wiley 1990 437 p SCRIABIN M VERGIN R C A Cluster analysis approach to facility layout Management Science n 31 1985 pp 33 39 SEEHOF J M EVANS W O Automated layout design program Journal of Industrial Engineering v 18 n 12 1967 pp 690 695 SEPPONEN R CORELAP 8 User s manual Boston Department of Industrial Engineering Northeastern University 1969 203 SHORE R H TOMPKINS J A Flexible facilities design AIE Transactions v 12 n 2 p 200 205 Jun 1980 SIMUCAD SimuCAD Dispon vel em lt http www simucad dep ufscar br gt Acesso em 01 mar 2006 SIPPER D BULFIN JR R L Production planning control and integration Singapore Mac Graw Hill International Editions 1998 SIRINAOVAKUL B THAJCHAYAPONG P A knowledge base to assist a heuristic search approach to facility layout International Journal of Production Research n 32 pp 141 160 1994 SLACK N CHAMBERS S HARLAND C HARRISON A JOHNSTON R Administra o da produ o S o P
75. C mn Sera Uren cert Ser een eee S T 96 Figura 5 3 Por o de uma trelica din mica de Cattell direita est o as atitudes de um t pico homem dos EUA no meio os sentimentos e direita os impulsos biol gicos basicos HALE etal 200020 200 raias nais badalada ddr Goa ganda 98 Figura 5 4 Representa es usadas no arranjo f sico e que s o modelos do tipo entidade relacionamento Um mapa mental explicando mapas mentais MINDGRAPH ZOO E a a a a a als 98 Figura 5 5 Exemplo de um grafo direcionado d grafo e eeeeeeerrrrrrena 99 XVII Figura 5 6 Transforma o da CRP em um grafo de relacionamento quantitativo 100 Figura 4 1 Elementos de especifica o do processo de design Adaptado de PUGH 1991 106 Figura 4 2 Conceitualiza o de t cnica segundo DEJOURS 2003 110 Figura 4 3 G nese e difus o de modelos Modificado de ZILBOVICIUS 1999 116 Figura 5 1 Concep o do formalismo relacional cer eereeee eae eeeeeererrrrrreeaa 129 Figtira 5 7 Exemplo de classes em UML sesaias cxring cavanes Sadida sadias g es sapos dado lh acids 134 Figura 5 8 O problema de arranjo f sico envolve mundos objetos que estabelecem entre si rela es de corrobora o e confronta o ssssssssseeeersssssssscerresssssssceeerssss 135 Figura 5 9 As solu es de arranjo f sico s o criadas sob a a o de condicionantes 137
76. Computer Aided Drafting and Design CAM Computer Aided Manufacturing CAPP Computer Aided Process Planning CDP Carta De Para CIM Computer Integrated Manufacturing CORELAP Computerized Relationship Layout Planning CRF Carta de Rela es Funcionais CRP Carta de Rela es Preferenciais DIN Deutsche Industrie Normen ou Normas Industriais da Alemanha DXF Data Exchange File DWG Drawing File Arquivo de desenho do AutoCAD FFM Fluxograma de Fabrica o e Montagem FMS Flexible Manufacturing System GPSS General Purpose Simulation System MFV Mapa de Fluxo de Valor NIOSH National Institute for Occupational Safety and Health EUA OSHA Occupational Safety and Health Act PCP PERT POO RA RV SED SLP TGS UML VRML XML XII Planejamento e Controle da Produ o Program Evaluation and Review Technique Programa o Orientada a Objetos Realidade Aumentada Realidade Virtual Simula o de Eventos Discretos Systematic Layout Planning Teoria Geral dos Sistemas Unified Modeling Language Virtual Reality Modelling Language EXtended Markup Language xiii LISTA DE FIGURAS Figura 1 1 Divis o do espa o em um modelo em terracota de uma cabana do per odo neol tico cerca de 2000 a C BENEVOLO 2005 oo ccc ienes Figura 1 2 Os desafios do projeto de arranjo f sico c cc eeeeeeeeeeeeeerrrrreeeara 10 Figura 2 1 Fabrica de facas do s culo XIX em Sheffield Inglaterra DECCA 1995
77. ER 1976 p 6 2 Nessa representa o o que se procura a possibilidade de explicitar simultaneamente a intensidade dos fluxos e relaciomentos de modo que se possa rearranjar a posi o relativa dos blocos de reas em busca de uma solu o que minimize as linhas mais 36 espessas Al m da espessura o uso de cores e hachuras diferentes tamb m ajuda a diferenciar a natureza dos relacionamentos fluxos Apesar de algumas das representa es mostradas se referirem aos mesmos elementos de an lise da cria o de arranjo f sico elas n o conseguem flexibilidade e desempenho Nessas representa es a manipula o gr fica de um conjunto de fluxos por exemplo n o consegue ser expressa de forma simples em uma grandeza quantitativa e vice versa Assim as representa es t m que ser recalculadas reconstru das total ou parcialmente o que demanda esfor os consider veis A utiliza o de ferramentas computacionais para sanar essa dificuldade n o apresentou ainda hoje solu es totalmente satisfat rias para o problema da manipula o do arranjo f sico e sua avalia o 2 6 Representa o dos processos e sua sequ ncia Um outro tipo de rela o importante para o projeto do arranjo f sico o da sequ ncia do processo Duas representa es para isso s o a Carta de Processos Figura 2 33 e o Fluxograma de Fabrica o e Montagem Figura 2 35 derivados da representa o introduzida por F B Gilbret na d cada de
78. Operador wrl gt lt Object gt lt I Contents Ap ndice C Arquivo da API Openinventor que descreve uma mol cula de gua Inventor V2 1 ascii separator Group Group 4 Material ambientColor 1 0 0 diffuse oror a 10 uO SpccularcoLor Duo Oro Dao shininess 0 5 J Sphere Group Transform translacion O0 20 SCaleFactor Vero Usro Oa 5 Material ambientColor 1 1 4 dittu useCcolor 1i 1L 1 specularcolor Quo Deo 045 shininess 0 5 Sphere Group Transform translation 141652 Lessor Sphere
79. Prima sobre a Carga de Trabalho Contribui es da Ergonomia para o Planejamento da Produ o In Congresso brasileiro de Ergonomia 1999 Salvador Anais Salvador ABERGO CD ROM COSTA M A B da CAMAROTTO J A A abordagem utilizada pelo grupo SimuCAD Simula o e CAD no desenvolvimento de instala es industriais In ENEGEP 1997 Anais Porto Alegre ABEPRO 1997 CD ROM MINDGRAPH Graphic language to solve problems Dispon vel em http www mind graph net Ultimo acesso em 12 dez 2006 MONTREUIL B Integrating design of cell layout Input Output configuration and flow network of manufacturing systems apud CHHAJED D MONTREUIL B LOWE T J Flow network design for manufacturing systems layout European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland 57 p 145 161 1992 RATLIFF H D Optimizing the location of input output stations within facilities layout Engineering Costs and Production Economics 14 p 177 18 1988 Apud CHHAJED D MONTREUIL B LOWE T J Flow network design for manufacturing systems layout European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland N 57 p 145 161 1992 _ 5 RATLIFF H D GOETSCHALCKX M Matching based interactive facility layout AHE Transactions 19 3 1987 271 279 1987 MOORE J M Computer aided facilities design an international survey International Journal of Production Research Vol 12 No 1 1974 pp 21 40 Computer program
80. S OBJETOS sas tuas bossa dares ae Ae E tte cathe ee teal eetcenatets 95 oA ASIC ES oan ea ee eee ee ere 97 ie NE Oc S Pee gen erensD Seen Tne on See arn ee ee Ter ge ee eet we neem ne mere tr Tet se ter eae Terr 101 330 AASTAJ dAS VISUAIS CrANOLA ES luana Sad a eee US aa 102 3 3 7 Caracter sticas desej veis de uma ferramenta para desenvolvimento de arranjo f sico 102 SA CONCIISOCS usp ee UA READ we RN A a O eee 103 4 O PROCESSO DO PROJETO DO ARRANJO F SICO E O PAPEL MEDIADOR DOS MODELOS ass scores osois aa aetna eens 105 4l CH proc ssO de des sosransaraasdai digas a OERA sagas 105 4 2 Participa o nos projetos como forma de melhorar as solu es 107 Ao VISOES lt GOMIMNIOS TESINI ES casas ia alcua enia ae R E E E R aaa e RSS 109 4 4 Conflito e media o atrav s de artefatOs ee ccccccsssscccccceesesecceeeaeseeceessaeeneeeeeeaas 112 4 4 1 Modelagem de sistemas de produ o ccccccccsssssssssececeeeeeseeeeeeeeeeeeeeeeeees 114 4 4 2 A a o do analista de sistemas produtivos sobre o modelo conceitual 121 4 4 3 Modelos como indutores de Mudan as cccccccccssseseccceeeeseecceeeeaeseeeeeeeaaeees 122 4 5 A teoria geral dos sistemas revisitada cccccccccccccessseseeecceeceeeasuseececeeseeaaaesseeeeeees 124 5 PROPOSI O DE UM FORMALISMO PARA MODELAGEM E AN LISE DE ARRANJO BISIC O sapo sas Ps 127 5 1 Concepeao do Tormalismo relacional
81. SHOOK 1998 os tempos perdidos em atividades que n o agregam valor ao produto Algumas diferen as no entanto s o de Interesse para a discuss o das representa es a usar a representa o do processo para disparar um processo de mudan a a partir da identifica o de oportunidades de ganho A pr pria representa o possui cones para assinalar no MFV os pontos de poss veis melhorias Al m disso os mapas pressup em pelo menos dois estados o atual de avalia o e o do estado futuro considerando as t cnicas enxutas A preocupa o com o tempo representados nos processos e nos estoques b incluir embora de maneira pobre os processos informacionais colocados na parte superior do mapa Por outro lado a troca de informa es entre os postos atrav s de cart es kanban tratada de forma mais detalhada c procurar representar fam lias de produtos e n o os produtos individualmente d usar mais intensivamente cones para facilitar o entendimento por mais pessoas e para representar as diversas op es e detalhes O uso Inadequado ou restrito de uma representa o como essa pode causar uma simplifica o que pode ter conseqii ncias importantes para os projetos de instala es como impactos sobre a sa de dos trabalhadores dimensionamento incorreto de recursos entre outros TORRES et al 2004 2 8 Representa es computacionais do arranjo f sico A disponibilidade cada vez maior de computad
82. UNIVERSIDADE FEDERAL DE S O CARLOS CENTRO DE CI NCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA DE PRODU O UM FORMALISMO RELACIONAL PARA O DESENVOLVIMENTO DE ARRANJO F SICO INDUSTRIAL Isa as Torres Orientador Prof Dr Jo o Alberto Camarotto S o Carlos SP Brasil 2007 UNIVERSIDADE FEDERAL DE S O CARLOS CENTRO DE CI NCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA DE PRODU O UM FORMALISMO RELACIONAL PARA O DESENVOLVIMENTO DE ARRANJO F SICO INDUSTRIAL Isa as Torres Orientador Prof Dr Jo o Alberto Camarotto Tese de doutorado apresentada ao Programa de P s Gradua o em Engenharia de Produ o como requisito para obten o do t tulo de Doutor em Engenharia de Produ o S o Carlos SP Brasil 2007 Tay str Ficha catalografica elaborada pelo DePT da Biblioteca Comunitaria da UFSCar Torres Isaias Um formalismo relacional para o desenvolvimento de arranjo fisico industrial Isaias Torres Sao Carlos UFSCar 2007 205 f Tese Doutorado Universidade Federal de s o Carlos 2007 1 Arranjo fisico industrial 2 Simula o por computador 3 Ergonomia 4 CAD Computer aided design 5 Software b Layout Titulo COD 658 23 202 fi a TuS ese Aluno a Isaias Torres PROGRAMA DE POS GRADUA O EM ENGENHARIA DE PRODU O UNIVERSIDADE FEDERAL DE S O CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODU O
83. a es Al m das informa es gr ficas do arranjo f sico h tamb m a representa o da sequ ncia do 33 processo e do tipo de atividade realizada em cada um dos equipamentos A simbologia utilizada a mesma usada na chamada carta de processos e segue o padr o ASME 101 da American Society of Mechanical Engineers Figura 2 28 Uso de fios de l para representar os fluxos de materiais APPLE 1977 p 135 Al m dessas representa es outras formas eram usadas para representar os fluxos entre as reas de atividade como a Carta De Para Figura 2 29 o IANA Al mi OKO fp WO A A A r A N 8 PN IN PN gt T WN L NNN QQ VY Ss S gt VO so US de 5 2 S A A pe ND ALA ANS SAN LL FY f 7 ai MN pe rr ar 7 9 4 VUI VE PAPAS 5 9 A 4 j A 2 o A Cr Ir AV AR F A CA a A ra A LZ z L ads f A A IE 9 7 A J f SI AI 68 4 O J C Ei jf Do A Aplanar 6 e f A A A L NAVCAN CA OC p E o al y m a A Fai A o nn a ad m Figura 2 29 Carta De Para CDP A Carta De Para CDP serve para registrar a intensidade de fluxos de materiais entre as reas de atividade Atrav s de sua an lise pode se identificar as reas que 34 devem ser posicionadas pr ximas umas s outras de modo a reduzir o esfor o de t
84. a o do valor relativo das alternativas No final do cap tulo s o apresentadas as caracter sticas desej veis dos programas computacionais para projeto de arranjo f sico 3 1 M todos de avalia o de desempenho de arranjo f sico Os m todos de avalia o de arranjos f sicos se baseiam na obten o de solu es consideradas adequadas sob algum tipo de crit rio objetivo seja quantitativo ou qualitativo Essa compara o pode ser de forma integral entre duas alternativas detalhadas ou entre duas alternativas simplificadas arranjo f sico de blocos Pode ocorrer tamb m de forma sequencial medida que se desenvolve o estudo A necessidade de crit rios objetivos para compara o entre alternativas antiga seja para satisfazer a cria o de uma proposta econ mica financeira para implanta o da alternativa seja para conseguir estimular o consenso dos profissionais envolvidos Al m disso as caracter sticas espec ficas de cada instala o industrial impedem que sejam adotados crit rios com validade geral J M MOORE 1962 e MUTHER 1976 apresentam algumas formas sistem ticas de avaliar alternativas de arranjo f sico l 3 4 6 68 Planta piloto Alternativa cara usada em geral por ind strias de processo cont nuo Apresenta todos os pontos negativos de um modelo f sico com baixa flexibilidade como n o poder ser reaproveitada e possuir um desenvolvimento demorado Compara o de
85. a rea de atividade Na N mero de m quinas servidores na rea de atividade Por sua vez o tempo de utiliza o da rea de atividade dado por onde Setup P XOX ATC Lote Aa TR NP Px Quy Setupxy Lotesy TCicsy TR x 1 xy 100 Numero de produtos Volume de produ o do produto x Quantidade de partes y no produto x Tempo de setup da parte y do produto x Tamanho do lote de fabrica o da parte y do produto x Tempo de ciclo de cada parte y do produto x Taxa de refugo na produ o da parte y do produto x Ap ndice B Amostra de um arquivo XML usado para representar um objeto da biblioteca lt Contents gt lt Object Name Operador Kind Operador X 0 Y 1244920 gt lt Info gt Modelo representando um operador gen rico lt 7 Infto gt lt Attribute Name Altura Value 1 8 Description Metros gt lt Shape2D gt lt Polygon X 0 Y 0 BorderColor 13140000 BorderWidth 0 FaltCcolor 16763060 FillPattern 0 FillStyvlie 0 gt lt Point X 46 y 22 gt lt Point X 46 Y 22 gt lt Point X 52 y 16 gt lt POLME xX 52 Yo 1o 7 gt lt Point X 46 Y 22 gt lt Point X 46 Y 22 gt Polo X 52 Yy 16 7 gt lt Point X VEB2 Velo gt lt Polygon gt lt Text X 0 Y 0 Align 1 Font arial Size 14 Bola L Tealze a Underline 0 StrikeOut 0 Color 0 gt Operador lt Text gt lt Shape2D gt lt Shape3D File
86. a ou comentar uma existente e devem poder ser guardadas para refer ncia futura Um exemplo dessas ajudas visuais s o as linhas desenhadas sobre o arranjo de gabaritos mostrados na Figura 2 16 Como a representa o principal os gabaritos foi necess rio desenhar as linhas sobre a p gina quadriculada 3 3 7 Caracteristicas desej veis de uma ferramenta para desenvolvimento de arranjo f sico De forma resumida um programa para desenvolvimento de arranjo f sico deve possuir as seguintes caracter sticas a Modelo ic nico flex vel e expans vel b Interface f cil c Permitir trabalho de forma individual e em grupo presencial e dist ncia d Modelo ic nico e de quantifica o devem estar sincronizados e Modelos devem poder trocar informa es entre si f Construir modelos que possam conter outros sub modelos g Os modelos devem ser desenvolvidos para poderem ser utilizados para o controle di rio do sistema real 103 h Os modelo devem poder ser usados para estudos em linha com o sistema real al m do uso tradicional 1 Usar uma base comum para representa o computacional 1 Deve existir facilidade de anexa o de dados k Modelar rela es qualitativas e quantitativas 1 Permitir a cria o de rela es diferentes das tradicionais m Permitir o desenvolvimento de novas m tricas n Permitir a cria o de regras o Regras devem permitir considerar informa es qualitativas e quant
87. a a Fi fi i mm eo Figura 2 8 Arranjo dos grandes blocos de uma planta VALLE 1975 p 60 No nivel do arranjo fisico de massa Figura 2 8 as grandes areas da planta industrial s o posicionadas para obter um maior aproveitamento do terreno e facilitar o transporte de materiais entre as reas Os fluxos n o s o necessariamente quantificados mas estabelecem um encadeamento l gico entre as grandes reas Nesse n vel s o tamb m consideradas as futuras reas de expans o o que pode determinar o posicionamento das reas inicialmente presentes Uma outra preocupa o o posicionamento das vias de acesso e de movimenta o Interna assim como localiza o de grandes utilidades como as esta es de tratamento de efluentes dep sitos de inflam veis e tamb m de estacionamentos e outras reas de apoio 20 No n vel de abstra o mostrado na Figura 2 9 a preocupa o geralmente a utiliza o do espa o interno aos pr dios Considera se a divis o do arranjo f sico em reas ocupadas por equipamentos al m das passagens entre as reas Observa se que a representa o dos fluxos o principal fator orientador para posicionar os equipamentos relativamente entre si en e e E E ass SS S amp S lg A 1 L 30m sm Figura 2 9 Arranjo f sico de parte da produ o de motores Diesel Em destaque o percurso de uma das suas partes VALLE 1975 p 61 No n vel de representa
88. a a representa o de arranjos f sicos de tal forma que permita a sua altera o e avalia o de forma simult nea A seqi ncia modelada na l gica dos modelos incapaz de representar as dist ncias frequ ncias e tempos necess rios para caracterizar os fluxos de materiais por exemplo 91 3 2 3 1 4 Uso de elementos internos das ferramentas de simula o em arranjo f sico Cada uma das representa es comentadas anteriormente possui elementos Internos para cumprir seus objetivos Esses elementos internos s o fun es dispon veis em um simulador e s o usadas para representar elementos do sistema real O QUADRO 10 lista os elementos mais comuns e como eles poderiam ser usados para representar elementos do problema de arranjo f sico Apesar de serem elementos de softwares baseados em conceitos diferentes com simula o de eventos discretos e cont nua esses elementos cumprem fun es similares AutoMod Diagrama de Utilidade para a Ciclo Atividade representa o dos arranjos Recurso Resource Resource Estoque Inexistente Capacidade de Equipamentos Variavel Variable Variable Estoque Inexistente Representar valores como intensidade de fluxo total etc Atributo Attribute Attribute Inexistente Inexistente Caracter sticas dos w Do Fla Queue Queue Estoque cieu Atividade Delay Process Use Wait etc Estoque Retangulo Uso dos recursos Server etc Sequ ncia Conector Ordem das linhas de Fluxos e Setas Seta Sequenc
89. a real imerso no seu ambiente O resultado desse processo de abstra o do sistema real geralmente uma representa o estruturada chamada de modelo As etapas do processo de simula o metodologia de simula o e que constituem as atividades mais comuns do especialista em simula o ou que exigem o seu concurso s o 1 Formula o do problema Inicia se com a declara o do problema de forma clara de modo que todos possam entender as implica es dessa declara o Essa formula o servir de ponto de partida mas poder ser atualizada quando se souber mais a respeito do sistema 2 Determina o dos objetivos e plano geral do projeto O sucesso do processo se inicia pelo estabelecimento e registro das quest es que ser o respondidas pelo modelo Tamb m deve haver um questionamento sobre se a simula o realmente a metodologia adequada para auxiliar a 78 responder essas quest es Tamb m devem ser especificados os cen rios a serem considerados e quais crit rios ser o utilizados para avaliar cada um deles As necessidades de dados e as hip teses consideradas tamb m devem ser levantadas Desenvolvimento do conceito do modelo Esta uma das etapas mais dif ceis do processo e uma das que exige mais experi ncia pr tica Nesta fase desenvolvido o conceito geral do modelo geralmente partindo se de um modelo mais simples ao qual v o sendo acrescentados os detalhes at que sejam obti
90. abaritos usados para montagem de arranjos APPLE 1977 p 402 23 Figura 2 14 Arranjo f sico de uma linha de produ o usando gabaritos comerciais APPLE OD Loy Ree eR a a ee ee E S 23 X1V Figura 2 15 Arranjo fisico complexo montado com gabaritos bidimensionais APPLE 1977 SAR po A O RR O RR RR SU ND RIDE O E PR O 24 Figura 2 16 Adi o manual de linhas de fluxo entre os equipamentos representados por gabaritos magn ticos APPLE 1977 p 410 erre 25 Figura 2 17 Gabaritos tridimensionais APPLE 1977 p 403 ssseesssssssersssssssssseeresssssssses 25 Figura 2 18 Gabaritos modelos de boa qualidade PEMBERTON 1977 essees 26 Figura 2 19 Gabaritos modelos simplificados PEMBERTON 1977 26 Figura 2 20 Gabaritos tridimensionais comerciais usados para representar os arranjos fisicos OPFER DO ct crass eee A hoon T 21 Figura 2 21 A sofistica o dos gabaritos tridimensionais permitia a cria o de verdadeiras maquetes do arranjo f sico PEMBERTON 1977 27 Figura 2 22 Modelo de um sistema de ar condicionado de dois andares TOMPKINS amp WHE CE sO OAs OD oein a a O 28 Figura 2 23 Modelo de um AS RS sistema de armazenagem e recupera o autom tica TOMPKINS amp WHITE 1984 02050 usasse casa a a a aS 28 Figura 2 24 Sistema de tratamento de refugos para uma planta de processamento de l TOMPKINS amp WHITE 19854P 6051 ornnes no a E 29 Figura 2 25 Gabarito que representa os
91. acotes computacionais para arranjo f sico Nesta se o ser o apresentados dois pacotes computacionais dedicados ao desenvolvimento de projetos de arranjo f sico de instala es industriais Esses sistemas apresentam se como os mais completos do mercado capazes de melhorar a produtividade das equipes de desenvolvimento principalmente pelas facilidades de uso e acesso a bases de dados Os aumentos dos custos do planejamento e a sobrecarga dos planejadores pode levar em muitos casos a uma m organiza o do trabalho O uso dessas ferramentas computacionais pode auxiliar nesse caso permitindo economias financeiras redu o de tempo e melhorias ergon micas para quem planeja e para quem usa o resultado do planejamento Esse tipo de programa computacional usa geralmente como princ pios norteadores para a determina o de solu es a o menor tempo de entrega b a redu o do custo operacional c o uso otimizado da capacidade existente e d a otimiza o dos fluxos de material e informa o 2 6 2 1 DELMIA Layout Planner Esse programa computacional DELMIA 2006 apresenta se como uma ferramenta para o desenvolvimento de planejamento total do arranjo f sico composto por m dulos dedicados QUADRO 2 que s o integrados atrav s da troca de dados em um m dulo principal 47 Os pontos fortes desse sistema segundo seu fornecedor sao a possuir uma base de dados com modelos de equipamentos disponiveis comercialmente que
92. ais condicionantes do modelo bem como a a es como o acionamento de um Manipulador 5 6 8 Simula o de eventos discretos Uma forma popular para implementa o de simuladores de eventos discretos o uso de redes de filas como no caso de programas como o Arena e GPSS H SCHRIBER 1990 Nessa abordagem as entidades que representam produtos informa es pessoas etc circulam por um grafo constitu do por n s onde existem blocos de decis o Alguns desses blocos possuem filas para manter as entidades enquanto est o em execu o e em que h necessidade de aguardar a passagem de tempo ou a satisfa o de uma determinada condi o A Figura 5 61 mostra uma poss vel implementa o disso na vista de relacionamentos do prot tipo 187 Mudan a de Sada Figura 5 61 Implanta o de uma classe para execu o de simula o de processos discretos No grafo usado para essa implementa o alguns objetos abstratos criam entidades ou outros objetos que v o passando por uma s rie de opera es l gicas alterando o estado do modelo Os arcos dos grafos representam o encadeamento l gico do modelo de simula o No exemplo uma dessas opera es a cria o em Mudan a de Atributo de um atributo no produto criado no objeto Chegada do Produto A seguir na M quina 04 h a execu o de uma opera o de transforma o que faz com que a entidade fique retida durante um per odo Durante esse tempo a entidade colo
93. altera es feitas Interface amig vel de modifica o e de intera o Encapsulamento dos dados Uso de bibliotecas com dados encapsulados Capacidade de reutiliza o de elementos gr ficos j existentes Possibilidade de compartilhar elementos Vincula o de arquivos Automatiza o de an lises de praxe Obten o autom tica de dados de sistemas de gerenciamento e outras bases de dados da planta Documenta o autom tica de alternativas Compara o autom tica entre v rias alternativas de acordo com os crit rios estabelecidos Gera o de cen rios para avalia o Capacidade de experimenta o m xima com o projeto realidade virtual Capacidade de indicar altera es no arranjo em decorr ncia de altera es nos produtos Visualiza o e experimenta o de fatores ambientais e de satisfa o no trabalho e de seguran a An lise da ocupa o espacial e dimensionamento de reas Tratamento relevante de reas de apoio ou secund rias Apoio do desenvolvimento de sistemas de utilidades Troca eletr nica de informa es Modelagem de sistemas discretos e cont nuos Relat rios personaliz veis Projeto de experimentos Interatividade na anima o Integra o via dados ou program tica Interface com base de dados Tridimensional Possibilitar analisar o funcionamento do arranjo atrav s da an lise estat stica do seu desempenho Identifica o autom tica de gargalos e proposi o de causas e de melhorias
94. amentas computacionais que partam de uma estrutura organizada e que permitam o seu uso pelos participantes do grupo de projeto para compartilhar solu es geradas por eles e que reflitam os seus conhecimentos sobre as Instala es que est o sendo projetadas Este trabalho rompe com paradigma do projeto seqiiencial e estruturado de instala es industriais na medida em que fruto da pr tica do autor em projetos de instala es industriais Desde meados da d cada de 1990 como integrante do grupo SimuCAD da Universidade Federal de S o Carlos o autor participou de projetos de instala es fabris dos mais variados setores industriais QUADRO 1 Reprojeto de serraria industrial Projeto de uma unidade fabril na Costa Rica para a produ o de tabuinhas para l pis Reprojeto de unidade industrial para produ o de l pis e outros materiais escolares Projeto de planta contendo v rias f bricas Projeto de duas unidades para fabrica o de esquadrias met licas e de m veis de a o An lise de sistema de processamento de suco de laranja IV Projeto e an lise log stica de uma planta processadora de chapas de a o para a ind stria de eletrodom sticos Redu o de casos de doen as do trabalho Dimensionamento da unidade industrial considerando variabilidade da mat ria prima e sazonalidade na disponibilidade de mat ria prima transfer ncia de centro urbano para um distrito industrial Projeto da planta conside
95. ar deles Por exemplo as plantas em CAD de uma f brica podem estar guardadas em uma mapoteca de um escrit rio virtual 58 Figura 2 56 Interfaces virtuais podem usar met foras para acesso a informa es adaptado de RESSLER 1995 Apesar dessas tend ncias poucas aplica es de RV ao projeto de instala es industriais exploram as possibilidades que a tecnologia disponibiliza atualmente Um exemplo disso o trabalho de IQBAL amp HASHMI 2001 O arranjo f sico Figura 2 57 foi criado no ambiente de RV mas os m todos de an lise aplicados foram os m todos tradicionais de solu o de arranjo f sico baseados em fluxo de materiais carta e diagrama de relacionamentos desenvolvidos externamente ao ambiente O principal uso do modelo no caso foi a valida o qualitativa visual de arranjos f sicos criados Figura 2 57 Modelo de um arranjo f sico modelado em ambiente de realidade virtual IQBAL amp HASHMI 2001 p 404 59 2 9 1 Realidade aumentada e projeto de instala es Uma das variantes da realidade virtual a realidade aumentada RA A realidade aumentada difere da realidade virtual na medida em que permite que o usu rio ainda possa entrar em contato com o mundo real isto a RA aumenta o n vel informacional da realidade atrav s da aplica o de objetos virtuais Segundo BRAZ 2005 n o h consenso sobre uma defini o para realidade aumentada As aplica es desenvolvidas s o bastant
96. arcabou o de conhecimentos visando o cumprimento da tarefa de design e que como um todo influenciado por uma s rie de caracter sticas internas pessoais inerentes ao ator Para LOVE 2006 esse processo interno descrito por ARA JO op cit deve ser chamado de designing diferenciando as influ ncias individuais das a es de design influenciadas pelo ambiente social referidos como processo de design Nesse sentido HEATON 2002 destaca o efeito que o ambiente cultural exerce at mesmo regionalmente sobre as atividades de design mesmo para produtos de alta tecnologia 4 2 Participa o nos projetos como forma de melhorar as solu es Tradicionalmente os projetos de arranjo f sico foram desenvolvidos com a participa o de v rias pessoas A motiva o para isso passa pela complexidade do problema 108 que demanda uma disponibilidade de tempo grande e de informa es dispersas pela organiza o A tradi o do arranjo f sico sugere que grupos de pessoas se re nam e criem arranjos alternativos que ser o posteriormente avaliados at que se consiga um produto final Isso estimula a criatividade e a possibilidade de encontrar melhores solu es Para MUTHER 1976 solu es que se apresentem razoavelmente diferentes entre si facilitam o processo de determina o do arranjo final Com rela o participa o PUGH op cit p 71 defende que o processo de projeto deve ser preferencialmente desenvolvido
97. as Os programas de CADD atuais n o s o capazes de faz lo o que exige esfor o do analista de arranjo f sico que deve redesenhar as reas e recalcul las uma a uma A implementa o dessa funcionalidade consiste na cria o de m todos na classe Objeto No m todo principal um objeto analisa sua geometria e a dos demais objetos e determina as altera es necess rias Se as altera es forem poss veis os objetos gr ficos s o 181 alterados para representar a altera o Essa uma fun o importante pois pode trabalhar em conjunto com manipuladores apresentados a seguir 5 6 3 Implementa o de manipuladores de padr o de fluxo Os manipuladores nada mais s o do que algoritmos que organizam automaticamente os objetos de um arranjo segundo algum crit rio Com os manipuladores poss vel estabelecer por exemplo que os objetos de um determinado arranjo devem seguir um padr o de fluxo Figura 5 54 p a Direto ENO d Circular h Em U f f c Em L e EmS Figura 5 54 Padr es de fluxo encontrados abstraidos dos arranjos Historicamente depois do desenvolvimento do conceito de fluxo foram observados alguns padr es comparados por analogia a outras formas como as mostradas na Figura 5 54 Posteriormente o processo se inverteu os analistas de arranjo buscaram criar seus arranjos de acordo com um dos padr es observados A op o entre uma ou outra forma ocorre em fun o de vantagens tamb
98. as alternativas est o sendo alteradas a todo momento medida que o projeto avan a Assim as solu es geradas no espa o individual devem poder ser comparadas entre si Dessa compara o os participantes desenvolver o novas percep es a respeito do arranjo e das instala es trazidos pelos mundos objetos complementares Al m disso essa compara o pode levar a descobertas sobre o real o que pode contribuir para o aperfei oamento das solu es individuais da solu o consensual e at mesmo a mudan as dos mundos objetos 5 2 Descri o de um formalismo para an lise de arranjo f sico A seguir apresentado uma ontologia para estruturar a an lise de solu es de arranjo f sico segundo a vis o apresentada anteriormente Uma ontologia em seu sentido amplo uma descri o das entidades predicados e intera es de uma dada rea de conhecimento No contexto do formalismo desenvolvido ontologia refere se ao conjunto de objetos conceituais seus atributos e rela es que o formam Para representar essa ontologia ser o utilizados os s mbolos gr ficos de uma linguagem de descri o de sistemas 134 computacionais chamada de UML Unified Modeling Language desenvolvida principalmente a partir da d cada de 1990 por Grady Booch James Rumbaugh e Ivar Jacobson BOOCH at al 2005 O subconjunto utilizado ser especialmente o diagrama de classes j que os elementos do formalismo ser o representados computacionalmente
99. atic layout planning a study on semiconductor wafer fabrication facilities International Journal of Operations amp Production Management Vol 20 No 11 2000 pp 1359 1371 ZILBOVICIUS M Modelos para a produ o produ o de modelos g nese l gica e difus o do modelo japon s de organiza o da produ o S o Paulo FAPESP Annablume 1999 AP NDICE A F rmulas usadas para c lculo dos fluxos no software FactoryFLOW Neste ap ndice s o apresentadas as f rmulas usadas pelo software Factory CIMTECHNOLOGIES 1995 para c lculo do fluxo de materiais e utiliza o dos recursos de transforma o C lculo da frequ ncia de transporte A fregii ncia de movimenta o entre as reas de atividade i e j atrav s do sistema k de movimenta o dada por P xQ TR U x l 100 F J onde Fijk Freqii ncia de movimentacao entre as areas de atividade 1 e j usando o sistema k Px Volume de produ o do produto x Qxy Numero de partes y por produto x Uxy Tamanho da unidade de carga da parte y TRxy Taxa de refugo na produ o da parte y C lculo dos custos de transporte Custo de manuseio para transportar material da rea de atividade i para a j usando o sistema de manuseio k C M x X Pij J Para os equipamentos de manuseio m veis o c lculo de Mix dado por Ta _xN xC T_ xO ijk Impol onde Tijk Tempo de movimenta o da rea de atividade i para a j usando o sistema
100. atura 7 Descarte E r Restri es da Empresa df lt oe ES T Expedi o k Tamanho 7 PH Processos i AN A A SA 5 we E ie oa N gt e a A s SNS ye a x S N 7 lt q v N NY aa NE E N Fronteira do Projeto O ee Re Custo do fo Noe Produtos Cliente DT Horizonte de Tempo Figura 4 1 Elementos de especificacao do processo de design Adaptado de PUGH 1991 107 O processo de design entendido de v rias formas na literatura ARA JO 1996 argumenta que os m todos de design podem existir em tr s formas poss veis a na forma de informa o estruturada que pode ser aprendida e que serve de base de dados e em geral tem um car ter prescritivo por parte de seu autor b na forma de conhecimento estruturado quando o m todo aprendido de tal forma que o indiv duo possa aplic lo c na forma de instrumentos quando pode ser aplicado na forma de a o met dica depois de aprendido pelo indiv duo Dadas as caracter sticas subjetivas dos participantes do projeto ARA JO op cit afirma que os m todos podem somente ser interpretados como Instrumentos que levam formula o dos pensamentos conscientes que precedem o pensamento do design e a a o Esses meta pensamentos ou mini planos s o respons veis pela maneira pela qual o ator ira dispender seu
101. aulo Ed Atlas S A 2a ed 2002 SLY D P Object oriented factory layout in AutoCAD In 1998 Winter Simulation Conference 1998 Washington DC EUA Anais New York ACM 1998 o Issues and Techniques for Using CAD to Draw Factory Layouts IE Solutions pp 14 17 Mar 1996 SMARTBOARD SmartBoard Dispon vel em lt http www smartboard com br gt ltimo acesso em 12 dez 2006 SULE D R Manufacturing facilities Boston EUA PWS Kent Publishing Co 1992 TAM K Y A simulated annealing algorithm for allocating space to manufacturing cells International Journal of Production Research vol 30 1991 pp 63 87 TAM K Y LI S G A hierarchical approach to the facility layout problem International Journal of Production Research 1991 Vol 29 No 1 p 165 184 THOMAS R J What machines can t do politics and technology in the industrial enterprise Berkeley University of California Press 1994 314 p TOMPKINS J A WHITE J A Facilities planning New York John Wiley amp Sons 1984 TORRES I Factory qualidade e rapidez em projetos de instala es industriais Cadware Technology Sao Paulo Cadware Publishing amp Internet Ano 2 No 6 pp 42 44 1998 CAMAROTTO J A LOPES M T R COSTA M A B MENEGON N L Utilizaci n del mapeamiento de flujo de valor como herramienta para cambios em sistemas productivos Convencion de Ingenerias y Arquitectura Havana 12 Havana 2004 Anais 20
102. butos s o exibidos na lista de atributos Qualquer novo atributo definido pelo usu rio tamb m exibido nessa rea Na estrutura Figura 5 12 b os objetos s o exibidos na parte superior da vista em uma estrutura em forma de rvore Dessa forma por exemplo uma rea pode conter v rios objetos Na parte inferior da vista s o exibidos os atributos do objeto selecionado 147 5 3 2 2 Os objetos e suas rela es Para permitir a visualiza o e a edi o das rela es entre os objetos foi implementada uma vista bidimensional que permite a cria o de diagramas de relacionamento Figura 5 13 Figura 5 13 Implementa o da edi o de relacionamentos entre os objetos Nessa interface o usu rio pode mover e organizar as formas geom tricas que representam os objetos do arranjo de acordo com a sua prefer ncia Al m disso o usu rio usa esta vista para criar as rela es entre cada um dos objetos do arranjo Para criar um relacionamento basta ativar a fun o no menu ou barra de ferramentas e clicar sucessivamente em dois objetos 5 3 2 3 A edi o do arranjo no modelo tridimensional Para permitir que o usu rio possa manipular o arranjo de uma forma mais intuitiva foi implementada uma vista tridimensional Figura 5 14 onde os objetos s o exibidos com uma apar ncia mais pr xima da do mundo real Nessa vista o usu rio pode mover os objetos e rotacion los buscando a solu o que o agrade e que satisfa a o
103. ca o do formalismo s o apresentados a seguir os passos para a cria o de um prot tipo computacional para o projeto de arranjo f sico 5 3 1 1 Etapa 1 Cria o do conceito do prot tipo Foram definidas as caracter sticas do prot tipo e como ele implantaria os elementos do formalismo Nessa etapa foi criada uma ilustra o de como seria a interface Figura 5 9 O QUADRO 13 a seguir mostra algumas das tarefas e as solu es que foram definidas Permitir a visualiza o e edi o dos atributos Implementar uma vista com a lista de atributos Ao dos objetos clicar sobre os objetos os seus atributos s o automaticamente exibidos Exibir para o usu rio um conjunto de objetos Implementar uma biblioteca com os objetos Basta discriminando seus atributos preexistentes e ao usu rio selecionar o objeto desejado e inseri lo sua representa o ic nica no modelo Exibir e permitir a edi o de modelos Implementar uma vista de relacionamentos com relacionais essas fun es Exibir e permitir a edi o do arranjo atrav s Implementar uma vista que seja capaz de exibir da manipula o direta dos objetos modelos tridimensionais e que permita manipul los diretamente QUADRO 13 Algumas das tarefas e as solu es apontadas durante a etapa de planejamento do prot tipo 142 gt TT Eheu computad Figura 5 9 Proposta de interface criada durante a fase de concep o da interface a Implementa
104. ca de reas b considera o da flexibilidade da constru o sem necessidade de altera o da estrutura construtiva c considera o das mudan as e tend ncias dos avan os tecnol gicos da maquinaria d padroniza o dos elementos construtivos e estruturais e redu o da necessidade de rea em fun o da minituariza o automatiza o Acrescente se a isso a ado o de novos paradigmas produtivos como a produ o enxuta f redu o dos custos das instala es que passam a ser limpas claras e de linhas ordenadas g utiliza o de poucas colunas para garantir grandes v os livres boa ilumina o e flexibilidade de coloca o de mezaninos e n veis O arranjo f sico ou layout atualmente entendido como uma das etapas do projeto de instala es produtivas Pode ser definido como um plano ou o ato de planejar um arranjo timo de instala es Industriais incluindo pessoal equipamentos operacionais espa o de armazenagem equipamentos de manuseio de materiais e outros servi os de apoio paralelamente ao projeto da melhor estrutura para conter essas instala es MOORE op cit p 94 Por timo Moore refere se a planejar o melhor arranjo f sico por qualquer crit rio que possa ser escolhido para avali lo Por sua forte depend ncia dos fatores condicionantes relativos a outros elementos do sistema produtivo o arranjo f sico assume um car ter eminentemente din mic
105. cada em uma fila Finalmente o produto criado retirado da fila e enviado para ser eliminado do modelo no objeto abstrato Sa da O caminho natural para o desenvolvimento do m dulo de simula o de eventos discretos a deriva o da classe CDigrafo Com 1sso ser poss vel utilizar as fun es de an lise de grafos para identificar erros na l gica do modelo implementada como uma rede de objetos l gicos associados a filas determinar as menores dist ncias temporais pela rede etc Depois dessa implementa o o caminho natural implementar fun es de anima o a essa nova classe Uma quest o importante com a implementa o desse m dulo a considera o do uso de simula o distribu da Para isso necess rio considerar a ado o de uma estrutura de organiza o de modelos como a High Level Architecture HLA CALVIN amp WETHEARLY 2006 188 6 CONCLUS ES O formalismo proposto rompe com a tradi o seqiiencial prescritiva do projeto tradicional de arranjo f sico Pressup e que o desenvolvimento de arranjo f sico ocorre em grupos participativos com a ocorr ncia de atividades desestruturadas e onde mundos objetos negociam para manifestar parte de sua vis o A gera o das alternativas de forma individual sob os condicionantes de v rios mundos objetos importante para o enriquecimento da solu o gerada Cada mundo objeto possui as ferramentas e t cnicas capazes de explicar as solu es para pess
106. cceeseeeseeeeeeeeeeaes 44 2 8 2 Pacotes computacionais para arranjo f1S1CO cceccceceeesseeeeeeceeeeeaeeeeeseceeeeeenaas 46 2 8 3 Avalia o de arranjos f sicos de postos de trabalho atrav s da simula o humana 52 2 9 Interfaces baseadas em realidade virtual e potencial de uso para softwares de projetos de TNSTAlAC OCS ANGUS AIS a Sete ce tt conic aura lia Saad OA 56 2 9 1 Realidade aumentada e projeto de instala es eeei irreais 59 2 9 2 Interfaces naturais para manipula o de arranjos fisicos ccceeeeeeeeeeeeeeeeees 60 2 10 A import ncia da escolha da representa o para gera o de arranjos f sicos ELITE TT AULA Sua o fc lo o E a o heat ina es 63 MODELOS SIMB LICOS E AVALIA O DE ALTERNATIVAS DE ARRANJO FISIO Osica a ate eck etache esta lccdeasaetaaetaee 67 3 1 M todos de avalia o de desempenho de arranjo f sico 2 0 eeeeeeseeeeeeeeeeeeeeeees 67 ie pe AS 00810 Ue or 6 Seen a ira ee ORG nl Do E ee ee a ee 16 Sol Delinic o CIANCIOdOLO CIA sesis nisso i aonde ond E as 16 3 2 2 Aplica o dos Modelos de SimmlacaG ssisictien tes nivetetiedsnaiiiieeeiiet nied 81 3 2 3 Uso de Simula o para avalia o de arranjos f sicos cccccccecesseeeeeeeeeeeeees 82 3 3 Fatores importantes para programas computacionais para o desenvolvimento de PUM ANA O EIS IC 6 RR EI E E RR DR ER DS RR RO A SR S once 93 Sd Cicer UCIS SETAS atira ten er Sc 93 IOS CITA ira a E Te a 95 do MV
107. cessos M ltipla APPLE 1977 p 134 Uma outra representa o Figura 2 35 da seq ncia de processo o Fluxograma de Fabrica o e Montagem FFM As informa es contidas nessa representa o s o basicamente as mesmas da Carta de Processos EE p Ra Emtee Pe DO Paling mom ing mon w0 Diran i Pigeng ct E Taming bench gt ier ae Bens E ate hprrg C tende Spa cul w i arap mot D aai imp ao y Baen soraga oot gt Sines sinrage 7 Ba storage Tf Berong go gt urnem a es no ai Figura 2 35 Fluxograma de Fabricacao e Moilasen KONZ 1977 p 32 39 2 7 Rela es quantitativas temporais 2 7 1 Gr fico de Gantte PERT O Gr fico de Gantt e a rede PERT s o duas t cnicas que t m sido usadas para registrar os tempos e sequ ncias de tarefas de projeto e de execu o de etapas de produ o O gr fico inventado por Gantt em 1917 mostra o tempo de execu o de tarefas como uma barra horizontal Quando uma tarefa depende de outra para come ar sua barra colocada depois do final da barra da tarefa independente Figura 2 36 Al m dessa rela o de preced ncia opcionalmente podem ser indicados tamb m o in cio e o t rmino esperados de cada tarefa Tarefa 1 Tarefa 4 Figura 2 36 Exemplo de gr fico de Gantt A rede PERT Program Evaluation and Review Technique HIRSCHFELD 1985 foi desenvolvida na d cada de 1950 para avaliar os tempos de tarefas de projeto Ba
108. colhas feitas defender as solu es adotadas preciso ensinar a utilizar a solu o as suas capacidades seus modos de uso seus pontos fortes e fracos e quais s o seus custos 2 O entendimento de que o processo do projeto multidisciplinar desestruturado iterativo e interativo tamb m defendido por pesquisas sobre designing realizadas por pesquisadores como PUGH 1991 ARA JO 2006 SCH N 1988 e BUCCIARELLI 1988 1 3 Estrutura do trabalho Esta tese est estruturada em seis cap tulos No Cap tulo 1 feita uma introdu o ao problema do desenvolvimento de arranjo f sico de instala es descrito como um processo desestruturado interativo e iterativo No Cap tulo 2 busca se identificar as 12 formas de representa o usadas para arranjo f sico Procura se identificar quais elementos constituem uma representa o qual o meio f sico usado para sua constru o e a sua forma de uso No Cap tulo 3 a aten o voltada para os modelos quantitativos Busca se identificar atrav s de levantamento bibliogr fico quais as formas de avalia o de solu es de arranjo f sico quais as representa es quantitativas usadas e como esses modelos quantitativos s o empregados no processo de gera o e escolha de alternativas No Cap tulo 4 a partir do conhecimento dos artefatos usados como meios de representa o e manipula o das solu es de arranjo busca se entender como se d o uso de modelos ic ni
109. cos e abstratos por grupos de indiv duos envolvidos em um processo de projeto design S o destacadas as quest es relativas participa o exist ncia de diversas vis es sobre o mesmo problema e o papel mediador de modelos no processo de projeto No Cap tulo 5 apresentado um formalismo relacional para o desenvolvimento de programas computacionais para modelar arranjos f sicos apresentado um programa computacional desenvolvido para testar o uso do formalismo Finalmente no Cap tulo 6 s o apresentadas as conclus es Comp em ainda o documento a lista de refer ncias feitas ao longo do texto e anexos 13 2 REPRESENTA ES GR FICAS E IC NICAS USADAS EM ARRANJO F SICO Dada a complexidade dos condicionantes do arranjo f sico houve o desenvolvimento de v rias formas de representa o tanto dos arranjos f sicos poss veis quanto de algumas das rela es percebidas entre as reas ou centros de produ o A import ncia assumida pelas representa es tal que para MUTHER 1976 p 10 1 a representa o inadequada pode dificultar a escolha entre as alternativas geradas Historicamente a necessidade dessas representa es ocorre medida que o arranjo f sico passa a ser pensado como um conceito abstrato em que h o abandono do posicionamento contigencial de recursos e equipamentos diretamente no ch o de f brica e se passa a considerar os posicionamentos relativos de todos os recursos reas e equipamentos
110. creva uma rela o de fluxo entre dois objetos Esse tipo de fato criado automaticamente no prot tipo sempre que for efetuado o c lculo de fluxo de materiais 173 defrule ImplantaEsteira relacao fluxo al a2 valor gt valor 100 0 assert acao implantar esteira entre al a2 printout t Precisamos implementar uma esteira na linha Figura 5 42 Regra para testar a necessidade de implanta o de uma esteira transportadora Se a parte condicional da regra for satisfeita ser o executadas duas a es a a cria o de um novo fato registrando a a o de implanta o da esteira e b a impress o de uma mensagem para o usu rio do prot tipo 5 4 5 Conclus es do uso do modelo criado no prot tipo Nos testes realizados no modelo os resultados foram satisfat rios uma vez que a edi o do arranjo f sico mostrou se simples exigindo poucas entradas de dados exist ncia concorrente dos tr s modelos o de relacionamentos qualitativos e quantitativos o icOnico e o de regras mostrou se adequado para a an lise de v rios aspectos necess rios do desenvolvimento e an lise de arranjo f sico As informa es de fluxo da carta de para e as rela es qualitativas de proximidade puderam ser modeladas sem maiores dificuldades Um passo al m do tradicional foi a utiliza o do sistema de regras para avaliar se as rela es de proximidade foram respeitadas Do ponto de vista do uso o usu rio
111. custos Considerar todos os gastos e custos operacionais e o retorno sobre o investimento J L OLIV RIO 1985 lista alguns dos custos que podem estar envolvidos custo de transporte interno custo financeiro do material em processo custo do controle de qualidade custo da supervis o custo do controle da produ o custo da deprecia o do edif cio e custo de investimento necess rio em cada um dos arranjos fisicos O maior fator contr rio a esse crit rio apresentado por SLACK et al 1997 que afirmam que na pr tica a incerteza sobre os custos fixos e vari veis de cada tipo de arranjo f sico significa que raramente a decis o pode basear se exclusivamente na considera o do custo Avalia o de produtividade Desenvolve se algum ndice como homens horas por produto O ponto negativo desse tipo de crit rio a desconsidera o da diferen a entre os capitais investidos Avalia o do espa o Atrav s da rea efetivamente ocupada em rela o rea total Deve se prestar aten o ocupa o do espa o tridimensional observando fatores como por exemplo a altura de empilhamento de materiais Compara o de linearidade de fluxo Alternativas que possuam fluxos que se cruzam em demasia ou que retornem s o consideradas inferiores em qualidade pois os fluxos s o na verdade pessoas equipamentos e informa es em movimentos pelos centros produtivos da planta An lise de fatores O
112. da em cima A id ia de intensidade dada pela inclina o dos corpos dos oper rios A id ia de esfor o dada pelo trabalho em duplas e pelos escravos que est o na moenda direita em cima Figura 2 1 F brica de facas do s culo XIX em Sheffield Inglaterra DECCA 1995 p 33 15 Figura 2 2 Processos primitivos de fabrica o de a car DECCA 1995 p 51 As representa es mais recentes tamb m mant m essa intencionalidade Observando se a Figura 2 3 pode se perceber o que est em destaque o grande sistema de transporte automatizado da montagem de geladeiras Na Figura 2 4 s o destacados os equipamentos que parecem brilhar mais do que os equipamentos reais que representam O impacto visual fica ainda maior com a aus ncia de pessoas e demais detalhes Figura 2 3 F brica de geladeiras APPLE 1977 p 116 16 Figura 2 4 Desenho de um conjunto de evaporadores MECKLENBURGH 1973 p 71 A medida que novas tecnologias s o desenvolvidas mais intensamente e come am a surgir pessoas que as pensavam as representa es tamb m se alteram Al m da evolu o das t cnicas de representa o do edif cio Industrial a representa o dos equipamentos em um primeiro momento e depois dos demais elementos presentes no ch o de f brica tamb m evoluem Figuras 2 5 2 6 e 2 7 precis o com que os objetos tinham que ser dispostos na f brica tamb m passou a ser representada redundando em re
113. da principalmente na primeira metade do s culo XX Essas representa es utilizadas em um momento em que o conhecimento sobre os condicionantes do arranjo f sico j tinha sido parcialmente constru do e estruturado n o s o apenas descritivas Elas s o portadoras de um vi s anal tico uma vez que servem de suporte an lise das solu es de arranjo f sico O uso dessas representa es ocorre geralmente em tr s momentos distintos a a percep o e o reconhecimento geral dos elementos que ser o arranjados b a altera o dos elementos visando uma solu o satisfat ria c a avalia o da solu o conseguida Em fun o disso o grau de abstra o detalhamento dessas representa es varia em fun o da etapa em que s o utilizadas As representa es criadas diferem n o somente pelo tamanho das reas 19 envolvidas mas tamb m pela natureza das rela es que determinam o posicionamento dessas reas entre si O grau de abstra o detalhamento reflete o processo de descobrimento e entendimento dos elementos do real a serem considerados na obten o de solu es As representa es geralmente se iniciam com a vis o geral das grandes reas Figura 2 8 prosseguindo para uma representa o mais detalhada das m quinas e equipamentos Figura 2 9 podendo atingir at o n vel de detalhamento das reas e espa os entre os postos de trabalho como no caso de linhas de transfer ncia Figura 2 10
114. das pela tradi o No processo de projeto as t cnicas s o postas prova e modificadas h o desenvolvimento de novas t cnicas e a constru o de novos artefatos como foi o caso do desenvolvimento das ferramentas de arranjo f sico Dejours em seu trabalho que discute as pesquisas sobre fator humano DEJOURS 2003 apresenta a t cnica como um ato tradicional eficaz em um processo de correla o entre o autor da a o ego os limites impostos pelo real e o outro Figura 4 2 O real representa os desafios da a o e percebido quando as a es perpetradas redundam em fracasso uma vez que o sucesso ser creditado a o Se poss vel prever as a es sobre o real n o poss vel prever em toda sua extens o os efeitos produzidos 110 o que confere ao real um grau de imprevisibilidade e de desconhecimento O fracasso ou rev s est associado vig ncia de uma racionalidade instrumental onde o ato considerado racional se satisfizer exig ncia de efic cia em rela o a um fim determinado eficaz tradicional Figura 4 2 Conceitualiza o de t cnica segundo DEJOURS 2003 A a o do ego sobre o real pressup e uma media o de um instrumento concreto ou abstrato e tamb m o engajamento do corpo de quem pratica a a o A ferramenta pode ser entendida como uma extens o do gestual do corpo A avalia o do resultado da a o sobre o real depende da percep o do outro que recon
115. de n meros ordenados em ordem crescente e decrescente VOLLMANN NUGENT amp Similar CRAFT FRANCIS amp WHITE 1974 ZARTLER COFAD Computerized Integra a CRAFT com a sele o MOORE 1974 WEBSTER amp Facilities Design de equipamentos de manuseio de REED 1971 SHORE amp COSFAD COFAD F materiais TOMPKINS 1980 O posicionamento de um HASSAN et al 1986 departamento em rela o ao outro depende do valor da fun o objetivo reduzir dist ncias para as quatro posi es poss veis acima abaixo esquerda e direita DAP Distance Assignment Abordagem h brida que busca ROSENBLATT amp GOLANY Problem alocar dist ncias a pares de 1992 departamentos a um custo m nimo QUADRO 4 Procedimentos baseados em dist ncia ou custos 12 NLT Nonlinear optimization Layout Technique Problema do arranjo f sico din mico Dynamic Facilities Layout Planning Utiliza programa o n o linear Permite que os departamentos tenham qualquer rea e que possam ser colocados em qualquer posi o Baseia se na solu o de QAPs sucessivos em um modelo de programa o din mica considerando o custo de materiais CAMP et al 1992 ROSENBLATT 1986 URBAN 1992 BALAKRISHNAN et al 1992 QUADRO 4 Procedimentos baseados em dist ncia ou custos continua o QAP via Simulated Annealing Simulated Annealing I Simulated Annealing ll Simulated Annealing Ill Algoritmos G
116. do usu rio b a possibilidade de encapsular dados que expandam a representa o do objeto c um aumento da significa o do mesmo para aqueles que o manipulem atrav s do programa Apesar dessas limita es as novas tecnologias de realidade virtual especialmente a realidade aumentada permitem implementar nas representa es computacionais os meios de manipula o usados desde h muito tempo a manipula o epist mica na busca por solu es O estudo e a interpreta o da pr pria representa o propiciam a descoberta entendida como constru o mental de rela es e possibilidades que auxiliam o analista a atingir seus objetivos anal ticos o que de outra forma seria mais dif cil Quanto avalia o das alternativas geradas ela ocorre de modo cont nuo medida que as modifica es da solu o corrente s o testadas Na maioria das representa es 66 apresentadas a avalia o predominantemente qualitativa baseada principalmente na apar ncia do arranjo f sico Como o meio de gera o das solu es ic nico e os valores de avalia o tradicionalmente usados na engenharia s o matem ticos o arranjo f sico deve ser traduzido modelado nessas outras representa es de modo que as avalia es possam ser realizadas Um exemplo dessa abordagem a gera o das linhas de fluxo no Factory A possibilidade de uma maior converg ncia entre esses tipos de modelos pode oferecer ganhos significativos c
117. dos subs dios suficientes para responder s quest es propostas inicialmente Como o modelo constru do visando responder essas quest es necess rio o envolvimento do usu rio do modelo para capturar as suas expectativas com rela o ao tipo de resposta esperada Coleta de dados Esta etapa pode ser bastante complexa e exige bastante tempo pois em geral as informa es necess rias se encontram dispersas sumariadas em excesso ou simplesmente n o existem As vezes as informa es existem mas o usu rio do modelo desconhece a sua exist ncia Tamb m se deve evitar a coleta dados desnecess rios o que reduz o tempo dispon vel para as outras atividades Codifica o Nesta fase o modelo conceitual deve ser recriado em uma linguagem de programa o gen rica por exemplo Pascal ou C em uma linguagem de simula o por exemplo GPSS H ou SIMAN ou em um simulador por exemplo Arena AutoMod ou Promodel Esta etapa depende da experi ncia do modelador em traduzir o modelo conceitual em um modelo computadorizado 10 11 79 Verifica o do modelo Consiste na compara o do modelo computadorizado com o modelo conceitual para se determinar se o que foi programado corresponde ao que foi planejado BANKS amp NORMAN 1996 sugerem que sejam usados os princ pios de engenharia de software como a desenvolvimento modular b cria o de verifica es Internas ao modelo c teste com valores aleat rios
118. e em tese a solu o alcance um desempenho equilibrado considerando v rios crit rios de desempenho J L OLIV RIO 1985 SLACK et al 1997 MUTHER 1978 e APPLE 1977 citam entre eles aumentar o conforto aumentar a seguran a inerente de dispositivos e equipamentos aumentar o moral e a 1 satisfa o no trabalho incrementar a produ o reduzir as demoras e o material em processo economizar o espa o reduzir o manuseio melhorar a utiliza o do equipamento m o de obra e servi os reduzir o tempo de manufatura reduzir os custos indiretos melhorar a qualidade atrav s de um reposicionamento dos equipamentos facilitar o controle de custos e a coordena o gerencial intensificar a utiliza o da for a de trabalho aumentar a flexibilidade para fazer frente s mudan as de demanda nos produtos e nos equipamentos facilitar o acesso para opera o limpeza e manuten o dos equipamentos minimizar os investimentos em capital 2 Um outro desafio do projeto o de traduzir a solu o para os usu rios decisores e outros que entrar o em contato com o resultado final do processo de projeto A tarefa de projetar as instala es um processo complexo que demanda uma quantidade e diversidade grande de dados A solu o mesmo que simples traz de forma subjacente um hist rico de discuss es realizadas ao longo do processo que n o facilmente compreendido por quem n o participou dele preciso justificar as es
119. e mm mck C E Mr hi 2 e tr EF ho 134 j Figura 2 50 Exemplo de arranjo de uma f brica de esquadrias met licas manipulado no Factory SimuCAD 2006 Uma outra caracter stica acrescida ao VIS Factory foi a possibilidade de utiliza o de blocos inteligentes que t m associados a si Informa es como taxas de refugo capacidade quebras etc Apesar disso deve se destacar que os demais dados relativos an lise dos arranjos f sico encontram se dispersos no sistema armazenados em v rios arquivos de v rios formatos N o existe um arquivo de an lise de solu es de arranjo f sico 2 8 3 Avalia o de arranjos f sicos de postos de trabalho atrav s da simula o humana Uma outra forma de representa o que est relacionada com o arranjo f sico espacial dos recursos de transforma o a chamada simula o humana Essas ferramentas computacionais al m de analisar os aspectos din micos da execu o da tarefa como movimentos velocidade e consumo cal rico possuem funcionalidades para analisar a 53 intera o entre uma pessoa representada por um modelo tridimensional chamado de manequim e o local onde desenvolve suas atividades de trabalho As ferramentas mais avan adas como o JACK BADLER et al 1993 permitem a an lise de ambientes tridimensionais bastante complexos Figura 2 51 a Essas an lises incluem tamb m a possibilidade de analisar o posto de trabalho sob o po
120. e Concurrent Determination of Aisles and Load Stations for Aisle Based Material Handling Systems In Developments in Material Handling Research Charlotte Material Handling Institute of America 1994 pp 161 188 197 GOPALAKRISHNAN B WENG L GUPTA D P Facilities design using a split departmental layout configuration In Facilities MCB University Press v 21 n 3 4 2003 pp 66 73 GOVERNO DO CANADA National Research Council Canada Institute for Information Technology Dispon vel em lt http tt iti nrc cnrc gc ca projects projets fuzzyclips_e html gt Ultimo acesso em 13 dez 2006 GRAJO E S BOZER Y A LayOPT A data driven facilities layout optimization system for engineers PMC Production Modeling Corporation LayOPT Tech Report 1997 HACKER W Action regulation theory and occupational psychology Review of German empirical research since 1987 In The German Journal of Psychology v 18 n 2 1994 pp 91 120 HALL C S LINDZEY G CAMPBELL J B Teorias da personalidade Porto Alegre ArtMed Editora 2000 591 pp HARHALAKIS G LU T MINIS I NAGI R A practical method for design of hybrid type production facilities In International Journal of Production Research 1996 HARREL C H TUMAY K Simulation made easy a manager s guide Norcross Management Press 1995 HASSAN K M D HOGG G L A Review of Graph Theory Application to the Facilities Layout Planning In Omega n 15 pp
121. e agroindustrial SIMUCAD 2000ean na ioaii as iai the terrence nad oa ni teas Ceara aa ne iara 43 Figura 2 41 Representa o tridimensional renderizada da planta de uma f brica de esquadrias met licas SIMUCAD 2006 ccccccccccsssssseeeceeeeeeeeeeeseeeeeeeeaaeeenees 44 Figura 2 42 Exemplo de arranjo f sico gerado com o CORELAP ccccccseeeeeeceeeeeeeeeees 44 Figura 2 43 Exemplo de arranjo gerado no BLOCPLAN DONAGHEY 1986 um programa para arranjo de DIOCOS i eeccccccccccecceseseeeececceceaeaeesesecceeeeesausaeseeeeeees 45 Figura 2 44 Sa da gr fica do programa LayOPT GRAJO amp BOZER 1997 45 Figura 2 45 Abordagem ascendente usada pelo sistema da DELMIA 48 Figura 2 46 Passo 1 para altera o de arranjo no Factory abrir espa o no interior da edifica o movendo as reas WC9 e WC10 Fonte CIMTECHNOLOGIES 1995 Figura 2 47 Passo 2 para altera o de arranjo no Factory mover as rea de atividade WC1 e WC 7 Fonte CIMTECHNOEOGIES 1995 P 37 umas eres dedo Enade 50 Figura 2 48 Passo 3 para altera o de arranjo no Factory recolocar as reas de atividade WC9 e WC10 no interior da edifica o Fonte CIMTECHNOLOGIES 1995 p O E EA A E a Ad 50 Figura 2 49 Relat rio de fluxos gerado pelo software FactoryFLOW CIMPECANOLOGIES 1995 p222 iier atua oa doa nda E UEC G adido 51 Figura 2 50 Exemplo de arranjo de uma f brica de esquadrias m
122. e diversas formando um continuum Figura 2 58 em que as diversas realidades se misturam AZUMA et al 2001 Realidades E S gt Ambiente Realidade Virtualidade Ambiente Real Aumentada Aumentada Virtual RA Figura 2 58 Continuum das aplicacoes de realidade virtual Adaptado de BRAZ 2005 As principais caracteristicas da RA segundo AZUMA et al op cit sao a combina o real e o virtual b interativa e em tempo real c as imagens reais e virtuais s o alinhadas espacialmente e sincronizadas temporalmente num espa o tridimensional O uso das t cnicas de realidade virtual aumentada certamente tem um papel importante para o projeto de instala es industriais V rios dos artefatos desenvolvidos historicamente podem ser transferidos para as aplica es computacionais desse tipo Um exemplo semelhante a isso a sobreposi o ao arranjo f sico das linhas de fluxo de materiais entre as reas de produ o seja em papel ou em softwares como o Factory Essa rea ainda se encontra em desenvolvimento mas j apresenta resultados prontamente aplic veis a sistemas 60 para projeto de instala es Industriais como a possibilidade de associa o de informa es diretamente com o arranjo fisico como o que mostrado na Figura 2 59 Nesse tipo de aplica o as informa es s o exibidas e ocultas dinamicamente medida que o usu rio se desloca pelo modelo virtual e se aproxima dos objetos Carman Furna J
123. e supervis o o compartilhamento de equipamentos e a necessidade de comunica o Nos programas computacionais que utilizam os dados da CRP como dados de entrada esses valores s o convertidos em valores num ricos arbitr rios Por exemplo no CORELAP LEE amp MOORE 1967 as rela es A E I O U X recebem os valores 6 5 4 3 2 1 respectivamente Outro aspecto a ser notado que proximidade refere se ao Interesse dos 32 decisores em colocar certas reas pr ximas umas da outras e n o em determinar dist ncia percorridas 2 5 Rela es quantitativas os fluxos entre as reas de atividade Como afirmado os m todos de representa o de arranjo f sico se consolidaram em uma poca em que o paradigma da produ o em massa estava no auge o que induziu uma sobrevaloriza o do fluxo de materiais em detrimento de outros fatores orientadores do arranjo f sico As Figuras 2 15 e 2 16 mostram os fluxos que eram desenhados m o diretamente sobre as bases de papel ou apresentados na forma de mapofluxogramas Figura 2 27 Al m disso utilizaram se tamb m linhas coloridas de l sobre uma base de madeira para representar e manipular esses arranjos f sicos Figura 2 28 W F ig a de a if paea od Es F Pilg i ey Be ag UEM Figura 2 27 Exemplo de um mapofluxograma simples Adaptado de APPLE 1977 p 270 Observando a Figura 2 27 percebemos a sobreposi o de inform
124. e usados em grafos como a menor dist ncia entre dois n s e para determina o de ciclos circuitos fechados Exemplos desses algoritmos incluem os de Floyd e Dijkstra WILSON 1985 Dessa forma esses m todos est o prontos para operar com os dados de um objeto derivado da classe CDigrafo A classe CDigrafo serve como base para o desenvolvimento de classes que implementem o conceito de Relacionamento tal como exposto no formalismo Com isso poss vel derivar a partir da mesma estrutura de dados classes que representem e manipulem relacionamentos quali e quantitativos Na se o a seguir mostrado como essa classe pode ser usada para criar uma nova classe para o c lculo de fluxo de materiais 5 3 3 1 2 Constru o de uma classe para c lculo de fluxo de materiais Nessa etapa foi derivada uma classe filha CFluxoDeMaterial a partir da classe m e CDigrafo Essa nova classe herda prontamente todos os componentes e os m todos da classe m e Assim poss vel usar os m todos para determinar qual o menor caminho entre dois pontos da rede de fluxo de materiais e se h um caminho em circuito fechado no arranjo Para poder implementar os c lculos usados nos fluxos de materiais preciso utilizar uma s rie de atributos associados aos objetos que atuam como movimentadores de materiais as reas de atividade e aos fluxos de materiais Como h necessidade de se saber exatamente qual atributo definido pelo usu rio possui o
125. elo criado no prot tipo cceiiiii 173 5 5 Teste do prot tipo com interface convergente cc eeeeeeeeececececeeeeeeeeeceeeeeeeeaeeees 174 5 6 Futuros desenvolvimentos do prot tipo ccccccccccccccccessseeeeeeeeceeaeesseeeceeeeeeaeeeenees 177 3061 Vis o Merarguica C ASLCSA O Eis e E EE ne teecen no 178 5 6 2 Implementa o de algoritmos de otimiza o de arranjos fisicos 180 5 6 3 Implementa o de manipuladores de padr o de fluxo ee eeeeeeeeeeeeeees 181 5 6 4 Utiliza o de manipuladores para a altera o dos dispositivos de manuseio 183 5 6 5 M dulo para an lise ergon mica oeeeeeeeeennesssseoeerssssssssseerrssssssssceresssssssses 184 5 6 6 Rela es multidimensionais o conceito de campo de influ ncia 184 26 Umedtorvisual de HOSTS sds tected aaa ce cassar DEE bad Pa dienes 186 56 8 pimu la ao de Cventos discretos iiien a eee 186 E CONCLUS ES oa a meen rena E acessa re 188 T REFERENCIAS operaio ada 192 AP NDICE A F rmulas usadas para c lculo dos fluxos no software FactoryFLOW AP NDICE B Amostra de um arquivo XML usado para representar um objeto AP NDICE C Arquivo da API OpenInventor que descreve uma mol cula de gua Xi LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ACD Activity Cycle Diagram ALDEP Automated Layout Design Program API Application Programming Interface ASME American Society of Mechanical Engineers CADD
126. em grupos No entanto a gera o dos conceitos deve ser feita individualmente Depois de esgotadas as id ias sobre o produto os conceitos devem ser selecionados e melhorados tamb m pelo grupo Segundo o autor esse tipo de abordagem geralmente produz melhores resultados A qualidade gerada durante a fase de concep o ainda segundo PUGH op cit p 73 pode ser aumentada se alguns cuidados forem tomados a gera o de id ias individualmente com a especifica o do design do produto em mente b o fornecimento de meios para manifestar essas Id ias para o grupo c gera o de id ias e sua racionaliza o de conceitos pelo grupo d evitar a sele o julgamento ou aceita o de id ias at que o grupo tenha exaurido as possibilidades e gera o pelo grupo de crit rios de avalia o a partir da especifica o de design do produto f evitar o descarte de conceitos e id ias com base em gostos g o estabelecimento de uma metodologia de sele o que n o iniba a criatividade durante a sele o de conceitos mas que estimule de forma positiva a emerg ncia de id ias que n o poderiam surgir de outra maneira A respeito da variabilidade de solu es ARA JO 2001 p 148 afirma A conclus o que pode ser tirada da pesquisa cognitiva que as decis es tomadas pelos projetistas e consequentemente seu comportamento n o s o feitas com base somente em dados objetivos 1 e as Instru es na declara o da ta
127. emas passa pela necessidade de uma forma flex vel de modelagem Al m da an lise de cen rios alternativos necess rio que o software permita que 16 os arranjos f sicos tenham seu modelo de avalia o constantes formulas bases de dados entre outros alterado de acordo com as necessidades do projetista de acordo com as informa es dispon veis e que considere a aleatoriedade dos processos A simula o de sistemas tem sido usada exatamente para suprir essas falhas dos m todos tradicionais de avalia o de arranjos f sicos 3 2 Simula o 3 2 1 Defini o e metodologia Simula o faz parte do conjunto de t cnicas da Pesquisa Operacional PO usadas para resolver problemas complexos e que utiliza uma abordagem estruturada e precisa Existem v rias defini es para simula o que diferem principalmente quanto sua abrang ncia COSTA 2004 p 12 66 7 o processo de modelagem de um sistema real e a experimenta o no mesmo Os resultados das experimenta es ap s an lises apresentam uma vis o futura do sistema As informa es geradas auxiliam nas tomadas de decis o necess rias no momento presente e contribuem para uma melhor compreens o do sistema estudado Posto de outra forma simula o a imita o da opera o de um processo ou sistema real no tempo e envolve a gera o de um hist rico artificial de dados A observa o desse hist rico permite que se fa am infer ncias a
128. en ticos HOPE Heuristically Operated Placement Evolution Resolu o do problema de designa o quadr tica atrav s da heur stica Simulated Annealing Arranjos h bridos de esta es de trabalho e c lulas de manufatura via Simulated Annealing Minimizar a dist ncia total percorrida no manuseio de materiais no ch o de f brica de sistemas de manufatura celular tanto internamente quanto externamente c lula simultaneamente Considera o de restri es de zoneamento usando simulated annealing Resolve simultaneamente o arranjo de m quinas e a forma do fluxo de materiais Ocorre a divis o da rea de cada departamento em unidades e a utiliza o de uma Space Filling Curve BURKARD 1984 BURKARD amp RENDL 1984 WILHELM amp WARD 1987 HERAGU amp ALFA 1992 HERAGU 1992 HARHALAKIS et al 1996 WANG et al 1998 KOUVELIS et al 1992 MAK et al 1998 KOCHHAR et al 1998 QUADRO 5 Procedimentos baseados em dist ncia ou custos com simulated annealing e algoritmos gen ticos 13 E da quantidade de ve culos para MAXWELL amp MUCKSTADT transportar materiais em uma rede de fluxos 1982 Considera o do comportamento din mico no MAXWELL amp WILSON 1981 tempo para sistemas fixos de manuseio de materiais M todos baseados em grafos para otimizar a GASKINS amp TANCHOCO dist ncia percorrida por AGVs ve culos guiados 1987 EGBELU amp automaticamente co
129. encialmente com possibilidades de imers o e em sistemas distribu dos para permitir o trabalho em grupo dist ncia Isso certamente contribuir para o aperfei oamento das t cnicas de manuseio de arranjo f sico 192 7 REFER NCIAS ABDOU G DUTTA S P An integrated approach to facilities layout using expert systems International Journal of Production Research No 28 p 685 708 1990 ABREU A L T Explorando o relacionamento entre as medidas de desempenho na ALCOA Alum nio de Po os de Caldas S o Carlos 2004 174 p Disserta o Mestrado em Engenharia de Produ o Departamento de Engenharia de Produ o UFSCar AFENKATIS P A loop layout design problem for flexible manufacturing systems International Journal of Flexible Manufacturing Systems n 1 pp 175 196 1989 ALEISA E E LIN L For effective facilities planning layout optimization then simulation or vice versa In 2005 Winter Simulation Conference 2005 Anais 2005 Disponivel em lt http www inform cs org gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 APPLE J M Plant layout and material handling Wiley 3rd ed 1977 DEISENROTH M P A computerized plant layout analysis and evaluation technique PLANET In AIE Technical Papers 33 1972 Anaheim Calif Anais 1972 ARA JO C S Acquisition of product development tools in the industry a theoretical contribution Department of mechanical engineering Technical University of Denmark 200
130. entem as reas e suas propriedades que poderiam ser indicadas atrav s de atributos Os programas de simula o permitem que se criem atributos apenas para as entidades do modelo que representam pessoas cargas produtos entre outros e em alguns casos para os recursos representativos dos equipamentos e m quinas O quarto tipo de limita o a falta de flexibilidade desses programas que permitem apenas a constru o de modelos com os recursos programados pelo fabricante Isso dificulta a constru o de m tricas de desempenho dos arranjos nos simuladores Apesar disso a l gica que pode ser implementada nos simuladores permite a inclus o no modelo de capacidades como escolhas baseadas em probabilidade escolhas baseadas em valores de vari veis do modelo al m daquelas oportunidades de uso apontadas no QUADRO 9 Esse tipo de representa o traz em si a capacidade de representar sequ ncias detalhadas de processo assim como a ocorr ncia de fluxos intermitentes ou cont nuos ao longo do tempo As 87 Figura 3 4 e Figura 3 5 exemplificam respectivamente a estipula o da l gica de processo no AutoMod e no Arena No exemplo simula se a quebra de uma m quina que ocorre a cada 200 min e que demora 40 min para ser consertada Para isso o recurso Mdquina desativado seu estado alterado para Quebrada espera se pelo tempo do reparo e ent o o recurso M quina reativado begin P Quebra arriving Simula a quebra da m quina
131. epresenta es computacionais tradicionais em CADD Figura 2 40 e tridimensionais renderizadas Figura 2 41 conseguem conter informa es visualmente expl citas como as de fluxo as de forma a de posi o e outras impl citas como as de sequ ncia de produ o Figura 2 40 Representa o tridimensional em CADD de uma unidade agroindustrial SIMUCAD 2006 44 Figura 2 41 Representa o tridimensional renderizada da planta de uma f brica de esquadrias met licas SIMUCAD 2006 2 8 1 Representa es gr ficas de solu es anal ticas As primeiras representa es computacionais com vi s anal tico n o permitiam a manipula o do arranjo f sico e n o eram sequer gr ficas Um exemplo disso Figura 2 42 eram os arranjos f sicos produzidos pelo software CORELAP LEE amp MOORE 1967 Nesse tipo de programa computacional os agrupamentos de n meros indicavam a forma e o tamanho das reas o que dificultava a visualiza o da alternativa O O O O O O O O O O O O O O O O gi SM ies e is e e O oT oa e e e e O O OY O U U e e O OD o U GW N NW O O AO A w N N O GS A A A O N N N N A A 0 O N N N N se
132. ertido in meras vezes por causa de mudan as nos objetivos nas especifica es de projeto etc Esse fluxo de design principal envolvido pela especifica o do design do produto A rela o entre o fluxo principal e as especifica es do processo de design se d atrav s de elementos de especifica o Figura 4 1 a partir dos elementos de especifica o que a solu o ser forjada e o resultado do processo ser avaliado Al m disso o cerne recebe em cada est gio entradas de dois tipos de t cnicas as diretamente relacionadas ao fluxo principal do design e aquelas dependentes das disciplinas e tecnologias envolvidas espec ficas do dom nio de conhecimento envolvido a Restri es Legais a E Documenta o q Quantidade ee BE Ciclo de Vida do o Materiais N e My A Ergonomia NX EA Especifica o Ga go seguran a Testes de Padr es dace N Est tica s ae l Uso em Servi o ee k Pam i Instala o Neg Pa a E o ia A ad l Desempenh Ne q x e Ambiente uo A N e Patentes Ad Patentes S aes K Garantia da 5 Qualidade 7 Precifica o Competi o e g p ak Manuten o Peso Restri es de Fa Mercado Pol tica A E ad E ass 7 ee eee Instala es da Manuf
133. es de competi o e de coopera o ao longo do projeto de maneira ocasional ou intencional O projeto de instala es e de arranjo f sico constitui se em uma situa o em que v rios condicionantes nem sempre coerentes t m que ser mediados Por exemplo a 113 Instala o deve suportar as necessidades decorrentes das atividades de trabalho o que por sua vez traz para o projeto das instala es os conflitos iniciados e presentes nessas atividades MENEGON 2003 p 5 afirma que dado o car ter integrador das atividades de trabalho que condensam quest es determinadas pelo que produzido e as condi es t cnicas e organizacionais para a sua realiza o as quest es postas pelo ponto de vista da atividade do trabalhador produzem uma tens o com a l gica de racionalidade produtiva defendida tradicionalmente pela organiza o ao disputar o espa o de articula o entre os bens e servi os produzidos e as atividades de trabalho necess rias para a sua realiza o Em ltima inst ncia esta disputa se d em torno de qual ser a organiza o prescrita do trabalho ou seja os mecanismos de coordena o e os dispositivos t cnicos e organizacionais que ir o atuar no interior das situa es produtivas Dada a disputa pelas solu es mais convenientes fica tamb m estabelecida a disputa pela disposi o espacial dos recursos Nesse contexto a comunica o de conceitos e suas implica es assumem um car ter
134. esempenho quando aplicados a problemas complexos e que contenham grande n mero de fatores 115 Comparativamente aos modelos f sicos e est ticos usados para a representa o dos arranjos f sicos os modelos de simula o fornecem maior capacidade de representa o flexibilidade e qualidade dos resultados produzidos pois j foram desenvolvidos para representar v rios tipos de processo Por essa raz o esta se o se refere aos modelos de simula o e aos m todos de modelagem da simula o para discutir a modelagem de sistemas de produ o A atual tecnologia de simula o fornece recursos adequados para modelar a produ o segundo uma l gica de desempenho econ mico No entanto mesmo essa modelagem pode deixar detalhes importantes de lado o que descola os resultados do modelo de simula o dos resultados dos sistemas reais em fun o do grau de parcialidade do modelo Isso se torna ainda mais cr tico quando um modelo deve considerar tecnologias cuja representa o em fun o da l gica econ mica n o se d de forma direta Um exemplo disso s o ganhos de produtividade que ocorrem no longo prazo em fun o de benef cios decorrentes da forma de organiza o do trabalho ou de interven es ergon micas Outro exemplo o dos ganhos de produ o obtidos atrav s de um rearranjo do trabalho e que n o se mant m devido a danos causados sa de dos trabalhadores a m dio e longo prazo O desenvolvimento de modelo
135. estes Pallet PA 2 EN Fluxo de Materiais ES Rela o Qualitativa Estoque Final Figura 5 34 Vista dos relacionamentos qualitativos e quantitativos do exemplo 5 4 4 Etapa 4 Trabalhando com regras Com a integra o no prot tipo dos modelos qualitativos e quantitativos poss vel usar regras para avaliar limitar ou identificar caracter sticas do arranjo fisico O conhecimento representado em CLIPS basicamente por fatos e regras Os fatos s o afirma es que descrevem o estado do sistema modelado As regras definem mecanismos de como fatos s o considerados e quais as a es decorrentes daqueles fatos Uma regra composta de duas partes uma condicional e uma de a es Uma vez satisfeitas as condi es definidas na primeira parte tamb m chamada de LHS left hand side s o efetuadas as a es da outra parte tamb m chamada de RHS right hand side A Figura 5 35 mostra o mecanismo de disparo de regras O sistema especialista mant m uma lista de fatos A Cada novo fato que surge ativa as regras que possuem esse fato na parte condicional B Uma regra com toda a sua parte condicional satisfeita fica em condi es de ser disparada ou seja executar suas a es C Ao ser ativada a m quina de infer ncia do sistema as regras em condi es s o disparadas No nosso exemplo ser adicionado mais um fato lista de fatos vamos pescar 169 Fatos dia ensolarado dia ensolarado dinheiro
136. et licas manipulado no Factor Commu G AD 2000 saia ea te SEIA TOS atdaeees ican 52 Figura 2 51 Simulador humano Jack pode modelar intera es dimensionais complexas e analisar limites de alcance TRANSOM 2001 oo cece eecceeecceeseeeeeeeeees 53 Figura 2 52 Centro de produ o modelado no simulador humano JACK TRANSOM 2001 Figura 2 53 Exemplos de an lises do ERGO a Dimensionamento normatizado do posto de trabalho b An lise de campo de vis o e c An lise de alcance atrav s de envelopes DEE MITA 2006 aissa a Ud ba 54 Figura 2 54 SANTOS um simulador humano avan ado FARREL 2005 p 61 55 Figura 2 55 Espa os de trabalho s o organizados como dispositivos espaciais de acesso a fun es e informa es RESSLER 1995 esessssssseerssssscerssssrcerssssseerssssseerssssees 57 XVI Figura 2 56 Interfaces virtuais podem usar met foras para acesso a Informa es adaptado de RESSLER 1905 aaa saida sediar a dada age atas ais dede Gens 58 Figura 2 57 Modelo de um arranjo f sico modelado em ambiente de realidade virtual OB AL amp HASHML 2001 p 404 oreroraa ED rag 58 Figura 2 58 Continuum das aplica es de realidade virtual Adaptado de BRAZ 2005 59 Figura 2 59 Acesso a informa es disponibilizadas em ambiente de realidade virtual aumentada BELL etal 2001 osisssa aaa 60 Figura 2 60 Interface com o usu rio onde a percep o e a a o coincidem
137. eurais ARIF 1996 BABU amp YAO 1996 WELGAMA et al 1994 SIRINAOVAKUL amp THAJCHAYAPONG 1994 ABDOU amp DUTTA 1990 ARINZE et al 1989 e KUMARA et al 1989 SLP Systematic Layout Usar o sistema SLP como YANG et al 2000 Planning e AHP Analitic estrutura para desenvolvimento Hierarchic Process do arranjo incorporando as escalas verbais da AHP para expressar as prefer ncias dos decisores Programa o Considera o tanto de crit rios DUTTA amp SAHU 1982 Multiobjetivos quantitativos quanto de ROSENBLATT 1979 qualitativos Problema do Arranjo Resolu o atrav s de uma MATSUZAKI et al 1999 F sico com V rios heur stica que considera a Andares utiliza o de elevadores An lise de agrupamentos Determina o do arranjo a partir da identifica o de agrupamentos de reas SCRIABIN et al 1985 CADD e Algoritmos Realizar o planejamento do OSMAN 2002 Gen ticos arranjo f sico do canteiro de obras de um projeto de constru o civil de 4 fases LAYSPLIT Gera arranjos f sicos de blocos GOPALAKRISHNAN et al que minimizem os custos de 2003 manuseio de materiais atraves da divisao splitting das areas QUADRO 7 Outros procedimentos continua o BLOCPLAN Otimiza o arranjo atrav s da troca dos DONAGHEY 1986 departamentos entre si LayOPT amp MULTIPLE Utiliza troca de departamentos e BOZER et al 1994 GRAJO amp redefini o da forma das reas BOZER 199
138. feito da a o do analista de sistemas produtivos o de que ao alterar o sistema real atrav s do modelo ele estar modificando o comportamento dos elementos da pr tica que compuseram o seu modelo o que poder anular qualquer correspond ncia entre os resultados reais e os do modelo Ou seja o modelo ao ser implementado extinguir total ou parcialmente o sistema real pr ticas que originou o pr prio modelo Um exemplo de como isso pode ocorrer a considera o de que os recursos humanos se comportar o da forma prevista mesmo que de forma vari vel Esses humanos para atender s metas estabelecidas pela organiza o e que foram prescritas atrav s do novo modelo desenvolvem estrat gias individuais mentais e gestuais complexas novas Em outras palavras reagem ao modelo alterando seus padr es pessoais de desempenho atividade 122 Deve se ter claro que os desenvolvedores do modelo estar o interferindo no conjunto de tecnologias intencionalmente e n o intencionalmente guiados pelos modelos de resolu o de problemas colecionados ao longo de suas hist rias pessoais A modifica o intencional da tecnologia a do conjunto de tecnologias representadas no modelo o que pode diminuir a representatividade do mesmo No sistema real outros elementos tecnol gicos ser o aplicados desenvolvidos atrav s da experi ncia pessoal e da pr tica dos implementadores que tamb m se valem dos seus conhecimentos sobre as pr ticas A
139. fica para os valores dos atributos 5 3 3 1 Utiliza o do mecanismo de heran a O mecanismo de heran a oferecido pela orienta o a objetos dispon vel em C permite que o programa computacional possa ser expandido com pouco esfor o Seguindo esse princ pio foi constru da uma classe geral de grafos pensada como base para modelar os relacionamentos dos modelos Ap s a sua cria o foram derivadas ent o duas classes uma de c lculo tradicional de arranjo f sico e uma outra classe que considera a variabilidade dos processos 5 3 3 1 1 Constru o de uma classe geral de grafos Como primeiro passo houve a implementa o de uma classe chamada CDigrafo para implementar as funcionalidades b sicas de grafos e mais especificamente de um grafo direcionado A classe CDigrafo possui como sub componentes outros objetos para representar os v rtices CVertice e Arcos CArco do grafo armazenados nos vetores Vertices e Arcos Figura 5 17 CDigrafo Vertices Figura 5 17 Esquema da agrega o de v rtices e arcos em um grafo direcionado 153 A classe CDigrafo possui m todos para manipular esses componentes Para acrescentar n s ao v rtice por exemplo usado o m todo Adicionar da seguinte forma CDigrafo Vertices Adicionar NovoVertice Para apagar um dos v rtices usa se CDigrafo Vertices Apagar Indice do Vertice a Apagar Al m dessas funcionalidades a classe possui m todos de c lculo tradicionalment
140. finir o as a es que o manequim adotar em cada etapa da sua atividade de trabalho 1 o desenvolvimento de um manequim inteligente que pode decidir qual tarefa deve ser executada com base no estado do modelo Por exemplo o manequim pode alterar o momento de execu o de uma determinada tarefa em fun o do tamanho de uma fila de espera por exemplo i o desenvolvimento de estudos que permitam identificar a viabilidade de implementa o de relacionamentos entre diversos manequins que podem utilizar estrat gias de colabora o competi o acelera o do ritmo de trabalho etc e o desenvolvimento de um editor visual de regras necessita de uma an lise dos tipos de composi o que podem ser utilizadas pelo usu rio do sistema o que requer uma interface flex vel e a discuss o das formas das pr prias regras Esse editor deve permitir a cria o de regras gen ricas como todas as m quinas ser o desligadas e vagas como talvez chova f a implementa o de simula o de eventos discretos no contexto do formalismo poder contribuir para o desenvolvimento de um simulador que opere com valores quantitativos qualitativos e regras e que possa operar simultaneamente em n veis de abstra o diferentes 191 Al m dessas reas de desenvolvimento sugere se a implementa o das funcionalidades do prot tipo segundo a l gica preconizada no formalismo de uma ferramenta baseada em realidade virtual prefer
141. forma es t picas e Tipo de m quina ou equipamento e Nome do fabricante e Estilo modelo tamanho ou capacidade e N mero de identifica o do propriet rio tag e Dimens es transversais e altura Incluindo ponto de m xima altura e Posi o de motores pain is de controle chave ou ajuste e Posi o das tomadas de eletricidade e de ar comprimido 30 A representa o que utiliza o conceito de centro de produ o OLIV RIO 1985 mostrada na Figura 2 25 procura dar conta da necessidade de considerar essas reas a saber a equipamento b operador c manuten o d processo e materiais f refugos cavacos e res duos g movimenta o e transporte h servi os e utilidades 1 dispositivos auxiliares J acesso ao posto e 1 disposi es legais Como pode ser visto na Figura 2 25 a rea necess ria pode ser consideravelmente maior do que a rea do equipamento propriamente dita RCE ae ne S er ie eT ine ae e rare aes He es DO A FOROS RERE ed ef Vee ps Ho LA cto Pe rs M Ye o AE Lar pana Vi AAA EE 7 EEE AG yy epee processo SEES eae BARetuao Serer Oe ee A ADA errr Onerador r feesreneaerererateoa Seauranca or Acesso Manutencao 20008 PH Hit NS HHH HHH H Na Re N P i H H H y E hs Figura 2 25 Gabarito que representa os equipamentos e as areas necess rias para desenvo
142. gir os objetivos propostos 3 determinar o interrelacionamento entre as atividades 4 determinar a necessidade de espa o para as atividades 5 gerar as alternativas de arranjo f sico 6 avaliar as alternativas geradas anteriormente 7 selecionar uma das alternativas 8 implementar a alternativa escolhida 9 manter e adaptar o arranjo f sico de acordo com as mudan as nos objetivos Esses m todos seguem os princ pios estritos do chamado design de engenharia caracterizado como um m todo sequencial de refinamentos sucessivos partindo se de um modelo macrosc pico ao qual v o sendo adicionados mais detalhes Com o questionamento dos sistemas produtivos tradicionais tamb m suas ferramentas de cria o devem ser questionadas 1 1 Objetivo O objetivo central do trabalho estabelecer um formalismo que oriente a constru o de ferramentas computacionais interativas que permitam a cria o e avalia o participativa de alternativas de arranjo f sico Associados a esse objetivo est o os seguintes objetivos secund rios a determinar o estado da arte das representa es usadas em arranjo f sico b implementar um prot tipo computacional para testar a efic cia do formalismo As ferramentas computacionais desenvolvidas a partir do formalismo devem a auxiliar no processo de gera o de alternativas de arranjo f sico b documentar as restri es consideradas durante o projeto c permitir a an lise e c
143. gitimidade conferida atualmente ao modelo econ mico da produ o O analista de sistemas produtivos usa o modelo para embasar sua argumenta o em favor de um projeto tecnol gico desenvolvido total ou parcialmente por ele e com o apoio dos defensores do projeto Do ponto de vista do projeto de engenharia deve se tomar cuidado para que n o se use o modelo para justificar tecnologias danosas s pessoas que utilizam a tecnologia no real direta ou indiretamente e ao meio ambiente Deve se observar que essa ltima assertiva j demonstra a inclus o de novos elementos no modelo econ mico da produ o O poder de influir na tecnologia em considera o limitado para o analista principalmente se for externo organiza o Nesse caso esse poder deve ser estabelecido no momento do estabelecimento do contrato para execu o interno ou externo do projeto A legitimidade do analista e a conferida ao modelo fazem com que o modelo tenha capacidade de se impor como solu o v lida O modelo tem intrinsecamente uma credibilidade inquestion vel pelo fato de estar associado realidade que representa Se o modelo se comporta como a realidade tal qual o autor a conceba plaus vel que o modelo esteja certo Esse apelo t o forte que em modeladores de simula o sem experi ncia h uma tend ncia em aceitar um modelo t o logo ele funcione no simulador Felizmente em muitos casos isso termina quando os resultados apresentam se
144. hece uma mudan a relevante no real e n o simplesmente da percep o do ego O reconhecimento dessa a o como t cnica ou seja a sua legitima o atrav s da tradi o passa tamb m pelo reconhecimento do outro que reconhece aquele ato como uma melhoria incremental ou de ruptura em rela o t cnica preexistente Como afirma Dejours op cit p 36 A dimens o tradicional do ato t cnico ent o o que faz a liga o entre o ego e o outro no tri ngulo da tecnologia a parte propriamente intersubjetiva social ou cultural da constru o de uma conduta t cnica Portanto a t cnica e n o somente uma t cnica do corpo mas tamb m uma t cnica cultural No processo de constru o de solu es as ferramentas podem ser aplicadas em busca do reconhecimento do outro em favor de uma solu o proposta Nesse caso as 111 ferramentas ganham ainda mais o papel de meio de comunica o com o outro Ferramentas comunicativas prestam se portanto a mitigar os reveses do processo de Intera o entre o ego e outro atrav s do real reduzindo assim parte das restri es oriundas dos limites da percep o do outro Em um processo coletivo de design pode haver um conjunto maior de restri es a respeitar e objetivos a atingir nem sempre congruentes SCHON 1988 BUCCIARELLI 1988 e RASMUSSEN 1990 classificam um conjunto de designers com vis es similares e que compartilham as mesmas metas como design partners ou co
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147. iamento do logica codigo processo de fabrica o Comando Send To Contador Counter Counter Variable Inexistente Contar n mero de viagens de transporte Rela o de Inexistente Inexistente Inexistente Inexistente Posicionar areas Proximidade proximas umas as outras Implicagao Inexistente Inexistente Fluxos e Setas Inexistente Indicar como crit rios Influ ncia de avalia o se afetam QUADRO 10 Compara o entre os diferentes elementos representados no programa n o exaustiva Com rela o ao QUADRO 10 deve se salientar que 92 1 No Stella existem tr s tipos de estoques fila esteira e forno queue conveyor oven N o possuem todas as funcionalidades dos recursos dos softwares de simula o de eventos discretos 2 No ACD os c rculos permitem a especifica o do tempo da atividade 3 No Arena e no AutoMod filas s o entendidas como as entidades que est o em um estado Inativo 4 No ACD os ret ngulos que definem as atividades n o permitem a especifica o do tempo da atividade 5 Os contadores no AutoMod possuem l gica de controle de capacidade parecida com as de recursos diferentemente dos contadores do Arena que apenas contam as entidades que passam pelo bloco 6 Valores s o utilizados atrav s de vari veis e atributos n o havendo representa o gr fica do uso como em Systems Dynamics Pode se concluir que as ferramentas de simula o apresentadas anteriormente fo
148. ic nico com linhas de l Areas de atividade Fluxo de materiais Carta de Relacionamento reas de atividade Proximidade Funcional Carta de Processos Opera es sobre o Sequ ncia de produ o produto QUADRO 12 Representa es usadas no arranjo f sico e que s o do tipo entidade relacionamento Todas essas representa es caracterizam se por serem bin rias isso envolvem somente duas entidades simultaneamente Computacionalmente essas rela es podem ser transformadas em grafos Figura 3 11 que podem compartilhar um mesmo mecanismo de armazenamento e manipula o Figura 3 11 Exemplo de um grafo direcionado digrafo 100 Grafos HIRSCHFELD 1985 s o formados por n s v rtices e arcos arestas Geralmente os n s s o associados a objetos e as arestas arcos associadas a rela es entre os objetos Cada arco pode ter um peso que pode representar frequ ncias intensidade de relacionamento etc Devido sua flexibilidade e simplicidade os grafos s o aplicados a v rias reas de conhecimento e t m sido estudados h bastante tempo possuindo v rios algoritmos desenvolvidos para calcular menor dist ncia exist ncia de ciclos etc Uma aplica o tradicional de grafos o problema log stico do caixeiro viajante onde os v rtices representam os destinos das visitas do caixeiro e os arcos os caminhos a percorrer A cada arco associado um peso que nesse problema entendido como a dist ncia do traje
149. iciessseteisaestiessocsess XI LISTA DE FIGURAS innie nus deals Docas dusscacevessuccedesweceevesseeeaessscecevessesese XIII LIS TADE QUADROS crus ias ir ais coa nai a LOURO colab a ec duo boas cala senda XX DEIN TRO DO casas sha once ssh fas cs ias cscs a e ER 1 KL OBEU DO RR e 6 Meee OCA a A T E 6 ES Eroma ado aD AVN en a de E ee neha tau tee eh meena 11 OOE E E I EE E EO O E E O E E E E E O EEE O E EEE E EA 13 2 1 Representa es decorrentes das belas artes cccccessessseececeeeceeaeeeeeeceeeeeeeaeeeeees 13 2 2 Representa es decorrentes das t cnicas de arranjo f sico essesssssoeeeesssssseseeeees 18 2 3 Arranjo f sico detalhado e sua representa o cesseessecccceeeaeesseececeeeeeaaeeseseeeeees 22 2 4 Representa o das rela es qualitativas de proximidade ciiiiiieen 30 2 5 Rela es quantitativas os fluxos entre as reas de atividade ccecececcssseeeeeeeeees 32 2 6 Representa o dos processos e sua seq ncia seeeeessssssseoerrrssssssseeerrsssssseseeeees 36 27 Relacoes quantitativas Tem pOra1s assess na usa ta dd Pi a aa 39 Vill Zefa Mora eOod nt eFER Esnie oa 39 2da Mapeamento Ge uxo de Valor suas ta or eartanetpeasadstarnitaete eearienecadenaee 40 2 8 Representa es computacionais do arranjo fISICO ceeeceecceccceseseseeecceeceeaaeeeeeseeeees 4 2 8 1 Representa es gr ficas de solu es anal ticas cc eeeecececcccc
150. iferentes H um objeto de design mas diferentes mundos objetos Mundos objetos s o diferentes com rela o s ferramentas t cnicas usadas conjunto de imagens usadas modos de modelar linguagem e demais dispositivos empregados Dentro de um mundo objeto como norma h uma l gica um pensamento Instrumental que comanda o jeito que se v se Interpreta ou se representa o objeto do design e seu comportamento Isso confere ambigiiidade ao processo de projeto que somada Incerteza da busca por novas solu es torna imposs vel a exist ncia de um m todo instrumental que reconcilie ou otimize os planos e propostas individuais dos participantes Essa problem tica do estabelecimento de conceitos e solu es em um espa o de solu es concorrentes visando um conjunto de objetivos foi tratada em v rias reas do conhecimento de alguma forma como por exemplo a an lise de multi crit rios MOUSSEAU 2003 No campo de design temos como exemplo o trabalho de DENG et al 2000 que estabeleceram um formalismo para a verifica o de restri es de projeto conceitual de dispositivos e equipamentos Outro exemplo de como auxiliar a abordagem desse problema em projetos conceituais a ado o de m todos como mapeamento cognitivo PAHL amp BEITZ idem p 49 4 4 Conflito e media o atrav s de artefatos No design participativo iterativo os dom nios e vis es participantes do processo de design podem estabelecer entre si rela
151. ificial intelligence Blue Ridge Summit TAB Books 1985 163 p IMMER J R Layout planning techniques New York McGraw Hill 1950 IQBAL M HASHMI M S J Design and analysis of a virtual factory layout Journal of materials processing technology n 118 2001 pp 403 410 ISEES YSTEMS Stella Education Disponivel em lt http www iseesystems com softwares Education StellaSoftware aspx gt Ultimo acesso 12 dez 2006 JOHNSON R V SPACECRAFT for multi floor layout planning Management Science v 28 n 4 1982 pp 407 417 KALOS M H WHITLOCK P A Monte Carlo methods New York Wiley Interscience 1986 v 1 186 p KAKU B K RACHAMADUGU R Layout design for flexible manufacturing systems European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland n 57 1992 p 224 230 KIENBAUM G PAUL R J H ACD Hierarchical activity cycle diagrams for objectoriented simulation modelling In Proceedings of the Winter Simulation Conference New Yoor 1994 Anais New York SCS 1994 p 600 610 KOCHHAR J S FOSTER B T HERAGU S S HOPE A genetic algorithm for the unequal area facility layout problem Computers Operations Research v 25 7 8 p 583 594 1998 KONZ S Facility design New York John Wiley amp Sons 1985 KOOPMANS T C BECKMAN M Assignment problems and the location of economic activities Econometrica n 25 v 1 p 53 76 1957 KOUVELIS P CHIANG W C FITZSIMMONS J Simu
152. ipuladores para a altera o dos dispositivos de manuseio A utiliza o de dispositivos de manuseio de materiais semi autom ticos ou autom ticos geralmente justificada pela intensidade de fluxo de materiais entre locais na planta Da mesma forma que o fluxo pode ser abstra do e passar a ser representado no arranjo pode se utiliz lo como padr o da forma geral de um sistema automatizado de manuseio de materiais como uma esteira por exemplo Dessa forma o usu rio pode solicitar a um Manipulador que construa um sistema de esteira por exemplo a partir de uma seqii ncia de fluxo Isso pode ser feito sob a a o do usu rio ou pode estar determinado nas regras do arranjo Regra se o fluxo for superior a 10000 unidades transforme o fluxo em um sistema de esteira Assim a partir do estado da Figura 5 57 ser obtido um resultado como o mostrado na Figura 5 56 184 Figura 5 58 Um manipulador pode ser constru do para transformar um relacionamento de fluxo de materiais em sistemas de manuseio de materiais 5 6 5 M dulo para an lise ergon mica Da mesma forma que os relacionamentos s o encapsulados em classes espec ficas as funcionalidades de an lise dos simuladores humanos podem ser encapsuladas em um conjunto de classes Esse m dulo fundamental para um sistema que pretenda avaliar arranjo f sico pois o trabalho fator preponderante na determina o do arranjo em muitos casos Esse m dulo tamb m pode ser de
153. itativas estruturadas ou n o p Regras devem ser registradas q Regras devem ser verificadas r Permitir a cria o de regras espec ficas para cada mundo objeto s Permitir a avalia o comparativa de regras 3 4 Conclus es Como decorr ncia da impossibilidade de manipular o arranjo f sico no pr prio simulador ou programa de otimiza o a representa o no simulador dos elementos t picos que servem para descrever e analisar os arranjos torna se muito dif cil Um modelo de an lise de arranjo deve permitir a flexibilidade dos gabaritos usados tradicionalmente com o poder de an lise dos simuladores Ainda de outra forma um modelo de an lise de arranjo f sico deve ser composto de dois modelos interligados um modelo icOnico para representar os arranjos e modelos matem ticos para analisar e descrever o arranjo Os modelos t m que ser solid rios Isto cada altera o em um deles deve provocar um efeito sobre o outro reduzindo o esfor o 104 de tradu o e re tradu o entre os modelos Uma ferramenta computacional que implemente essa vis o deve permitir um uso de forma que ambos os tipos de modelo integrados sejam alterados de forma conveniente e que ap ie o processo de desenvolvimento de arranjo f sico e n o sirva apenas para avaliar solu es 105 4 O PROCESSO DO PROJETO DO ARRANJO F SICO E O PAPEL MEDIADOR DOS MODELOS Neste cap tulo o processo de desenvolvimento apresentado como um proces
154. k ImpoT Soma dos tempos de transporte usando o sistema k Nk Numero de unidades do equip do tipo k Ck Custo de investimento por pe a de equip k Ok Custos de combust vel energia manuten o e m o de obra por tipo de equipamento por unidade de tempo no sistema k Por sua vez Tijk calculado da seguinte forma T RE s V E gt xX onde Ak Tempo de carga e descarga por movimenta o Vk Velocidade m dia de transporte do equipamento no sistema k Dijk Distancia entre as areas de atividade 1 eJ Ek Eficiencia do dispositivo Para os equipamentos de manuseio im veis como esteiras por exemplo Mix calculado da seguinte maneira m TE N xT Freq onde Dijk Distancia entre as reas de atividade iej Tk Custo total por pe a de equipamento por unidade de tempo no sistema k investimento combust vel energia manuten o e m o de obra FregT Soma das vezes transportadas usando o sistema k Nk Numero de unidades do equipamento do tipo k C lculo do n vel de utiliza o Utiliza o do equipamento de manuseio U Fregl Disp x N o onde SUMT Soma das vezes transportadas usando o sistema k Dispk Tempo dispon vel por pe a de equip do sistema k Nk Quantidade do tipo de equipamento por sistema Utiliza o da rea de atividade Fr U o ve Disp x N onde Ua Utiliza o da rea de atividade TU Tempo de utiliza o da rea de atividade a Disp Tempo dispon vel d
155. lated annealing for machine layout problems in the presence of zoning constraints European Journal of Operational Research Amsterdan North Holland no 57 1992 p 203 223 ____3 KIRAN A S The Plant Layou Problem in Automated Manufacturing Systems Annals of Operations Research n 26 1990 pp 397 412 1990 KRUGLINSKI D J SHEPHERD G WINGO S Programming Microsoft Visual C 5 ed Washington Microsoft 1998 1153 p 199 KUMARA S R T KASHYAP R L MOODIE C L Application of expert systems and pattern recognition methodologies to facilities layout planning International Journal of Production Research no 25 pp 905 930 1988 LAMONDE F VIAU GUAY A BEAUFORT P RICHARD J G La m moire de projet v hicule d int gration de l ergonomie et de la SST a la conception Pistes vol 3 no 2 octobre 2001 LEE R C MOORE J M CORELAP Computerized relationship layout planning Journal of Industrial Engineering v 18 n 3 1967 pp 195 200 LEUNG J A Graph Theoretic Heuristic for Designing Loop Layout Manufacturing Systems European Journal of Operational Research no 57 1992 pp 243 252 LEVY P O que o virtual S o Paulo Editora 34 2005 157 pp LOVE T Design as a social process bodies brains and social aspects of designing Journal of Design Research v 3 n 1 2003 MAK K L WONG Y S CHAN F T S A genetic algorithm for facility layout problems Computer Integrated Manufacturing
156. los n o ser o apenas usados para planejar sistemas mas tamb m para control los em tempo real d os modelos de simula o devem ser incorporados s atividades de controle de ch o de f brica Uso do Controle Modelo ante Assist rcia no Planejamento Modelos Reutiliz veis F brica Estruturas para Objetos Empresa Reutiliza o Escopo de do Modelo Modelagem Figura 3 8 Perspectivas de evolu o dos softwares de simula o Adaptado de DAVIS 1998 97 Para que seja poss vel incorporar os modelos quantitativos aos ic nicos necess rio que o usu rio possa associar dados do seu interesse de uma forma f cil e livre Alguns sistemas possuem essa capacidade mas o usu rio tem que se preocupar com qual o tipo do dado por exemplo Essa preocupa o deve caber ao desenvolvedor do programa ou deve ser deixada para um momento posterior permitindo que o usu rio durante a cria o do arranjo f sico n o tenha sua aten o desviada do que realmente importa 3 3 4 As rela es Descrever livremente os objetos e poder manipul los diretamente n o suficiente O desenvolvimento de arranjo f sico fortemente baseado no posicionamento relativo entre objetos necess rio portanto permitir a modelagem de rela es entre os objetos tanto as quantitativas quanto s qualitativas Dessas as mais tradicionais s o as rela es de proximidade registradas na CDP Daquelas a mais tradicional
157. lver as atividades do centro de produ o SimuCAD 2006 2 4 Representa o das rela es qualitativas de proximidade A representa o de grandes reas visa permitir a an lise do posicionamento relativo das mesmas enquanto se buscam resultados satisfat rios em termos de utiliza o do espa o de terreno dispon vel Nos m todos de desenvolvimento do arranjo f sico os fatores que estabelecem as rela es de proximidade s o o fluxo esperado entre as reas ou outros 31 crit rios qualitativos considerados como importantes como as rela es de proximidade expressas geralmente na Carta de Rela es Preferenciais CRP Nessa representa o Figura 2 26 a determina o do grau de proximidade que deve ser estabelecido entre as reas de atividade expresso com letras pode ser feita como um exerc cio individual de cada participante do projeto ou pode ser feita coletivamente Em cada cruzamento das linhas colocado o tipo de relacionamento entre as reas usando se um c digo de letras A absolutamente necess rio E especialmente importante I Importante O pouco importante U indiferente X indesej vel e Z muito indesej vel Tamb m registrada a raz o para tal rela o atrav s de um c digo de raz o colocado imediatamente abaixo do c digo de relacionamento Figura 2 26 Carta de rela es preferenciais Como exemplos de raz es para a proximidade entre as reas temos a necessidade d
158. m constru das juntamente com os padr es Por exemplo em um arranjo o fluxo em U interessante pois permite que a recep o de materiais fique perto da expedi o Com isso poss vel juntar as duas reas e economizar com os custos de pessoal e de controle As Figura 5 55 a Figura 5 57 mostram como a classe Manipulador 182 alteraria o arranjo de acordo com um padr o desejado para o fluxo de materiais Nesse exemplo considerar um conjunto de objetos como sendo os postos de trabalho e um objeto Relacionamento contendo os fluxos de materiais entre os postos Figura 5 55 O arranjo inicial apresenta um fluxo de material irregular Depois de criado o arranjo inicial no prot tipo o usu rio associa um Manipulador ao arranjo e o configura com um padr o de fluxo que considere adequado A Figura 5 56 mostra o efeito que seria obtido se o padr o linear fosse adotado Padr o de Fluxo x Figura 5 56 Arranjo depois de aplicado a fun o de lineariza o do fluxo Da mesma forma um arranjo f sico em U Figura 5 57 pode ser obtido selecionando se esse padr o na configura o do objeto da classe Manipulador Para obter esse efeito a classe Manipulador deve ter acesso segii ncia de fluxo de materiais de um objeto da classe Relacionamento e s informa es sobre a geometria dos objetos que ser o manipulados 183 Figura 5 57 Arranjo f sico depois de aplicado o padr o de fluxo em U 5 6 4 Utiliza o de man
159. m de acordo com a natureza do sistema sob estudo Como afirmou MUTHER 1976 p 10 1 a representa o inadequada pode dificultar a escolha entre as alternativas geradas A partir do modelo de intera o entre os participantes das equipes de projeto de arranjo f sico mostrada na Figura 1 2 foi desenvolvida a concep o do formalismo mostrada na Figura 5 1 Vis es Relaciona mentos Modelo Digital Arranjo Real Solu es de Trabalho Solu es Solu es de Trabalho do Dominio 1 Consensuais do Dominio 2 Figura 5 1 Concep o do formalismo relacional 5 1 1 Modelo digital do arranjo real S o representa es icOnicas digitais mantidas pelo programa que implementa o formalismo Cada participante do processo de projeto idealmente pode desenvolver suas pr prias solu es de trabalho que podem contribuir para uma solu o consensual Essa 130 manipula o pode ocorrer das duas maneiras apontadas por HACKER 1994 a uma altera o proposital decorrente de uma tarefa definida ou b uma altera o explorat ria epist mica onde o criador da solu o explora as formas e o espa o em busca de novas possibilidades de arranjar os objetos Uma vez que as tenha encontrado o participante pode apresent las para aprecia o do grupo que pode rejeita las ou aceit las total ou parcialmente As solu es individuais podem ser constru das a partir do nada ou podem ser criadas atrav s de modifica es de s
160. m no mbito do problema do arranjo f sico uma vez que durante o desenvolvimento do arranjo f sico ou mesmo no inicio s o estabelecidos consensos com rela o aos condicionantes Esses elementos consensuais podem ser representados por um Mundo Objeto Consensual derivado diretamente do conceito de Mundo Objeto Mundo 138 Objeto Consensual pode conter alternativas geradas coletivamente ou apenas os condicionantes consensuais Al m das alternativas durante o processo de discuss o de alternativas o Mundo Objeto Consensual recebe os elementos comuns dos demais mundos objetos como a regras as diretrizes e indicadores acordadas entre os participantes do projeto Problema do Arranjo Fisiec l l Mundo Objeto Envolve Ay O 4 Exib ai 1 Ji Busca Estabelecer Constr i 1 Um Define y 1 Mundo Objeto Consensual Z o O O e DD Do E Co A O 9 q 4 Cont m Cont m Cont m E EEE a DT DOT gt 4 Co m Figura 5 5 Pode surgir no problema do arranjo f sico um mundo objeto consensual 5 2 2 Arranjos Os arranjos representam as alternativas geradas pelos membros de um determinado mundo objeto respeitando ou confrontando os seus condicionantes Na ontologia proposta os arranjos s o formados a partir de objetos e rela es 139 a Objetos representam os elementos que s o manipulados pelos participantes do mundo objeto e que participam da solu o Podem ser objetos concretos como
161. mentos e dispositivos de manuseio de materiais b FactoryFLOW que avalia um arranjo f sico com base no seu fluxo de materiais que pode ser expresso em termos de viagens ou dos custos associados Sobre a planta s o desenhadas linhas de espessura correspondente intensidade do fluxo enquanto as cores representam o tipo de produto c FactoryOPT que utilizando a heur stica SPIRAL GOETSCHALCKX 1992 cria um diagrama de blocos otimizado a partir de rela es de proximidade e dados de fluxo O uso do Factory se justifica por ser um conjunto de ferramentas de arranjo f sico de fato e nao ser baseado em apenas um algoritmo como o LayOPT GRAJO amp BOZER 1997 Como utiliza as funcionalidades de um software de CADD permite a edi o dos arranjos enquanto meros desenhos t cnicos para a obten o da planta final do projeto da Instala o Para funcionar adequadamente o software possui uma s rie de conven es e padr es SLY 1996 al m daqueles do sistema SLP MUTHER 1978 As Figuras de 2 46 a 2 48 mostram as etapas envolvidas para a altera o de um arranjo f sico onde duas reas de atividade WC9 e WC 10 s o reposicionadas no interior de uma edifica o 50 fe fulejalejaju deja DOCDCOCDO CARO eee selecionar Wes ai i Gece WC10 Clicar mo ry I worst ponto de origem Clicar no ponto de Figura 2 46 Passo 1 para altera o de arranjo no Factory abrir espa o no interior da edifica o movendo a
162. mo a Empilhadeira j devem conter os atributos usados nos c lculos de fluxo de material Anexo A Esses atributos s o e Nome e Tipo e Quantidade de recursos e Custo de investimento anual e Custo hor rio de combust vel energia e manuten o e Custo hor rio da m o de obra e Minutos dispon veis anualmente e Tempo de carga e descarga em minutos e Velocidade m dia m min e Efici ncia percentual ou seja percentual do tempo dispon vel em que o dispositivo estar efetivamente transportando cargas 162 5 4 2 Etapa 2 An lise do fluxo de materiais Nessa etapa s o estabelecidos os fluxos de materiais entre os objetos e a quantifica o dos seus custos 5 4 2 1 Estabelecendo os fluxos de materiais Os fluxos de materiais entre os objetos do arranjo f sico s o estabelecidos atrav s de rela es de fluxo Para estabelecer as rela es o usu rio do prot tipo deve acionar a cria o desse tipo de rela o e clicar nos objetos de origem e destino na vista dos relacionamentos Ser criada uma seta de fluxo indicando a rela o Para o exemplo obt m se um relacionamento como o mostrado na Figura 5 27 ane E E j GS Montador 7 Montador 2 Empilhadeira Operador de Bancada de Testes Bancada de Testes Operador de Testes 1 1 2 Vanes o Pallet PA Pallet PA 2 Estoque Final Figura 5 27 Relacionamentos de fluxo para o exemplo Cada uma das rela es de fluxo possui uma s rie de atributos criados
163. mo executada pelas pessoas no seu dia a dia Modelar o prescrito levar a uma produ o nominal e n o resultante das atividades realizadas A reusabilidade dos modelos de simula o depende n o s das capacidades e flexibilidade dos softwares de simula o mas tamb m dos resultados obtidos pela aplica o do modelo s pr ticas As tecnologias contidas no modelo ao serem aplicadas poder o influir nas pr ticas e ter o seus resultados avaliados pelo ambiente Nessa avalia o o modelo ser 119 questionado e surgir a necessidade de alterar o modelo vigente Nesse momento comum a indisponibilidade do analista de sistemas produtivos para a altera o do modelo conceitual e consegiientemente do modelo de simula o Al m disso os fatores a serem incorporados no modelo podem n o ser facilmente representados o que inviabiliza a sua incorpora o Isso implica em modelos de ocasi o criados e aplic veis a apenas um ponto da linha temporal dos modelos organizacionais Disso decorre a necessidade de que os modelos perten am a quem os utiliza ou seja s empresas e n o aos consultores O uso continuado e iterativo do modelo como paradigma a ser questionado possibilitar s organiza es o aumento continuado do conhecimento sobre o pr prio sistema real na medida em que haver a atualiza o constante do modelo e a sua confronta o com o real Dessa forma espera se que o sistema real seja constantemente questionad
164. mo um dom nio BURNS amp VICENTE 2000 em uma aplica o desse conceito apresentam dom nios como a design ergon mico b design estrutural c implementadores preocupados com a materializa o das solu es d clientes que iniciam e terminam o processo de design e e ger ncia do projeto medida que mais pessoas participam do processo de design pode se esperar que mais dom nios passem a integrar o espa o de solu o do projeto havendo o estabelecimento de mais restri es e objetivos secund rios que passam a contrabalan ar os objetivos ou seus determinantes Nesse momento deve se distinguir pelo menos dois tipos de restri es que surgem no processo de design BURNS amp VICENTE 2000 a as restri es relativas ao contexto do que est sendo projetado como por exemplo a rea ocupada n o deve exceder o espa o da c mara e b as restri es do processo de projeto devidas divis o de tarefas de projeto ao longo do tempo como por exemplo precisamos reservar a rea para o gerador mas o projeto dele ainda n o existe Para Bucciarelli 1998 2004 o processo de projeto um processo social que requer a participa o de diversas pessoas com diferentes compet ncias responsabilidades e Interesses t cnicos Cada participante v o mundo de acordo com o paradigma da sua 112 disciplina e da sua posi o de responsabilidade Pessoas diferentes trabalham dentro de mundos objetos d
165. modifica o nao intencional do sistema real consegii ncia do que n o est no modelo do conjunto complementar s tecnologias manipuladas no modelo e que constituem a complexidade do real Mesmo quando se considera a proposi o do imperativo tecnol gico de que haveria influ ncia da core technology na estrutura social da organiza o quando uma tecnologia fosse predominante PUGH et al 1963 a modelagem dessa tecnologia pode ser insuficiente para representar com o grau adequado de realismo o quadro tecnol gico real com vistas a aumentar a representatividade dos resultados do modelo frente aos resultados reais 4 4 3 Modelos como indutores de mudan as Outro aspecto do uso do modelo o de justificar a ado o de uma determinada solu o tecnol gica comum o modelo de simula o ser usado como catalisador de um conflito de poderes e ou interesses Os ndices de desempenho servem para refutar argumentos pouco estruturados ou de cren as individuais ou culturais de uma organiza o do grupo opositor De maneira geral isso ocorre na medida em que o ndice um referencial objetivo e estruturado que para ser questionado deve ter sua forma de avalia o questionada o que acaba por estruturar os argumentos apresentados Para os que est o habituados l gica do desempenho da produ o os indicadores que cumpririam o papel de convencer a parte 123 divergente O poder de convencimento desses par metros est na le
166. muito diferentes do sistema real Contudo o conflito existe seja ele preexistente ao modelo ou em decorr ncia dele E comum que nas apresenta es dos resultados ou do pr prio modelo aspectos menos entendidos e que estejam desestruturados sejam motivo de disc rdia mesmo que sejam verificaveis diretamente no sistema real Um modelo pode ter a sua validade questionada se 124 demonstrar que o gargalo de um processo esteja em uma m quina simples e n o como esperado em uma m quina de processo demorado O que faz parte do dia a dia e que pode ser dedut vel de forma f cil a partir dos conhecimentos sobre o sistema mais facilmente aceito pelos decisores Al m disso o grau de obviedade de uma caracter stica evidenciada pelo modelo depende do ator envolvido O modelo torna se til justamente nesse momento onde atrav s da estrutura o do problema fornecida pela metodologia de modelagem e da media o do analista decis es possam ser tomadas em bases mais objetivas 4 5 A teoria geral dos sistemas revisitada A l gica modernista de organiza o da produ o em que ha a divis o entre planejamento e execu o das opera es a busca da melhor maneira de se produzir e a predomin ncia do modelo econ mico da produ o caracterizam a simula o de sistemas atualmente A principal influ ncia a da Teoria Geral dos Sistemas proposta pelo biofisiologista alem o Ludwig von Bertalanffy na d cada de 1950 poca do s
167. nados junto s duas bancadas de teste Usando a representa o tradicional da CRP ter amos a 7 situa o mostrada na Figura 5 32 Nessa figura pode ser observado que absolutamente 167 necess rio A que as bancadas de teste estejam pr ximas ao aspirador e que importante 1 que os pallets estejam pr ximos das bancadas de teste Bancada de Teste 1 gt Bancada de Teste 2 Aspirador s o Pallet PA S amp S Pallet PA2 Q Figura 5 32 Carta de rela es preferenciais para o exemplo Deve se observar que apesar de se saber que os pallets devem estar pr ximos s bancadas por causa dos fluxos de materiais optou se por mostrar a possibilidade de manifestar a proximidade em situa es em que os volumes de fluxo n o sejam conhecidos a priori 5 4 3 1 Criando as rela es qualitativas de proximidade Ap s a inser o do aspirador no arranjo as rela es qualitativas podem ser inseridas na vista dos relacionamentos Usando a fun o para inclus o de rela es s o criadas as 4 rela es mostradas na Figura 5 32 Cada uma dessas rela es possui os atributos mostrados na Figura 5 33 Classe Proximidade Nome Proximidade Intensidade A Motivo Uso intenso Figura 5 33 Atributos associados a uma rela o qualitativa de proximidade Ap s a inclus o das rela es qualitativas de proximidade a vista com os relacionamentos fica como mostrado na Figura 5 34 168 Bancada de T
168. ncada de Montagem 2 2112 84 7 Bancada de Testes 2 1750 58 amp Pallet PA 2 1003 55 Figura 5 29 Exemplo de relat rio gerado pela an lise de fluxo de materiais Figura 5 30 Linhas de fluxo exibindo a intensidade de fluxos 5 4 2 3 Alterando o arranjo e recalculando os fluxos de materiais Ap s essa primeira an lise o arranjo f sico pode ser alterado para testar outras maneiras de ocupa o do espa o Para alterar o arranjo os objetos devem ser movidos na vista tridimensional at obter um outro arranjo f sico que satisfa a seu criador Figura 5 31 166 Figura 5 31 Arranjo alterado Uma vez alterado o arranjo f sico pode se executar novamente o c lculo de fluxo de materiais para comparar os resultados anteriores com o novo arranjo f sico 5 4 3 Etapa 3 Trabalhando com rela es qualitativas As rela es de fluxo de materiais s o express es de uma grandeza quantitativa Al m dessas existem outras rela es que exprimem conceitos necess rios que orientam o processo de disposi o dos objetos do arranjo Uma possibilidade importante do formalismo relacional proposto poder registrar no pr prio modelo essas informa es que orientar o os participantes do grupo de projeto durante a constru o das solu es No exemplo corrente usaremos rela es qualitativas para representar a necessidade de que o aspirador e os pallets de produtos acabados devem estar posicio
169. nde est o depositados os objetos que podem ser posicionados no arranjo fisico Remover um objeto dessas reas equivale a acionar um menu nas Interfaces tradicionais l Figura 2 62 Tela de manipula o do arranjo do sistema BUILD IT FJELD et al 1999 63 Por facilitar a intera o os autores afirmam que o sistema facilita a avalia o de arranjos f sicos alternativos por equipes O principal fator para isso que o espa o de a o onde est o localizados as m os e os dedos ocupam a mesma posi o do espa o de percep o que a posi o relativa dos objetos no mundo real Isso traz maior desempenho do que quando um mouse usado quando h a separa o entre o espa o de a o e o de percep o 2 10 A import ncia da escolha da representa o para gera o de arranjos f sicos alternativos Ap s ser observada a evolu o das representa es percebe se que a sua ado o est diretamente associada gera o de alternativas de arranjo fisico Nesse processo de busca as solu es s o continuamente criadas e avaliadas num ciclo de v rias etapas de representa o e avalia o As principais fun es desempenhadas pelas representa es s o a cria o de um elemento externo que consiga fixar as id ias que surgem na mente dos envolvidos no processo b servir de elemento de comunica o entre os analistas de projeto que passam a ter uma base objetiva para discuss o c fornecer os meios
170. nguagem de programa o muito parecida com a linguagem LISP HOLZ 1985 uma linguagem comumente usada em sistemas especialistas pela capacidade de processar listas de s mbolos O m dulo implementado teve traduzidas suas mensagens de intera o com o usu rio mantendo se intacta os comandos de sua linguagem Al m dos dados sobre o arranjo f sico como equipamentos e pessoas presentes no arranjo f sico dist ncia entre eles etc o sistema especialista SE permite que sejam acrescidas informa es como restri es e outras de interesse do usu rio do sistema Mais importante do que apenas permitir o acr scimo de mais dados sobre o arranjo o SE permite que os arranjos f sicos sejam analisados quanto a determinadas regras pr estabelecidas pelo usu rio ou pelo conjunto de participantes do projeto 151 A interface implementada Figura 5 16 permite que o usuario emita comandos diretamente para o sistema especialista para alterar as informa es presentes para criar e alterar regras Al m disso a mesma interface pode ser usada para implementar comandos que afetem o sistema e n o apenas o SE o Rela es Comandos Comando instances OBJ 2 de OBJ OPERADOR OBJ 4 de OBJ BANCADA LONGA OBJ 6 de OBJ EMPILHADEIRA OBJ 6 de OBJ FURADEIRA DE BANCADA OBJ 10 de OBJ MAQUINA 4 OBJ 12 de OBJ TORNO OBJ 14 de BJ PALLET Fara um total de Y inst ncias Comando facts Comando data Sab 13 Jan 2007
171. nsiderando vari veis TANCHOCO 1986 discretas Uso de programa o inteira para otimizar o GASKINS et al 1989 projeto de caminhos de AGVs em uma rede de fluxos Minimiza o da dist ncia total de uma rede de CHHAJED et al 1992 passagens com a possibilidade dos custos variarem de forma n o linear com a dist ncia Solu o composta por uma solu o polinomial MONTREUIL amp RATLIFF apud gera se uma rede de fluxos tima CHHAJED 1992 MONTREUIL apud CHHAJED 1992 AISLES Considera simultaneamente o estabelecimento GOETSCHALCKX amp PALLIYIL do ponto de conex o do fluxo com a rea seu 1994 custo de implanta o e custo de manuseio de v rios equipamentos Gera um problema de programa o inteira mista QUADRO 6 Procedimentos que consideram o caminho dos fluxos An lise de Multiatributos Utiliza o da teoria do valor de SARIN et al 1992 multiatributos como forma de determinar a proximidade entre as reas de atividade durante a determina o do arranjo Arranjo f sico de FMS e Modifica o do QAP para que KAKU amp RACHAMADUGU c lulas de manufatura possa tratar problemas de arranjo 1992 HERAGU amp KUSIAK f sico de duas configura es de 1988 AFENKATIS 1989 FMS KOUVELIS amp KIRAN 1990 e LEUNG 1992 QUADRO 7 Outros procedimentos continua 14 Intelig ncia Artificial Utiliza o de regras lingu sticas e CHUNG 1999 BADIRU amp l gica nebulosa redes n
172. nto de vis o do manequim e os limites de alcance corporais chamados de envelopes A Figura 2 51 b mostra a compara o entre os envelopes de dois indiv duos de tamanhos diferentes ocupando uma mesma posi o de trabalho a b Figura 2 51 Simulador humano Jack pode modelar intera es dimensionais complexas e analisar limites de alcance TRANSOM 2001 Al m do n vel de adequa o do manequim s posi es de desenvolvimento das atividades de trabalho podem ser analisados os centros de produ o compostos por v rios postos de trabalho Figura 2 52 Os c lculos dos envelopes e as demais funcionalidades s o baseados em um manequim bastante detalhado onde o corpo modelado com uma s rie de segmentos articulados que procuram reproduzir o comportamento cinesiol gico de uma pessoa 54 Figura 2 52 Centro de produ o modelado no simulador humano JACK TRANSOM 2001 Apesar da possibilidade de alterar os par metros antropom rficos desse modelo humano alterar a estrutura do pr prio modelo n o poss vel Uma outra limita o a impossibilidade de associar dados aos demais objetos da cena que descreve um posto de trabalho por exemplo O software ERGO DELMIA 2006 integra o sistema de softwares comercializado pela empresa DELMIA do grupo Dassault Systemes As capacidades de an lise s o compar veis s do JACK an lise de rea de trabalho reas de alcance atrav s de envelopes an lise do camp
173. o melhorado e n o somente em momentos em que todo o modelo tecnol gico torna se obsoleto ou inadequado Outro aspecto a ser discutido o da legitimidade de modelos que almejada pela etapa da metodologia de simula o chamada de verifica o e valida o A verifica o determina se o modelo computacional corresponde ao modelo conceitual Trata se de uma etapa de desenvolvimento de programas computacionais e que deve utilizar t cnicas da engenharia de software BANKS 1988 Por outro lado a valida o pretende determinar se o modelo corresponde realidade modelada Nessa etapa procura se observar se os procedimentos equipamentos e comportamento dos dispositivos de manuseio representados no modelo comportam se como na realidade A compara o se d em ltima an lise com base em par metros quantitativos tais como quantidade produzida tamanho de fila ociosidade e disponibilidade dos recursos Na maioria dos casos um modelo considerado leg timo atrav s de fatores legitimados no ambiente operacional e que na sua grande maioria est o relacionados a desempenho econ mico 120 A l gica de desempenho pode e deve ser questionada pelo analista de sistemas produtivos Mais ainda essa l gica vem sendo questionada pelas mudan as no ambiente caracterizadas por mudan as institucionais No caso do Brasil isso pode ser exemplificado pela a o cada vez mais intensiva da fiscaliza o p blica para cumprimento da N
174. o necess rio implementar no prot tipo as funcionalidades de hierarquiza o dos objetos O formalismo proposto j contempla isso ao prever que objetos possam conter outros objetos Dessa forma poss vel criar as grandes reas correspondentes ao arranjo f sico de blocos estabelecer relacionamentos entre eles e criar o arranjo f sico dos blocos Figura 5 49 Em uma etapa posterior do processo as reas s o detalhadas com a cria o de objetos internamente a elas e com o estabelecimento de outras rela es Objeto 2 Classe Area Nome Montagem Dimens o 500 0 Tipo Prim ria Figura 5 49 Grandes blocos s o objetos abstratos como quaisquer outros No programa ao se clicar duas vezes sobre um bloco por exemplo tem se acesso aos seus componentes Figura 5 44 Figura 5 50 Componentes da rea de Montagem s o outras tr s reas 179 O estabelecimento da hierarquia prev o estabelecimento de um mecanismo de agrega o de atributos de objetos e de rela es No primeiro caso por exemplo os componentes de Montagem t m o atributo Dimens o marcado como agregador Isso quer dizer que o atributo Dimens o do objeto pai a soma dos atributos Dimens o dos seus componentes Caso o atributo n o exista no objeto pai ele ser criado Caso ele n o exista no objeto filho ele ser nulo No exemplo Dimens o de Montagem 500 m2 a soma do mesmo atributo dos objetos filhos Linha 250m2 Dep sito de Componente
175. o As mudan as do arranjo podem implicar em altera es de pequenas partes da planta passando pela sua total reformula o at a constru o de uma nova J L OLIV RIO 1985 lista uma s rie de mudan as nos fatores condicionantes que podem requerer a altera o do arranjo f sico mudan a no projeto do produto ou inclus o de novos melhoria das condi es de trabalho e redu o de acidentes varia es na demanda do produto substitui o de equipamento mudan as no processo produtivo mudan a do mercado de consumo introdu o de novos m todos de organiza o e controle e redu o de custos Com a organiza o e estrutura o do conhecimento a respeito da instala o industrial e medida que o universo de fatores de sucesso da planta industrial aumentava foram desenvolvidos t cnicas e m todos para desenvolvimento de instala es industriais Entre eles destacam se os de IMMER 1950 REED Jr 1961 MOORE 1962 NADLER 1965 APPLE 1977 e MUTHER 1978 A evolu o dos m todos reflete a complexidade do escopo do problema de arranjo f sico que demandava novas formas de organizar os espa os procurando satisfazer os princ pios e objetivos usados como crit rios de desempenho de um arranjo adequado J M TOMPKINS e J M WHITE 1984 resumem os m todos citados como possuindo o seguinte conjunto de passos 1 definir os objetivos da instala o 2 especificar as atividades prim rias e de suporte para atin
176. o c lculo de fluxo de materiais Mais do que permitir o estabelecimento dos relacionamentos tradicionais deve ser poss vel estabelecer novos tipos de rela es e quando poss vel de m tricas para sua avalia o Como exemplos de novos tipos de relacionamento pode se citar o risco aos operadores e a emiss o de poluentes O uso de entidades e de relacionamentos comp e a base da teoria de simula o assim como de muitas outras representa es utilizadas em v rias reas de conhecimento humano Exemplos comuns s o os grafos WILSON 1985 redes de Petri PROTH 1996 diagramas de ciclo atividade GIL amp HIRATA 2003 mapas de relacionamentos ABREU 2004 mapas cognitivos RIEG amp ARA JO FILHO 2003 Al m das reas de engenharia e inform tica outras reas como a das ci ncias humanas usam representa es an logas Dois exemplos s o a a treli a din mica Figura 3 9 onde o psic logo ingl s Raymond Cattell procurava apresentar a inter rela o entre tra os de personalidade e como uns subsidiavam 98 outros e b mapas mentais usados para apresentar conceitos relacionados de uma rea do conhecimento Figura 3 10 Nivel de Atitude N vel de Sentimento Nivel Motivacional ci em ms rr IS oo E meme we i xibi o osid de filme mar spies ii Estilo da l m T a abelo da l RIAT A Cs me o s E a Prote o York A Conta i Auto Asser o 5 17 No Banco Rs AS AN 7
177. o de f rmulas personalizadas para c lculo do tempo e que a an lise do tempo seja feita em conex o direta com o cronograma de trabalho QUADRO 2 M dulos componentes do Layout Planner Nesse sistema o arranjo f sico global a soma dos arranjos dos postos de trabalho Isso implica no uso do programa a partir dos detalhes do ch o de f brica para ent o analisar os aspectos macrosc picos do arranjo f sico em uma abordagem chamada de bottom up ou ascendente Figura 2 45 48 5 Arranjo F sico Geral 2 Arranjo do 4 An lise de posto de trabalho Tempos 1 Base de dados componentes produtos processos e recursos Figura 2 45 Abordagem ascendente usada pelo sistema da DELMIA 2 8 2 2 Factory Um avan o importante nas representa es computacionais anal ticas de arranjo f sico foi o software Factory desenvolvido por David P Sly na universidade de Iowa nos EUA O software foi desenvolvido para dar suporte s necessidades gr ficas do sistema SLP MUTHER 1978 Atualmente o sistema comercializado no pacote computacional VisFactory SLY 1998 e tamb m no pacote ProPlanner PROPLANNER 2006 O sistema funciona acoplado ao software AutoCAD AUTODESK 2006 e composto de tr s m dulos TORRES 1998 49 a FactoryCAD que possui rotinas automatizadas para inserir alguns dispositivos de materiais parametriz veis como colunas paredes etc Possui tamb m uma vasta biblioteca de equipa
178. o de vis o e an lise de esfor os Figura 2 53 Tanto o ERGO como o JACK seguem normas como NIOSH ex manuseio de cargas DIN ex dimens es dos postos de trabalho etc Figura 2 53 Exemplos de an lises do ERGO a Dimensionamento normatizado do posto de trabalho b An lise de campo de vis o e c An lise de alcance atrav s de envelopes DELMIA 2006 55 Existem outros simuladores humanos PORTER et al 1994 apresentam uma revis o sobre essas ferramentas mais especificamente ANYBODY CADKEY e MANNEQUIM Outros sistemas s o o ERGO NAYAR 1996 e SANTOS FARREL 2005 Quanto a esse apresenta se como um manequim bem avan ado Figura 2 54 em rela o aos demais recebendo fortes investimentos da rea militar dos EUA No entanto o foco das pesquisas o manequim em si e n o o desenvolvimento de uma ferramenta computacional capaz de analisar arranjos f sicos Figura 2 54 SANTOS um simulador humano avan ado FARREL 2005 p 61 O SANTOS incorpora uma s rie de recursos computacionais que tornam o seu uso mais f cil Um exemplo da evolu o em rela o ao JACK por exemplo a facilidade para fazer o manequim pegar um objeto No JACK o respons vel pela modelagem obrigado a manipular as juntas at conseguir a posi o de pega A partir da o mecanismo chamado de cinem tica invertida calcula a posi o das outras partes do corpo do manequim No SANTOS basta especificar o objeto a ser atingido A
179. o f sico Idealmente em ltima an lise as ferramentas computacionais devem ser modelos dos sistemas reais oferecendo ao usu rio m nimas dificuldade de uso das suas interfaces Como modelos n o devem limitar as possibilidades antes devem servir como artefatos de explora o epist mica e pragm tica como na teoria da regula o da a o Hacker 1994 Como afirma L VY 2005 um modelo n o nem verdadeiro nem falso Sua utilidade ser medida em rela o a um determinado objetivo espec fico O modelo deve descrever o sistema sob estudo de maneira que as pessoas possam entend lo e modific lo facilmente luz de seus objetivos espec ficos Em virtude da exist ncia de pontos de vistas diversos sobre os fatores condicionantes das solu es de arranjo f sico praticamente todo participante tem uma sugest o de solu o pelo menos parcialmente articulada Em oposi o vis o da solu o nica final dos softwares tradicionais apresenta se um novo quadro onde v rias solu es 129 coexistem e disputam entre si a oportunidade de se manifestar na solu o que ser aquela acordada pelos participantes da equipe de projeto Possuir um programa computacional flex vel e expans vel o suficiente para acomodar as necessidades do grupo de projeto essencial nesse caso Essas caracter sticas tamb m s o importantes na medida em que os condicionantes e fatores decisivos para a determina o do arranjo variam tamb
180. o planejadores ou usu rios Nessa poca por exemplo Eli Whitney o pai da padroniza o teve que projetar as instala es para produzir mosquetes para o governo dos EUA ap s ter criado a tecnologia para implementar a sua id ia de pe as intercambi veis MOORE 1962 p 3 4 No s culo XX com o advento da Administra o Cient fica de Taylor o arranjo f sico produtivo e outras atividades como o estudo de movimentos e tempos e o controle da produ o consolidaram se como problemas de interesse e rea de atua o dos engenheiros industriais Muitas das t cnicas de arranjo f sico consolidaram se juntamente com o fortalecimento do paradigma da produ o em massa Com o surgimento de outros paradigmas produtivos tamb m suas bases e t cnicas foram questionadas e passaram a ser usadas de maneira diferente da original Mudan as que certamente influenciaram o projeto dos sistemas produtivos foram assinaladas por SIPPER amp BULFIN JR 1998 e por HARREL amp TUMAY 1995 Esses autores afirmam que houve uma redefini o do escopo do neg cio com a considera o dos fornecedores e dos consumidores como parte do processo que passaram a interagir com o sistema de manufatura desde a sua fase de concep o Houve tamb m um aumento das necessidades de desempenho principalmente motivado pelas demandas dos acionistas das empresas e do mercado financeiro Os sistemas produtivos tiveram que se tornar mais flex veis para fazer frente
181. o possui m todos espec ficos que podem ser aplicados as solu es de arranjo criadas por ele procurando atingir os Objetivos explicitados e registrados seguindo as Diretrizes tamb m explicitadas e registradas 132 5 1 4 Vis es Representam um conjunto vigente de cren as e valores individuais que definem cen rios de direcionamento das solu es e para a sua avalia o Essas cren as podem ser coincidentes entre os mundos objetos que participam do projeto o que pode fazer com que sejam consideradas como consenso 5 1 5 Consenso 2 E um mundo objeto formado por elementos oriundos dos demais mundos objetos e legitimados pelo grupo A forma o do consenso conforme a concep o proposta se d atrav s da negocia o entre as partes em torno de quais elementos s o a priori considerados como v lidos por todos Esses condicionantes podem ser retirados inalterados dos mundos objetos participantes modificados ou criados O conjunto inicial de consenso pode ser alterado medida que o projeto avan a em fun o de especificidades das novas etapas em cumprimento ou de novas descobertas sobre o real Do ponto de vista da execu o do projeto a exist ncia do consenso essencial para que os executores saibam quais s o os crit rios que avaliar o suas a es e os resultados delas No entanto do ponto de vista de registro da riqueza do processo de gera o de solu es isso pode ser um fator limitante A gera
182. oas que o compartilham Ao mesmo tempo permite a gera o articulada de solu es segundo seus condicionantes Cada mundo objeto ao entrar em contato com uma outra solu o estruturada pode estabelecer um di logo em que as diferen as podem explicitar pontos cr ticos Importantes e que podem ser tratados de maneira preventiva As ferramentas de arranjo f sico assumem o papel de meio comunicativo da solu o al m daquele de meio construtivo Essas ferramentas devem ser f ceis de usar e devem procurar eliminar as barreiras ao uso representadas no uso de um computador em um projeto participativo As novas tecnologias como a realidade virtual e a realidade aumentada podem contribuir decisivamente para o estabelecimento desse tipo de ferramenta O papel das ferramentas de arranjo f sico o de permitir a explicita o pelo menos parcial dos reveses existentes entre as concep es que estar o operando o sistema real antes que esses reveses impliquem em fracassos e acidentes O formalismo desenvolvido mostrou se adequado ao definir uma estrutura b sica sobre a qual podem ser desenvolvidos programas computacionais de projeto de arranjo 189 f sico O prot tipo desenvolvido permitiu a implanta o das necessidades levantadas e que constituem o cerne da ferramenta Os futuros desenvolvimentos apontados para o prot tipo apontam para uma s rie de pesquisas a serem desenvolvidas visando o desenvolvimento do formalismo e do en
183. odem ou n o estar associados a diretrizes M tricas quando os indicadores s o comput veis a partir de outros valores podem ser associados a eles elementos que ir o calcular seu valor em determinada alternativa Esse elemento de computa o de valores chamado de m trica Regras s o determina es espec ficas que s o aplicadas no mbito de cada mundo objeto As regras podem ser usadas para v rios objetivos entre eles Indicar que algo n o possa acontecer Ex a Se a M quinal estiver no arranjo f sico imposs vel usar o sistema de g s Indicar novas necessidades Ex Se a pot ncia total instalada for maior do que IkVA instalar outro transformador Sugerir a es Ex Se custo total for maior do que 100 mil consultar o departamento financeiro Alterar diretrizes Ex Se N mero de m quinas for maior do que 3 garantir o conforto ambiental dif cil Alterar indicadores Ex Se a quantidade de pedidos dobrar o numero de pedidos em atraso aumentar 30 Alterar outras regras Ex Se a demanda for baixa anular o mecanismo de contrata o de terceiros Condicionantes regras diretrizes e indicadores aplic veis ao mundo objeto em quest o Por exemplo um arranjo em que haja uma linha automatizada pode ter indicadores relacionados a ela e que n o est o presentes em outros arranjos em que a linha n o est presente Arranjo um usu rio pode criar v rias alternativas de arranjo sob um mesmo conjun
184. olu es preexistentes A implementa o computacional desse elemento conceitual do formalismo pode ser feita com v rias tecnologias computacionais gr ficas dispon veis atualmente como OpenCASCADE 2007 OpenInventor WERNECKE 1994a OpenSceneGraph 2007 entre outras Essas bibliotecas implementam classes capazes de manter e exibir representa es gr ficas de objetos tridimensionais necess rias para representar objetos concretos como m quinas e equipamentos entre outros A implementa o computacional deve permitir que os objetos possam ser movidos facilmente para que os usu rios possam criar uma ou mais solu es de arranjo f sico que poder o ser comparadas com as solu es dos demais participantes 5 1 2 Relacionamentos Os relacionamentos descrevem de forma estruturada as Intera es entre objetos considerados nos modelos de arranjo f sico Esse elemento do formalismo representa todas as rela es que podem ser estabelecidas entre dois ou mais objetos do arranjo Independentemente do modo de gera o importante e desej vel que os motivos das a es de modifica o sejam registradas no pr prio modelo Esse registro servir para o pr prio criador rever suas a es sobre uma determinada alternativa e para balizar altera es propostas por outros participantes Durante o processo de descobrimento da 131 natureza e dos detalhes dos problemas o embate com o real o usu rio estrutura seu conhecimento sobre o
185. omo a considera o simult nea de crit rios qualitativos e quantitativos em um mesmo modelo Essas tecnologias permitem apontar para um modelo de Intera o com o modelo do arranjo f sico e com a pr pria instala o industrial com as seguintes caracter sticas a os objetos reais do arranjo f sico devem ser representados pelo menos parcialmente por objetos virtuais b os objetos devem funcionar como as Interfaces de acesso s informa o que encapsulam 1 e cada objeto guarda as informa es que lhe s o pertinentes c parte das informa es cr ticas 1 e de especial interesse para o usu rio devem estar prontamente dispon veis medida que se interage com o modelo d os modelos devem mesclar representa es ic nicas e dados para permitir uma identifica o r pida de a es a serem tomadas e permitir a manipula o f cil de valor quantitativos e qualitativos Nos pr ximos cap tulos ser o examinados os modelos quantitativos usados para avaliar solu es de arranjo f sico como eles podem ser incorporados aos modelos icOnicos e como s o usados no processo de projeto 67 3 MODELOS SIMB LICOS E AVALIA O DE ALTERNATIVAS DE ARRANJO F SICO Neste cap tulo s o apresentadas as caracter sticas dos modelos matem ticos computacionais usados para avalia o de alternativas de arranjo f sico Modelos e m todos se confundem uma vez que os m todos utilizam formula es matem ticas para quantific
186. ompara o das alternativas geradas pelo grupo de projeto de arranjo f sico industrial 1 2 Justificativas Apesar do impacto das mudan as nos processos organizacionais grande parte das pesquisas sobre arranjo f sico ainda tem seu foco na resolu o de um problema sistem tico tal como formulado tradicionalmente pois os pesquisadores em sua maioria t m seu foco de interesse em otimiza o Do ponto de vista do ferramental utilizado v rios tipos de modelos foram desenvolvidos ao longo do tempo e foram aplicados ao problema Apesar de alguns deles n o terem sido desenvolvidos para esse fim puderam apoiar as atividades de desenvolvimento e an lise de alternativas de arranjo f sico Os tipos de modelos mais empregados foram modelos ic nicos e maquetes e os modelos matem ticos de otimiza o e simula o Esses modelos tornaram se mais complexos medida que o conjunto de conhecimentos mobilizados para projetar uma Instala o industrial tornou se maior O advento dos computadores tamb m contribuiu com a possibilidade de desenvolvimento de novos tipos de modelos e novas formas de manipula o das solu es at mesmo em tempo real e a longas dist ncias Apesar disso as ferramentas computacionais para o desenvolvimento de arranjos f sicos ainda apresentam caracter sticas das antigas ferramentas o que dificulta o aproveitamento das possibilidades oferecidas atualmente pela tecnologia computacional H necessidade de ferr
187. omputerized Utiliza as rela es qualitativas LEE amp MOORE 1967 Relationship Layout da Carta de Rela es SEPONNEN 1969 MOORE Planning CORELAP 8 Preferenciais 1971 Interactive CORELAP ALDEP Automated Layout Construtivo e qualitativo visa SEEHOF amp EVANS 1967 Design Program minimizar a dist ncia entre departamentos DA Deltahedron Utiliza um grafo com forma de WATSON et al 1995 Approach deltaedro planar QUADRO 3 M todos exatos e heur sticas baseadas em rela es de adjac ncia continua 71 Descri o Referencias SPIRAL Utiliza uma estrutura de grafos GOETSCHALCKX 1992 formando um ret culo triangular Utiliza teoria dos grafos e MONTREUIL et al 1987 programa o inteira QUADRO 3 M todos exatos e heur sticas baseadas em rela es de adjac ncia continua o CRAFT Computerized Melhoramento de uma solu o BUFFA et al 1964 HICKS e Relative Allocation of inicial atrav s da troca de COWEN 1976 JOHNSON Facilities Technique posi es entre pares de 1982 CRAFT M SPACECRAFT departamentos que tenham a mesma rea ou sejam vizinhos entre si HILLIER Divis o da rea total em uma HILLIER amp CONNORS 1966 grade homog nea PLANET Plant Layout Usa dados de fluxo da carta De APPLE amp DEISENROTH Analysis and Evaluation Para 1972 Technique MAT Modular Allocation Minimiza o da soma de EDWARDS et al 1970 Technique produtos de dois conjuntos
188. ongo do eixo Z 177 A Figura 5 48 mostra um processo de discuss o em que os participantes do grupo de projeto podem discutir um determinado arranjo Al m disso podem mud lo simplesmente tocando na tela e arrastando o objeto Uma restri o nesse aspecto a impossibilidade de executar diversas altera es simultaneamente uma vez que o dispositivo apontador utiliza as funcionalidades do mouse que apenas um Em fun o disso cada usu rio deve esperar a sua vez para poder executar uma altera o do arranjo Apesar disso com esse tipo de interface os usu rios t m a percep o de estarem atuando diretamente sobre a solu o e n o com um computador o que pode permitir que mais pessoas interajam com o arranjo f sico e n o apenas a pessoa que opera o computador Figura 5 48 Discuss o de altera es do modelo realizadas no pr prio modelo 5 6 Futuros desenvolvimentos do prot tipo O prot tipo desenvolvido visou testar a implementa o do formalismo baseado em entidades e relacionamentos e portanto n o incorpora todas as funcionalidades desejadas para o projeto de arranjo f sico Apesar disso h alguns desenvolvimentos que poder o ser 178 implementados como expans es das classes definidas no formalismo A seguir s o apresentados alguns desses desenvolvimentos futuros 5 6 1 Vis o hier rquica e agrega o Para implementar o mecanismo do detalhamento sucessivo e tamb m o seu oposto o de abstra
189. or eles e n o s o adequadas para usu rios n o especializados em arranjo f sico Figura 2 18 Gabaritos modelos de boa qualidade PEMBERTON 1977 Figura 2 19 Gabaritos modelos simplificados PEMBERTON 1977 27 Figura 2 20 Gabaritos tridimensionais comerciais usados para representar os arranjos f sicos APPLE 1977 p 399 Figura 2 21 A sofistica o dos gabaritos tridimensionais permitia a cria o de verdadeiras maquetes do arranjo f sico PEMBERTON 1977 Dada a complexidade dos modelos em alguns deles praticamente imposs vel identificar os gabaritos que s o facilmente vistos como verdadeiras obras de maquetaria como mostram as Figuras 2 21 2 22 2 23 e 2 24 28 ido ATE E Figura 2 22 Modelo de um sistema de ar condicionado de dois andares TOMPKINS amp WHITE 1984 p 651 Figura 2 23 Modelo de um AS RS sistema de armazenagem e recupera o autom tica TOMPKINS amp WHITE 1984 p 650 29 Figura 2 24 Sistema de tratamento de refugos para uma planta de processamento de la TOMPKINS amp WHITE 1984 p 651 Ao observar os gabaritos mostrados percebe se que eles apenas representam os equipamentos e pessoas N o h explicita o das reas necess rias para utiliza o do equipamento Al m da geometria dos equipamentos os gabaritos principalmente os bidimensionais cont m informa es para identifica o e caracteriza o MUTHER 1976 lista as In
190. ores fez com que eles fossem utilizados para facilitar a representa o de solu es de arranjo f sico As representa es 42 bidimensionais Figura 2 39 foram as primeiras a serem transpostas para o uso em computadores notadamente atrav s do desenvolvimentos do conceito e de programas computacionais de CADD Desenho e Projeto Auxiliado por Computador Com a evolu o dessas ferramentas que se tornaram mais poderosas e amig veis as representa es tridimensionais tamb m se tornaram mais comuns com maior ou menor capacidade de representa o dos detalhes do arranjo fisico
191. orma Regulamentadora 17 1996 que trata de ergonomia Outro exemplo o da considera o de quest es relativas ao ambiente natural como por exemplo as da ISO 14000 Isso tamb m alerta para a necessidade de se questionar os modelos de determina o de arranjo f sico centrados basicamente no c lculo de fluxo de materiais Ap ndice A A incorpora o de fatores de desempenho outros que n o simplesmente econ micos pode levar a um aumento da legitimidade dos modelos de simula o e a sua valida o junto aos seus usu rios no ambiente da empresa No entanto isso leva novamente necessidade de incorporar no modelo novas tecnologias que implicam no aumento da complexidade bem como na necessidade de novas t cnicas para modelagem em simula o Por exemplo a incorpora o do impacto da atividade dos operadores sobre sua estrutura corp rea implica na necessidade de que os simuladores sejam capazes de representar tridimensionalmente os corpos do operador os movimentos de seus membros o consumo energ tico o impacto esperado dos movimentos sobre os m sculos Pode se presumir que as dificuldades para modelar as consegii ncias ps quicas seriam ainda maiores Por outro lado com a globaliza o e a alta atratividade dos mercados financeiros h uma press o sobre os gerentes por resultados econ micos e a justifica o dos Investimentos Se por um lado dif cil incorporar tecnologias como an lise de fatores ergon micos nos
192. os empregados t m um papel de media o limitado s formas tradicionais de uso onde os modelos utilizados s o estanques e tratam de partes espec ficas do problema Geralmente esses modelos s o utilizados como forma de avalia o de alternativas concebidas em outro meio e s o realizadas atrav s de diferentes meios plantas maquetes f sicas maquetes digitais e de cen rios elaborados pelos ergonomistas Para PERRY amp SANDERSON op cit artefatos formam uma parte do processo de design do produto e ao mesmo tempo orientam os participantes quanto ao aspecto cooperativo do trabalho deles De forma mais espec fica em rela o s ferramentas computacionais sugerem que sejam suficientemente flex veis para suportar tanto a determina o da posi o de uma etapa no processo assim como a identifica o de quem tenha atuado sobre ele Esse aspecto documental do processo de design tamb m defendido por LAMONDE et al 2001 em projetos complexos e interativos como os ergon micos 4 4 1 Modelagem de sistemas de produ o Modelos de simula o s o importantes como ferramentas para estabelecer uma rela o entre investimentos em tecnologia e retorno sobre esse investimento A simula o tem a capacidade de considerar uma s rie de fatores que agem simultaneamente e de apresentar adequadamente os resultados para an lise Isso nem sempre poss vel usando outros m todos tradicionais Muitos modelos otimizantes t m baixo d
193. ourna ism 18 E F Ea Butler Lerner a oh neag i hy E a sa Figura 2 59 Acesso a informacoes disponibilizadas em ambiente de realidade virtual aumentada BELL et al 2001 Uma outra forma de tentar superar as dificuldades de manipula o de arranjos f sicos representados digitalmente foi o sistema baseado no que foi chamado de interfaces naturais apresentado a seguir 2 9 2 Interfaces naturais para manipula o de arranjos fisicos A partir da teoria da regula o da a o desenvolvida por Hacker 1994 FJELD et al 1999 desenvolveram uma forma de intera o entre humanos e computadores com aplica o ao desenvolvimento de arranjo f sico que privilegia gestos naturais que dispensam o uso de dispositivos como mouse e teclado A Figura 2 60 mostra o modelo de Intera o seguido 61 A partir da defini o de uma tarefa o usu rio pode definir uma meta planejar as a es que poder o lev lo a atingi la agir e observar os resultados da sua a o e ent o reiniciar o processo Descri o da tarefa Defini o da Meta Defini o da Meta Percep o amp A o Controle com feedback Planejamento A o observ vel Figura 2 60 Interface com o usu rio onde a percep o e a a o coincidem Quando as a es est o intencionalmente ligadas s metas estabelecidas temos um comportamento chamado de pragm tico Quando as a es t m um car ter meramente e
194. oximidade lt objl gt lt obj2 gt lt valor gt A seguir mostrada uma regra Figura 5 41 que testa todas as dist ncias entre os objetos que possuem algum tipo de rela o de proximidade entre si Se o valor for maior 172 do que 10m e se a rela o de proximidade for do tipo A ser impressa uma mensagem para que o usu rio aproxime esses objetos defrule DistanciaMaxima relacao distancia al a2 d Parte condicional relacao proximidade al a2 r and gt d 5 0 r A gt assert acao aproximar areas al a2 printout t Aproximar as reas al a2 pois e absolutamente necessario que estejam proximas uma da outra Figura 5 41 Regra para verificar a dist ncia m xima entre dois objetos Para que a regra seja executada todas as condi es devem ser satisfeitas a deve existir uma rela o de dist ncia b deve existir uma rela o de proximidade e c a dist ncia deve ser maior do que 5 e a rela o deve ser do tipo A Se 1sso for verificado no modelo ser o tomadas as a es a cria o de um fato indicando a a o de aproximar as os objetos envolvidos e b impress o de uma mensagem para o usu rio 5 4 4 2 Sugest o de aquisi o de equipamento A regra mostrada na Figura 5 42 sugere a implanta o de uma esteira entre dois equipamentos se o fluxo aumentar demasiadamente gt 100 0 Para ser disparada deve estar presente no SE um fato que des
195. p s isso os recursos de intelig ncia artificial e a cinem tica invertida ir o fazer com que o manequim pegue o objeto mesmo em movimento 56 2 9 Interfaces baseadas em realidade virtual e potencial de uso para softwares de projetos de instala es industriais A Realidade Virtual n o possui uma defini o consensual mas pode ser entendida como uma forma avan ada de intera o com representa es da realidade t o complexas como ela geradas e mantidas por sistemas computacionais NETTO et al 2002 As t cnicas de RV pretendem que as sensa es multi sensoriais do indiv duo levem no a crer que est imerso em um outro mundo que n o a sua realidade o que exige al m de mecanismos de manipula o do modelo sistemas que estimulem os sentidos do usu rio H algum tempo se procura identificar as possibilidades de uso da realidade virtual em aplica es industriais tanto de softwares espec ficos como de produtos comerciais Tamb m a ind stria da divers o eletr nica tem sido considerada como um fator importante para a evolu o dessas ferramentas contribuindo com aprimoramentos como a sincroniza o de som e a o b aumento do grau de interatividade c cria o de elementos aut nomos que atuam sem a necessidade de interfer ncia do usu rio d ferramentas para coleta de informa es com altos graus de intelig ncia em ambientes espaciais naturais Apesar dos sistemas imersivos em que o indiv duo se sen
196. para que o mesmo imprima essas informa es Figura 5 36 Todos os atributos mostrados podem ser usados em regras no modelo Comando gt Comando Figura 5 38 Envio de mensagem de impress o para um dos objetos send 0EJ 15 print OBJ 15 de BJ EMPILHADEIRA i nome Empilhadeira fad 15 Tipo bo CE Movimentador sim Capacidade 7 0 Recursos 1 Custo de Investimento 6225 Custo Comb En Manut 2 35 iCusto do Operador 35 25 Disponibilidade 1920 0 Tempo de Carga e Descarga 1 0 velocidade 18 88 Eficiencia 0 0 Como exemplo ser criada uma regra que verifica se o aspirador esta presente no arranjo f sico Para 1sso digitado o comando mostrado na Figura 5 39 Comando defrule aspirador ok 7 object is a 0B ASPIRADOR Parte condicional assert aspirador oki o Aces Figura 5 39 Cria o de uma regra para determinar a presen a de um equipamento Se o aspirador estiver presente essa regra cria um fato que uma declara o na forma aspirador ok Fatos juntamente com objetos podem ser testados na parte condicional de regras Sempre que uma parte condicional satisfeita as regras s o ativadas e eventualmente disparadas executando as Instru es da parte das a es da regra Para testar essa regra Figura 5 40 fazemos a m quina de infer ncia do sistema especialista analisar os fatos objetos e regras com o comando run O resultado a
197. parecer na forma de fatos e mensagens impressas na tela 171 Comando run Comando facts t l aspirador ok FL 1 00 Para um total de 1 fato Comando gt Figura 5 40 Executando a m quina de infer ncia Observe que foi criado o fato esperado uma vez que o arranjo f sico ja possui o aspirador A regra apesar de simples pode ser usada no momento da compara o de dois arranjos que podem diferir pela presen a de determinados equipamentos No momento do estabelecimento de rela es entre os objetos s o tamb m criados fatos que descrevem a exist ncia dessas rela es que podem ser consultadas atrav s de regras Com isso poss vel implementar restri es verificar condi es etc A seguir s o apresentadas algumas regras que podem ser implementadas no modelo 5 4 4 1 Regra para verifica o de dist ncia m xima entre equipamentos A regra a seguir sugere a aproxima o de reas distantes que mantenham uma rela o do tipo A ou seja uma situa o em que absolutamente necess rio que as reas estejam pr ximas uma da outra Isso poss vel pois o sistema cria automaticamente fatos que descrevem a dist ncia entre os objetos quando s o criadas as rela es de proximidade como mostrado na Figura 5 34 A rela o de dist ncia possui a seguinte forma rela o distancia lt objl gt lt obj2 gt lt valor gt J a rela o de proximidade expressa como um fato da forma relacao pr
198. permite que o usu rio acesse diretamente o sistema especialista e que possa executar outros comandos porventura implementados no sistema e Uma biblioteca de cones permite que os s mbolos usados nos diagramas de relacionamento sejam alterados 145 s gt fPlan FPlan1 TE Arquivo Editar Visualizar Janela Ajuda 0X Deu teea E Comandos o Rela es fh Estrutura Biblioteca Layout 8 Operador 11 Bancada Longa amp 13 Empilhadeira 15 Furadeira de Bancada 17 Maquina 4 fam 19 Torno E 21 Pallet gt l Empilhadeira Pallet Maquina 4 o Operador Furadeira de Bancada o o Torno gt Bancada Longa o o o Objeto Classe Nome Torno Fabricante Thomas de la Rue Potencia 1200 23 Geral 1 objeto selecionado Figura 5 11 Vista geral do prot tipo implementado computacionalmente 5 3 2 1 Os objetos e suas propriedades O ponto de partida para a implementa o do sistema para desenvolvimento de arranjo f sico o objeto e sua representa o O sistema de desenvolvimento de arranjo f sico deve permitir que eles sejam manipulados e que suas propriedades possam ser alteradas de modo que o usu rio possa manifestar parte de sua vis o de mundo Para esse fim no prot tipo foram desenvolvidas as vistas da estrutura e da biblioteca Figura 5 12 Na biblioteca Figura 5 12 a o usu rio seleciona os objetos que deseja Inserir no a
199. pode optar por concentrar se na an lise das rela es ou na altera o do arranjo f sico Para isso poss vel maximizar uma das janelas Figura 5 43 fazer as altera es e depois verificar os efeitos consultando o sistema de regras ou recalculando os fluxos quantitativos que dependem da disposi o dos objetos do arranjo 174 fPlan FPlan1 Arquivo Editar Visualizar Janela Ajuda Dt aeg id amp dk gt gt fPlan FPlan1 E JE Arquivo Editar Visualizar Janela Ajuda x Dt BPS weyrrerik OA ot Sn Ae Ss zB b Figura 5 43 Prot tipo pode ser usado em a na an lise l gica do arranjo ou na an lise e b gera o da solu o manual do arranjo O prot tipo foi desenvolvido com o objetivo de facilitar o processo de manipula o do arranjo f sico de uma maneira mais natural Para isso foi testado em dispositivo que possibilita aos usu rios mover com as m os os objetos do arranjo como mostrado a seguir 5 5 Teste do prot tipo com interface convergente O sistema usado para testar a manipula o direta dos objetos do arranjo f sico consistiu de um quadro branco sens vel ao toque em uma montagem simples Figura 5 44 Esse quadro mapeia os toques no quadro em a es no computador conectado ao mesmo Dessa forma um toque na tela do quadro corresponde ao clique do bot o esquerdo do mouse Os efeitos das a es induzidas no computador s o continuamente projetadas no quadro branco
200. pol ticas operacionais e estrat gias de produ o predefinidas e que est o focadas na minimiza o da dist ncia percorrida e custo de manuseio de materiais Simular antes produz arranjos que s o eficientes e realistas Fornece estimativas precisas do fluxo para a otimiza o do arranjo f sico e Criar um novo arranjo f sico para um sistema que apresenta demanda ou comportamento aleat rio e Criar um novo arranjo f sico para um sistema que apresenta intera es complexas e s principais pol ticas operacionais ou tecnologias n o s o predeterminadas ou precisam ser justificadas e A simula o usada para gerar valores aleat rios de fluxo para serem usados nos algoritmos tradicionais e Remover os congestionamentos e gargalos tem maior prioridade do que minimizar a dist ncia Indicado para casos com incertezas e onde os objetivos s o a justifica o da estrat gia de produ o e melhorar os par metros operacionais do arranjo f sico QUADRO 9 Compara o das duas formas de uso conjunto das rotinas tradicionais de arranjo f sico e Simula o Adaptado de ALEISA amp LIN op cit continua 84 A experi ncia do autor em projetos de instala es industriais tem mostrado que essas duas situa es s o extremas e que verificada a exist ncia de um ciclo de atividades de arranjo f sico e de an lise com simula o Dois exemplos disso s o a Em alguns casos resolver problemas operacionais
201. pr ticas sofrem uma s rie de influ ncias do ambiente e que concorrer o com as prescri es do modelo institucionalizado pela manifesta o no real Ou seja as pr ticas reais ser o o produto do embate sob certas condi es entre modelos de a o e as possibilidades oferecidas pelo ambiente inclu da a a tecnologia real disponibilizada O escopo desse embate pode ser o do projeto das instala es da unidade industrial da empresa do ramo da ind stria etc Modelo Modelo institucionalizado Constru o do modelo Leaitimidade Ss Condi es locais refor o Resultados aceit veis Ambiente Econ mico Social Cultural Figura 4 3 G nese e difus o de modelos Modificado de ZILBOVICIUS 1999 117 Modelos desenvolvidos atrav s de estudos de simula o mesmo que contando com o reconhecimento institucional s o apenas modelos de a o modelos de tecnologia que ser o realizados de forma parcial ou pelo menos de forma diferente Se por um lado o aumento do detalhamento do modelo n o assegura a veracidade dos resultados por outro h a explicita o dos condicionantes tecnol gicos postos em confronto com os condicionantes ambientais n o redut veis l gica do desempenho econ mico Como ferramentas de apoio decis o esses elementos t m que ser explicitados no modelo para que o decisor exercite suas capacidades considerando ent o uma riqueza maior do cen rio sob o qual a necessidade de decis
202. presenta es mais precisas e detalhadas O tema do que deveria ser representado tamb m se altera de vis es gerais da f brica e equipamentos a representa es detalhadas de seus componentes l cito pensar que tanto as tecnologias de transforma o e manufatura quanto as de representa o evolu ram agregando novos elementos aos existentes anteriormente em um processo chamado por USHER 1993 p 101 de s ntese cumulativa O aumento da precis o e do detalhamento dessas representa es atingiu um grau que passou a permitir a constru o de um novo equipamento e at uma nova f brica a partir de uma representa o e n o a partir de uma outra f brica existente As 17 representa es passam a demonstrar a preocupa o com as regras usos e costumes da atividade medida que passam a ser dirigidas audi ncia mais restrita dos construtores fabris e de equipamentos Figura 2 7 Cd Figura 2 6 Torno de Besson para abrir roscas de parafusos c 1568 USHER 1993 p 470 18 7 tt as A li g to 1 E E E ri en er E o see eee SS a E E a a a E E HUTT 18 SE cep dep Second Fa Figura 2 7 Arranjo f sico de um moinho de cereais de 3 pavimentos projetado em 1795 por Thomas Ellicott MOORE 1962 p 5 2 2 Representa es decorrentes das t cnicas de arranjo f sico As representa es usadas no desenvolvimento de arranjo f sico tiveram uma evolu o bastante acentua
203. que a inspe o do ve culo ocorra necess rio que haja entidades espera de Joe e que a entidade representante de Joe esteja em seu estado inativo Ocioso Ap s a Inspe o se houver necessidade de uma rampa o que ocorre em 30 dos casos o cliente retorna ao in cio do processo Em 70 dos casos o cliente atendido e espera pela atividade Instala o Depois disso as entidades entram novamente em um estado inativo espera do Controle de Qualidade Depois dessa atividade 10 dos casos necessitar o de uma nova Instala o enquanto 90 seguem para a fila de espera pela atividade Pagar Finalmente a entidade que representa o cliente volta ao Exterior enquanto a entidade que representa Joe volta ao estado cioso A modelagem no ACD observa apenas as atividades e sua sequ ncia N o h a representa o dos recursos e consequentemente das rela es entre eles Al m disso exigido que os estados ativos e estados inativos se intercalem o que obriga a coloca o do estado Inativo Dummy mostrado na Figura 3 7 e que n o existe no sistema representado pelo modelo As porcentagens referem se s quantidades de entidades que seguem para o estado seguinte Atualiza es dessa t cnica incluem a possibilidade de modelos hierarquizados KIENBAUM amp PAUL 1994 e o uso da linguagem XML EXtendable Markup Language GIL amp HIRATA 2003 Pode se concluir que essa forma de representa o n o pode ser usada de forma adequada par
204. r s os Montes e Alto Douro BROOKS Simulation and Modeling Software Dispon vel em j lt http www brookssoftware com pages 67_simulation_and_modeling cfm gt Ultimo acesso em 12 dez 2006 194 BUCCIARELLI L L Project oriented learning as part of curriculum development In Industrial Ecology NTVA Seminar and Workshop 3 Trondheim 1998 Anais 1998 Disponivel em lt http www indecol ntnu no indecolwebnew publications articles 1 NTVA98ProjectBucciarelli pdf gt ltimo acesso em 29 ou 2006 Designing Engineers Cambridge Massachussets MIT Press 1994 o An ethnographic perspective in engineering design In Design Studies n 9 p 159 168 1988 BUFFA E S ARMOUR G C VOLLMANN T E Allocating facilities with CRAFT In Harvard Business Review v 42 n 2 1964 p 136 158 BURKARD R E Quadratic assigment problems In European Journal of Operational Research n 15 1984 p 283 289 RENDL F A thermodynamically motivated simulation procedure for combinatorial optimization problems In European Journal of Operational Reserach n 17 1984 p 169 174 BURNS C M VICENTE K J A participant observer study of ergonomics in engineering design how constraints drive design process In Applied Ergonomics n 31 2000 p 73 82 CALVIN J O WETHEARLY R An introduction to the high level architecture HLA runtime infrastructure RTI Disponivel em lt j http dss ll mit edu dss web 96
205. r exemplo linear exponencial senoidal Figura 5 59 etc O raio de alcance do campo depende dessa fun o de amortecimento escolhida ou de um raio limite Figura 5 59 Alguns tipos de campo a linear b exponencial negativo e c senoidal Os campos podem tamb m assumir outras formas como as poligonais c nicas etc Assim como servem para determinar a presen a de objetos como extintores de inc ndio os campos podem ser usados no projeto do posto de trabalho ao permitirem que se analise a presen a de objetos ao alcance do operador ou do seu campo visual Isso poderia ser feito utilizando relacionamentos mas implicaria na necessidade de explicitar cada um dos relacionamentos Al m disso permite que sejam analisadas as interfer ncias entre os postos de trabalho como mostrado na Figura 5 60 186 Figura 5 60 Interfer ncia entre campos de influ ncia 5 6 7 Um editor visual de regras No est gio atual de desenvolvimento as regras devem ser editadas manualmente em um editor de textos para serem carregadas no sistema especialista ou digitadas diretamente no prompt de comandos Isso um empecilho grande pois dificulta sobremaneira o uso mesmo por parte de pessoas acostumadas com a sintaxe das regras Para superar isso o prot tipo deve possuir um editor visual de regras que facilite a visualiza o e edi o dessas regras Basicamente o editor deve possibilitar acesso aos objetos e seus atributos bem como aos dem
206. ram criadas para representar a segii ncia dos processos Quanto gera o de novas solu es de arranjo f sico n o permitem facilmente a altera o do arranjo para a cria o de novas alternativas Essas ferramentas contribuem para a an lise das solu es de arranjo f sico ao permitirem a an lise dos processos de produ o que ocorrer o em uma solu o dada Isso implica em grande esfor o de modelagem uma vez que as novas alternativas t m que ser modeladas novamente a cada altera o importante no arranjo f sico 93 3 3 Fatores importantes para programas computacionais para o desenvolvimento de arranjo f sico 3 3 1 Caracteristicas gerais Torres 2001 prop e a integra o das ferramentas computacionais existentes como forma de obter uma ferramenta adequada para o projeto de instala es Industriais O uso de ferramentas integradas permite evitar p 122 4 e perda de informa es na transfer ncia de arquivos entre as ferramentas e incapacidade ou dificuldade para representa o adequada e nica dos centros de produ o e dificuldades de comunica o entre os diversos modeladores e duplica o de esfor os e exist ncia de hiato temporal entre o desenvolvimento da representa o em cada uma das ferramentas e inexist ncia de fun es de controle de vers es de alternativas e seus respectivos arquivos e aus ncia de relat rios integrados e inexist ncia de uniformidade nas representa es
207. rando aumento significativo do volume de produ o em etapas sucessivas de expans o An lise da log stica interna a uma das f bricas e da movimenta o dos modais rodo e ferrovi rio no interior da planta Projetar uma nova f brica para receber as duas f bricas existentes em uma nova rea Balan o de massa para considerar expans o de capacidade QUADRO 1 Projetos desenvolvidos em v rios tipos de ind stria pelo grupo SimuCAD Nesses projetos al m de participar ativamente da gera o de alternativas de arranjo f sico o papel desempenhado pelos integrantes do grupo de pesquisa foi fazer a media o e apoiar a tomada de decis o utilizando os m todos e ferramentas computacionais dispon veis para projeto de instala es produtivas Em todos esses projetos houve a participa o de especialistas de v rias reas como vendas e marketing manufatura ger ncia industrial e ger ncia de log stica Al m desses tamb m participaram consultores particulares clientes das empresas e de operadores de m quinas entre outros Os profissionais envolvidos nos projetos possu am graus diferentes de escolaridade e aportavam para os projetos informa es dos mais variados graus de detalhamento Os conhecimentos das reas dos participantes variavam por exemplo de detalhes de opera o de equipamentos a planos estrat gicos para horizontes de 10 anos A quantidade de informa es e interesses muitas vezes conflitantes exigiam
208. ransporte de materiais entre elas WILDE 1996 sugere o uso da Carta de Rela es Funcionais CRF Figura 2 30 uma varia o da CRP para representar rela es funcionais das reas de atividades Basicamente na CRF as reas s o avaliadas quanto a a objetivos da rea b interdepend ncia entre as reas c comunica o entre as reas e d treinamento e habilidades necess rias Figura 2 30 Carta de Rela es Funcionais WILDE 1996 Cada c lula da CRF exibe nos cantos Figura 2 31 os valores de cada um dos quatro crit rios de avalia o e no centro o valor total desses pontos Deve se observar que a CRF possui a forma da Carta De Para e pode usar seus dados mas expressa rela es qualitativas Al m disso os valores dos crit rios de avalia o podem ser diferentes considerando a rela o entre duas reas Por exemplo A x Be B x A Todas as reas s o 35 avaliadas quanto a esses 4 crit rios e ent o s o comparadas duas a duas formando uma matriz de relacionamento Treinamento Habilidades Objetivos Soma dos pontos Comunica o interdepend ncia Figura 2 31 C lula da CRF Carta de Rela es Funcionais WILDE 1996 Uma outra representa o que pode ser usada para exprimir graficamente tanto as rela es de proximidade quanto as de fluxo o chamado Diagrama de Relaciomento Figura 2 32 FLAT 2 al STOCK PRESSES Figura 2 32 Diagrama de Relacionamento MUTH
209. refa e nas regras fornecidas pelos m todos Elas s o o resultado tanto de julgamentos avaliativos como predicativos que resultam da percep o subjetiva desses dados A percep o 109 subjetiva transforma dados objetivos em padr es de informa o cheios de significado para o indiv duo O significado e a signific ncia ligados informa o s o pelo menos em parte influenciados pelos sentimentos e emo es do indiv duo Por causa deles serem altamente din micos somos levados conclus o que dois modos de procedimento n o podem ser similares mesmo se dados os mesmos atores em duas situa es similares 4 3 Vis es dom nios e restri es No in cio ou durante o processo de design surgem v rias restri es ou dificuldades que inviabilizam a ado o de uma determinada solu o Essas restri es podem tamb m se manifestar na forma de contrapartidas que impedem que se atinja o m ximo em todos os objetivos inicialmente tra ados para o projeto Como exemplos de objetivos gerais temos a satisfa o da fun o t cnica a consecu o da factibilidade econ mica e a observ ncia das necessidades de seguran a tanto para humanos como para o meio ambiente PAHL amp BEITZ 1986 p 45 As restri es e dificuldades podem ser impostas conscientemente pelos participantes do projeto mas podem ser identificadas durante a tentativa de agir sobre a realidade com o intuito de domin la utilizando as t cnicas disponibiliza
210. rivado da classe CDigrafo para modelar as a es de trabalho a serem executadas pelo manequim 5 6 6 Rela es multidimensionais o conceito de campo de influ ncia As rela es que podem existir nos arranjos f sicos n o seguem necessariamente a forma de uma linha como no caso de troca de materiais por exemplo A influ ncia de uma rea de atividade ou simplesmente de um equipamento pode se dar em todas as dire es definindo uma rea ou volume afetado por aquela influ ncia Nessa nova modalidade de relacionamento entre reas de atividade a influ ncia deixa de ser bin ria estabelecida apenas entre dois elementos e passa a se estender por todos os elementos espalhados em um campo de influ ncia Exemplos t picos s o o ru do calor e ilumina o Para permitir a representa o desses fatores proposto o conceito de campo de influ ncia 185 A cada ponto do espa o bi ou tridimensional influenciado pelo campo associa se uma quantidade ou Intensidade atrav s da defini o de um valor e de uma fun o de atenua o A intensidade do valor global para um determinado tipo de campo em um determinado ponto o resultado da considera o dos v rios campos colocados no arranjo f sico Assim por exemplo pode se avaliar a criticidade de um determinado local em termos de calor vibra o ru do exist ncia ou n o de extintores de inc ndio poeira etc A fun o de atenua o pode ter v rias defini es como po
211. rranjo Na parte superior da vista s o exibidos os objetos dispon veis para o usu rio e na parte Inferior os seus atributos previamente definidos em um arquivo XML Ap ndice B Ao selecionar e inserir um objeto da biblioteca o usu rio cria na mem ria do computador uma inst ncia da classe que define Objeto Essa inst ncia l as informa es do arquivo que lhe serve de gabarito para determinar sua apar ncia no modelo de relacionamentos e no modelo tridimensional Nesse momento s o tamb m criados os objetos 146 componentes de Objeto como os Atributos e a Forma2D O objeto ent o adicionado a lista de objetos do modelo th Estrutura Biblioteca E T mag 18 wrl mag 17 wrl magd19 wrl i A v Nome Maquina 20 Fabricante Thomas de la Rue Potenda 1200 25 Consumo de Agua 600 Nome do objeto na biblioteca a ti Estrutura Biblioteca Layout E 8 Operador 11 Bancada Longa 13 Empilhadeira E 15 Furadeira de Bancada E 17 Maquina 4 o 5 forro G 21 Pallet Objeto 19 Classe Torno Nome Torno Fabricante Thomas de la Rue Potencia 1200 23 Geral b Figura 5 12 Vistas usadas para implementar a o acesso biblioteca de objetos e b a edi o de seus atributos Depois de inserido os atributos do objeto podem ser alterados na lista de atributos mostrada na Figura 5 12 a Sempre que um dos objetos selecionado em uma das vistas do prot tipo seus atri
212. s reas WC9 e WC10 Fonte CIMTECHNOLOGIES 1995 p 36 WTI popacoogcid DOCODODCOo SS PRS SERS FPP Es E eu em FING Figura 2 47 Passo 2 para altera o de arranjo no Factory mover as rea de atividade WC1 e WC7 Fonte CIMTECHNOLOGIES 1995 p 37 popooppgpn JUDDDCOCDDO ala r ajajaja a n a mim mul ajia aj jm FNG MREP WiP fee um ue os ue o fue a om ie 1 PR Figura 2 48 Passo 3 para altera o de arranjo no Factory recolocar as reas de atividade WC9 e WC10 no interior da edifica o Fonte CIMTECHNOLOGIES 1995 p 38 51 Ap s a altera o do arranjo fisico os m dulos de c lculo de fluxo e de otimiza o apresentam os resultados da modifica o e geram relat rios como o mostrado na Figura 2 49 Al m disso s o desenhadas linhas de fluxo que representam a intensidade do fluxo atrav s da sua espessura Figura 2 50 Para calcular esses fluxos s o usados os seguintes dados a Quantidade de produtos b Tipos de pe as e submontagens c Dados sobre as rotas dessas pe as origem destino dispositivo de manuseio quantidade transportada d Dados dos dispositivos de manuseio custos fixos e vari veis disponibilidade velocidade e efici ncia e e Dados sobre m quinas capacidade disponibilidade e taxa de refugo Os c lculos realizados pelo software Factory encontram se detalhados no Ap ndice A COMPANY NAME ACME PROJECT NAME
213. s 50 m2 e Produtos Acabados 150 m2 Essa hierarquia deve ser mostrada no prot tipo na estrutura em forma de rvore mostrada na Figura 5 51 ro Estrutura Layout 5 acabamento 8 G 4 Linha Gi 5 Dep sito de Componentes ES 6 Produtos Acabados Figura 5 51 rvore hier rquica dos objetos Da mesma forma que a agrega o funciona para os objetos deve funcionar tamb m para as rela es quantitativas Figura 5 52 Fluxo Agregado Figura 5 52 Agrega o dos atributos dos fluxos 180 Quando definida uma rela o com essa caracter stica de agrega o ela representa a soma ou outra fun o de agrega o dos atributos das rela es do n vel Inferior 5 6 2 Implementa o de algoritmos de otimiza o de arranjos fisicos Para permitir o rearranjo autom tico das reas o prot tipo deve possuir algoritmos que permitam um ajustamento do tamanho e forma dos objetos de modo a obter um melhor aproveitamento do espa o dispon vel Figura 5 53 Tradicionalmente esse tipo de algoritmo construtivo como o CORELAP n o considerava a exist ncia dos objetos no interior das reas Com a utiliza o de um modelo ic nico detalhado isso poss vel Figura 5 53 Ajuste autom tico de reas Para que isso possa acontecer de forma satisfat ria o programa deve ser capaz de identificar que v rios conjuntos de linhas representam as reas e ser capaz de identificar uma sobreposi o de re
214. s ane sivas loss boca deca A 151 Figura 5 22 Esquema da agrega o de v rtices e arcos em um grafo direcionado 152 Figura 5 23 Exemplo de associa o de atributos criados pelo usu rio e os valores usados no car Wod e mate aS easier ir ii NS Rd 154 XVIII Figura 5 24 Exibi o dos fluxos depois de efetuados os c lculos da classe CRIUXODE Materialerne biden ateareiaasarhiGent deste dass ga R Saad 154 Figura 5 25 A possibilidade de uso de express es probabil stica permitiu o desenvolvimento de um Sin lador de Monte CarlO saga isso neo ER E 156 Figura 5 26 Introdu o de um produto ssrin ana sara teenies cd ma RU T 158 Figura 5 27 Coloca o dos objetos do processo do produto 1 ou eeeessseeeeseeeeeeeeeeeeees 159 Figura 5 28 Disposi o dos objetos no arranjo fisico cccccccceccccceeeeeeeeceeeeceeeaeeeesceeeeeaaas 159 Figura 5 29 Os objetos do arranjo sob estudo e E E 160 Fig r 3 30 Arranjo Inicial idos ODjCLoss ae apr os ieecaas bet tns tices east een aaa EA Aa 160 Figura 5 31 Quatro funcion rios operam o processo e a empilhadeira transporta os pallets O a e E E aes 161 Figura 5 32 Relacionamentos de fluxo para o exemplo ee erre 162 Figura 5 33 Inclus o de atributos nas rela es de fluxo da freqii ncia e custo 163 Figura 5 34 Exemplo de relat rio gerado pela an lise de fluxo de materiais 165 Figura 5 35 Linhas de
215. s de sa da Mesmo em programas computacionais que seguem essa mentalidade a representa o da rela o de proximidade mesmo que poss vel n o ser atualizada caso se mude de lugar um dos blocos l gicos do modelo uma vez que os simuladores de system dynamics consideram apenas algumas rela es e elementos fixos n o permitindo a expans o dos elementos manipul veis pelo software Figura 3 6 N o h uma rela o entre a posi o do bloco l gico no modelo e uma posi o no espa o f sico B E Cimes A 8 DE varejista amada A G vendas Semanais Chegadas Figura 3 6 Exemplo de modelo constru do usando o software de Systems Dynamics chamado Stella ISEESYSTEMS 2006 As setas e fluxos mostrados na Figura 3 6 servem apenas para indicar o uso da vari vel em outro bloco e n o informa es de intensidade Por exemplo ao se clicar sobre Pedido no quadro Varejista da Figura 3 6 tem se acesso f rmula que define o tamanho do pedido Meta de Estoque Estoque de Cerveja Pedido Vendas _ Semanais Assim a seta que liga Estoque de Cerveja a Pedido apenas indica o uso da primeira pela segunda vari vel e n o uma poss vel intensidade de fluxo Da mesma forma 89 Chegadas representa apenas a transfer ncia de quantidades entre Cerveja em Transito e Estoque de Cerveja Pode se concluir portanto que as aplica es de programas computacionais de din mica de sistemas prestam se apenas para an lises de balan
216. s de simula o por mais forte que seja o apelo da imagem de resolu o de problemas de forma racional determinista da l gica modernista se da sob uma s rie de influ ncias ambientais e temporais contingenciais Como exemplos temos a press o do contratante por resultados r pidos a partir do modelo e a inutiliza o de um modelo por conta de decis es gerenciais abruptas Durante o processo de desenvolvimento de modelos de simula o os analistas de sistemas produtivos enfrentam uma s rie de dificuldades de modelagem M ZILBOVICIUS 1999 apresenta uma discuss o sobre a g nese l gica e a difus o de modelos de organiza o da produ o que pode ser aplicada constru o de modelos de simula o e 116 que permite entend las Por modelo entenda se o modelo conceitual e seu correspondente computacional desenvolvido e modificado pelo analista de sistemas produtivos a partir de pr ticas encontradas no sistema real realidade O terceiro elemento o ambiente econ mico social e cultural sob o qual se desenvolve a realiza o das pr ticas e a constru o do modelo Figura 4 3 A intera o entre as pr ticas e o ambiente explicita a a a o dos fatores do ambiente sobre as pr ticas atrav s da aceita o rejei o dos resultados produzidos e das pr ticas em si e b o efeito de condi es locais e mecanismos de refor o para que as pr ticas legitimadas se perpetrem Esse tipo de intera o mostra que as
217. s fatores importantes s o classificados por ordem de Import ncia e avaliados para cada alternativa Atrav s da compara o entre esses 69 fatores quantitativos ou qualitativos seleciona se uma das alternativas como a melhor 7 Classifica o de fatores As alternativas s o ordenadas de forma decrescente para cada um dos fatores considerados A melhor recebe o n mero 1 e as demais recebem um n mero maior 8 Pr s e contras Simplesmente listando paralelamente os pontos a favor e contra de cada uma das alternativas Al m desses m todos a simula o de sistemas BANKS 1998 assume um papel de destaque na avalia o de alternativas de arranjo f sico pois pode considerar diversos aspectos de uma solu o de arranjo f sico sujeitos s varia es aleat rias dos sistemas reais Dada sua import ncia essa t cnica ser abordada em mais detalhes na se o 3 2 A partir do estabelecimento dessas formas de avalia o elas podem ser implementadas computacionalmente usando t cnicas como programa o linear e outras solu es matem ticas No entanto h a necessidade de se estabelecer o consenso sobre qual forma a mais adequada e como seus resultados ser o avaliados A obten o dos arranjos atrav s dessas t cnicas depende de tr s tipos de informa es a as informa es num ricas ou quantitativas como o espa o necess rio ocupado por uma rea de atividade e a intensidade de fluxo entre as
218. s poder o ter sucesso para representar a estrutura tecnol gica sob a qual as atividades se desenvolver o Entretanto nada dir o sobre os detalhes que ser o negociados no momento da execu o e que poder o contradizer os princ pios do modelo e poder o coloc lo em xeque O que n o est modelado que ter que ser adaptado para que o que foi considerado ocorra como planejado Um excesso de adapta es do sistema real pode descaracterizar a tecnologia que deu origem ao modelo Outra quest o levantada na intera o modelo pr ticas a da constru o do modelo a partir das pr ticas existentes Isso uma necessidade na medida em que se busca um alto grau de representatividade da realidade no modelo Modelos abstratos oriundos de outras situa es produtivas mesmo que legitimados ser o limitados nessa representa o Por outro lado a contraposi o de modelos abstratos o oriundo das pr ticas e o de pr ticas tidas como superiores pode levar a um modelo institucionalizado de maior desempenho No entanto para que se consiga um grau maior da qualidade das previs es esperadas do modelo necess rio que o analista de sistemas produtivos ganhe familiaridade com as especificidades do sistema real sob estudo para que possam ser acrescentados os detalhes ao modelo Os processos tecnologias de como fazer existem nas empresas em duas formas a a formal prescrita em manuais ou atrav s da cultura da empresa e a a sua forma real co
219. s seus crit rios 148 Figura 5 14 Vista do modelo tridimensional do arranjo f sico A interface tridimensional permite que o usu rio posicione o arranjo de modo que facilite a sua manipula o al m de aumentar a sensa o de realismo do modelo Essa no o de realismo importante tanto para a cria o do arranjo f sico como para a sua avalia o qualitativa O modelo tridimensional mantido por uma biblioteca gr fica chamada OpenInventor WERNECKE 1994a 1994b desenvolvida pela empresa Sylicon Graphics distribu da comercialmente e tamb m como c digo aberto A Openlnventor mant m uma cena organizada por um grafo de cena Cada n desse grafo representa um objeto gr fico uma matriz de transforma o etc Uma mol cula de gua por exemplo representada como um grafo da forma mostrada na Figura 5 15 149 Mol cula de gua o Oxig nio Hidrog nio 1 Hidrog nio 2 9 VS O v Pl sticoVerm Esfera 1 TranstHidro 1 Pl sticoBco Esfera 2 TranstHidro 2 Esfera 3 Figura 5 15 Representa o de uma mol cula de gua como um grafo de cena na OpenInventor No grafo representado na Figura 5 15 por exemplo o tomo de oxig nio constitu do por tr s n s a Esfera 1 que define uma esfera b PlasticoVerm que define um material que d a cor vermelha esfera e c Oxig nio que agrupa os dois n s anteriores O formato de arquivo definido pela OpenInventor para o exemplo encontra se no Ap
220. si o dos elementos do arranjo f sico e as m tricas de quantifica o Isso implica em que os algoritmos devem poder extrair diretamente os dados necess rios a partir de uma representa o icOnica W J DAVIS 1998 afirma que em geral o desempenho do sistema depois de Instalado inferior ao obtido pelo modelo devido a simplifica es feitas durante o processo de modelagem e que a natureza dos modelos deve ser alterada para permitir que possam ser usados de maneira a obter todos os benef cios oferecidos pela simula o A evolu o dos 96 modelos deve ser observada de acordo com tr s eixos uso do modelo reutiliza o e escopo de modelagem Figura 3 8 Davis op cit conclui que a muitos modelos s o feitos para apenas uma c lula Al m disso n o conseguem com que c lulas modeladas independentemente uma da outra possam ser interligadas b os modelos atuais s o feitos para uma situa o espec fica e s o descartados depois de se atingirem as metas do estudo inicial Entre as formas de se aumentar essa reusabilidade estaria a possibilidade de integrar modelos dentro de modelos ou encontrar usos alternativos A forma ideal de reusabilidade dos modelos seria a cria o de estruturas que poderiam compartilhar os modelos entre s1 utilizando o conceito de objetos c o uso dos modelos tamb m deve evoluir do planejamento fora de linha off line para o controle inteligente em tempo real on line Os mode
221. sicamente apresenta as mesmas informa es do gr fico de Gantt Nessa rede os n s podem representar as tarefas e os arcos podem representar a sua dura o A Figura 2 37 mostra a rede PERT para o exemplo da Figura 2 36 28 dias Figura 2 37 Exemplo de rede PERT 40 2 1 2 Mapeamento de fluxo de valor O objetivo da mentalidade enxuta WOMACK amp JONES 1998 ROTHER amp HARRIS 2002 a cria o de um fluxo de produ o cont nuo isto que n o apresente altera es bruscas A aplica o da mentalidade enxuta provoca altera es na organiza o do trabalho nos processos de fabrica o e na organiza o do arranjo f sico ROTHER amp HARRIS op cit CORIAT 1994 O Mapa de Fluxo de Valor Value Stream Map uma das representa es mais recentes para os processos de fabrica o e principal representa o usada para guiar o processo de busca por oportunidades de melhoria Quando aplicada ao ch o de f brica essa representa o se assemelha bastante Carta de Processos e ao FFM em termos informacionais Figura 2 38 No processo de mapeamento s o criados os mapas das situa es correntes e mapas de situa es futuras com indica o de mudan as na situa o corrente Figura 2 38 Mapa de Fluxo de Valor ROTHER amp SHOOK 1998 4 O tra o mais marcante o objetivo de uso e est claro no t tulo do principal livro de divulga o dessa t cnica aprender a enxergar ROTHER amp
222. siderando como forma de implementa o a programa o orientada a objetos cada objeto descrito convertido em uma classe em uma linguagem de programa o como Java ou C como exemplificado na Figura 5 10 Na Figura 5 10 a classe Atributo foi implementada em C Os atributos b sicos Nome e Valor s o implementados computacionalmente como cadeias de caracteres e por isso sao do tipo CString O atributo Valor do tipo protegido o que impede a sua altera o direta como no caso do atributo Nome que p blico Para alterar Valor ou recuperar seu valor s o usados dois m todos DefinirValor e ObterValor Essa capacidade de prote o de dados uma das caracter sticas do chamado encapsulamento class Atributo public Atributos b sicos CString Nome lt lt atributos b sicos gt gt Nome Valor M todos b sicos void DefinirValor CString NovoValor CString ObterValor Gera o de C digo Fonte lt lt m todos b sicos gt gt DefinirValor ObterValor protected CString Valor Figura 5 10 Gera o de programas a partir da especifica o da classe em UML Os detalhes sobre o prot tipo implementado s o apresentados na se o 5 4 2 5 3 1 4 Etapa 4 Refinamento da implementa o e corre es Nessa etapa os elementos do formalismo foram refinados o que implicou em pequenas altera es na forma de relacionamento de
223. so desestruturado interativo e iterativo Nesse processo os modelos s o usados como artefatos catalizadores de um processo de discusss o em que diversas vis es coexistem e orientam o processo de gera o e avalia o de alternativas de arranjo f sico 4 1 O processo de design O processo de projeto de instala es cada vez mais visto como um processo desestruturado que rompe com a tradi o do design sequencial Essa desestrutura o tem como algumas causas a grande iteratividade das atividades de projeto e a Interatividade dos participantes do processo Al m disso defende se que o processo deve ser participativo Os usu rios diretos e indiretos do produto final devem ter uma participa o mais ativa no desenvolvimento do projeto e n o apenas como especificadores de caracter sticas que ser o usadas para direcionar a busca por solu es Sendo assim a pretensa sequ ncia por si mesma uma abstra o prescritiva acaba por ser desfigurada Segundo ARA JO 2001 as cr ticas feitas por v rios autores ressaltam desde o excesso de uma literatura desestruturada sobre m todos de projeto falta de uma teoria de base e de uma terminologia comum na rea 106 Para PUGH 1991 o fluxo principal cerne do design inicia se a partir do mercado e segue at o momento da venda do produto E um processo iterativo em que cada est gio especifica o projeto conceitual projeto detalhado manufatura pode ser repetido e rev
224. sos feitos 12 Implementa o do modelo O analista deve assumir um comportamento o mais imparcial poss vel frente aos resultados encontrados e s solu es apresentadas O processo de desenvolvimento de um estudo de simula o n o est livre de erros problemas e contratempos O M ULGEN et al 1996 refor am a necessidade de uma metodologia robusta para que se tenha sucesso no uso de simula o Como fatores de fracasso apontam como falhas do processo em si a a falha ao n o saber apresentar os casos de sucesso de outros projetos b as mudan as freq entes do escopo do projeto c a falta de revis o do modelo enquanto o estudo avan a e d n o saber quando parar o estudo Quanto ao modelo acrescentam que ele pode ser usado menos do que deveria e as pessoas podem n o entender os limites dele Quanto ao elemento humano a h a necessidade de trabalho em equipe b deve ser vencida a incapacidade de ouvir e entender o cliente e c devem ser fornecidas muitas alternativas para o problema No Brasil a atua o dos profissionais de simula o se d basicamente de duas formas a internamente empresa a qual pertencem constituindo um departamento de an lise de processos ou de inform tica e b atrav s de empresas de consultoria prestadoras de servi o Os atores envolvidos em um estudo de simula o s o pessoas das mais variadas forma es experi ncias e esferas de poder e em geral s o formadas equipes
225. suficiente dinheiro suficiente carro ok carro ok Ent o vamos pescar Figura 5 35 Mecanismo de disparo de regras de produ o Essa regra escrita na linguagem do CLIPS seria escrita da seguinte forma Figura 5 36 defrule pescaria dia ensolarado dinheiro suficiente carro ok gt assert vamos pescar Figura 5 36 Uma regra de produ o escrita em CLIPS A intera o com o sistema de regras SR feita atrav s de uma interface de comandos Para emitir um comando para o sistema ele digitado e seguido da tecla lt ENTER gt Por exemplo para obter uma lista de objetos existentes deve se digitar instances como mostrado na Figura 5 37 q Rela es Comandos Relat rios Comando instances OBJ 2 de OBJ EANCADA LONGA OBJ 3 de OBJ BAHCADA LONGA OBJ 4 de OBJ BANCADA LONGA OBI 5 de OBJ BANCADA LONGA OBJ de OBJ ASPIRADOR OBJ 9 de OBJ PALLET OBJ 10 de OBJ PALLET OBJ 11 de OBJ PALLET OBJ 12 de OBJ PALLET OBJ 13 de OBJ PALLET OBJ 15 de OBJ EMPILHADEIRA OBJ 17 de OBJ PRODUTO OBJ 15 de OBJ PRODUTO OBJ 20 de OBJ OPERADOR OBJ 21 de OBJ OPERADOR OBJ 22 de OBJ OPERADOR OBJ 23 de OBJ OPERADOR Fara um total de 17 inst ncias Comando InStances j Figura 5 37 Como listar objetos do SR 170 No SE os objetos s o registrados como inst ncias de classes Para obter mais detalhes sobre um deles deve se enviar uma mensagem
226. te dentro de um ambiente pr ximo ao natural existe ainda a necessidade de aprender a interagir com o ambiente RESSLER 1995 O uso de ambientes virtuais como interfaces importante pois permite a organiza o de itens ao redor do usu rio como acontece com uma mesa de trabalho Figura 2 55 onde os objetos reais s o colocados muitas vezes de forma a facilitar o acesso s Informa es 57 Figura 2 55 Espa os de trabalho s o organizados como dispositivos espaciais de acesso a fun es e informa es RESSLER 1995 Esse uso dos objetos e espa os em que est o inseridos como forma de organizar informa es tamb m est presente nos artefatos de arranjo f sico seja atrav s dos gabaritos tridimensionais ou em um software O modelo com o qual se trabalha em arranjo f sico constitui em si o pr prio espa o de trabalho de quem manipula o arranjo f sico Por exemplo um analista pode resolver trabalhar com os centros de produ o que considera como os mais importantes e por isso os coloca na parte central do seu espa o de trabalho Para isso posiciona os demais centros de produ o na periferia do arranjo f sico de forma que possa concentrar se apenas no que lhe interessa No ambiente virtual esse tipo de met fora pode ser usado por exemplo para associar informa es a objetos edif cios etc Figura 2 56 Esses locais podem ser transformados em objetos virtuais e armazenados onde o usu rio possa se lembr
227. tendimento do processo de projeta o do arranjo f sico a o uso da abstra o permite estudar o desenvolvimento das solu es ao longo do processo de detalhamentos sucessivos V rias quest es podem ser levantadas com rela o a isso como i qual deve ser o n vel de detalhamento de uma solu o para que os resultados possam ser avaliados 11 como dividir as tarefas entre os participantes do grupo de projeto trabalhando a dist ncia com uma ferramenta computacional 111 Como conciliar as altera es feitas em n veis diferentes de abstra o b a implementa o de algoritmos de otimiza o requer esfor os de pesquisa e desenvolvimento que 1 permitam a manipula o dos elementos gr ficos do arranjo f sico li o uso de algoritmos de corte e empacotamento que considerem as tr s dimens es e os detalhes dos objetos manipulados 11 o desenvolvimento de m todos otimizantes e heur sticas que possam considerar dados qualitativos e regras al m dos dados quantitativos c a implementa o de manipuladores de padr o de fluxo e de dispositivos de manuseio requer os avan os apontados no item anterior al m de requerer o desenvolvimento de algoritmos para reconhecimento de padr es 190 d o desenvolvimento de um m dulo de an lise ergon mica al m das caracter sticas usuais desse tipo de programa pode contribuir para futuras pesquisas ao possibilitar 1 a considera o de regras que de
228. terferem no momento da gera o das alternativas de arranjo f sico Esses elementos podem se manifestar objetivamente no embate com o real no momento em que o projetista cria alternativas de arranjo fisico Para caracterizar os mundos objetos no que se refere s solu es de arranjo f sico s o atribu dos a cada mundo objeto o seguinte conjunto de objetos a Diretrizes s o explicita es gerais que orientam o usu rio no momento da cria o dos arranjos As diretrizes s o as id ias gerais que o usu rio deseja seguir e que podem entrar em conflito com outras diretrizes de outros mundos objetos Diretrizes podem se referir a v rias reas como log stica sa de e seguran a do trabalho forma geral dos arranjos entre outras Exemplos dessas diretrizes s o garantir conforto ambiental aumentar seguran a dos trabalhadores procurar manter os fluxos alinhados em uma certa dire o etc b Indicadores s o ndices comput veis ou diretamente atribu veis que t m validade em cada mundo objeto e que servem para apontar para os participantes daquele mundo objeto qual o grau de adequa o de uma determinada solu o Espera se que os indicadores tenham um certo grau de coer ncia mas 1sso n o obrigat rio Assim por exemplo espera se que em um mundo objeto em que h predom nio de conhecimentos de log stica os c d e 1 g 136 indicadores tenham origem em conhecimentos logisticos Os indicadores p
229. terminants from business strategy economic and work factors among others The knowledge and techniques of this application area have evolved as the factory concept itself have changed and new aspects were considered as important ones The traditional tools and techniques have considered just part of the aspects related to the layout as proximity relationships and material flows This work aimed to determine a formalism able to represent in an integrated way the aspects considered during the creation and evaluation of layout alternatives by multidisciplinary design teams This formalism based on objects and relationships breaks with the prescriptive vision present in traditional facility layout software The software that has been developed from the formalism presents an innovative way for layout designing and points out to several other innovation opportunities It is expected that this formalism may be used for developing software to support work activities of people involved with industrial facilities planning Keywords Layout Computer Simulation Ergonomics CAD Computer Aided Design Facility Layout Software vil SUM RIO AGRADECIMENTOS esise sei enni EE E EE E E E E IV RESUMO cuie a E E A E E E NS V Pa VIDRO TRACE sais AIRES SOPAS A RD DRESS RR PARRA OR RD ORDENE SE ARS a SECAS VI SUMA RIO oieta na E E E EEE AA aa VII LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS lt vcssscisisessddeucasscdulstedeteiesescicisaesddescasscceldtele
230. to Quando os arcos s o orientados o grafo chamado de grafo direcionado ou d grafo Quando os arcos n o formam um ciclo fechado o grafo dito ac clico No caso do arranjo f sico por exemplo os dados de uma CRP podem ser transformados em um grafo rede de relacionamentos qualitativos onde os n s s o as reas de atividade e os arcos as rela es de proximidade Figura 3 12 Figura 3 12 Transforma o da CRP em um grafo de relacionamento quantitativo A implementa o como grafos dessas representa es e o fato delas compartilharem os mesmos dados permite que sejam aplicados procedimentos 101 computacionais de melhoria sobre as redes de relacionamentos A teoria dos grafos tem desenvolvido v rios m todos para detec o de ciclos de menor caminho entre outros Com uma representa o homog nea o usu rio do programa computacional pode escolher um dos grafos ou parte dele e aplicar v rios algoritmos na seq ncia desejada Esses algoritmos podem ser adicionados medida que s o desenvolvidos formando extens es para o programa computacional 3 3 5 As regras Os objetos definem os elementos que s o manipulados e as rela es as influ ncias que existem entre esses objetos No decorrer da manipula o do arranjo f sico s o feitas escolhas feitas com base em fatos e hip teses seja para cumprir uma tarefa seja para explorar novas possibilidades Nesse processo s o explicitadas regras que
231. to de diretrizes indicadores e regras Uma alternativa descrita pelo estado de condicionantes crit rios diretrizes e regras e da disposi o espacial dos elementos do arranjo Apesar disso uma alternativa pode ser gerada ao acaso ou mesmo sob uma l gica que procura contrariar todos os condicionantes vigentes Coment rios e Anota es no processo de cria o do arranjo v rias anota es e esbo os s o usados para documentar as a es tomadas ou para auxiliar o processo de gera o de alternativas Esses elementos documentam 137 de forma livre desestruturada o modelo S o mensagens para usu rios do modelo ou simplesmente resultado do processo de cria o de solu es Ao incorporarmos os elementos discutidos at o momento temos a ontologia mostrada na Figura 5 4 Problema do Arranjo F sico E aaah a 1 i Corobiorac o Contronta o i l Mundo Objeto fe M Envolve ULLE Ss i Exib al 1 fi Constr i e Define 1 Se or E Es a E iy do 1 Contem Contem Cont m Pe ESSES PO a E de 1 Contem 1 DO Figura 5 4 As solu es de arranjo f sico s o criadas sob a a o de condicionantes Assim temos o estado mostrado na Figura 5 5 Nessa figura a seta que liga Mundo Objeto Consensual indica que esse objeto herda as caracter sticas do objeto Mundo Objeto Ao observarmos os elementos apresentados para descrever os mundos objetos percebe se que eles existem tamb
232. tradicionais b comparar arranjos em termos de par metros operacionais como utiliza o de recursos tempo de fluxo e tamanho dos estoques intermedi rios c avaliar diferentes estrat gias para o arranjo como a ado o da tecnologia de grupo e sistemas de manufatura flex veis FMS d identificar problemas de gargalos nos arranjos f sicos propostos antes de sua implementa o e analisar mudan as na gama de produtos nas quebras ou nas emerg ncias 83 f incorporar comportamento estoc stico e incerteza na demanda g gerar volumes de fluxo aleat rios para considerar nas rotinas tradicionais Ainda segundo ALEISA amp LIN op cit existem duas estrat gias utilizadas nas aplica es encontradas na literatura sobre o tema a fazer o arranjo f sico e depois simular b simular e depois fazer o arranjo O QUADRO 9 compara essas duas formas de uso Paradigma Arranjar e ent o Simular Simular e ent o Arranjar Cren as A an lise de simula o local enquanto a de arranjo f sico global Benef cios Eficiente em tempo Indicada Melhorar um arranjo existente para Remover congestionamentos e gargalos do arranjo Poucos ajustes nos par metros do processo do sistema O tipo de tecnologia escolhida requer arranjo f sico especial ou verifica o Comportamento estoc stico Variabilidade insignificante Foco na minimiza o da dist ncia percorrida Conclus o Indicado para
233. tratam de como os objetos e as rela es ser o mobilizados Essas regras s o as mais diversas considerando desde aspectos estrat gicos como a Inten o de incorpora o de conceitos de manufatura enxuta at aspectos materiais como maquina 1 requer base resistente Outros exemplos incluem se a produ o aumentar teremos que usar uma esteira entre a produ o e o acabamento se adotarmos a id ia da c lula vamos ter que diminuir o n mero de 99 66 operadores com um volume desses teremos que usar layout em linha Essas regras devem ser registradas pois revelam aspectos importantes do processo de desenvolvimento da solu o e da pr pria solu o Se forem registradas podem ser verificadas posteriormente Como o conjunto de regras pode variar de um participante da equipe de projeto para outro espera se que no momento da verifica o sejam identificados consensos contrapartidas e pontos de discuss o entre os diferentes mundos objetos 102 3 3 6 As ajudas visuais e anota es Al m dos elementos componentes do sistema que devem ser estruturados de tal maneira de modo a permitir um modelo integrado para o desenvolvimento e an lise de arranjo f sico existem os desestruturados As ajudas visuais e anota es cumprem esse papel pois aumentam o conte do informacional do modelo e podem ser feitas em uma linguagem particular do usu rio Essas anota es podem ser empregadas para rascunhar uma alternativ
234. tri es de valores Assim se os valores fornecidos ou calculados estiverem fora dos intervalos permitidos o usu rio ser notificado disso 5 4 Exemplo de utiliza o do prot tipo Para apresentar algumas das possibilidades de uso do prot tipo ser apresentado um exemplo hipot tico de an lise de arranjo f sico 157 Uma pequena empresa deseja introduzir um novo tipo de produto em sua linha de produ o Atualmente no setor afetado produzido apenas um produto que segue as seguintes etapas de produ o a b c d e o componente principal chamado de corpo retirado do estoque e levado para a bancada de montagem onde recebe os demais componentes depois de montado o produto deve ser testado em uma m quina de testes na segunda bancada depois dos testes o produto deve ser limpo com um aspirador de p e embalado ap s serem embalados os produtos aprovados s o colocados em um pallet para depois serem levados de empilhadeira para o estoque de produtos acabados s o produzidas 1200 unidades mensais do Produto 1 O novo produto seguir a mesma sequ ncia de produ o com as seguintes altera es a b c d devido ao grande volume de pe as ser necess rio colocar mais duas bancadas para montagem e teste OS corpos ser o trazidos por empilhadeira at as bancadas de montagem a partir do Setor de Moldagem o aspirador a ser usado pelos dois processos deve
235. um relacionamento de fluxo de materiais em sistemas de manuseio de materiais ceeeeeeeeeeeeeeeees 184 Figura 5 64 Alguns tipos de campo a linear b exponencial negativo e c senoidal 185 Figura 5 65 Interfer ncia entre campos de influ ncia ee cc cece cece cee eteseeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 186 Figura 5 66 Implanta o de uma classe para execu o de simula o de processos discretos E AE BE E E EEE EE ESAE EE E E E E E 187 XX LISTA DE QUADROS QUADRO 1 Projetos desenvolvidos em v rios tipos de industria pelo grupo SimuCAD 8 QUADRO 2 M dulos componentes do Layout Planner ccc eee 47 QUADRO 3 M todos exatos e heur sticas baseadas em rela es de adjac ncia continua 70 QUADRO 4 Procedimentos baseados em dist ncia ou CUSTOS ccecccceecceesecceeceeeeseeeeeees 71 QUADRO 5 Procedimentos baseados em distancia ou custos com simulated annealing e GUS ORIMIMOS Se MCC OS ier ta eee sta ta nent ren hails od eae ew Meat abalone T2 QUADRO 6 Procedimentos que consideram o caminho dos flUXOS essssssseonessssssseeeresssss 13 QUADRO 7 Outros procedimentos CONTINUA seessssssssseeerrsssssssecerrsssssssseerrsssssseeerressss 73 QUADRO 8 M todos presentes em programas computacionais de arranjo f sico 74 QUADRO 9 Compara o das duas formas de uso conjunto das rotinas tradicionais de arranjo f sico e Simula o Adaptado de ALEISA amp
236. urgimento da simula o tamb m da Teoria Geral dos Sistemas que a simula o tira seus jarg es Atualmente a simula o consegue modelar satisfatoriamente sistemas produtivos dos mais variados setores No entanto devido aos limites das t cnicas e ferramentas desenvolvidas at aqui a simula o n o consegue ainda o objetivo proposto para a Teoria Geral dos Sistemas a capacidade de representar quaisquer sistemas Um exemplo desse limite o da representa o da intelig ncia humana nos modelos que apesar dos avan os das t cnicas de Intelig ncia Artificial est aqu m da capacidade humana 125 A observa o da Teoria da Conting ncia HATCH 1996 de que organiza es diferem consideravelmente entre si dependendo se elas operam em ambientes est veis ou que mudam constantemente demonstra um outro aspecto a ser analisado com cuidado Modelos podem ser constru dos de tal forma que se tornem deterministicos com comportamento semelhante ao de uma m quina Tanto esses modelos quanto as organiza es assim s o chamados de mecan sticos Por outro lado a justificativa para o uso da simula o de sistemas hoje em dia se d entre outros fatores pela id ia que as organiza es precisam de flexibilidade que os empregados devem ser encorajados a aplicar as suas habilidades para que a organiza o se ajuste s mudan as dos padr es Essas organiza es s o classificadas como org nicas que t m menos especializa o e s
237. xplorat rio e que podem explicitar algo sobre o problema temos um comportamento chamado de epist mico Os seis princ pios usados para desenvolver o sistema foram a permitir que os usu rios possam escolher entre o comportamento epist mico explorat rio e o pragm tico orientado a metas b assegurar que os erros tenham pouco impacto de modo que o comportamento epist mico seja estimulado c permitir uma regula o entre os dois comportamentos citados d permitir que os usu rios assumam fun es de planejamento de maneira direta e intuitiva e Indicar claramente quais objetos e ferramentas s o teis para resolu o da tarefa f mostrar claramente os resultados do usu rio 62 No sistema computacional chamado de BUILD IT a manipula o do arranjo f sico e a exibi o da sua Imagem ocorrem sobre uma mesa enquanto uma outra vista em perspectiva exibida em uma tela vertical Figura 2 61 a A manipula o pode ser feita com uma ou duas m os Figura 2 61 b manipulando simultaneamente mais de um dos blocos que representam os equipamentos do arranjo f sico b Figura 2 61 Utiliza o do sistema BUILD IT FJELD et al 1999 A imagem projetada sobre a mesa equivale tela dos sistemas tradicionais onde as a es de manipula o s o mapeadas para o sistema de controle A tela projetada mostrada na Figura 2 62 A parte quadriculada que representa o ch o de f brica ladeada por reas cinzas o

Um formalismo relacional para o desenvolvimento de arranjo físico

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