MARISÔNIA BENEVIDES PINHEIRO - Departamento de … · iii P721c Pinheiro, Marisônia Benevides...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE ENGENHARIA CIVIL MARISÔNIA BENEVIDES PINHEIRO CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE A LINHA DE BALANÇO E O SISTEMA TOYOTA DE PRODUÇÃO FORTALEZA 2009
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
MARISÔNIA BENEVIDES PINHEIRO
CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE A LINH A DE
BALANÇO E O SISTEMA TOYOTA DE PRODUÇÃO
FORTALEZA
2009
ii
MARISÔNIA BENEVIDES PINHEIRO
CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE A LINHA DE BALANÇO E O SISTEMA TOYOTA DE PRODUÇÃO
Monografia submetida à Coordenação do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil. Orientador: Prof. Luiz Fernando Mählmann Heineck, PhD.
FORTALEZA 2009
iii
P721c Pinheiro, Marisônia Benevides Considerações gráficas sobre a ligação entre a linha de balanço e o sistema Toyota de produção / Marisônia Benevides Pinheiro, 2009.
65 f. ; il. color. enc. Orientador: Prof. PhD. Luiz Fernando Malhmann Heineck Área de concentração: Construção civil
Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Depto. de Engenharia Estrutural e Construção Civil, Fortaleza, 2009.
1. Planejamento da produção. 2. Controle da produção. 3. Lean Construction. I. Heineck, Luiz Fernando Malhmann (Orient.). II. Universidade Federal do Ceará – Graduação em Engenharia Civil. III. Título.
CDD 620
iv
MARISÔNIA BENEVIDES PINHEIRO
CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE A LINHA DE BALANÇO E O SISTEMA TOYOTA DE PRODUÇÃO
Dissertação submetida à coordenação do Curso de Engenharia Civil da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Aprovada em 02/12/2009.
BANCA EXAMINADORA
______________________________________________________ Prof. PhD Luiz Fernando Mählmann Heineck (Orientador).
Universidade Federal do Ceará
______________________________________________________ Eng. Cristiano Ribeiro Castelo Branco (Examinador).
Construtora Blokus Engenharia
______________________________________________________ Eng. Hudson Silva Oliveira (Examinador).
Construtora Fibra Construções
v
AGRADECIMENTOS
A DEUS, por estar sempre ao meu lado em todos os momentos.
A toda a minha família, em especial aos meus pais Ronaldo e Celeste (in memoriam)
pela compreensão nas horas ausentes e pelo incentivo dado a lutar por este sonho.
Ao professor Heineck pelo incentivo, pela paciência e sugestões dadas para a
realização desta monografia.
Ao mestrando Aerson Barreto pelas sugestões dadas para o desenvolvimento do
assunto.
A todos os meus amigos por me incentivarem a não desistir dos meus objetivos.
A Jefferson pela paciência e apoio dado em todos esses anos de faculdade.
E aos demais que, de alguma forma, contribuíram para a realização deste trabalho.
vi
RESUMO
Esse trabalho refere-se a um estudo sobre a técnica de programação de obras
Linha de Balanço e sua estreita relação com os conceitos da Lean Construction. Dessa forma,
o objetivo principal, é uma exploração gráfica dos conceitos Lean. A metodologia utilizada
consiste em estudo teórico e abordagem gráfica sobre o assunto. Por fim, apresentam-se como
resultados encontrados, um amplo estudo gráfico e conceitual sobre Linha de Balanço.
Palavras-chaves: Linha de Balanço, Sistema Toyota de Produção, Lean Construction.
vii
LISTA DE FIGURAS Figura 2.1- Gráfico de Linha de Balanço. .................................................................................. 6 Figura 2.2 – Variáveis da Linha de Balanço. ............................................................................. 6 Figura 2.3 – Comportamento da variável tempo de mobilização (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006). ...................................................................................................................... 7
Figura 2.4 – Comportamento da variável tempo de base (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006). .......................................................................................................................................... 8
Figura 2.5 – Comportamento da variável ritmo de ritmo de entregas (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006). ...................................................................................................................... 8
Figura 2.6 - Comportamento da variável tempo para entrega da obra (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006). ...................................................................................................................... 9
Figura 2.7 – Duração total das atividades: casas isoladas e germinadas (HEINECK, 2006). .. 10
Figura 2.8 – Duração total das atividades: vários blocos (HEINECK, 2006). ......................... 10
Figura 2.9 - Duração total das atividades: edifícios com múltiplos pavimentos (HEINECK, 2006). ........................................................................................................................................ 11
Figura 2.10 – Inversão de atividades na LB. ............................................................................ 11 Figura 2.11 – Informações do diagrama da Linha de Balanço - Adaptado (BRANDÃO, GUCH e PAZ, 1995 apud MENDES JÚNIOR, 1999). ........................................................... 13
Figura 3.1 – Diferentes formas de apresentação dos ciclos. ..................................................... 18 Figura 3.2 – Repetição dos ciclos no tempo e no espaço. ........................................................ 19 Figura 3.3 – Redução do tamanho do lote através da LB (HEINECK, 2006).......................... 20
Figura 3.4 – Externalização do processo produtivo (HEINECK, 2006). ................................. 21
Figura 3.5 – Programação com ciclos variáveis. ...................................................................... 22 Figura 3.6 – Padronização dos ciclos na programação com LB. .............................................. 22 Figura 3.7 – Fluxo de atividades representado através de Cronograma de Barras. .................. 24
Figura 3.8 – Fluxo de atividades. ............................................................................................. 25 Figura 3.9 - Representação dos fluxos numa obra através a partir de anotações no diário de obra. .......................................................................................................................................... 25
Figura 3.10 – Comparação entre a Linha de Balanço e o Gráfico de Gantt. ............................ 26
Figura 3.11 – Fluxo de atividades acontecendo na unidade de repetição (HEINECK, 2006). 27
Figura 3.12 – Execução dos serviços com linhas de início e fim. ............................................ 28 Figura 3.13 – LB com ritmos diferentes. .................................................................................. 29 Figura 3.14 – Taxas de produtividade. ..................................................................................... 29 Figura 3.15 – Fluxo de atividades sem ordenamento do eixo “y” (HEINECK, 2006). ........... 30 Figura 3.16 – Fluxo de atividades com eixo “y” bem ordenado (HEINECK, 2006). .............. 30
Figura 3.17 – Fluxo na LB (ALVES, 2009). ............................................................................ 31 Figura 3.18 – Ciclo PDCA na LB............................................................................................. 32 Figura 3.19 – Continuidade, sincronização e engrenamento entre as operações através da LB. .................................................................................................................................................. 33
Figura 3.20 – Lead time médio de atividades não balanceadas. ............................................... 34
Figura 3.21 – Redução do lead time médio através do balanceamento das atividades. ........... 34 Figura 3.22 – a) atividades com durações longas e b)atividades com durações reduzidas. ..... 35
Figura 3.23 – Definição de ritmo na LB. .................................................................................. 35 Figura 3.24 – Lb com ritmo de entregas de 2 e 3 unidades por unidade de tempo, respectivamente. ....................................................................................................................... 36
Figura 3.25 – LB com ritmo de entregas de 8 unidades por unidade de tempo. ...................... 36
viii
Figura 3.26 – Aumento da velocidade na LB através da redução da duração das atividades. . 36
Figura 3.27 – Paralelismo entre as operações........................................................................... 37 Figura 3.28 – Célula de produção. ............................................................................................ 38 Figura 3.29 – Definição de tempo de abertura entre atividade na LB. ..................................... 39
Figura 3.30 – Ambiente de célula na programação paralela (HEINECK, 2006). .................... 39
Figura 3.31 – Sincronia de ritmos na programação paralela. ................................................... 40 Figura 3.32 – Caminho crítico na programação paralela (HEINECK, 2006). ......................... 41
Figura 3.33 – Programação não paralela na LB. ...................................................................... 41 Figura 3.34 – LB para atividades não paralelas (MENDES JR, 1999). ................................... 42
Figura 3.35 – Balanceamento das atividades com a programação paralela (MENDES JR, 1999). ........................................................................................................................................ 42
Figura 3.36 - Programação não paralela (a) com tempo de espera e (b) com interrupção da execução (MENDES JR, 1999). ............................................................................................... 43 Figura 3.37 – Caminho crítico na programação não paralela. .................................................. 43 Figura 3.38 - Caminho crítico na programação não paralela. .................................................. 44 Figura 3.39 - Caminho crítico na programação não paralela. .................................................. 44 Figura 3.40 – Derivação da curva de agregação de recursos a partir da LB. ........................... 45
Figura 3.41 – Nivelamento dos recursos em função do paralelismo das atividades com ritmos lentos (HEINECK, 2006). ........................................................................................................ 46 Figura 3.42 – Alocação dos recursos na programação não paralela. ........................................ 47
Figura 3.43 – Células com ligação de atividades fim-início (HEINECK, 2006). .................... 48
Figura 3.44 – Células com sentidos alternados. ....................................................................... 48 Figura 3.45 – Células com interrupção do fluxo. ..................................................................... 48 Figura 3.46 – Células com interrupção de fluxo. ..................................................................... 49 Figura 3.47 – Representação de atividades não repetitivas no desenho da LB (HEINECK, 2006). ........................................................................................................................................ 49
Figura 3.48 – Efeito aprendizagem na Linha de Balanço. ....................................................... 50 Figura 3.49 – Representação da Linha de Balanço completa com células isoladas e trechos pouco repetitivos. ...................................................................... Erro! Indicador não definido.
ix
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................................. vii
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1 1.1 Objetivos .................................................................................................................. 2 1.1.1 Objetivo geral ........................................................................................................... 2 1.1.2 Objetivos específicos................................................................................................ 2 1.2 Metodologia ............................................................................................................. 2 1.3 Estrutura do Trabalho ............................................................................................... 2
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................ 4 2.1. O processo de planejamento e controle da produção ............................................... 4
2.1.1 A técnica de Linha de Balanço ................................................................................. 5 2.2. O Sistema Toyota de Produção .............................................................................. 14 2.2.1 Os pilares do Sistema Toyota de Produção ............................................................ 15
2.3. Construção Enxuta ................................................................................................. 16 3. CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS DA LEAN CONSTRUCTION E A LINHA DE BALANÇO ........................................................ 18
3.1. Os ciclos no tempo e no espaço ............................................................................. 18 3.1.1 Simplificação das operações .................................................................................. 20 3.1.2 Redução da variabilidade ....................................................................................... 21 3.2. Primeira visão de fluxo .......................................................................................... 23 3.2.1 Identificação de sequências no tempo e no espaço ................................................ 29
3.2.2 Fluxo na Linha de Balanço..................................................................................... 30 3.2.3 Parâmetros para o desenho da Linha de Balanço ................................................... 31
3.3. Visão estratégica dos fluxos paralelos ................................................................... 38 3.3.1 Particularidades da programação paralela .............................................................. 39
3.3.2 Caminho crítico na programação paralela .............................................................. 40
3.4. Visão estratégica dos fluxos não paralelos ............................................................. 41
3.5. O fluxo e os recursos .............................................................................................. 44 3.6. Formas de como a Linha de Balanço deve se apresentar no planejamento e controle da produção ............................................................................................................ 47
4. CONCLUSÃO .................................................................................................................. 52 RFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 53 ANEXO A – Ações ligadas à filosofia Lean e à técnica de Linha de Balanço ........................ 57
1
1. INTRODUÇÃO
Nos últimos anos, a indústria da construção civil vem apresentando mudanças
significativas em seus processos construtivos. Com o crescimento da concorrência, torna-se
necessário uma mão-de-obra cada vez mais especializada e um melhor gerenciamento,
aumentando assim, a importância do planejamento e das inovações tecnológicas para a
execução dos serviços com maior produtividade e qualidade.
Nesse contexto, o processo de planejamento e controle da produção passa a
cumprir um papel fundamental nas empresas, à medida que o mesmo tem um forte impacto no
desempenho da função produção (SILVA, 2008). Alguns trabalhos demonstram a importância
do planejamento e controle da produção na construção civil (BERNARDES, 2003; ARAÚJO
E MEIRA, 1997; VIEIRA NETO, 1998).
O planejamento de uma obra inclui estudos de longo, médio e curto prazo,
focando as metas da equipe e programações diárias.
Existem diversa técnicas de planejamento e controle de projetos, sendo a Linha de
Balanço a mais indicada para projetos com serviços repetitivos, pois a mesma utiliza o
conceito de linhas de fluxo ou curvas de produção, estabelecendo ritmos de produção para
cada processo, o que a faz tirar proveitos da repetitividade (MENDES JÚNIOR, 1999).
A Linha de Balanço baseia-se em conceitos de que a produção máxima é
encontrada quando se estabelece um fluxo contínuo de trabalho entre as equipes (MADERS,
1987). Por utilizar conceitos de fluxo de produção, repetição de ciclos e estabelecer uma
coordenação entre esses fluxos de produção, os conceitos abordados na Linha de Balanço, em
sua concepção, utiliza-se de conceitos da Construção Enxuta, ou Lean Construction
(adaptação do Sistema Toyota de Produção para o ambiente da construção civil).
Quando da necessidade de programação de obras que envolvam atividades mais
complexas, justifica-se a abordagem sobre Linha de Balanço envolvendo discussões sobre
suas formas de apresentação, quais seus princípios e informações que a técnica fornece para
que a escolha de tal ferramenta melhor represente o tipo de empreendimento a ser planejado
2
1.1 Objetivos
1.1.1 Objetivo geral
Elaborar uma ampla abordagem gráfica sobre os conceitos da Lean
Construction e sua ligação com a técnica de programação de Linha de Balanço.
1.1.2 Objetivos específicos
Para atingir o objetivo geral, foram traçados os seguintes objetivos específicos:
a) Identificar quais os princípios da Construção Enxuta são abordados no planejamento
de obras com a Linha de Balanço;
b) Identificar quais os parâmetros que devem ser levados em consideração no
planejamento de obras com a Linha de Balanço;
c) Elaborar, reunir e discutir os gráficos que representam os princípios e os parâmetros
estudados;
d) Elaborar diferentes formas de como a Linha de Balanço deve se apresentar no
planejamento e controle da produção.
1.2 Metodologia
O método de pesquisa utilizado consiste num estudo teórico feito através de
revisão de literatura em livros, teses, artigos e demais publicações relacionadas com o assunto
e uma exploração gráfica sobre os conceitos da Lean Construction e sua ligação com a Linha
de Balanço.
1.3 Estrutura do Trabalho
Esta monografia apresenta-se estruturada em quatro capítulos assim distribuídos:
a) Capítulo 1 - Introdução: neste capítulo constam a contextualização e justificativa da
pesquisa, objetivos gerais e específicos e a metodologia utilizada.
b) Capítulo 2 - Revisão bibliográfica sobre: planejamento e controle da produção com
foco na técnica de Linha de Balanço, o Sistema Toyota de Produção e o surgimento da
Construção Enxuta.
3
c) Capítulo 3 – Considerações gráficas: esse capítulo trata da abordagem gráfica sobre os
fluxos na construção civil e sua ligação com a Linha de Balanço.
d) Capítulo 4 – Conclusões: nesse capítulo são apresentadas as conclusões da pesquisa e
apresentadas sugestões para trabalhos futuros.
4
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. O processo de planejamento e controle da produção
Planejamento pode ser definido como a “definição de um futuro desejado e dos
meios eficazes para alcançá-lo” (ACKOFF, 1976 apud BERNARDES, 2003). Syal et al (1992
apud Bernardes 2001), definem planejamento como sendo o resultado de um conjunto de
ações necessárias para transformar o estágio inicial de um empreendimento em um desejado
estágio final.
Varalla (2003), afirma que planejar significa prever, estabelecer metas e definir
recursos para atingi-las, enquanto que controlar significa acompanhar o que foi planejado
subsidiando a tomada de decisão adequada, com a adoção de ações corretivas para se obter os
resultados desejados.
A execução de qualquer empreendimento na construção civil exige uma
combinação de recursos (materiais, mão-de-obra, equipamentos e capital), os quais estão
sujeitos a limitações e restrições, cabendo ao planejamento alocar esses recursos no tempo
(ARAÚJO; MEIRA, 1997).
O planejamento pode ser realizado em todos os níveis gerenciais da organização.
Devido à incerteza do processo produtivo, os planos em cada nível variam de acordo com o
horizonte de planejamento (LAUFER; TUCKER, 1987 apud MENDES JÚNIOR. 1999).
Laufer e Tucker (1987 apud Mendes Júnior, 1999) dividem o planejamento em
três níveis hierárquicos:
a) Planejamento estratégico ou de longo prazo: são definidas as metas da obra, tais como
definições de datas de início e fim das grandes etapas da mesma, compreendendo a etapa de
orçamentação, fluxo de caixa e definição de layout do canteiro (PATTUSSI, 2006 apud
CARNEIRO, 2009).
b) Planejamento tático ou de médio prazo: vincula as metas do plano de longo prazo com
o de curto prazo, enumerando-se os recursos e suas limitações para que as metas estabelecidas
no longo prazo sejam cumpridas (LAUFER; TUCKER, 1987 apud MENDES JÚNIOR,
1999). Nesse nível de planejamento são estabelecidas as quantidades de trabalho a serem
realizadas, sua programação e sequência obedecendo os limites estabelecidos no nível
estratégico (ALVES, 2000).
c) Planejamento operacional ou de curto prazo: de acordo com Ballard e Howell (1997a)
apud Bernardes (2001), o planejamento operacional tem a função de proteger a produção
5
contra os efeitos da incerteza. Alves (2000) salienta que é no nível operacional onde ocorre a
designação dos pacotes de trabalho para as equipes, preparando-se uma detalhada
programação da produção para o seu efetivo controle.
Existem diversos métodos de planejamento e controle para a construção civil,
entre os quais destacam-se desde técnicas simples como o Diagrama de Barras ou Gráfico de
Gantt até as Redes PERT/CPM (LOSSO; ARAÚJO, 1995).
Ainda segundo Losso e Araújo (1995), essas técnicas apresentam grande
facilidade de aplicação para determinados tipos de obras onde não existe um considerável
número de repetições, pelo fato das mesmas não levarem em conta a simplificação que a
repetição oferece.
Quando o projeto é de natureza repetitiva, a técnica de planejamento e controle
mais apropriada, por tirar proveito da repetição, é a técnica de Linha de Balanço (MENDES
JÚNIOR, 1999).
2.1.1 A técnica de Linha de Balanço
A técnica da Linha de Balanço é um método de programação que se originou na
indústria manufatureira. Foi desenvolvida pela Marinha Americana no início da década de 50
e vem sendo utilizada em projetos de natureza repetitiva, tais como conjuntos habitacionais,
edifícios de múltiplos pavimentos e construção de estradas, entre outros. A Linha de Balanço
tem como objetivo obter ou avaliar a taxa de fluxo dos produtos acabados em uma linha de
produção (SARRAJ, 1990 apud COELHO, 1998).
Maders (1987) define a técnica da Linha de Balanço (LB) como a técnica das
Linhas de Fluxo. Associada a cada fluxo produtivo existe a idéia dos ritmos de produção dos
mesmos.
“A produção é mostrada como um fluxo rítmico de linhas de produção e a
continuidade do trabalho é garantida, pois em sua concepção cada equipe tem um
fluxo ininterrupto de trabalho com uma velocidade de trabalho constante de seção a
seção do projeto”.
A LB consiste, basicamente, em traçar em um par de eixos cartesianos linhas que
representam atividades e seu respectivo andamento, (Figura 2.1). No eixo das abscissas
encontra-se representado o tempo e no das ordenadas os valores acumulados do andamento do
planejado para cada unidade de repetição (LIMMER, 1997).
6
Figura 2.1- Gráfico de Linha de Balanço.
2.1.1.1 Variáveis da Linha de Balanço
Na programação de obras por Linha de Balanço há a necessidade de se determinar
suas variáveis, as quais encontram-se expostas na Figura 2.2 e descritas a seguir:
Figura 2.2 – Variáveis da Linha de Balanço.
Onde:
a) n = número total de unidades de repetição;
b) Tm = tempo de mobilização, representa o tempo gasto com execução de atividades
não repetitivas, como por exemplo, preparação do canteiro e execução de fundações;
c) Tb = tempo de base, é o tempo necessário para a execução de todas as atividades numa
unidade de repetição;
d) Tr = tempo de ritmo, é o tempo necessário para a execução de todas as unidades de
repetição menos a primeira;
7
e) Ritmo é a taxa de execução das unidades repetitivas, definido em número de unidades
repetitivas por unidade de tempo;
f) Dt = duração total do projeto. É o somatório do tempo de mobilização (Tm), tempo de
base (Tb) e o tempo de ritmo (Tr).
2.1.1.2 Comportamento de algumas variáveis da LB em função do tipo da obra
Uma publicação muito antiga, realizada por Pigott (1974 apud Heineck 2006),
feito a partir de vários estudos sobre construção de casas, mostra dados que são muito
dispersos, mas que servem como um indicativo de como se comportam as variáveis tempo de
mobilização, tempo de base, ritmo de entregas e o prazo de conclusão da obra em função do
número de casas a serem construídas. Estes dados estão expostos nas Figura 2.3 a Figura 2.6.
Figura 2.3 – Comportamento da variável tempo de mobilização (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006).
8
Figura 2.4 – Comportamento da variável tempo de base (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006).
A partir da observação das Figura 2.3 e Figura 2.4, verifica-se que os tempos
gastos com mobilização e execução das atividades na primeira unidade repetitiva tendem a se
tornarem estáveis à medida que se vai aumentando o número de unidades repetitivas.
O ritmo de entrega das unidades aumenta com o aumento do número de unidades
repetitivas (Figura 2.5), isto se deve ao fato de um canteiro maior levar muito tempo,
tornando-se necessário acelerar a obra. Isto se faz aumentando o número de equipes de cada
atividade, o que aumenta o ritmo.
Figura 2.5 – Comportamento da variável ritmo de ritmo de entregas (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006).
9
O tempo para entrega da obra, como já se era esperado, apresenta um leve
aumento com o aumento do número de unidades (Figura 2.6).
Figura 2.6 - Comportamento da variável tempo para entrega da obra (PIGOTT, 1974 apud HEINECK, 2006).
Heineck (2006), também observou os tempos de conclusão e como se
comportavam os parâmetros da Linha de Balanço para três tipos de obras diferentes:
construção de casas isoladas e germinadas, construção de vários blocos e a construção de
edifícios com múltiplos pavimentos. O autor verificou que no cálculo das durações totais do
projeto, deve-se destinar um tempo de folga para que o mesmo possa ser utilizado no caso de
ocorrer eventuais imprevistos durante a execução do empreendimento, e que a folga deve ser
de acordo com o tipo de obra. Para o caso de obras de casas isoladas e germinadas, esse
tempo necessário é algo em torno de 20% da duração total do empreendimento (Figura 2.7).
Para obras com vários blocos, 30% da duração total (Figura 2.8). Para edifícios com múltiplos
pavimentos, esse tempo chega a 50% da duração total (Figura 2.9).
10
Figura 2.7 – Duração total das atividades: casas isoladas e germinadas (HEINECK, 2006).
Figura 2.8 – Duração total das atividades: vários blocos (HEINECK, 2006).
11
Figura 2.9 - Duração total das atividades: edifícios com múltiplos pavimentos (HEINECK, 2006).
Segundo Maders (1987), essas folgas de programação devem ser inseridas com a
finalidade de absorver eventuais erros de estimativa das durações das atividades, atrasos
causados por falta de condições de trabalho e também para contemplar as inversões (Figura
2.10).
Figura 2.10 – Inversão de atividades na LB.
2.1.1.3 Roteiro para programação em Linha de Balanço
Losso e Araújo (1995), Mendes Júnior e Heineck (1997) assim como Mendes
Júnior (1999), desenvolveram metodologias complementares para a programação de obras em
Linha de Balanço, cujo roteiro encontra-se descrito a seguir:
12
a) Definição da unidade de repetição: a definição da unidade de repetição, o “n” da
Figura 2.2, é uma decisão estratégica que depende de fatores como tipo de obra e tipo de
tecnologia a ser empregada, entre outros (MENDES JÚNIOR; VARGAS, 1999);
b) Determinação das atividades a serem programadas e suas precedências: Losso e
Araújo (1995), afirmam que a sequência de atividades é feita respeitando as precedências
normais à execução da obra;
c) Dimensionamento do tamanho das equipes, produtividades esperadas e durações das
atividades na unidade de repetição: de posse dos quantitativos e da tabela de composição de
preços para orçamentos, determina-se a quantidade de mão-de-obra, necessária para cada
atividade, estipulando-se o número de profissionais correspondentes a cada atividade. O
tempo de duração de cada atividade na unidade de repetição é determinado a partir das
equipes estipuladas (LOSSO e ARAÚJO, 1995). Maders (1987), afirma que a determinação
dos recursos necessários à execução de uma determinada atividade está intimamente ligada à
produtividade obtida do grupo de profissionais que irá executar tal atividade;
d) Determinação do tempo de base: o “Tb” da Figura 2.2 é obtido através da rede de
precedências entre as atividades na unidade básica (BARBOSA, 2007);
e) Definição do prazo da obra e datas importantes: os autores Losso e Araújo (1995) e
Mendes Júnior e Vargas (1999) afirmam que a definição da duração do empreendimento, o
“Dt” da Figura 2.2, é determinado em função de condicionantes referentes à viabilidade do
mesmo, oriunda de imposições políticas, comerciais ou técnicas;
f) Determinação da estratégia de execução da obra: para Maziero (1999) e Schmitt
(1992 apud Prado 2002), essa é uma decisão que depende de diversos fatores tais como
fatores construtivos, definição da unidade de repetição, disponibilidade financeira, existência
de financiamentos, facilidade de venda, lay-out do canteiro e facilidade de aplicação do
método da Linha de Balanço;
g) Programação das atividades: após determinar a estratégia de ataque à obra, o passo
seguinte é programar as atividades, encontrando-se um ritmo de conclusão das unidades.
h) Modificar a programação para atender aos objetivos: quando as durações calculadas
não são iguais ou múltiplas do ritmo encontrado, fazendo com que apareçam folgas na Linha
de Balanço (Buffers), a programação deve ser modificada através da alteração da rede
PERT/CPM inicial a fim de evitar tais folgas (LOSSO; ARAÚJO, 1995);
i) Desenho da Linha de Balanço: conforme dito anteriormente, o desenho da LB
consiste basicamente, na elaboração de um gráfico de fácil compreensão onde são respondidas
13
as perguntas quem está fazendo o quê, onde e quando (Figura 2.11). Na Figura 2.11 E1
significa equipe 1.
Figura 2.11 – Informações do diagrama da Linha de Balanço - Adaptado (BRANDÃO, GUCH e PAZ, 1995 apud MENDES JÚNIOR, 1999).
2.1.1.4 Vantagens e desvantagens da Linha de Balanço
Autores como Maders (1987), Losso e Araújo (1995) e Kemmer (2006),
relacionam algumas vantagens e desvantagens na programação de obras com a LB:
a) Vantagens
- Facilidade na transmissão de informações;
- Detecção dos chamados gargalos de produção;
- Possibilidade de programar a utilização de mão-de-obra, equipamentos e componentes da
construção, permitindo a programação de contratação de pessoal e aquisição e uso de
materiais em obra;
- Possibilidade do balanceamento nos ritmos ou velocidades de execução, evitando-se
conflitos ou espera na execução dos serviços;
- Representação, no programa, do intervalo de tempo em que cada atividade deve ser
executada em cada seção do projeto e da folga existente entre a execução das atividades;
- Visualização imediata das atividades que se desviaram da programação inicial e suas
influências nas demais etapas da obra, quando usada como instrumento de controle;
- Maior motivação na mão-de-obra provocada pela fixação de metas;
- Surgimento do efeito aprendizagem.
14
b) Desvantagens
- Dificuldade de se considerar as variáveis que influenciam no processo construtivo. Várias
atividades exigem uma sequência de execução diferente do andamento da obra, como por
exemplo, a execução das fachadas de um edifício;
- Necessidade de um projeto integrado à forma de execução;
- Necessidade de se programar a parte os serviços não repetitivos;
- Especialização da mão-de-obra, tornando o operário conhecedor apenas da tarefa que
executa o que pode ser sanado usando o conceito de Linha de Balanço também para células de
produção;
- Necessidade de se manter um eficiente departamento de compras de materiais ou estabelecer
locais para a estocagem destes, em função da utilização gradual dos materiais previstos na
programação.
Apesar das desvantagens apresentadas, diversos autores como Maders (1987),
Losso e Araújo (1995), Mendes Júnior (1999) e Kemmer (2006) apresentam a LB como a
ferramenta mais indicada para a programação de obras repetitivas. Mendes Júnior (1999)
destaca como benefícios da técnica, maior rapidez na execução de uma atividade, mais clareza
nas atividades que se executam e maior garantia de conclusão.
Na programação de obras com a LB utilizam-se conceitos advindos do Sistema
Toyota de Produção, próximo assunto a ser abordado nessa revisão.
2.2. O Sistema Toyota de Produção
O Sistema Toyota de Produção surgiu na década de 50, na fábrica de automóveis
japonesa Toyota Motor Company, devido à necessidade da indústria automobilística japonesa
sobreviver ao período pós-guerra. Enquanto os Estados Unidos da América baixavam custos
produzindo em massa o menor número de tipos de carros, o Sistema Toyota de Produção se
preocupava em cortar custos produzindo pequenas quantidades de muitos tipos de carros
(OHNO, 1997).
O principal objetivo do Sistema Toyota de Produção (STP) é aumentar a
produtividade através da eliminação do desperdício. Para tal, Taiichi Ohno, engenheiro de
produção da Toyota identificou sete tipos de desperdícios que poderiam ocorrer na indústria
(OHNO, 1997).
Alves (2000) destaca que é através da análise desses desperdícios que se pode
identificar onde os mesmos ocorrem dentro do processo, possibilitando implantar melhorias
15
na busca pelo aumento da eficiência das operações e do processo como um todo. A autora
salienta que o combate aos desperdícios deve estar relacionado ao princípio da redução de
custos.
Com o intuito de eliminar os desperdícios e aumentar a variedade de automóveis
produzidos, Taiichi Ohno criou uma série de ferramentas que operam juntas como um sistema
(CARNEIRO, 2009).
2.2.1 Os pilares do Sistema Toyota de Produção
O STP é sustentado por dois pilares, o Just-in-time e a Autonomação. O Just-in-
time (JIT) significa que cada processo deve ser suprido com os itens certos, no tempo certo e
na quantidade certa, com o objetivo de eliminar os desperdícios e garantir o fluxo total da
produção (OHNO, 1997).
No JIT a ordem do processo produtivo foi invertida, ou seja, um processo final vai
a um processo inicial retirar apenas o material necessário, na quantidade certa e no momento
necessário, fazendo com que o processo anterior produza somente o número de componentes
retirados. Esse tipo de produção é denominado produção puxada (OHNO, 1997).
Corrêa e Gianesi (1996 apud Kemmer 2006) citam como metas colocadas pelo
JIT: zero defeitos, tempos de preparação (setup) e de atravessamento (lead time) zero,
estoques zero, movimentação zero, quebra zero e lote unitário.
De acordo com Ghinato (2000), três fatores intrinsecamente relacionados
viabilizam o JIT: fluxo contínuo, takt time e produção puxada. Esses fatores serão discutidos
no terceiro capitulo, quando serão abordados conceitos de fluxo e ciclos de produção.
O segundo pilar de sustentação do STP é a Autonomação ou automação com
toque humano. A idéia da autonomação é dotar as máquinas de inteligência para que as
mesmas tenham autonomia de parar a fabricação quando for detectado algum problema na
produção, evitando assim a fabricação de produtos defeituosos (OHNO, 1997). Ohno (1997),
afirma ainda que a autonomação muda o significado da gestão, pois a presença do trabalhador
só será necessária quando a máquina não estiver operando normalmente, podendo assim o
trabalhador atender diversas máquinas, reduzindo os custos com mão-de-obra, aumentando a
eficiência da produção. O dispositivo viabilizador da autonomação é o poka-yoke, que
segundo Ghinato (2000), é definido como: “uma forma de bloquear as principais
interferências na execução da operação”.
16
Quando ocorre um problema com a máquina, a produção é interrompida pelos
trabalhadores e o problema é claramente compreendido por todos, tornando-se possível a
melhoria contínua do processo (OHNO, 1997).
Os dois pilares do STP encontram-se apoiados sobre uma base formada pelo
heijunka e o kaizen. Entende-se por heijunka o nivelamento da produção e por kaizen a
melhoria contínua nos processos (GHINATO, 2000).
Da necessidade de se adaptar os conceitos do Sistema Toyota de Produção para a
construção civil, nasceu a Construção Enxuta, ou Lean Construccion, próximo assunto a ser
abordado.
2.3. Construção Enxuta
A indústria da construção civil durante muitos anos foi tida como um setor
atrasado em relação aos processos produtivos e técnicas de gestão, por gerar grandes
desperdícios (TOMASI, 2009).
A partir dos anos 90, pesquisadores começaram a introduzir na construção civil
um novo referencial teórico sobre gestão de processos, o que passou a ser denominado de
Lean Construction ou Construção Enxuta (FORMOSO, 2003).
Segundo Formoso (2003), a diferença existente entre o modelo dominante na
construção civil e o modelo da Construção Enxuta, é a forma como os processos são
entendidos. No primeiro caso, os processos são entendidos como um conjunto de atividades
de conversão de matérias-primas (inputs) em produtos intermediários ou finais (outputs). Já o
modelo da Construção Enxuta, considera que um processo é composto por atividades de
conversão (atividades que agregam valor ao produto final) e atividades de fluxo, que são
atividades de transporte, espera, conversão e inspeção (atividades que não agregam valor ao
produto final).
A Construção Enxuta surgiu em 1992 com a publicação do trabalho de Lauri
Koskela sobre “Aplicação da nova filosofia de produção na construção civil” (ALVES, 2000).
Nesse trabalho, o autor descreve onze princípios para o projeto, controle e melhoria do fluxo
do processo na Construção Enxuta (ALVES, 2000).
Amaral, Heineck e Roman (2009), interpretam os conceitos sobre Lean
Construction em três grandes princípios: ciclo, fluxo e coordenação.
17
Para os autores, ser lean significa transformar as atividades a executar em ciclos
repetitivos, o que implicaria na redução do tamanho do lote para que o mesmo possa se repetir
várias vezes.
O segundo princípio destacado pelos autores se refere ao fluxo. De acordo com os
autores, “as práticas lean necessariamente devem redundar em operações que não parem,
tenham uma sequência o mais contínua possível”. Para os autores, os fluxos devem ser
contínuos e as informações e experiências adquiridas em etapas anteriores não devem ser
deixadas de lado.
Como terceiro princípio, os autores citam a coordenação. Segundo os autores,
quem viabiliza a aplicação dos conceitos lean é a coordenação de atividades.
Neste trabalho será abordada a concepção de Amaral, Heineck e Roman (2009)
para a interpretação dos conceitos sobre Construção Enxuta.
Por ser uma técnica de programação de fácil visualização gráfica, a Linha de
Balanço tem sua concepção baseada nos conceitos da Construção Enxuta apresentados por
Amaral, Heineck e Roman (2009). É o que será abordado no capítulo seguinte.
18
3. CONSIDERAÇÕES GRÁFICAS SOBRE A LIGAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS
DA LEAN CONSTRUCTION E A LINHA DE BALANÇO
Neste capítulo são apresentados conceitos sobre Construção Enxuta e os
parâmetros que devem ser levados em consideração na programação de obras com a Linha de
Balanço, procurando analisá-los de forma gráfica.
Primeiramente é feita uma ampla apresentação gráfica sobre os ciclos e os fluxos
na construção civil, discutindo como os mesmos acontecem ao longo do tempo. À medida que
esses conceitos vão sendo apresentados, são feitas considerações sobre sua semelhança com a
Linha de Balanço. Também, nesse capítulo, são discutidos os fluxos paralelos, não paralelos e
e a relação entre fluxos e recursos.
Por último são apresentadas algumas formas de como a Linha de Balanço deve ser
representada no planejamento e controle da produção.
3.1. Os ciclos no tempo e no espaço
Uma maneira de ilustrar a interligação entre os conceitos da Linha de Balanço e o
Sistema Toyota de Produção é centrar a análise no 1º dos conceitos detectados por Amaral,
Heineck e Roman (2009), no caso os ciclos. A Figura 3.1 mostra as diferentes formas como o
ciclo pode ser representado no tempo e no espaço.
Figura 3.1 – Diferentes formas de apresentação dos ciclos.
Segundo o dicionário Aurélio (2009), ciclo é uma série de fenômenos que se
sucedem numa ordem determinada.
Cantídio (2009) define o tempo de ciclo como “o tempo necessário para a
execução de uma peça, ou seja, o tempo transcorrido entre a repetição do início ao fim”.
A Figura 3.2 mostra como os ciclos se repetem no tempo e no espaço. Cada uma
das divisões na horizontal e vertical pode determinar um ciclo. Qualquer que seja a subdivisão
19
do tempo e do espaço, caracterizando ciclo, vai ser possível enxergar seu fluxo ao longo do
tempo e do espaço.
Figura 3.2 – Repetição dos ciclos no tempo e no espaço.
Para Amaral, Heineck e Roman (2009), “a adoção de práticas Lean impõe que as
atividades a executar possam ser transformadas em ciclos repetitivos”. Para os autores, a
repetitividade dos ciclos está intimamente ligada à redução do tamanho do lote. Quanto menor
for o lote, maior será o número de repetições durante a obra.
A Figura 3.3 apresenta um exemplo de redução do tamanho do lote através da
Linha de Balanço.
20
Figura 3.3 – Redução do tamanho do lote através da LB (HEINECK, 2006).
Heineck (2006) destaca ações ligadas à filosofia Lean que devem ser consideradas
no dimensionamento do tamanho dos ciclos, para que os mesmos possam ter repetitividade.
Algumas dessas ações encontram-se descritas a seguir e outras apenas estão listadas em
anexo.
3.1.1 Simplificação das operações
Para Bernardes (2003), a simplificação das operações é entendida como a redução
do número de componentes de um produto, do número de partes ou estágios num fluxo de
materiais ou informações, ou seja, é obtida através da diminuição de interfaces, juntas e
ligações entre os processos.
Quanto menor o número de operações num processo, menor tende a ser o número
de atividades que não agregam valor ao produto. Formoso (2003) afirma que essa redução das
parcelas de atividades que não agregam valor ao produto ocorre devido à redução ou
eliminação das tarefas auxiliares de preparação e conclusão necessárias para cada passo no
processo e também pela eliminação de interferências entre as equipes. Destaca alguns
exemplos de como atingir a simplificação através de elementos pré-fabricados, equipes
polivalentes e um planejamento eficaz do processo de produção.
21
Heineck (2006), também cita alguns exemplos de como simplificar as operações.
Para o autor, isto é obtido através da pacotização do trabalho, da redução do tempo de
preparação (set up) e da externalização do processo produtivo.
Para o autor, externalizar também significa transferir o trabalho para fora do
canteiro, permitir a influência de fornecedores sobre o processo produtivo (Figura 3.4), com o
devido cuidado para que a produção não fique totalmente dependende dos fornecedores.
Na Figura 3.4, tem-se a representação da externalização através da Linha de
Balanço, cada nó significa o início e fim das atividades e as setas que chegam representam a
ação dos fornecedores sobre o processo, ou seja, os componentes chegando para a pré-
montagem.
Parte do processo produtivo é feito fora da obra, simplificando os ciclos que vão
ocorrer nesta.
Figura 3.4 – Externalização do processo produtivo (HEINECK, 2006).
3.1.2 Redução da variabilidade
Três tipos de variabilidade são citadas por Formoso (2003). Uma delas é a
variabilidade nos processos anteriores, que está relacionada aos fornecedores do processo.
Outra é a variabilidade no próprio processo, que está relacionada às dificuldades de execução
do mesmo e variabilidade na demanda, que se relaciona às necessidades e desejos dos
clientes.
Continuando com o autor, o mesmo afirma que são duas as razões para a redução
da variabilidade. A primeira diz respeito ao cliente, pois um produto uniforme tende a
apresentar uma qualidade melhor, correspondendo às especificações previamente
estabelecidas. A segunda diz respeito aos prazos de produção, a variabilidade tende a
aumentar a parcela de atividades que não agregam valor e o tempo necessário para executar
um produto.
22
Shingo (1996), apud Junqueira (2006), afirma que o melhor caminho para reduzir
a variabilidade é a padronização de procedimentos tanto na conversão quanto no fluxo do
processo de produção. Para Formoso (2003), a variabilidade e a incerteza tendem a ser
elevadas na construção civil e apenas parte desta variabilidade pode ser eliminada, cabendo à
gerência de produção minimizar os efeitos nocivos da mesma.
Na Figura 3.5 são apresentadas programações com ciclos variáveis, o que é
resolvido através da padronização dos ciclos na programação com a LB, como mostrado na
Figura 3.6.
Figura 3.5 – Programação com ciclos variáveis.
Figura 3.6 – Padronização dos ciclos na programação com LB.
No próximo item será abordado o 2º conceito citado por Amaral, Heineck e
Roman (2009), no caso o fluxo.
23
3.2. Primeira visão de fluxo
Outra forma de ilustrar a interligação entre os conceitos da Linha de Balanço e o
Sistema Toyota de Produção é através da análise dos fluxos que acorrem no canteiro de obras,
2º conceito apresentado por Amaral, Heineck e Roman (2009).
A construção civil é um setor que abrange diversos agentes, em diferentes
possibilidades de combinações e atua em diversas etapas de um empreendimento. Para que se
possa eliminar desperdícios e agregar valor ao produto, faz-se necessário o entendimento dos
seus diversos fluxos.
Entende-se por fluxo o movimento contínuo, sendo caracterizado por um ritmo.
Dentro do conceito de Mentalidade Enxuta, relaciona-se o fluxo ao ideal de realizar todas as
atividades que agregam valor em uma sequência ininterrupta, eliminado desperdícios e
reduzindo o tempo total de realização do produto ou serviço (WOMACK; JONES, 1998 apud
PICCHI; GRANJA, 2004).
Picchi (2001) divide os fluxos de construção em cinco: fluxo de negócios, fluxo
de projeto, fluxo de obra, fluxo de suprimentos e fluxo de uso e manutenção.
Segundo o autor, o fluxo de negócio envolve atividades desde a identificação de
necessidades, planejamento geral do empreendimento, contratação e monitoramento do
projeto e construção, recebimento da construção e entrega da mesma ao usuário final. O fluxo
de projeto envolve o contratante e os demais projetistas como participantes. O fluxo de obra é
liderado pela empresa construtora. No fluxo de suprimentos são envolvidos diversos produtos
e serviços e no fluxo de uso e manutenção são compreendidas atividades de uso, operação e
manutenção, bem como reparo, reforma, remodelagem e demolição. Neste tópico somente
serão abordados os fluxos de obra que serão chamados de fluxo de produção.
Koskela (2002), apud Machado e Heineck (2009), define o modelo de produção
enxuta como sendo um fluxo de materiais e/ou informações que vão desde a matéria prima até
o produto acabado, onde são consideradas no fluxo as atividades de processamento, inspeção
ou movimentação e esperas.
A Figura 3.7 mostra o efeito cascata produzido através do fluxo de atividades
acontecendo em um dado intervalo de tempo representado por um cronograma de barras.
Aqui está se ilustrando que a noção de fluxo já existe, é intuitiva para a construção civil. No
caso ela já existe até na superposição de atividades de um cronograma de barras.
24
Figura 3.7 – Fluxo de atividades representado através de Cronograma de Barras.
Para que as atividades sejam executadas no menor tempo possível, o fluxo
referente aos recursos deve ser contínuo, o que torna necessário um estudo mais aprofundado
sobre o layout do canteiro da obra e elaboração de fluxogramas de processos relativos ao uso
de materiais. Isto gera um melhor entendimento de todas as etapas pelas quais os materiais
passam, até se tornarem parte do produto final (MIRANDA ET AL 2003).
Dessa forma, afirma a autora, estaria sendo assegurado o fluxo contínuo através
da identificação e eliminação de atividades que não agregam valor, adotando equipamentos e
processos que maximizem o fluxo.
Os fluxos de produção podem ser representados de diversas formas. O objetivo
aqui é mostrar que já se trabalha com a noção de fluxo, só que não de maneira formalizada,
como é o caso da Figura 3.8a. Na Figura 3.8a, tem-se um gráfico de barras, onde os serviços
encontram-se representados no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal. Se ao invés de
serviços no eixo vertical tivermos os lugares onde esses serviços estão sendo realizados,
teremos um novo gráfico de fluxos de serviços representado pela Figura 3.8b.
25
Figura 3.8 – Fluxo de atividades.
Os fluxos de atividades numa obra também podem ser representados através de
seus acontecimentos diários, registrados no diário de obra. Ao encaixá-los no tempo e no
espaço através de um plano cartesiano, tem-se algo semelhante a uma Linha de Balanço
(Figura 3.9).
Figura 3.9 - Representação dos fluxos numa obra através a partir de anotações no diário de obra.
26
O gráfico da LB em muito se assemelha ao gráfico de barras, ou Gráfico de Gantt,
basta trocar no eixo vertical as atividades ou fases da obra pelos locais onde as mesmas estão
acontecendo, por exemplo, os pavimentos de um edifício.
A Figura 3.10 apresenta a comparação entre o Diagrama de Barras (Figura 3.10a)
e a Linha de Balanço (Figura 3.10b), transformando cada uma das barras horizontais da
Figura 3.10a em barras inclinadas. Essa inclinação das barras indica o ritmo de execução dos
serviços.
Figura 3.10 – Comparação entre a Linha de Balanço e o Gráfico de Gantt.
O fluxo apresenta como vantagem uma maior transparência do processo,
facilitando assim, a detecção de erros, o que consequentemente, irá diminuir a necessidade de
inspeção dos produtos ao final da linha de produção. Na Construção Enxuta cada produto é
feito de uma vez só, a sua qualidade de execução já é percebida durante o processo.
Na Figura 3.11a, tem-se a representação de atividades através de um gráfico de
barras. Quando essas mesmas atividades são colocadas num diagrama de “Lugares x Tempo”,
por exemplo, a atividade “E” que está acontecendo no 5º andar de um edifício durante a 11ª
semana, observa-se que as atividades acontecem de maneira desordenada dentro da unidade
de repetição (Figura 3.11b).
27
A Figura 3.11c sugere que embora os fluxos da atividade “E”aconteçam de
maneira desordenada, os mesmos obedecem a uma certa sequência ritmo de execução.
Figura 3.11 – Fluxo de atividades acontecendo na unidade de repetição (HEINECK, 2006).
Pode-se continuar a explorar esta idéia de que os fluxos já são conhecidos na
construção civil olhando novamente o cronograma de barras em sua forma invertida, ou seja,
de baixo para cima (Figura 3.12a). Observa-se que a execução dos serviços obedece a uma
linha de fluxo de início e fim dos mesmos, o que é caracterizado consequentemente por uma
percentagem de progresso de execução desses serviços, conforme visto na Figura 3.12b.
28
Figura 3.12 – Execução dos serviços com linhas de início e fim.
Todo fluxo de produção é caracterizado por uma taxa de produtividade, que está
relacionada com a velocidade de processamento com que uma máquina, um posto de trabalho
ou qualquer sistema executa suas atividades.
Para o caso da construção civil, o termo taxa de produtividade refere-se às
produtividades das diversas equipes de profissionais utilizadas no planejamento do
empreendimento. Essa taxa de produtividade estabelecida para as equipes refletem
diretamente nos ritmos de produção que podem ser atingidos (SHRAMM et al, 2006). A
Figura 3.13 mostra a adoção de ritmos diferentes na Linha de Balanço em função da
produtividade das equipes.
29
Figura 3.13 – LB com ritmos diferentes.
As taxas de produtividade sofrem variações, ou seja, os ritmos de início e fim das
atividades são diferentes mas, que existe uma taxa de produtividade média é o que se observa
na Figura 3.14.
Figura 3.14 – Taxas de produtividade.
3.2.1 Identificação de sequências no tempo e no espaço
O fluxo físico pode ser detectado ao longo do canteiro, desde que se tenha um
adequado ordenamento do eixo dos “y”. Na figura abaixo há um fluxo físico bem definido,
que está oculto, no entanto, pelo mau ordenamento do eixo dos “y” (Figura 3.15). Na verdade,
o que se pretende mostrar é que há um fluxo de atividades e que ele é como na Figura 3.16, a
qual também se assemelha à Linha de Balanço.
É preciso acontecer um adequado ordenamento do eixo “y” para fazer com que o
fluxo que já existe e é regular apareça.
30
Figura 3.15 – Fluxo de atividades sem ordenamento do eixo “y” (HEINECK, 2006).
Figura 3.16 – Fluxo de atividades com eixo “y” bem ordenado (HEINECK, 2006).
3.2.2 Fluxo na Linha de Balanço
A técnica de Linha de balanço é uma metodologia adequada ao planejamento de
projetos repetitivos, possibilitando desenvolver alternativas de planos de ataque aos serviços.
O objetivo da programação de obras com a Linha de Balanço é balancear as
atividades num certo ritmo que garanta a conclusão em sequência das unidades. Balancear as
atividades significa executá-las continuamente sem interferências (MENDES JÚNIOR, 1999).
A Figura 3.17 abaixo apresenta o fluxo na LB.
31
Figura 3.17 – Fluxo na LB (ALVES, 2009).
3.2.3 Parâmetros para o desenho da Linha de Balanço
Heineck (2006) apresenta 13 parâmetros que devem ser levados em consideração
no desenho da LB, os quais apresentam uma estreita relação com o STP:
- Repetição dos ciclos;
- Continuidade, sincronização e engrenamento das operações;
- Senso de urgência e aproximação do cliente interno e externo;
- Produção puxada (Just-in-time);
- Aumento da velocidade de trabalho e do consequente ritmo;
- Identificação da sequência e do caminho crítico;
- Sequência flexível de montagem;
- Paralelismo das operações;
- Redução do tempo de atravessamento;
- Polivalência;
- Pacotização do trabalho;
- Identificação e redução do tempo de set-up;
- Programação e uso judicioso das folgas (buffers).
Alguns destes parâmetros são discutidos abaixo.
32
a) Repetição dos ciclos
No desenho da LB a repetitividade dos ciclos é um parâmetro que é muito levado
em consideração. Essa repetição ocorre de acordo com o ciclo PDCA (Figura 3.18),
percorrendo as suas quatro fases. Antes do início de qualquer empreendimento faz-se o
planejamento do mesmo, em seguida executa-se o que foi planejado sempre verificando se
tudo está ocorrendo conforme o planejado e agindo quando as metas não são atingidas a fim
de que a melhoria contínua ocorra durante o processo.
Figura 3.18 – Ciclo PDCA na LB.
O PDCA pode ser utilizado na realização de toda e qualquer atividade da organização.
O ideal é que todos da organização utilizem esta ferramenta de gestão no dia-a-dia de suas
atividades. Cada atividade é desenhada no fluxo da LB imaginando-se que está rodando o
ciclo PDCA, repetição após repetição e buscando-se o aperfeiçoamento.
b) Continuidade, sincronização e engrenamento das operações
Diz-se que uma ou mais operações têm continuidade quando não existe folga
entre o término de uma e o início da outra. A sincronização entre operações significa que
ambas possuem o mesmo ritmo de execução ou ritmos muito semelhantes.
Já o engrenamento entre operações está relacionado às precedências entre as
mesmas, ou seja, a operação seguinte depende da anterior, e só pode ser iniciada quando a
anterior for concluída. Mais do que isto, como “dentes” de uma engrenagem onde uma
operação libera, empurra a execução da seguinte.
33
A técnica da LB trata da determinação dos recursos fundamentais na idéia da
continuidade do trabalho através das unidades repetitivas. Na Figura 3.19 observa-se a
continuidade, sincronização e o engrenamento entre as operações através da inexistência de
folgas e o paralelismo entre as mesmas.
Figura 3.19 – Continuidade, sincronização e engrenamento entre as operações através da LB.
Diversos autores como Heineck (1996, Mattilla e Abraham, 1998 e Hegazy e
Wassef 2002, apud Prado 2002), salientam que a condição ideal para a técnica de Linha de
Balanço é a continuidade dos serviços, devendo-se manter os trabalhos de forma contínua
com a redução dos tempos de espera para que se possa minimizar os efeitos negativos das
interrupções e maximizar os efeitos positivos da continuidade.
c) Produção puxada (Just-in-time) e redução do tempo de atravessamento
No modelo de produção puxada, a forma como ocorre o fluxo de materiais ganha
importância (NICODEMO, 2009). Conforme dito anteriormente, no item 2.2.1 da revisão
bibliográfica, o JIT procura garantir o fluxo contínuo da produção através da identificação e
eliminação das perdas.
Na LB, a implementação do Just-in-time traz como benefícios a redução do lead
time. O tempo de atravessamento é entendido como o tempo gasto pelo sistema produtivo,
para transformar matérias-primas em produtos acabados (TUBINO, 1999 apud TEIXEIRA et
al 2004) .
34
O lead time médio da Figura 3.20 pode ser reduzido através do balanceamento das
operações ao longo da célula de fabricação (Figura 3.21).
Figura 3.20 – Lead time médio de atividades não balanceadas.
Figura 3.21 – Redução do lead time médio através do balanceamento das atividades.
O lead time é fundamentalmente reduzido pela redução da duração de cada
atividade, é caso da Figura 3.22a e b.
35
Figura 3.22 – a) atividades com durações longas e b)atividades com durações reduzidas.
d) Aumento da velocidade de trabalho e seu conseqüente ritmo
O ritmo de produção para um processo é determinado pela inclinação da linha
resultante, conforme mostra a Figura 3.23. Esse ritmo ou taxa de execução é calculado de
forma a possibilitar a conclusão de toda a obra dentro do prazo pré-estabelecido e é expresso
em termos de unidades de repetição por unidade de tempo ou em unidades de tempo por
unidades de repetição.
Figura 3.23 – Definição de ritmo na LB.
Nas figuras a seguir pode-se visualizar o efeito da adoção de diferentes números
de equipes no ritmo de execução. A declividade da reta indica o maior ou menor ritmo de
execução da atividade. As Figura 3.24 (a) e (b) e Figura 3.25 apresentam ritmos de execução
de 2, 3 e 8 unidades de repetição por unidades de tempo, respectivamente.
36
( a ) ( b )
Figura 3.24 – Lb com ritmo de entregas de 2 e 3 unidades por unidade de tempo, respectivamente.
Figura 3.25 – LB com ritmo de entregas de 8 unidades por unidade de tempo.
Também dá para aumentar a velocidade, diminuindo a duração de cada atividade,
é o que se observa na Figura 3.26.
Figura 3.26 – Aumento da velocidade na LB através da redução da duração das atividades.
37
e) Paralelismo das operações
O paralelismo entre as operações significa as atividades serem executadas ao
mesmo tempo. Ao detalhar uma célula de produção da LB com programação paralela, tem-se
algo semelhante à Figura 3.27 abaixo, onde cada linha entre os círculos representa uma
operação executada em paralelo.
Pode ocorrer também que duas células sejam feitas em paralelo no mesmo local,
ou ainda múltiplas atividades independentes, não em célula, sejam feitas no mesmo andar.
Figura 3.27 – Paralelismo entre as operações.
f) Pacotização do trabalho e polivalência
A montagem da LB torna-se bastante simplificada quando as atividades
pertencentes a cada célula de produção são agrupadas em pacotes de serviços, pois, a mesma
passa a representar as datas de execução das células e não mais a execução de cada atividade
isoladamente. Esses conceitos de células de produção e pacotes de serviços induzem o
trabalhador a ser um profissional polivalente, fazendo com que o mesmo tenha uma maior
preocupação com o resultado final do pacote.
Na Figura 3.28 está apresentado o parâmetro polivalência na programação por LB.
As setas indicam os trabalhadores migrando de uma atividade para a outra dentro da célula de
produção ou fazendo todas ao mesmo tempo, segundo uma sequência de trabalho.
38
Figura 3.28 – Célula de produção.
A polivalência e a célula podem ser caracterizadas pelo fato dos trabalhadores a, b
e c executarem todas as tarefas da célula. Com isto pode haver atrasos em algumas atividades,
já que há muito mais atividades potencialmente em paralelo que os 3 operários (a, b, c) podem
tocar simultaneamente.
A pacotização do trabalho traz como benefício a redução do tempo de set up das
equipes, como as atividades são agrupadas em pacotes, as equipes gastam menos tempo
realizando atividades de mobilização e desmobilização de equipamentos, como por exemplo,
montagem de andaimes.
A programação com Linha de Balanço se divide em dois tipos: programação
paralela e programação não paralela. Nos próximos itens deste trabalho serão abordadas as
duas formas de programação com a LB.
3.3. Visão estratégica dos fluxos paralelos
Manter o paralelismo entre as operações no planejamento através da Linha de
Balanço é manter um único ritmo de produção ou ritmos muito próximos, reduzindo os
tempos de abertura nas unidades repetitivas, levando a uma redução nas perdas com recursos
de equipamentos e pessoal (MENDES JR, 1999).
Por tempo de abertura (Ta), entende-se a folga existente entre operações,
conforme mostrado na Figura 3.29 abaixo.
39
Figura 3.29 – Definição de tempo de abertura entre atividade na LB.
3.3.1 Particularidades da programação paralela
Heineck (2006) destaca como vantagens da programação paralela:
a) Paralelismo entre serviços, operações e atividades e Layout do canteiro de obras
concentrado: na programação paralela existe uma maior proximidade entre as partes
integrantes de qualquer conjunto de atividades, o que faz com que a construção seja restrita a
um número de andares ou unidades repetitivas. Essa aproximação entre as atividades é o que
caracteriza um ambiente de célula como mostrado na Figura 3.30.
Figura 3.30 – Ambiente de célula na programação paralela (HEINECK, 2006).
b) Sincronia de ritmos: conforme o que já foi exposto no item 3.3, na programação paralela o
ritmo de execução das atividades são iguais ou próximos, levando a uma sincronia dos
mesmos, fazendo com que o ritmo de trabalho seja regulado pelos próprios operários. De
40
acordo com a Figura 3.31, se um operário parar a produção, ele atrasará todo o processo
porque não existe folga entre as atividades. Conclui-se que na programação paralela, a parada
da linha de produção se comandada pelo próprio operário ou pelo gerente, determina a parada
de todas as atividades que estão em sincronia.
Figura 3.31 – Sincronia de ritmos na programação paralela.
c) Eliminação de picos e vales no consumo de recursos: na programação paralela a
distribuição dos recursos no tempo apresenta, potencialmente, a forma trapezoidal,
provocando uma estabilização no consumo dos recursos.
Uma outra maneira de avaliar o grau de repercussão do andamento das atividades
uma sobre as outras, é através do caminho crítico.
3.3.2 Caminho crítico na programação paralela
O caminho crítico na programação paralela pode ser determinado de quatro
formas distintas, conforme mostra a Figura 3.32. Pode ser obtido pelo caminho 1-2-3 ou 4-5-
6, ou 7-8-9, ou ainda 1-10-11, o que implica dizer que na programação paralela todas as
atividades fazem parte do caminho crítico.
41
Figura 3.32 – Caminho crítico na programação paralela (HEINECK, 2006).
Devido a necessidade de se adequar o planejamento ao fluxo de caixa da obra
muitas vezes são introduzidas folgas na programação da mesma, atrasando ou adiantando
alguma atividade. É o caso dos fluxos não paralelos, próximo item a ser abordado.
3.4. Visão estratégica dos fluxos não paralelos
Maders (1987) define a programação não paralela (Figura 3.33) ou programação
de recursos, como também é conhecida, como sendo uma programação que tem como
objetivo:
programar a execução de cada uma das atividades que constituem um projeto em
sua razão natural de progresso, de modo a obter uma razão produtiva que muito se
aproxime da razão de construção desejada.
Figura 3.33 – Programação não paralela na LB.
42
Na programação não paralela, o início das atividades que vem após uma atividade
gargalo é alterado para que se possam manter os ritmos de cada atividade (MENDES
JÚNIOR, 1999). No caso da LB da Figura 3.34, verifica-se que a atividade B é o gargalo do
sistema. Isso faz com que retarde o início da atividade C (MENDES JÚNIOR, 1999).
Figura 3.34 – LB para atividades não paralelas (MENDES JR, 1999).
Mendes Júnior (1999) apresenta como soluções para resolver o problema do
gargalo da atividade B da Figura 3.34, as seguintes opções:
a) Programar as atividades paralelamente acelerando o ritmo da atividade B,
aproximando-o do ritmo da atividade A (
b) Figura 3.35a) ou reduzindo os ritmos das atividades C e D, aproximando-os de B (
c) Figura 3.35b).
Figura 3.35 – Balanceamento das atividades com a programação paralela (MENDES JR, 1999).
d) Manter a programação não paralela através da modificação do ritmo das atividades
gargalo (Figura 3.36a), ou criar interrupções nas atividades com ritmos muito acelerados
(Figura 3.36b).
43
Figura 3.36 - Programação não paralela (a) com tempo de espera e (b) com interrupção da execução (MENDES JR, 1999).
Uma outra maneira de ilustrar a maior flexibilidade na programação não paralela é
através da análise do seu caminho crítico.
A determinação do caminho crítico na programação não paralela depende de
como a programação é feita, ou seja, depende das folgas entre as atividades. O caminho
crítico é aquele que apresenta menor folga. Abaixo são apresentadas três formas de
determinação do caminho crítico na programação não paralela (Figura 3.37, Figura 3.38 e
Figura 3.39)
Na programação paralela também deveria ser levado em consideração a folga, só
que esta é igual para todas as atividades.
Figura 3.37 – Caminho crítico na programação não paralela.
44
Figura 3.38 - Caminho crítico na programação não paralela.
Figura 3.39 - Caminho crítico na programação não paralela.
A programação de um projeto frequentemente se inicia com a consideração dos
recursos a serem utilizados, próximo item a ser abordado neste trabalho.
3.5. O fluxo e os recursos
A programação dos recursos também é algo que vai permitir o desenho da LB e
dar a noção de fluxo. O que foi imaginado nos itens anteriores só pode ocorrer se houver
recursos para executá-los (tanto recursos físicos como mão-de-obra e equipamentos, bem
como recursos finaceiros).
A Linha de Balanço facilita a visualização da distribuição de recursos ao longo da
obra. É o que se observa na Figura 3.40.
45
Figura 3.40 – Derivação da curva de agregação de recursos a partir da LB.
Esse “pódium” obtido através da programação paralela (Figura 3.40d) é uma boa
aproximação de um trapézio, que é a figura clássica de uma curva S.
O nivelamento dos recursos é feito em função da duração da atividade. É o que se
observa na Figura 3.41. Nela tem-se todas as atividades acontecendo durante quase toda a
obra, o que provoca uma maior estabilização no consumo dos recursos, como é o caso da
programação paralela.
46
Figura 3.41 – Nivelamento dos recursos em função do paralelismo das atividades com ritmos lentos (HEINECK, 2006).
Na programação não paralela, a distribuição dos recursos é mais irregular, cada
atividade gera um fluxo de recursos conforme mostra a Figura 3.42.
47
Figura 3.42 – Alocação dos recursos na programação não paralela.
Partindo-se do que foi visto nos itens anteriores são apresentadas algumas formas
de como a Linha de Balanço deve se apresentar no planejamento e controle da produção.
3.6. Formas de como a Linha de Balanço deve se apresentar no planejamento e
controle da produção
A LB deve ser capaz de representar os diversos fluxos existentes no canteiro de
obras. As figuras abaixo mostram esses fluxos, em termos de visualização de fenômenos que
ocorrem nas obras através do uso da Linha de Balanço como ferramenta de programação. Isso
demonstra a vantagem da LB sobre as outras técnicas em termos de visualização dos
fenômenos que ocorrem nas obras.
Nos exemplos das Figura 3.43, Figura 3.44, Figura 3.45 e Figura 3.46 são
apresentadas diferentes formas de direção e ataque da obra. Por exemplo, em edifícios podem
ocorrer fluxos de baixo para cima (estruturas) como de cima para baixo (revestimento
externo), Figura 3.44.
48
Figura 3.43 – Células com ligação de atividades fim-início (HEINECK, 2006).
Figura 3.44 – Células com sentidos alternados.
Figura 3.45 – Células com interrupção do fluxo.
49
Figura 3.46 – Células com interrupção de fluxo.
A Figura 3.47 mostra a possibilidade de incluir no desenho da LB as atividades
não repetitivas do projeto, como por exemplo, atividades executadas no subsolo, no térreo e
na cobertura para o caso de edifícios de múltiplos pavimentos.
Figura 3.47 – Representação de atividades não repetitivas no desenho da LB (HEINECK, 2006).
A Linha de Balanço também deve ser capaz de considerar o efeito aprendizagem
das equipes ao longo do tempo. É o que se observa na Figura 3.48.
50
Figura 3.48 – Efeito aprendizagem na Linha de Balanço.
Na Erro! Fonte de referência não encontrada. é apresentado uma Linha de
Balanço completa com células de atividades isoladas, assim como trechos pouco repetitivos
como a coberta, subsolo e térreo.
51
52
4. CONCLUSÃO
A pesquisa desenvolvida procurou contribuir na interpretação dos conceitos Lean
e melhorar o entendimento da técnica de programação de Linha de Balanço. Para tal buscou-
se explicar através de gráficos como ocorrem os fluxos de produção num canteiro de obras,
tentando fazer a ligação com a Linha de Balanço.
A descrição gráfica da ligação entre os conceitos da Lean Construction e a Linha
de Balanço foi realizada com base na interpretação de Amaral, Heineck e Roman sobre
Construção Enxuta, discutida na revisão bibliográfica.
Apesar de não terem sido discutidas todas as ações Lean apresentadas pelos
autores acima citados, foi possível concluir, através das representações gráficas, que os
conceitos da Lean Construction e a LB podem ser trabalhados em conjunto.
De um total de
Tendo em vista os conceitos estudados nesse trabalho, sugere-se como tema para
trabalhos futuros:
a) Um estudo dos conceitos apresentados no anexo A desse trabalho, procurando
identificar sua relação com a Linha de Balanço;
b) A análise da aplicabilidade dos softwares de planejamento de obras na
elaboração da Linha de Balanço, verificando sua capacidade de apresentação
da LB vista neste trabalho.
53
RFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXO A – Ações ligadas à filosofia Lean e à técnica de Linha de Balanço
Das 56 ações listadas abaixo 20 foram
1) Simplificação das operações;
2) Redução do desperdício;
3) Diminuição de interfaces, juntas e ligações;
4) Redução da variabilidade;
5) Padronização do trabalho e polivalência;
6) Redução do tamanho do lote;
7) Compressão do tempo de ciclo;
8) Pacotizaçao do trabalho;
9) Externalização;
10) Identificação de sequências no tempo e no espaço;
11) Continuidade, sincronização e engrenamento das operações;
12) Repetiçãpo dos ciclos;
13) Redução de atividades que não agregam valor no processo e para o cliente;
14) Produção puxada “Just-in-time”;
15) Aumento da velocidade de trabalho e seu consequente ritmo;
16) Preparação do trabalho;
17) Explosão das atividades e dos insumos;
18) Redução do efetivo e aumento do espaço de trabalho;
19) Adequação e balanceamento da equipe de trabalho;
20) Uso de equipamentos simples e dedicados, tantos quantos necessários;
21) Uso de equipamentos ergonomicamente adequados;
22) Ritmo de trabalho não comandado pela máquina;
23) Redução do tempo em aberto;
24) Benchmarking interno;
25) Kaizen;
26) Proteção do fluxo de caixa da obra;
27) Paralelismo das operações;
28) Redução do tempo de atravessamento;
29) Identificação e redução do tempo de set up;
30) Efeito aprendizagem;
31) Definição do caminho crítico e recurso crítico;
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32) Minimização de estoques;
33) Minimização do estoque de atividades em processo;
34) Redução de atividades de fluxo, movimentação de materiais, recepção e armazenagem
de materiais;
35) Ambiente de célula;
36) Estabilização do consumo de recursos;
37) Entrega em quantidades exatas e na embalagem original;
38) Entrega em pequenas quantidades;
39) Entrega no local de aplicação;
40) Trabalho a menos da capacidade;
41) Adequação de esforço ao longo da jornada de trabalho;
42) Incorporação de ordem, limpeza, segurança e manutenção na rotina de trabalho;
43) Predominância da função de coordenação, direção e controle;
44) Aumento de comunicações e treinamentos;
45) Comprometimento, participação e não alienação;
46) Domínio do processo pelo operário;
47) Pequeno número de níveis hierárquicos;
48) Produção focalizada;
49) Visibilidade do trabalho;
50) Proteção da produção em andamento;
51) Identificação da capacidade de recursos;
52) Identificação e remoção das restrições;
53) Controle durante a execução e não no produto final;
54) Controles visíveis com instrumentos simples;
55) Controles executados pelo próprio operador;
56) Programação de curto e médio prazo.
