Segundo Neumann & Scalice (2015), um projeto de fábrica é o planejamento completo da criação ou reorganização de uma unidade produtiva. Ele inclui uma série de decisões estruturais que envolvem:

• Estudos detalhados do volume de produção: Quantificação da capacidade de produção necessária.
• Detalhamento de produtos, materiais e processos de produção: Especificação dos produtos e como eles serão fabricados.
• Projeto do sistema de produção: Definição de como a produção será organizada para fabricar os produtos.
• Determinação da necessidade de compra de máquinas, equipamentos e insumos necessários: Escolha de recursos para a operação da fábrica.
• Estudos e análises para definição da localização exata da unidade produtiva: Seleção do local ideal para instalação da fábrica.

 O projeto do layout faz parte do projeto do sistema de produção.

O layout é um elemento fundamental dentro do projeto de fábrica, pois determina a organização física dos equipamentos, máquinas, e áreas de trabalho. Ele é responsável por otimizar o fluxo de materiais e informações dentro da fábrica, garantindo eficiência e produtividade.

Um bom layout reduz o tempo de deslocamento, melhora a segurança, facilita a manutenção e assegura que o espaço disponível seja utilizado de maneira eficiente.

Projeto de layout no contexto de fábricas existentes e novas

Adaptar layouts em fábricas existentes (brownfield) apresenta desafios como espaços limitados e fluxos de materiais já estabelecidos, exigindo soluções criativas para otimização.

Em novos projetos (greenfield), há maior liberdade para planejar layouts eficientes desde o início, garantindo flexibilidade e modularidade.

Em ambos os casos, o impacto do layout é crucial para a eficiência operacional e a capacidade de expansão, permitindo que as operações sejam adaptáveis e suportem mudanças futuras na demanda e tecnologia.

Atualmente, o projeto de fábrica deve possuir as seguintes características: 

• Planejamento holístico e modularidade: O projeto de fábrica deve considerar uma visão integrada que abrange todos os processos e necessidades operacionais, garantindo uma estratégia de longo prazo. Isso facilita adaptações rápidas e expansões modulares, permitindo que as instalações se ajustem facilmente a mudanças na produção, seja em novas fábricas ou na modernização de unidades existentes.
• Alinhamento entre estratégias, processos e tecnologia: O projeto de fábrica deve refletir a estratégia corporativa, garantindo que os processos de produção e logística sejam otimizados e integrados. Isso envolve sincronizar fluxos de materiais e informações, permitindo uma operação eficiente e ágil. O alinhamento estratégico facilita a adaptação a novas demandas do mercado e a incorporação de tecnologias avançadas, criando uma base sólida para melhorias contínuas e inovação.
• Sustentabilidade e eficiência energética: O projeto de fábrica deve focar na redução de emissões, utilização de recursos, adotando energia renovável e design sustentável. Para instalações atuais, isso envolve incorporar tecnologias verdes que otimizem o consumo energético e minimizem desperdícios. Novas fábricas devem ser projetadas desde o início com características de economia circular e emissões zero de carbono, promovendo reutilização de materiais e eficiência ao longo de toda a cadeia de suprimentos. Essa abordagem estratégica contribui para criar um sistema produtivo mais resiliente e ecologicamente responsável.
• Digitalização e automação: O projeto de fábrica deve incorporar tecnologias digitais avançadas para otimizar processos, aumentar a visibilidade e flexibilidade operacional. A transformação digital e a adoção de conceitos da Indústria 4.0 permitem a integração de sensores, IoT, e sistemas de gestão inteligentes para monitoramento em tempo real. A criação de um digital twin possibilita simular e ajustar o design e a operação da fábrica virtualmente, identificando melhorias antes da implementação física, reduzindo custos e aumentando a eficiência, com processos mais robustos e adaptáveis às mudanças.
• Integração de sistemas e cadeias de valor: O projeto da fábrica deve assegurar a integração com parceiros da cadeia de valor, incluindo fornecedores, distribuidores e colaboradores do ecossistema de inovação e empreendedorismo. Isso permite uma colaboração eficiente e ágil em toda a rede de produção e logística, facilitando o compartilhamento de tecnologias e soluções inovadoras. A integração externa, além da otimização interna, é importante para criar fábricas resilientes e adaptáveis, capazes de responder rapidamente às mudanças de mercado e aproveitar oportunidades de co-desenvolvimento e inovação aberta.
• Centrado no ser humano e responsabilidade social: O projeto da fábrica deve priorizar o bem-estar e a segurança dos colaboradores, criando ambientes de trabalho que promovam produtividade, conforto e qualidade de vida. Além disso, deve incluir práticas de responsabilidade social que impactem positivamente as comunidades locais, garantindo operações éticas e sustentáveis. Colocar o ser humano no centro do design e da operação reforça o compromisso com a valorização dos colaboradores e fortalece a reputação da empresa como um agente de transformação social responsável. Além disso, é importante integrar práticas de responsabilidade social que fortaleçam o impacto positivo na comunidade e promovam operações éticas e sustentáveis.

Também conhecido como layout posicional, é utilizado quando o produto é grande ou pesado e não pode ser facilmente movido durante a manufatura. Nesse tipo, os trabalhadores e as máquinas e equipamentos se movem até o produto.

Figura 1251: ilustração de um layout por posição fixa
(ícones do freepik e microsoft PowerPoint)

Exemplos: construção de navios, aeronaves, grandes equipamentos industriais (como fábricas de produção de celulose, petroquímicas etc.). Veja  este vídeo que mostra as obras de construção de uma fábrica de celulose (a fábrica é o produto da empresa que produz fábricas de celulose, como a Valmet, que é uma empresa que produz equipamentos e fábricas de celulose, papel e cartões). A Valmet comprou a Metso, que antes tinha comprado a Kvaerner Pulping. 

Vantagens:

• Ideal para produtos grandes e pesados porque não existe outra opção
• Altíssima flexibilidade de mistura e de produto
• Produto ou cliente não são movidos ou perturbados
• Alta variedade de tarefas para a equipe

Desvantagens:

• Custos unitários muito altos para a movimentação de trabalhadores, máquinas, equipamentos e materiais.
• O agendamento de espaço e atividades pode ser difícil
• Pode exigir muito movimento de equipamentos e pessoal

Em inglês: fixed-position layout

No layout funcional, também conhecido por layout por processo,  as máquinas e equipamentos são agrupados de acordo com sua função ou processo. É comum em empresas que produzem uma grande variedade de produtos em pequenos lotes. Por exemplo, todas as máquinas de corte podem estar em uma área, enquanto as de solda em outra. Isso pode ser feito por conveniência ou para melhorar a utilização dos recursos. Nesse layout, os produtos vão de posto de trabalho em posto de trabalho de acordo com o seu plano de processo de fabricação, percorrem a operação de acordo com suas necessidades, resultando em fluxos complexos.

Figura 1252: ilustração de um layout funcional
(ícones do freepik e microsoft PowerPoint)

Exemplos: ferramentarias, empresas de fabricação de máquinas e equipamentos com pequenos lotes. Veja o exemplo do chão de fábrica de uma empresa de máquinas agrícolas, na qual você pode observar o layout funcional

Vantagens:

• Alta flexibilidade para produzir diferentes tipos de produtos em baixo volume
• Supervisão relativamente fácil dos recursos de transformação
• Especialização do trabalho na áreas com o mesmo tipo de equipamentos
• Relativamente robusto em caso de interrupções

Desvantagens:

• Pode haver filas de espera longas antes de um posto de trabalho muito utilizado (gargalo) que causa desperdícios em estoque intermediário (work in process – WIP) e atrasos
• O fluxo complexo pode ser difícil de planejar e controlar
• Movimentação excessiva de materiais que aumenta o custo
• Pode ocorrer baixa utilização dos equipamentos, se eles não forem balanceados para a produção (que é a vantagem proporcionada pela redundância no caso de interrupções)

Em inglês: functional layout

Este layout organiza as máquinas e recursos em células de trabalho, onde um grupo de trabalhadores ou uma equipe pode produzir uma família de produtos similares. A célula é configurada para reduzir o tempo de setup e melhorar o fluxo de produção.

Figura 1253: ilustração de um layout celular
(ícones do freepik e microsoft PowerPoint)

Exemplos: produção de equipamentos eletrônicos com baixo volume e alta similaridade.

Vantagens:

• Compromisso entre custo e flexibilidade para operações de alta variedade, mas com família de produtos similares identificável 
• Alto rendimento em comparação com o layout funcional (aumento de produtividade)
• Motivação potencialmente alta para a equipe
• A quantidade de pessoas da equipe da célula pode variar de acordo com a variação da demanda Por exemplo, se a demanda diminuir (com um aumento do takt time), menos pessoas são necessárias para assumir a supervisão / operação da célula, ou seja, ela operam mais equipamentos pois o menor ritmo (takt time) permite. Mas exige uma menor quantidade de operadores, comparado com o layout funcional
• Eliminação de estoques intermediários (WIP – work in process)
• Redução de transporte
• Reducao de tempo de preparação (setup) da estacao de trabalho / máquina.
• Sincronização com a demanda
• Menos quantidade de operadores, comparado com o layout funcional

Desvantagens:

• Pode ser caro rearranjar o layout existente
• Pode exigir mais equipamentos e, portanto, baixa utilização
• Pode resultar em menor utilização dos equipamentos
• Não pode ser aplicado para uma grande variação de produtos com uma demanda sem ritmo e sem comunicabilidade com outros produtos (família de produtos), que leva a uma baixa utilização do equipamento

Em inglês: cell layout

Neste layout, também conhecido por layout linear, por produto ou layout de fluxo, os equipamentos e recursos são organizados de acordo com a sequência das operações de produção do produto final. Sua aplicação é comum em processos padronizados com alto volume, que justificam a utilização de um equipamento dedicado para cada operação.

Figura 1254: ilustração de um layout em linha
(ícones do freepik e microsoft PowerPoint)

Exemplos: linha de produção de fabricação de estator do motor de compressor automático

Variação para processos contínuos 

Uma variação do layout em linha é o layout de produção contínua, utilizado em indústrias de processos contínuos (químicos, alimentos etc.), onde o material flui continuamente através da planta de produção, como em refinarias de petróleo. 

Vantagens:

• Baixos custos unitários para grandes volumes
• Oferece oportunidades de especialização de equipamentos
• Movimentação de materiais ou clientes é conveniente, resultando em baixos custos

Desvantagens:

• Baixa flexibilidade a não ser nos casos de produtos similares com mesma sequência cuja mudança de processamento dependa somente da troca de um software 
• Não é muito robusto em caso de interrupções
• O trabalho pode ser muito repetitivo
• Risco de paradas na linha se houver falhas em alguma estação.

Em inglês: line layout

Este layout, também conhecido como layout híbrido ou combinado, combina características de mais de um tipo de layout. É utilizado quando a empresa precisa de flexibilidade para diferentes tipos de produtos e ao mesmo tempo deseja manter uma eficiência elevada em certos processos.

Muitas operações utilizam layouts híbridos que combinam elementos de vários tipos básicos, ou usam diferentes layouts em partes distintas da operação.

Um exemplo de layout misto é uma fábrica de automóveis:

• Montagem final (layout em linha ou produto): A fase de montagem final dos veículos pode seguir um layout em linha, onde as peças e componentes passam por estações de trabalho organizadas em sequência. Cada estação realiza uma etapa específica da montagem (instalação de motores, portas, eletrônica etc.), com os veículos movendo-se de uma estação para a outra em uma linha contínua. Esse layout é ideal para produção em massa e padronizada.
• Usinagem de peças (layout funcional): Na mesma fábrica, a usinagem de componentes individuais, como blocos de motor ou engrenagens, pode seguir um layout funcional. Nesse caso, máquinas semelhantes (como tornos, fresadoras ou máquinas de solda) estão agrupadas por função em diferentes áreas da planta, e os materiais são transportados conforme necessário para cada área funcional.

• Produção de peças customizadas ou protótipos (layout celular): Para peças específicas ou customizadas, como componentes especiais para uma linha limitada de veículos, um layout celular pode ser utilizado. Uma célula pode conter todas as máquinas necessárias para fabricar um determinado conjunto de peças de forma eficiente, com um grupo de trabalhadores dedicados a essa célula, atendendo a pedidos especiais ou lotes menores de produção.
• Linha de montagem de um avião comercial: Normalmente, este tipo de produto exige um layout posicional, onde o produto fica parado. No entanto, há layout que a montagem é dividida de fases, o todo o avião se movimenta (pouco) entre áreas, nas quais ocorre a montagem de certos componentes. Continua a ser um layout posicional em cada uma das áreas.

Em inglês: mixed layout

Na seção “Fatores contextuais e tipos de inovação”, mostramos que existem diversos tipos de inovação, e um dos critérios de definição de tipos é qual o objeto da inovação. Uma nova fábrica, uma nova instalação e um novo layout são exemplos de objetos de inovação, ou seja, aquilo que está sendo inovado. 

Então, o projeto e implementação de um novo layout é uma inovação.

A implementação de um “bom layout”​, por ser uma estrutura que organiza e suporta todos os processos produtivos, pode habilitar e acelerar a introdução de novas tecnologias e práticas inovadoras, resultando assim em diferentes tipos de inovação.

O layout pode ser um habilitador (enabler) para outros tipos de inovação 

Possíveis consequências do desenvolvimento de um “bom layout”:

• Flexibilidade e expansão modular: Um layout bem planejado permite uma organização modular que facilita adaptações rápidas e expansões, que facilitam a introdução de novas linhas de produtos e tecnologias. Isso garante que as instalações possam se ajustar facilmente a mudanças na produção, promovendo uma inovação contínua e ágil.
• Otimização de fluxos e eficiência operacional: Um layout eficiente organiza o fluxo de materiais, processos e pessoas, reduzindo tempos de espera, movimentação desnecessária e gargalos. Essa otimização não apenas melhora a produtividade, mas também facilita a experimentação e implementação de novas soluções operacionais. Por exemplo, ao reduzir o tempo de transporte de materiais entre estações e eliminar ineficiências, um bom layout libera espaço e recursos que podem ser redirecionados para testar novas tecnologias, melhorar processos ou adaptar rapidamente a novos produtos. Isso cria um ambiente mais propício para a experimentação e o desenvolvimento de inovações, como a automação de etapas específicas ou a introdução de métodos de produção enxuta.

• Eficiência energética e sustentabilidade: O design do layout contribui para a inovação ao incorporar práticas sustentáveis que reduzem consumo de energia e minimizam desperdícios. Com soluções que otimizam o uso de recursos e promovem a economia circular, a fábrica se torna mais resiliente e ecologicamente responsável, alinhada com tendências globais de sustentabilidade.
• Digitalização: Layouts que integram tecnologias digitais como sensores IoT, digital twins e automação avançada criam uma fábrica inteligente. Essa transformação digital permite monitoramento em tempo real, ajustes dinâmicos e maior eficiência, impulsionando a capacidade de inovação contínua e a adaptação rápida a novas condições. Além disso, a integração de tecnologias digitais permite a coleta e análise de dados (data analytics) em tempo real, possibilitando uma gestão proativa que antecipa problemas e identifica oportunidades de inovação, promovendo ajustes contínuos e inteligentes que aprimoram processos e facilitam o desenvolvimento de novas soluções.
• Integração de sistemas internos e externos: Um layout bem planejado melhora a integração interna entre departamentos e facilita a colaboração externa com parceiros da cadeia de valor e do ecossistema. Isso permite operações mais ágeis e eficazes, além de uma comunicação fluida que é essencial para o compartilhamento de tecnologias e desenvolvimento de soluções inovadoras. Essa integração torna a fábrica mais resiliente e adaptável, permitindo que ela responda rapidamente a mudanças de mercado e aproveite oportunidades de co-desenvolvimento com fornecedores, distribuidores, startups e outras partes interessadas, promovendo inovação aberta e colaborativa.
• Foco no bem-estar e na responsabilidade social: A ergonomia e segurança dos colaboradores são beneficiadas por um layout que considera o conforto e a eficiência do trabalho. Esse foco centrado no ser humano contribui para um ambiente produtivo e saudável, valorizando os colaboradores e reforçando a responsabilidade social da empresa como uma forma de inovação que promove bem-estar. Essas condições facilitam o surgimento de ideias no intraempreendedorismo e, nos escritórios, cria um ambiente mais inovador.

Um bom projeto de layout não só melhora a operação interna da fábrica, mas também cria um ambiente propício para a inovação

A seleção do layout depende de diversos fatores. É a combinação de fatores que influenciam qual o melhor layout. No entanto, alguns fatores podem ser determinantes como o tipo produto, volume e variedade, que como consequência determinam os custos que é um dos fatores. 

Por exemplo, um produto grande e pesado, como um navio, ou que não se pode mover, como uma hidroelétrica, só podem utilizar um layout de posição fixa.

Os fatores que influenciam a seleção de um layout incluem:

• Tipo de produto: O tipo e a complexidade dos produtos influenciam diretamente o tipo de layout mais adequado. Produtos complexos e personalizados podem exigir layouts mais flexíveis, enquanto produtos padronizados favorecem layouts em linha.
• Volume de produção: A quantidade de itens a serem produzidos determina se o layout deve ser focado em alta produção (como o layout em linha) ou flexibilidade (como o layout funcional). Layouts em linha são apropriados para altos volumes com baixa variação, enquanto layouts funcionais são mais adequados para baixos volumes e alta variedade.
• Variedade de produtos: Quando há uma grande variedade de produtos, um layout funcional ou celular permite que diferentes tipos de produção ocorram de forma eficiente, possibilitando diferentes rotas de processamento. Quando a variedade é reduzida e o volume é alto, um layout em linha pode ser utilizado para tornar o fluxo mais regular. Layouts celulares podem ser apropriados quando há uma categoria distinta de produtos com características similares (família), mas ainda assim há alguma variedade.

• Recursos físicos: O espaço disponível na fábrica e as limitações estruturais também afetam a escolha do layout. Espaços pequenos favorecem soluções compactas, como layouts celulares, enquanto grandes áreas podem suportar layouts em linha.
• Tecnologia e mão de obra: O tipo de tecnologia utilizada e a mão de obra disponível também devem ser considerados. A automação pode favorecer layouts em linha, enquanto operações manuais podem exigir layouts funcionais para maior flexibilidade.
• Demanda e previsibilidade: A previsibilidade da demanda influencia a escolha, uma vez que layouts mais flexíveis podem ser necessários para produção sob demanda. Quando a demanda é estável e previsível, um layout em linha pode ser mais adequado.
• Análise de custos: A análise de custos é um fator crucial na seleção do layout. As escolhas de layout têm implicações diretas sobre os custos fixos e variáveis. Os custos fixos tendem a aumentar conforme se passa de layouts por posição fixa para layouts funcionais, celulares e em linha. Já os custos variáveis por unidade tendem a diminuir à medida que se avança para layouts mais eficientes em termos de fluxo, como o layout em linha. Portanto, a escolha do layout deve levar em consideração tanto os custos de implementação quanto os custos operacionais, que variam conforme o volume de produção e a complexidade do produto. A próxima figura ilustra a consideração dos custos. 

Figura 1243: Os custos fixos e variáveis determinam quais os tipos de layout mais apropriados. Mas na prática, existem regiões nas quais outros fatores devem ser considerados, pois não se consegue determinar com precisão os custos de fabricação na fase de design do layout (são as regiões marcadas com “?”).
Fonte: adaptada de Slack, Brandon-Jones & Burgess (2022)

O quadro abaixo mostra uma classificação dos tipos de manufatura. Depois de discutir qual o tipo de layout mais apropriado para cada tipo de manufatura, apresentamos no final um quadro síntese dessa relação.

Quadro 1239: Tipos de manufatura

As definições desses tipos de manufatura estão no glossário. A seguir apresentamos quais os layouts mais usuais para esses tipos de manufatura.

Manufatura contínua

Manufatura contínua: é ininterrupta de grandes volumes de produtos com baixa variação. Esse tipo de produção é adequado para produtos que têm uma demanda constante e são produzidos de forma contínua.

• Layout em linha: A manufatura contínua é associada ao layout em linha, que é adequado para grandes volumes de produção sem interrupções. Exemplo: Refinarias de petróleo ou fábricas de cimento.

Manufatura por projeto

A manufatura de projeto é altamente personalizada, que ocorre apenas uma vez e tem um escopo único. Este tipo de manufatura está associado a produtos ou projetos complexos que envolvem um longo tempo de execução e onde cada item produzido é único e personalizado para o cliente ou projeto específico. É realizada por meio de um projeto

• Layout por posição fixa: Em alguns casos, na manufatura por projeto, o produto é grande, único e difícil de movimentar. Assim, o layout por posição fixa é o mais indicado, onde os recursos se movem até o local onde o produto está sendo fabricado. Exemplo: Construção de grandes turbinas ou fábricas de celulose.
• Layout funcional: A manufatura por projeto também pode utilizar o layout funcional em casos onde o produto não seja necessariamente grande ou pesado. O layout funcional pode ser adequado quando o processo envolve a produção de componentes ou produtos de alta complexidade que exigem uma sequência de operações variadas, sem a necessidade de uma configuração fixa devido ao tamanho do produto. Este tipo de layout oferece flexibilidade, permitindo que o produto passe por diferentes processos e máquinas de acordo com suas necessidades específicas, sem a necessidade de mobilizar grandes equipamentos ou ser restrito por limitações de espaço. Exemplo: a fabricação de protótipos, a produção de componentes especializados ou produtos customizados que não tenham restrições de mobilidade, como certas peças mecânicas ou eletrônicas de um projeto específico, poderia se beneficiar de um layout funcional. 

Manufatura em Pequenas Quantidades ou Itens Unitários (Job-shop)

Produção de pequenas quantidades de produtos personalizados e especializados, geralmente de alta complexidade. Nesse tipo de produção, cada item ou grupo de itens pode ser único

• Layout funcional: A produção em pequenas quantidades ou em itens unitários exige flexibilidade devido à alta variação dos produtos. Assim, o layout funcional é o mais apropriado, pois permite agrupar máquinas por função, facilitando a produção de itens customizados. Exemplo: Ferramentarias, produção de ferramentas de precisão.

Manufatura em Lotes (Batch Production 1)

A manufatura em lotes refere-se à produção de itens discretos em quantidades específicas. Cada lote consiste em um número definido de produtos, e o processo de produção pode ser interrompido entre lotes para ajustes ou troca de produtos. Os tipos de layout mais adequados para manufatura em lotes são:

• Layout funcional: O layout funcional é ideal para manufatura em lotes que envolve uma alta variedade de produtos e menores volumes. Máquinas e equipamentos são organizados por função, permitindo flexibilidade para diferentes produtos dentro de cada lote. Exemplo: Produção de peças automotivas em pequenas quantidades, onde diferentes peças precisam de diferentes operações e as máquinas são agrupadas conforme a função que desempenham (por exemplo, tornos, fresadoras, etc.).
• Layout celular: O layout celular é adequado quando os produtos em lote possuem características semelhantes, formando uma “família” de produtos. Este layout ajuda a reduzir tempos de setup, melhorar o fluxo de produção e eliminar estoques intermediários (WIP). Exemplo: Produção de conjuntos eletrônicos que compartilham componentes e características semelhantes, onde todas as máquinas necessárias para a fabricação desses produtos são agrupadas em uma célula, facilitando a produção contínua e eficiente.

Manufatura em Batelada (Batch Production 2)

A manufatura em batelada refere-se à produção de materiais em quantidades que não são discretas, como líquidos, pastas ou pós, produzidos em grandes volumes de uma só vez. Os tipos de layout mais adequados para manufatura em batelada são:

• Layout de produção contínua ou em linha: A manufatura em batelada é melhor atendida pelo layout de produção contínua ou uma variação do layout em linha, especialmente em indústrias onde os materiais são processados em grandes volumes e de forma ininterrupta. Esse tipo de layout facilita o fluxo contínuo do material, desde a entrada de matérias-primas até a saída do produto final. Exemplo: Produção de tintas, onde a mistura dos componentes ocorre em reatores e o produto final é coletado de maneira contínua. As etapas são realizadas em uma sequência bem definida, sem a necessidade de mudanças frequentes de configuração.
• Layout funcional (Functional Layout): Em alguns casos de manufatura em batelada, um layout funcional pode ser utilizado quando há várias operações diferentes envolvidas no processamento de materiais em volumes menores, especialmente se o mesmo equipamento for usado para diferentes produtos em diferentes momentos. Exemplo: Produção de produtos químicos em baixo volume, onde diferentes equipamentos, como misturadores e tanques de armazenamento, são usados para diferentes tipos de produtos em momentos alternados.

Manufatura de produção em massa

• Layout em linha: A produção em massa requer eficiência e padronização, por isso o layout em linha é o mais apropriado. Neste layout, os equipamentos são organizados em sequência para permitir que o produto seja fabricado de forma contínua, garantindo alta eficiência e baixos custos unitários. Exemplo: Produção de automóveis, eletrodomésticos. 

Quadro 1250: Síntese dos tipos de manufatura versus tipos de layout

Segundo Tompkins et al. (2010), o desenvolvimento de um layout para instalações industriais envolve duas abordagens principais:

• criação de novos layouts do zero (greenfield) e 
• aprimoramento de layouts existentes (brownfield).

Historicamente, o foco tem sido na melhoria de layouts já implantados, ajustando-se a mudanças pontuais, como a introdução de novas máquinas ou a reorganização de seções específicas de uma fábrica.

Embora a criação de um layout totalmente novo seja menos frequente, ocorrendo geralmente em situações de expansão significativa ou construção de novas fábricas, ela tem ganhado relevância em virtude de tendências de digitalização.

Nessas duas abordagens os princípios, conceitos e ferramentas da manufatura enxuta devem ser considerados.

É importante estabelecer procedimentos robustos e sistemáticos que guiem o processo de seleção e implementação de layouts, garantindo eficiência e adaptação às necessidades atuais e futuras das operações industriais.

Tompkins et al. (2010) apresentaram 3 propostas de procedimentos para projeto de layout. Segue etapas gerias dessas propostas, acrescidas de alguns aspectos da proposta de Neumann & Scalice (2015). 

• Análise de requisitos: identifique as necessidades da produção, como tipo de produto, volume, variedade, espaço e recursos disponíveis. É essencial entender o mix de produtos, suas características de ciclo de vida e sazonalidade, além de ter uma ideia inicial do tipo de manufatura que será adotado, contribuindo para a definição do layout.
• Definição de objetivos: determine os objetivos do layout, como aumento de eficiência, redução de custos, melhoria de segurança e flexibilidade. Esses objetivos devem estar alinhados aos requisitos estratégicos da operação e servir de base para o desenvolvimento do layout.
• Análise dos planos de processo de fabricação e montagem: utilize os planos de processo de fabricação e montagem como dados de entrada para entender as etapas necessárias e os requisitos associados. Essas informações servirão de base para o desenvolvimento das alternativas de layout.
• Desenvolvimento de alternativas de layout: elabore diferentes opções de layout com base nas análises anteriores, buscando soluções que maximizem a eficiência, aproveitem melhor o espaço disponível e reduzam custos operacionais. Considere também os planos de serviços auxiliares e possíveis expansões futuras.
• Avaliação e seleção do layout: avalie cada alternativa de layout usando critérios como custo, eficiência, flexibilidade, segurança e viabilidade econômica. Durante essa fase, realize uma análise detalhada do fluxo de materiais em cada alternativa, para comparar a eficiência dos padrões de movimentação e identificar a solução que melhor atende aos objetivos operacionais.
• Implementação e ajustes operacionais: implemente o layout selecionado, considerando as etapas de instalação e ajustes necessários para garantir que tudo funcione conforme o planejado.
• Monitoramento e avaliação pós-implementação: após a instalação, acompanhe o desempenho do layout para garantir que os objetivos definidos sejam alcançados. Realize ajustes e otimizações contínuas, conforme necessário.

Análise de Fluxo de Produção (Production Flow Analysis – PFA)

A Análise de Fluxo de Produção é uma técnica utilizada para agrupar máquinas e produtos que compartilham características semelhantes, ajudando a definir layouts celulares e melhorar a eficiência.

Diagrama Espaguete (Spaghetti Diagram)

O Diagrama Espaguete é uma ferramenta visual para mapear o fluxo de movimentação de materiais e pessoas na planta, ajudando a identificar percursos desnecessários e melhorando o layout.

Análise “de-para” (From-To Chart)

A análise “de-para” ajuda a entender a movimentação de materiais entre as estações de trabalho e é útil para otimizar a disposição dos recursos.

Mapas de Relacionamento (Relationship Charts)

Esses diagramas são utilizados para avaliar o grau de proximidade desejado entre diferentes áreas da fábrica, sendo importantes para definir a melhor disposição dos recursos, com foco em eficiência e segurança.

Gráfico de Carga-Distância (Load-Distance Chart)

Esta ferramenta é utilizada para calcular a carga e a distância envolvidas na movimentação dos materiais. Ela ajuda a comparar diferentes alternativas de layout, levando em consideração as distâncias percorridas e otimizando o fluxo.

Layout Planning Software (CAD)

Ferramentas como CAD são comumente usadas para desenhar o layout proposto, oferecendo uma visualização detalhada da disposição física dos recursos, facilitando a identificação de problemas de espaço. Quando o sistema modelar objetos com informações 3D e outras informações, o modelo criado pode servir de entrada para a modelagem e simulação computacional.

Value Stream Map (VSM)

A definição de VSM está no glossário. Resumindo, é uma ferramenta que mapeia o fluxo de valor de um processo produtivo, ajudando a identificar desperdícios e otimizar operações. Ele permite visualizar a sequência de atividades e processos envolvidos na produção, quantificar recursos e definir melhorias para tornar o fluxo mais eficiente, refletindo essas mudanças no layout industrial.

Modelagem e Simulação Computacional

Após a modelagem com um sistema CAD compatível, há programas como FlexSim, Arena e AnyLogic são usados para criar simulações dos layouts propostos, permitindo prever gargalos e testar a eficiência antes da implementação física. Esses softwares são muito úteis para uma análise detalhada dos possíveis cenários de layout.

Métodos de Suporte à Decisão Multicritérios

Os métodos de suporte à decisão multicritérios permitem a comparação de diferentes alternativas de layout com base em múltiplos critérios, como custos, eficiência, segurança e flexibilidade. Eles são muito úteis quando há muitas variáveis a serem ponderadas e ajudam a estruturar decisões complexas de maneira sistemática.

Simulação de Monte Carlo

A simulação de Monte Carlo é usada para analisar a robustez de um layout sob condições de incerteza. Essa técnica fornece uma visão probabilística dos custos e benefícios, ajudando na seleção do layout mais adequado, especialmente quando há variabilidade nos dados. É um complemento para definir variáveis de um software de simulação.

Digital Twins

A aplicação de Digital Twins (gêmeos digitais) no projeto de layout é uma abordagem avançada que utiliza modelos digitais detalhados e em tempo real para replicar sistemas físicos e processos. Isso permite que empresas otimizem o design e a operação de layouts de fábricas, armazéns e outras instalações.

Fontes adicionais

No LinkedIn há uma comunidade que listou as ferramentas mais importantes para o projeto de layout.

Nas descrições resumidas das ferramentas, indicamos algumas fontes de informação. Neste tópico indicamos fontes adicionais. 

O post de Guilherme Sandrini mostra como utilizar o VSM no projeto de um layout ao mostrar um procedimento para o projeto de layout. Vale a pena acompanhar a explicação.

VÍDEOS

Alguns desses vídeos já foram citados na descrição dos tipos de layout

– (8:53) O que são células de manufatura (no contexto do lean manufacturing)
– (8:01) Tipos de células de manufatura no lean manufacturing
– (2:31) Cenas reais de células de manufatura (em inglês)
– (12:20), o exemplo da linha de montagem do AirBus A350, que mostra o layout posicional, mas com movimentação da aeronave durante as fases de montagem.

Após o estudo das referências, extraímos trechos e organizamos um sumário. Para cada item do sumário, os trechos foram transferidos para o chatGPT que fez uma síntese dos trechos.

A partir deste texto inicial, foram realizadas mais de 50 iterações entre o autor humano e o chatGPT para ele melhorar o texto, com base no material enviado, mas com críticas sobre estruturação e formulação.

A versão final do texto foi editada pelo autor desta seção, adicionando tópicos extraídos:

• das referências,
• de conhecimentos adquiridos em palestras do Dr.-Ing. Martin Schönheit da empresa DR. SCHÖNHEIT + PARTNER (https://dr-schoenheit.de/en/dr-schoenheit-partner/ ).

Em seguida, esta seção foi revisada por um especialista em projeto de layout, Régis Kovacs Scalice, um dos autores de uma publicação em português: Projeto de fábrica e layout (Neumann & Scalice, 2015), cujo resumo se encontra na seção “Modelo de referência para projeto de layout fabril”.

Heric, M., Cerjakovic, E., & Levrie, S. (2018). The influence of distance calculation on the location of central warehouse. International Scientific Journal, 24(March), 21–24.

Maestrelli, Nelson (2024). Como escolher o melhor layout industrial? Disponível em: https://www.manufaturaemfoco.com.br/como-escolher-o-melhor-layout-industrial/ Recuperado em: outubro, 2024.

Muther, R., & Hales, L. M. (2015). Systematic Layout Planning (4ª edição). Kansas City: Management and Industrial Research Publications.

Neumann, C., & Scalice, R. K. (2015). Projeto de fábrica e layout. Rio de Janeiro: Campus.

NR 12 – SEGURANÇA NO TRABALHO EM MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS Disponível em: https://www.gov.br/trabalho-e-emprego/pt-br/acesso-a-informacao/participacao-social/conselhos-e-orgaos-colegiados/comissao-tripartite-partitaria-permanente/arquivos/normas-regulamentadoras/nr-12-atualizada-2022-1.pdf Recuperado em: outubro, 2024.

Sandrini, Guilherme (2020). Projeto de layout industrial: como fazer? Disponível em: https://www.kimia.com.br/projeto-de-layout-industrial-fabrica-como-fazer/ Recuperado em: outubro, 2024.

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