Cell design

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Resumo
A bloco-diagonalização da matriz de incidência peças-máquinas para efetuar o projeto de células
de fabricação é uma etapa importante para a implementação da Tecnologia de Grupo. Este artigo
propõe um método de bloco-diagonalização baseado em classificação cruzada de peças e tipos de
máquinas com progressiva atribuição dos tipos de máquinas às famílias de peças. Exemplos que
permitemteste e comparação do método proposto com outros métodos existentes são apresentados.
Os resultados obtidos de exemplos extraídos da literatura são equivalentes ou melhores do que
aqueles disponíveis, em termos do número de movimentos intercélulas e das dimensões das células
projetadas.
Palavras-chave: tecnologia de grupo, células de fabricação, métodos de classificação.

1. Introdução

Oaumento de produtividade no setor
industrial tem sido objeto de preocupação
para os responsáveis pela produção, em razão de
um contexto industrial caracterizado por uma
concorrência cada vez mais forte. Os métodos

baseados no conceito de Tecnologia de Grupo
(BURBIDGE, 1975) constituem uma resposta
eficiente para o setor metal-mecânico destinado
à produção em lotes pequenos e médios.Este
conceito repousa sobre o agrupamento de peças
similares em famílias com o objetivo de fabricálas em células ou ilhas que reúnem máquinas

GESTÃO & PRODUÇÃO v.9, n.1, p.62-77, abr. 2002

63

Tabela 1 – Estrutura bloco-diagonal
M1

M4

M7

P2

2

5

4

P5

3

M2

1

M8

M3

M5

M6

2

7

3

5

4

1

3

P3

4

5

P6

6

3

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P43

especialmente selecionadas para este fim. Isto
conduz a uma maior automatização, a uma
redução do tempo de preparação das máquinas, a
uma padronização das ferramentas empregadas e
a uma redução dos ciclos de fabricação.
Um sistema de produção é composto de um
grande número de etapas que, individual ou
coletivamente, interferem na produtividade de
todo o sistema. A etapa de fabricaçãotem uma
importância particular: com efeito, 5% do tempo
destinado à execução de uma peça é ocupado em
operações de máquina e os 95% restantes são
gastos em movimentação e filas de espera.
Destes 95%, apenas 30% são reservados à usinagem propriamente dita, uma vez que a preparação
das máquinas e outras tarefas consomem a maior
parte do tempo (DOUMEINGTS, 1984).
Em um sistema de produçãoorganizado em
células de fabricação, a administração torna-se
mais simples e eficiente, decorrência imediata da
decomposição do sistema global de produção em
subsistemas de menor dimensão. Há uma
redução do tempo gasto em transferências entre
os postos de trabalho, do tempo de preparação
das máquinas, da quantidade de ferramentas, do
tamanho dos lotes e do tempo total de fabricação(MAHMOODI et al., 1990).
O projeto das células de fabricação, entretanto,
exige a resolução de um problema matemático
bastante complexo (KUSIAK, 1987). Dada a
matriz de incidência na forma [peças x máquinas]
ou [peças x tipos de máquinas], em que os tipos
de máquinas seriam os tornos, fresadoras, etc., e

as máquinas seriam um torno ou uma fresadora
específicos dentro do parque de máquinasdisponível, é necessário rearranjar as linhas e as
colunas desta matriz, de modo a dar-lhe uma
estrutura bloco-diagonal. A Tabela 1 mostra uma
matriz de incidência [peças x máquinas] depois
da bloco-diagonalização. Nesta tabela, os valores
dos elementos representam o tempo gasto na
operação executada sobre a peça i na máquina j.
Os elementos concentrados dentro dos blocos
diagonais integram ascélulas de fabricação. Os
elementos que se situam fora dos blocos diagonais são chamados de movimentos intercélulas e,
na prática, são indesejáveis. Por isto, no
momento de projetar as células de fabricação,
procura-se minimizar o número de movimentos
intercélulas, ao mesmo tempo em que se busca
igualmente um equilíbrio de cargas de trabalho
entre as diferentes células projetadas....
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