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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E MANUFATURA Marcelo Melo Soriano CARACTERÍSTICAS PARA O SISTEMA PRODUTIVO DE FABRICAÇÃO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO HIDRO-AGRÍCOLAS Passo Fundo 2010

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO

FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E

MANUFATURA

Marcelo Melo Soriano

CARACTERÍSTICAS PARA O SISTEMA PRODUTIVO DE

FABRICAÇÃO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

HIDRO-AGRÍCOLAS

Passo Fundo

2010

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO

FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E

MANUFATURA

Marcelo Melo Soriano

CARACTERÍSTICAS PARA O SISTEMA PRODUTIVO

DE FABRICAÇÃO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO

HIDRO-AGRÍCOLAS

Passo Fundo

2010

Monografia apresentada à Faculdade

de Engenharia e Arquitetura da

Universidade de Passo Fundo, para

obtenção do titulo de Especialista em

Engenharia de Produção e Manufatura,

sob orientação do Prof. Msc. Juliana

Kurek

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA

ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E MANUFATURA

A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova a monografia:

“Características para o Sistema Produtivo de Fabricação de

Sistemas de Bombeamento Hidro-Agrícolas”

Elaborada por:

Marcelo Melo Soriano

Como requisito parcial para a obtenção do título de Especialista em engenharia de

Produção e Manufatura

Aprovado em: 15/03/2010 Pela Comissão Examinadora

Msc. Juliana Kurek Presidente da Comissão Examinadora Orientador Msc. Juliana Kurek Coord. do curso de Especialização

Dr. Márcio Walber UPF – Faculdade de Engenharia e Arquitetura

Passo Fundo 2010

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RESUMO

O presente trabalho apresenta uma abordagem preliminar sobre os desafios gerenciais que se

apresentam quando surge a necessidade de atendimento de um mercado regional, localizado a

uma distância de mais de 2.000 km da sede matriz atual. O estudo propõe a concepção de uma

empresa fictícia similar ao empreendimento real, que configurará a filial teórica, ou seja, um

modelo virtual que poderá auxiliar as tomadas de decisão, podendo servir como ferramenta

acessória das análises gerenciais. A matriz da empresa real, estabelecida a cerca de 20 anos no

centro geográfico do Rio Grande do Sul, é orientada ao projeto, fabricação e instalação de

componentes mecânicos de Sistemas de Bombeamento para irrigação do arroz. Para que o

universo de estudo fosse delimitado dentro de uma realidade com o mínimo de variáveis

indiretas, preestabeleceu-se um perfil de consumidor padrão conhecido, ou seja, uma

Cooperativa de Orizicultores estabelecidos na Bacia Hidrográfica do Rio Formoso do

Araguaia, Estado do Tocantins. A partir disso, foi elaborada a modelagem do workflow de

uma fábrica fictícia de pequeno porte, com recursos humanos e quantidade de máquinas

mínima para o processo de fabricação. A partir das predefinições do processo foram

confeccionadas planilhas-ferramentas que podem auxiliar as atividades preliminares do

processo de gestão de um novo empreendimento.

Palavras-chaves: Gerenciamento. Sistema de Fabricação. Sistemas Hidroagrícolas.

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SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..........................................................................................................................................12

1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS ...................................................................................................................12 1.2 JUSTIFICATIVAS ..................................................................................................................................12 1.3 OBJETIVOS .........................................................................................................................................13 1.3.1 OBJETIVO GERAL ...........................................................................................................................13 1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................13

2 DESENVOLVIMENTO .............................................................................................................................14

2.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................................................14 2.2 METODOLOGIA UTILIZADA..................................................................................................................27 2.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...............................................................................................................43

3 CONCLUSÕES ..........................................................................................................................................52

3.1 CONCLUSÕES DA PESQUISA.....................................................................................................................52

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..........................................................................................................54

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações iniciais

A Engenharia de Produção e Manufatura tem se posicionado como a grande mola

propulsora de superações e transposições de barreiras de mercado, capaz de proporcionar

alternativas e soluções estratégicas viáveis a empreendimentos e negócios de diversos setores

e envergaduras.

No presente trabalho, a Engenharia de Produção e Manufatura, através de algumas de

suas áreas e subáreas, conforma o mote principal das análises preliminares que devem ser

levantadas e consideradas para que sejam formuladas e propostas características que venham

a auxiliar na configuração de um sistema de produção específico.

A linha mestra da pesquisa está pautada sobre um caso prático de uma pequena indústria

metal mecânica, com um histórico de 20 anos de mercado na área de projeto e fabricação de

componentes mecânicos para a utilização em sistemas de irrigação para a lavoura de arroz.

Estabelecida no Centro do Rio Grande do Sul, a referida empresa, num determinado

momento, se vê diante de um mercado potencial a ser atendido, localizado há cerca de 2.758

km de distância de sua sede atual. Algumas questões a serem respondidas e considerações a

serem ponderadas começam a surgir e requerem respostas e informações confiáveis e

organizadas para a tomada de decisões no âmbito do Planejamento Estratégico da empresa.

1.2 Justificativas

A proposta do trabalho é oferecer um roteiro de pontos a serem analisados, o qual,

preliminarmente, talvez possa auxiliar na orientação de profissionais designados a

desempenhar a função de analistas de contexto, quando o objetivo for planejar

estrategicamente os primeiros passos de uma empresa filial.

O mercado a ser atendido requer a projetação e a manufatura de um tipo específico de

equipamento agrícola de irrigação, caracterizado, exclusivamente, por trabalhar com sistema

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produtivo sob encomenda, não sendo adaptável para produção em massa ou em lotes, pois,

além de ser fortemente sazonal, estabelece requisitos de projeto parametrizados por variáveis

agronômicas, hidráulicas e geométricas específicas para cada caso, as quais diferem, de

projeto para projeto, em valores significativos para cada tipo de terreno, dimensões do

perímetro irrigado e ponto de captação de água bruta, onde será utilizado.

A primeira questão a ser respondida seria: Atender o novo mercado a partir da sede

atual ou projetar e instalar uma nova fábrica localizada em um ponto mais próximo ao cliente?

Outras questões como novo leiaute do parque fabril, recursos humanos mínimos necessários e

estabelecimento de um modelo de processo de desenvolvimento do produto específico para o

novo empreendimento são alguns dos tópicos a serem abordados nesta pesquisa que a partir

deste ponto se passa a apresentar.

1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo geral

Caracterizar um sistema de produção fictício para auxiliar as análises gerenciais

preliminares quando o desafio estratégico consiste no projeto de uma nova fábrica com

demanda de mercado regional distante significativamente da sede atual.

1.3.2 Objetivos específicos

Propor requisitos de projeto e especificar o perfil e as necessidades do cliente;

Apresentar definições e conceitos dos componentes utilizados em estações de

bombeamento hidroagrícolas;

Analisar a cultura do arroz por inundação na região de estudo;

Apresentar modelo preliminar de arranjo físico do parque fabril de uma fábrica

de pequeno porte, modelagem do workflow, com recursos humanos, máquinas,

insumos e matéria prima disponível em estoque para a fabricação única e

exclusiva dos produtos analisados;

Discutir os desafios gerenciais da instalação de uma nova filial distante 2.758

km da matriz;

Propor ferramentas acessórias de gerenciamento como planilhas e checklists

que podem auxiliar na organização e metodologia de reuniões de planejamento

estratégico, processo de desenvolvimento do produto e planejamento da

produção.

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2 DESENVOLVIMENTO

2.1 Revisão bibliográfica

A cultura do arroz por inundação (Oryza sativa L.)

Santos e Biava (2004) definem o arroz (Oryza sativa L.) como uma espécie hidrófila,

cujo processo evolutivo tem levado à sua adaptação às mais variadas condições ambientais. O

arroz é considerado o produto de maior importância econômica em muitos países em

desenvolvimento e o aumento crescente de seu consumo impõe aos setores produtivos a busca

de novas técnicas que possam aumentar a produção. Cultivado e consumido em todos os

continentes, o arroz se destaca pela produção e área de cultivo, desempenhando papel

estratégico tanto em nível econômico quanto social. É considerado o produto de maior

importância econômica em muitos países em desenvolvimento, constituindo-se alimento

básico para cerca de 2,4 bilhões de pessoas. O arroz é a fonte primária de energia e proteína

para os povos das nações mais populosas da Ásia, África e América Latina. Considerado um

dos alimentos com melhor balanceamento nutricional, fornecendo 20% da energia e 15% da

proteína per capita necessária ao homem, o arroz é uma cultura que apresenta ampla

adaptabilidade às diferentes condições de solo e clima, sendo a espécie com maior potencial

de aumento de produção e, possivelmente, de combate à fome no mundo. Aproximadamente

90% de todo o arroz do mundo é cultivado na Ásia por mais de 250 milhões de pequenas

propriedades, no sistema irrigado, onde a maioria da população se alimenta duas a três vezes

ao dia deste cereal.

O crescimento acelerado da população está aumentando a demanda do produto em

proporções não compatíveis com o crescimento da produção, ou seja, a produção mundial de

arroz não vem acompanhando o crescimento do consumo, observam Santos e Biava (2004)

em seu artigo técnico “O Cultivo do Arroz Irrigado no Estado do Tocantins”, publicado na

Revista Embrapa Arroz e Feijão (Nov 2004). Nos últimos seis anos, prosseguem Santos e

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Biava, a produção mundial aumentou 1,09% ao ano, enquanto a população cresceu 1,32% e o

consumo 1,27%, havendo grande preocupação em relação à estabilização da produção

mundial. Para se atender a demanda, deverá ser adicionada ao mercado mundial de arroz

cerca de dez milhões de toneladas por ano. No entanto, a América Latina tem elevado sua

produção em 4,34% ao ano e a produtividade de grãos em 3,22%. Detendo 12% das terras

agrícolas e 13,2% dos recursos renováveis de água, a América Latina pode, futuramente, se

tornar o grande fornecedor desse cereal.

A maior parcela da produção de arroz no Brasil é proveniente do ecossistema várzeas,

onde a orizicultura irrigada é responsável por 69% da produção nacional, sendo considerado

um estabilizador da safra nacional, uma vez que não é tão dependente das condições

climáticas como no caso dos cultivos de sequeiro. No Brasil, há 33 milhões de hectares de

várzeas, com topografia e disponibilidade de água, propícias à produção de alimentos,

entretanto, apenas 3,7% dessa área é utilizada para a orizicultura.

Na região tropical, a área cultivada com arroz irrigado é ao redor de 13% apenas,

proporcionando 11% da produção total brasileira neste ecossistema. As características dos

solos e condições de hidromorfismo tornam estas áreas aptas a orizicultura irrigada. Nas

Regiões Norte e Centro-Oeste, região dos Cerrados, há cerca de 12 milhões de hectares de

várzeas, sendo a maior parte ainda sob mata ou pastagem nativa.

A disponibilidade de água, as condições climáticas e a extensão territorial conferem ao

Estado do Tocantins grande potencial para produção agrícola, ressaltando-se as culturas de

grãos, dentre estas, o arroz irrigado por inundação. A área cultivada, atualmente, cerca de

apenas 55 mil hectares, evidencia o grande potencial para a expansão da cultura irrigada no

Estado.

Importância econômica

A planície sedimentar da Bacia do Araguaia, no Tocantins, apontam Santos e Biava

(2004), ocupa cerca de 1,2 milhões de hectares. O Vale do Araguaia constitui-se em uma das

regiões mais promissoras para a expansão da orizicultura brasileira, com condições para

atendimento do mercado das Regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste.

No período de 1989 a 2002, a área média cultivada com arroz nas várzeas do Estado

do Tocantins foi de 49 mil hectares, com uma produção de 204 mil toneladas e produtividade

média de 4.175 kg ha-1

No Vale do Javaés, no Estado do Tocantins, tem-se uma imensa área de várzea, com

mais de 500 mil hectares, entre os rios Araguaia e seus afluentes, Urubu, Javaés e Formoso,

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que é considerada a maior área contínua para irrigação por gravidade do mundo. Nesta área

estão instalados o Projeto Rio Formoso, no município de Formoso do Araguaia, e o Projeto

Javaés, na Lagoa da Confusão. Ambos os projetos ocupam apenas 45 mil ha com a cultura do

arroz, no período chuvoso. A altitude da área está em torno de 200 m e o relevo tem

inclinação menor que 0,05%, o que favorece as inundações periódicas, dando origem a solos

mal drenados.

Na safra 2003/04, a área total cultivada com arroz no Tocantins foi de 162.135 ha, dos

quais 54.680 ha no sistema irrigado, com produtividade média de 4.482 kg ha-1, e 107.455 ha

no sistema de terras altas, cuja produção total foi de 417.075 t, com produtividade média de

2.572 kg ha-1 (Figura 1). O cultivo de arroz de terras altas é distribuído em todo o Estado,

enquanto o irrigado está concentrado nas regiões Centro-Oeste e, principalmente, Sudeste,

abrangendo os municípios de Cristalândia, Dueré, Formoso do Araguaia, Lagoa da Confusão

e Pium, finaliza Santos e Biava (2004).

Fatores limitantes

O fator mais limitante da cultura é a incidência de doenças, especialmente a brusone,

que é a responsável por perdas consideráveis na produção e na qualidade dos grãos. A

ocorrência da doença é favorecida pelas condições climáticas predominantes na região e pelo

manejo deficiente da água de irrigação em diversas áreas de cultivo.

Para a região tropical, é necessário desenvolver sistemas de produção que possibilitem

minimizar os efeitos prejudiciais de determinados fatores bióticos e abióticos sobre a cultura e

fazer que a planta de arroz possa conviver de forma sustentada com esta situação, com danos

mínimos ao ecossistema várzeas. Como fatores bióticos, consideram-se as incidências

extremamente elevadas de doenças, como a brusone causada pelo fungo Pyricularia grisea, e

de pragas, como o percevejo-das-panículas, Oebalus spp. Como fatores abióticos, os estresses

térmicos podem estar afetando negativamente a produtividade do arroz, devido à elevação da

temperatura da água de irrigação que, em certas épocas, atinge valores extremamente altos.

Ademais, a menor produtividade em condições tropicais pode ser atribuída também à redução

do ciclo da cultura e à menor resposta aos fertilizantes, especialmente, ao nitrogênio.

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Fonte: Adaptado de IBGE, 2010, < http://www.ibge.gov.br > Acessado em 10/03/2010.

Fig. 1: Mapa do Estado do Tocantins com indicação da área de produção Sudeste.

Bombas hidráulicas

Macintyre (1987) define as bombas como sendo máquinas geratrizes cuja finalidade é

realizar o deslocamento de um líquido por escoamento. Sendo uma máquina geratriz, a bomba

transforma o trabalho mecânico que recebe para o seu funcionamento em energia, que é

comunicada ao líquido sob as formas de energia de pressão e cinética. Alguns autores

chamam-nas de máquinas operatrizes hidráulicas, porque realizam um trabalho útil específico

ao deslocarem um líquido.

Jardim (1992) conceitua as bombas hidráulicas, também conhecidas como máquinas

hidráulicas geratrizes, como aquelas caracterizadas por receberem trabalho mecânico de uma

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máquina motriz e transformá-lo em energia hidráulica, comunicando ao líquido um acréscimo

de energia na forma de energia cinética e de pressão (piezométrica); complementando, que as

bombas hidráulicas produzem o escoamento de líquidos por deslocamento.

Henn (2001) propõe o conceito de máquinas de fluxo (turbomachine), que pode ser

definida como um transformador de energia (sendo necessariamente o trabalho mecânico uma

das formas de energia) no qual o meio operante é um fluido que, em sua passagem pela

máquina, interage com um elemento rotativo, não se encontrando, em qualquer instante,

confinado. Henn (2001) propõe, ainda, uma classificação das máquinas de fluxo segundo a

direção da conversão de energia, que divide as máquinas de fluxo como motoras e geradoras.

Máquina de fluxo motora é a que transforma energia de fluido em trabalho mecânico,

enquanto máquina de fluxo geradora é a que recebe trabalho mecânico e o transforma em

energia de fluido. No primeiro tipo, a energia do fluido diminui na sua passagem pela

máquina, no segundo, a energia do fluido aumenta.

A maioria das bombas de utilização agrícola, como máquinas geratrizes, por si só são

incapazes de realizar trabalho sobre o líquido, necessitando da atuação energética de uma

máquina geradora de força motriz, que pode ser de acionamento elétrico ou combustão

interna; este conjugado de máquinas motriz x geratriz é citado como conjunto moto-bomba

em grande parte das publicações técnicas e científicas, como em Bier et al (2004), que diz que

a técnica de pressurização de líquidos, seja com o intuito de adubação ou de suprimento de

água, requer conjuntos formados por motores e bombas de irrigação, denominados conjuntos

moto-bombas.

Para Leopoldo (1987), as bombas mais freqüentemente usadas na agricultura são as

centrífugas, já, para Köpp (2002), basicamente, são três os tipos de bombas usuais em

sistemas de irrigação:

a) Centrífugas - indicadas para pequenas vazões e grandes alturas;

b) Fluxo - misto indicadas para vazões e alturas médias;

c) Axiais – indicadas para grandes vazões e pequenas alturas.

Para o caso de máquinas de fluido geradoras que trabalham com líquidos, denominadas

de bombas (figura 2), há o predomínio das máquinas de fluxo (bombas centrífugas, bombas

de fluxo misto e bombas axiais) para a região de médias e grandes vazões.

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Fonte: Henn, 2001.

Figura 2 – Campo de aplicação de bombas.

Como existem áreas de superposição entre os campos de aplicação dos diferentes tipos

de bombas, outros critérios, como viscosidade do líquido bombeado, presença de sólidos em

suspensão, variação ou não da vazão em função da variação da resistência do sistema ao

escoamento, facilidade de manutenção, custos, entre outros, devem ser considerados para a

seleção da máquina mais adequada para um determinado tipo de aplicação.

Ao abordar as aplicações dos sistemas de bombeamento, Jardim (1992) coloca que a

irrigação das áreas de plantio pode ser feita por bombeamento da água de um manancial

existente nas proximidades do cultivo; especialmente nos tipos de cultura onde há exigência

de grandes volumes de água, como no caso da orizicultura.

Para a cultura do arroz irrigado por inundação, são necessários 10.153 m³ (dez mil,

cento e cinqüenta e três metros cúbicos) de água por hectare cultivado (Cauduro, 1996).

Evidentemente, este é um valor médio, pois ele depende do solo em questão, do relevo do

terreno, do manejo da irrigação e da rede de canais de distribuição de água. Na visão de Köpp

(2002), é do interesse do produtor recalcar uma quantidade cada vez menor de água. Assim,

encontramos produtores que recalcam de 1,5 ℓ/s.ha a 2,1 ℓ/s.ha (10.800m³/ha a 15.120 m³/ha).

Soriano et al (2007) diz que o cultivo do arroz por inundação (Oryza sativa), sintetiza,

de certo modo, todas as outras utilizações deste tipo de máquina agrícola, seja pela sua

representatividade na produção de grãos nacional e, apesar disso, ser contextualizada como

uma cultura estigmatizada pela concorrência do pesado custo de produção versus políticas

ingratas de comercialização, seja pelo alto déficit hídrico imputado aos mananciais naturais.

Köpp (2002) mostra que o item irrigação participa no custo de produção do arroz

irrigado com 13,16%, sendo o que representa maior desembolso. Isso pode ser quantificado

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no esboço do panorama econômico atual (ano agrícola 06/07) disposto por Soriano et al

(2007), o qual considera que o custo de produção supera de R$ 4,00 (quatro reais) a R$ 7,00

(sete reais) a cotação de preços máxima estabelecida pelas bolsas de cereais na Região Sul,

sendo o preço médio de custo R$ 29,00 (vinte e nove reais) por saco e o preço de venda

oscilando entre R$ 23,00 (vinte e três reais) e R$ 25,00 (vinte e cinco reais) por saco - preços

médios de comercialização por saco de 50 kg (cinqüenta quilogramas). A partir de Maio de

1997, conforme nota do IRGA - Instituto Rio-grandense do Arroz (2005) adotou-se a seguinte

metodologia: o preço médio é a média aritmética da cotação do longo fino Tipo 1 (um), 58%

(cinqüenta e oito por cento) e T2 (dois), 49 (quarenta e nove) a 51% (cinqüenta e um por

cento) inteiros.

O sistema técnico moto-bomba

Rodenacker (1970) estabeleceu a premissa de que toda a máquina ou sistema técnico

deve satisfazer certas funções, através da transformação de grandezas físicas do tipo energia,

material e sinal.

De acordo com Blanchard & Fabrycky (1990 apud Ogliari 2003), sistema é um conjunto

de componentes inter-relacionados trabalhando juntos em direção a algum objetivo comum.

Conforme Hubka & Eder (1988), o termo sistema técnico é utilizado para designar os

diferentes objetos técnicos que são produtos da tecnologia.

Para Pahl e Beitz (2005), artefato técnico, como é um sinônimo para sistemas técnicos,

incluem plantas, equipamentos, máquinas montagens e componentes.

Buscando-se o enquadramento da unidade de bombeamento de forma categorizada na

proposta apresentada por Ogliari (2003), tem-se:

Ramo da Economia Sistema Técnico

Equipamento para Máquina típica

Agricultura Irrigação Conjunto moto-bomba

Quadro 1 – Sistema técnico – categoria: unidade de bombeamento.

Ogliari (2003) propõe a categorização dos sistemas técnicos conforme tabela 1.

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Tabela 1 – Sistemas técnicos – categorias (adaptado de Ogliari, 2003).

Pahl & Beitz (2005), cabe considerar, propõem a normalização da simbologia para

representação de subfunções em uma estrutura de funções, como no Quadro 2:

Quadro 2 – Símbolos para representação de subfunções em uma estrutura de funções.

A partir dos conceitos apresentados, podem-se analisar, em separado, os sistemas

técnicos motor e bomba, como na figura 3.

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Figura 3 – Representação esquemática dos sistemas técnicos.

Portanto, analisando-se o conjunto moto-bomba como um sistema técnico global, pode-

se visualizá-lo conforme a Figura 4.

Figura 4 – O sistema técnico moto-bomba para irrigação.

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Pahl & Beitz (2005) colocam, ainda, que em concordância com as considerações da

engenharia de sistemas, é vantajosa a proposta de Hubka (1992 apud Pahl 2005), de entender

objetos ou estruturas técnicas como sistemas que estão em contato com a circunvizinhança

por meio de variáveis de entrada (inputs) e variáveis de saída (outputs). Um sistema pode ser

desdobrado em subsistemas. O que faz parte de um sistema em consideração é definido pelos

limites do mesmo. As variáveis de entrada e saída cruzam a fronteira do sistema.

A Unidade de Bombeamento como Máquina Agrícola

A Unidade de Bombeamento pode ser considerada como uma máquina agrícola e, como

tal, este sistema técnico de alta importância para a eficiência do processo produtivo agrícola,

de grande peso em termos de custos e de forte influência nos aspectos ambientais das bacias

hidrográficas onde atua, é conceituado e normalizado pela ABNT - NB-66, que determina as

terminologias Operação Agrícola e Máquinas Agrícolas, da seguinte forma:

Operação Agrícola é Toda atividade direta e permanentemente relacionada com a

execução do trabalho de produção agropecuária.

Máquinas Agrícolas são aquelas projetadas especificamente para realizar

integralmente ou coadjuvar a execução da operação agrícola.

A NB-66 classifica, ainda, as bombas hidráulicas no Grupo 9 – Máquinas para a

conservação do solo, água e irrigação e drenagem, item i1. Irrigação: motobombas e

aspersores (ABNT – NB-66 apud Filho et al, 2001).

A estação de bombeamento para irrigação da lavoura de arroz

Köpp (2002) diz que uma estação de recalque de água para irrigação do arroz tem

como objetivo elevar um determinado volume de água por unidade de tempo (vazão Q) a uma

altura definida pelo desnível entre a fonte de água até o ponto mais alto da lavoura, donde a

água é então distribuída por gravidade.

Entre as principais aplicações dos sistemas de bombeamento, Jardim (1992) aponta os

sistemas de irrigação, dizendo que a irrigação das áreas de plantio pode ser feita por

bombeamento da água de um manancial existente nas proximidades do cultivo; especialmente

nos tipos de cultura onde há exigência de grandes volumes de água, como no caso da

orizicultura.

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Fonte: adaptado de Jardim, 1992.

Figura 5 – Irrigação de lavouras por bombeamento.

Soriano & Guimarães (2007) conceitua a EB (Estação de Bombeamento) como o

sistema técnico composto por uma ou mais UB (Unidades de Bombeamento) que podem

atuar sobre o mesmo volume de controle considerado como fração e/ou parcela de um mesmo

recurso hídrico, em separado ou em conjunto e que, por sua vez, podem ser associadas em

série ou paralelo; entenda-se por UB (Unidade de Bombeamento) o subsistema constituído

por: a) Uma máquina de fluxo geradora, dimensionada para transformar energia mecânica em

energia de fluido (Figura 6.1), com a função de gerar vazão; b) Motor estacionário de

acionamento, que pode ser elétrico ou de combustão interna (Figura 6.2), que transforma,

respectivamente, energia elétrica ou térmica em energia mecânica transmitida ao rotor (parte

constituinte da bomba) por um eixo de transmissão; a atuação deste eixo do motor acoplado

ao eixo da bomba que se acopla, por sua vez, ao rotor da bomba, pode-se chamar conjunto

girante c) Tubulação de sucção e recalque (Figura 6.3), cuja função é coletar água a partir de

um determinado ponto de captação, submeter o fluido à bomba (máquina de fluxo geradora) e

conduzir o fluxo resultante até um ou mais pontos geográficos situados em cota(s) de altura

geométrica superior(es) ou inferior(es) ao ponto de captação; d) Em muitos casos, existe ainda

um sistema flutuante (Figura 6.4), casos em que o conjunto moto-bomba encontra-se instalado

sobre balsa, com a finalidade de minimizar o prejuízo hidráulico devido à amplitudes de

oscilação de altura de sucção muito altas e freqüentes, que podem causar elevadas perdas de

carga na sucção e risco eminente de cavitação, eliminando, assim considerável fator de perda

energética, bem como apresentar uma solução mais viável economicamente em relação à

construção de poços secos (obra civil de alto custo).

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Figura 6 - Partes constituintes da Estação de Bombeamento: 1) Máquinas de fluxo geradoras; 2) Motor

de acionamento; 3) Tubulação; 4) Conjuntos moto-bomba sobre sistemas flutuantes.

A Estação Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola

O Sistema Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola é uma estação de recalque de água

bruta que atua de modo estruturado e sistemático sobre um elemento de flutuação primário, ou

balsa, ancorado à margem seca de um manancial hídrico, como rios, lagos, lagoas, barragens e

demais reservatórios naturais ou construídos pelo homem, estacionado sobre um ponto

definido de captação. Existe uma infinidade de formatos e desenhos possíveis para o design

das câmaras de flutuação que compõem as balsas.

Fonte: arquivo pessoal.

Figura 7 - Exemplos de Estações de Bombeamento flutuantes: balsa metálica tipo

catamarã à esquerda e balsa metálica tipo torum à direita.

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Dentre os componentes e acessórios acima descritos, podem-se enumerar aqueles que

não são manufaturados, isto é, aqueles que são adquiridos a partir de fornecedores externos

para adaptação funcional aos componentes e produtos de fabricação interna à empresa, dentre

os quais se citam:

Pneu – utilizado na montagem do componente Junta Flexível, tem a função de atribuir

flexibilidade à junção entre dois tubos metálicos, por um ângulo determinado;

Motor de acionamento – utilizado na composição do conjunto moto-bomba e tem a

função de transformar energia elétrica (ou térmica) em energia mecânica que é

transmitida ao eixo da máquina de fluxo geradora (bomba hidráulica);

Bomba hidráulica – utilizada na composição do conjunto moto-bomba e tem a

função de captar água bruta do manancial e gerar vazão em uma linha de recalque da

estação elevatória;

Correias de transmissão – utilizadas no sistema de transmissão por polia-correia, tem

como função principal transmitir potência mecânica e/ou torque gerados pelo eixo

motor ao eixo movido (eixo da bomba); além disso, as correias de transmissão

proporcionam uma redução no número de rotações do motor através do trabalho

conjugado com polias de acionamento, de modo que haja uma redução determinada no

número de rotações da bomba. Cada correia é responsável por uma quantidade de

transmissão de energia, em Horse Power (HP), entre o motor e a bomba, sendo que as

correias com seção trapezoidal 5 V transmitem em média 25 HP por unidade e as

correias com seção trapezoidal 8 V transmitem em média 40 HP por unidade. Assim

sendo, um sistema de transmissão com 10 correias 5 V é responsável pela transmissão

de uma potência equivalente a 250 HP e um sistema projetado com 6 correias 8V

transmite, por sua vez, 240 HP;

Polias em Ferro Fundido – fabricadas em ferro fundido cinzento nodular, são

fornecidas por empresas de fundição de aço e metais; são constituídas de uma massa

central interna que confere estrutura e resistência mecânica ao componente, aros

estruturais que ligam esta parte central (miolo) a uma massa externa conformada com

canaletas ou canais com seção geométrica específica de acordo com o perfil das

correias de transmissão dimensionadas e selecionadas em projeto, quais sejam, 8 V ou

5 V, mas a função fundamental das polias é acoplar-se aos eixos de transmissão do

motor e da bomba hidráulica, conferindo uma variação de rotação dos mesmos,

através da chamada relação de transmissão, isto é, ao usar-se polias com diferenciação

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diametral, obtém-se uma variação controlada de rotações por minuto (RPM)

diminuindo-se, geralmente, o número de rotações do eixo movido, ou eixo da bomba,

e por conseqüência do rotor, pois o eixo motor fornece uma rotação constante por

especificação do fabricante orientada por normalização internacional.

2.2 Metodologia utilizada

O universo da pesquisa será delimitado a um sistema controlável e conhecido, de forma

que possa ser manipulado analiticamente no que se refere às combinações das variáveis

estudadas, não sendo necessário, desse modo, lançar mão de software específico de

processamento de dados ou aprofundamentos em modelagens matemáticas mais complexas,

por não ser, este, um objetivo específico deste trabalho. Por isso foi estabelecido um cenário

de condições recorrentes de campo estabelecidas para um cliente qualquer, com necessidades

claras e bem definidas. Da mesma forma, também foram estabelecidos os requisitos de projeto

para o desenvolvimento do produto em estudo. A montagem do leiaute de uma fábrica

genérica, análoga àquela já estabelecida e conhecida como sede da empresa, que atende o

setor metal-mecânico, utilizou equipamentos e mão de obra mínimos para a produção e

manufatura exclusiva das novas demandas de mercado no Estado do Tocantins. Foi

estabelecido um roteiro que talvez sirva de guia para as análises gerencias e estratégicas do

novo panorama que se apresenta, conforme Figura 7. A partir deste roteiro, tópicos

fundamentais do contexto informacional do mercado começaram a ser explorados, de modo a

se organizar uma sequência de análises importantes aos processos decisórios dos gerentes e

profissionais envolvidos no processo de análise, planejamento estratégico e implantação da

nova fábrica. Após o estabelecimento de tópicos a serem analisados e informações

devidamente coletadas e formalizadas, partiu-se para a proposta de planilhas e checklists de

auxílio à reuniões de equipes de gerenciamento e planejamento estratégico, os quais podem

ser insertados ou incorporados às rotinas de desenvolvimento, seja com o foco no produto, na

produção, seja nos delineamentos dos processos do negócio como cenário a ser desenhado.

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Figura 7 – Roteiro de análises gerenciais estratégicas.

Definição do cliente e suas necessidades

A maioria dos sistemas hidroagrícolas flutuantes são utilizados para a irrigação ou

drenagem de perímetros cultiváveis, sendo empregados amplamente na cultura do arroz por

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inundação de grandes áreas contínuas divididas em parcelas ou quadros controlados

interligados por meio de comportas e/ou canais de distribuição.

A função do sistema hidroagrícola é fornecer vazão, elevando massas controladas de

água bruta, desde um ponto de captação, de cota inferior, em um manancial (rio, açude,

barragem, reservatório, lagoa...) até um ponto de descarga, de cota superior, em um canal de

distribuição ou diretamente na lavoura. É com esta função de fornecer água em volumes e

tempos controlados durante a época de irrigação, que o produto analisado neste estudo é

empregado.

Cada cliente ou cada situação de aplicação tem suas variantes ou variáveis peculiares,

modificando-se de modo drástico nas diferentes regiões do Brasil, devido a fatores climáticos,

topográficos e tipos de solo, citando-se também, a medida da área de dotação ou perímetro a

ser irrigado. Assim sendo, elegeu-se como região de aplicação do produto a Região Norte do

Brasil, mais especificamente o Projeto Rio Formoso no Estado do Tocantins, iniciado no ano

de 1979. Considerada a maior área contínua para irrigação por gravidade do mundo, a planície

sedimentar da Bacia do Araguaia, no Tocantins, ocupa cerca de 1,2 milhões de hectares. A

altitude da área está em torno de 200 m e o relevo tem inclinação menor que 0,05%, o que

favorece as inundações periódicas, dando origem a solos mal drenados. O Vale do Araguaia

constitui-se em uma das regiões mais promissoras para a expansão da orizicultura brasileira,

com condições para atendimento do mercado das Regiões Norte, Nordeste, Centro-Oeste e

Sudeste.

Geralmente, uma grande parte dos produtores orizícolas que cultivam na área escolhida

como foco deste estudo, reúnem-se em associações ou cooperativas com o intuito principal de

dividir investimentos em máquinas agrícolas de grande porte, insumos e armazenagem de

grãos. Com maior poder de barganha junto aos fornecedores da iniciativa privada e

representatividade junto aos gestores públicos do projeto, os grupos de produtores investem

de modo constante e periódico em aquisição e renovação de maquinário agrícola. Apesar da

cotização e do rateio de despesas, o sistema cooperativo tem acumulado dívidas e prejuízos

devido a problemas como a principal doença que ataca o arroz de forma epidêmica, a bruzone,

em função da abertura comercial do cereal vindo de outros países e dívidas contraídas a partir

de financiamentos e empreendimentos mal sucedidos das cooperativas, por conta de

expectativas otimistas de produção. Daí a obrigatoriedade de apresentações de propostas

comerciais com preços justos e competitivos, sendo, a maioria das tomadas de preço e

definição de fornecedores, feitas através de processos licitatórios públicos, geridos pela

SRHTO - Secretaria de Recursos Hídricos do Estado do Tocantins. Para descaracterizar

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qualquer semelhança e/ou identificação com cooperativas reais atuantes no Projeto Formoso,

adotar-se-á o nome de uma cooperativa fictícia, sem correspondência ou semelhança real. O

nome fantasia da cooperativa fictícia será Cooperarroz Ltda. Na Tabela 2, estão planilhadas as

principais características do público alvo, assim como algumas das necessidades mais

representativas que podem auxiliar no traçado do perfil do cliente.

Tabela 2 – Planilha do perfil e das necessidades do cliente.

Item Definição

Cliente Cooperarroz Ltda.

Localização Projeto Rio Formoso, Município de Formoso do Araguaia -

Estado do Tocantins – Brasil.

Cultura Oriza sativa L. (Arroz)

Área a irrigar (A) 400 quadras quadradas (qq) ou 697 hectares (ha)

Dotação de água (DA) 2,3 l/s.qq ou 1,3 l/s.ha

Altura geométrica 3 metros (m)

Distância entre o ponto de captação e

descarga

32 metros (m), sendo 24 metros (m) sobre o leito do Rio

Formoso e 8 metros entre o ponto de margem seco e a

descarga no canal de distribuição.

Oscilação máxima do nível do rio 4 metros (m)

Período de irrigação 80 dias

Tempo de irrigação diária 21 h

Fornecimento de energia elétrica Não Sim (CELTINS)

Temperatura ambiente média 29 ºC

Consumo energético (R$ 222,81) 21 h x 80 x 250 CV x 745,7/1000 = 313,19 MWh = R$

69.781,86

Definição dos requisitos de projeto

Os requisitos de projeto têm o objetivo de determinar valores e levantar dados

indispensáveis para a seleção e dimensionamento dos equipamentos a serem utilizados na

configuração do Sistema de Bombeamento ideal para o tipo de aplicação. A Tabela 3 propõe

um rol de informações relevantes ao Projeto do Produto Sistema de Bombeamento Hidro-

Agrícola.

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Tabela 3 - Requisitos de projeto.

Item Especificação

Vazão de projeto 1600 l/s ou 5.760 m³/h

Marca / Modelo Bomba hidráulica Bomba Centrífuga Radial de Fluxo Misto 750

Massa da bomba 5.000 kg

Posição do eixo da bomba Vertical (+y)

Tipo de transmissão Polia x Correia

Diâmetro da polia motora 280 mm

Material da Pm Ferro fundido cinzento

Massa da Pm 50 kg

Diâmetro da Pb 1290 mm

Material da polia da Pb Ferro fundido cinzento

Massa da polia da Pb 250 kg

Distância entre centros motor-bomba 1100 mm

Nº de canais das polias 7

Nº de Correias de transmissão 7

Perfil da correia Trapezoidal – 8 V

Modelo comercial da correia 110 - 8 V

Potência por correia 40 cv

Motorização Diesel Elétrica

Potência nominal do motor 240 cv

Nº de pólos do motor IV Pólos

Frequência do motor 60 Hz

Marca/Modelo Motor comercial WEG 355 IV Pólos 220/380 250 cv

Massa do motor 1.500 kg

Posição do eixo do motor Vertical (–y)

Nº de Rotações do eixo da bomba 400 RPM

Nº de Rotações do eixo motor 1780 RPM

Relação de transmissão 0,22

Diâmetro do eixo da bomba 115 mm

Diâmetro do eixo do motor 120 mm

Modelo do anel de fixação e ajuste da Pm 120 x 80 x 280 mm

Modelo do anel de fixação e ajuste da Pb 115 x 165 x 33 mm

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Leiaute de um sistema genérico de fabricação

A fábrica que irá produzir o lote sob encomenda será, a partir de agora, desenhada e

definida, sob medida, para a demanda específica. Para tanto, é preciso determinar um

organograma básico que representará de modo esquemático a hierarquia e o status da

corporação. O organograma está dividido em duas partes características. A primeira parte

demonstra o mapa hierárquico-organizacional da esfera executiva da fábrica, já, a segunda

parte expressa o mapeamento da esfera produtiva, ambas as partes focadas na disposição dos

Recursos Humanos lotados em nichos departamentais da empresa modelada, conforme

mostram as Figuras 8 e 9.

Figura 8 - Organograma da esfera executiva da empresa modelo.

Figura 9 - Organograma da esfera produtiva da empresa modelo.

Definido organograma da nova empresa, parte-se para o estudo da disposição em áreas

do ambiente produtivo, com base no novo armazém ou pavilhão industrial, o qual já deve

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estar previamente selcionado. A proposta para iniciar as análises de distribuição de

equipamentos e arranjo físico é de se replicar o leiaute da matriz, projetando-o de maneira

proporcional e quantitativa ao novo espaço físico disponível em áreas de controle, como

ilustra a Figura 10.

Figura 10 - Divisão do espaço físico da fábrica genérica por áreas de controle.

Configurada a divisão do espaço físico em áreas de controle, é importante identificar

todos os tipos de máquinas e equipamentos a serem alocados e posicionados no ambiente

interno da fábrica, como mostra a Figura 11. Como sugestão de design padrão para ilustração

de máquinas e equipamentos, utilizou-se as formas de estilo oferecidas pelo software

Microsoft Visio, que, para fins de análises e estudos gerenciais, disponibiliza recursos visuais

de grande utilidade, clareza de significados e fácil edição e manipulação de disposições

futuras de arranjos físicos virtuais possíveis.

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Figura 11 - Legenda de máquinas e equipamentos utilizados na fábrica genérica.

Muito importante é elaborar uma tabela informacional com área de controle, descrição

dos equipamentos e/ou setores internos, dimensões, quantidades e recursos humanos

necessários para o processo de produção, coforme a Tabela 4. Esta tabela pode ser útil para

determinação de áreas necessárias à instalação e uso de equipamentos, informação

fundamental para as análises e estudos de arranjo físico, assim como para a elaboração de

uma lista de equipamentos e máquinas (novos ou usados) que deverão ser relacionados para

aquisição e instalação na nova planta do sistema fabril.

Após a definição das quantidades, dimensões e recursos mínimos necessários para o

desempenho satisfatório do processo produtivo, é indicado formalizar no modo visual como

ilustra a Figura 12, todos os elementos, homens e máquinas distribuídos nas áreas de controle

do novo parque fabril. Para fins de contexto análogo ao modo real conhecido (fábrica matriz),

é interessante transportar de uma forma semelhante e proporcional o leiaute da fábrica

conhecida e de onde será transferido todo o know-how do novo sistema, para a planta do novo

espaço físico a ser arranjado, podendo-se, assim, começar a visualizar o novo contexto de

processo e iniciar as análises gerenciais de produção e projeto de engenharia orientados à

nova planta fabril.

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Tabela 4 – Planilha informacional de áreas e quantidades de recursos mínimos necessários.

Área de controle Equipamento/setor

administrativo Quant.

Dimensões

(cm)

RH /

máquina

Pré-montage e montagem Solda MIG 3 80x50x120 1

Pré-montagem Solda elétrica 1 80x50x120 1

Preparação e fabricação

Cortadora plasma 1 400x300x180 1

Serra fita horizontal 1 200x60x100 1

Torno CNC 1 400x250x170 1

Calandra de chapas 1 300x80x100 1

Calandra de barras 1 160x70x150 1

Furadeira de bancada 1 200x180x250 1

Área de circulação / logística interna Guindaste oficina 1 400x400x600 1

Cargas e distribuição Guindaste de lança 1 300x100x600 1

Montagem e pintura / recebimento

de Matéria Prima Ponte rolante 2

400x400x600

/

600x400x600

2

Depósito, circulação e cargas Empilhadeira 1 450x200x250 1

Pintura Sistema de Pintura 1 900x700x600 3

Administrativa Mobiliário 7 200x100x120 7

Estoque Bancada 1 400x100x80 1

Total de equipamentos 16 Total de RH 23

Figura 12 - Leiaute detalhado da fábrica genérica.

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Workflow ou Fluxo de Negócios

Segundo a WFMC (Workflow Management Coalition), Workflow ou Fluxo de

Trabalho é a automação do processo de negócio, na sua totalidade ou em partes, onde

documentos, informações ou tarefas são passadas de um participante para o outro para

execução de uma ação, de acordo com um conjunto de regras de procedimentos.

A automação do processo de negócio identifica as várias atividades do processo, regras de

procedimento e controle de dados associados para gerenciar o workflow durante a ativação do

processo.

Numa visão genérica e abrangente, tomando-se como referência o produto foco deste

estudo, isto é, o Sistema Flutuante de Bombeamento Hidroagrícola, pode-se indexar o

workflow de modo a sintetizar a visualização das instâncias principais, como ilustrado na

Figura 13.

Fluxo externo unidirecional

Fluxo externo bidirecional

Fluxo interno unidirecional

Fluxo interno bidirecional

Figura 13 - Workflow com as instâncias principais do negócio envolvendo Sistemas Hidroagrícolas.

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A matéria prima é recebida e armazenada em local predeterminado, em espaço próprio

para o acondicionamento de chapas, barras e perfis metálicos, segundo um cronograma de

produção e consumo controlado.

O material é transformado seguindo um sistema de planejamento e controle de

produção, que segue diretrizes baseadas no binômio tarefa-tempo, quando, na etapa inicial de

fabricação, consideram-se os processos de corte, desempeno, furação, calandragem e ponteio

de solda, sob o parâmetro hora-máquina, e, numa etapa subsequente, quando são considerados

os processos de montagem industrial, soldagem efetiva, inspeções finais, pintura e

acabamento, embalagem, sob o parâmetro hora-homem, quando o produto acabado toma sua

forma definitiva e é remetido ao cliente final, onde é instalado (montagem de campo), posto

em funcionamento e é realizada a entrega técnica.

Formalização do workflow centrado na Engenharia de Produção

É muito importante, além de caracterizar o novo sistema produtivo de modo análogo

ao processo conhecido da fábrica matriz, formalizar o workflow da fábrica fictícia, para que

se tenha a visão dos fluxos e processos que demandarão reflexão e especificação

organizacional e metodológica dentro das áreas ou setores principais do empreendimento,

como, por exemplo, é apresentado na Figura 14, onde se dividiu a empresa fictícia em quatro

setores técnicos: Cliente, CPD (Centro de Processamento de Dados), Engenharia, Produção e

Manufatura.

Figura 14 - Workflow do processo centrado na Engenharia de Produção e Manufatura.

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Projeto do produto Estação hidroagrícola flutuante

Em se tratando do projeto de um produto industrial, a padronização dos documentos

gerados ao longo do seu desenvolvimento é de suma importância, pois evita que erros,

inconsistências, esquecimentos e outras falhas ocorram sem controle. A natureza incerta e

abstrata de projetos de desenvolvimentos de produtos exige que

recursos/mecanismos/ferramentas sejam criados de modo a minimizar os riscos inerentes

desta atividade. Neste sentido, o SDP vem contribuir para que o processo de projeto de

máquinas agrícolas seja realizado de modo sistemático, possibilitando condições de

organização e controle dos projetos, assim como de registro histórico dos projetos

desenvolvidos.

A primeira macrofase corresponde à fase de “planejamento do projeto”. Envolve a

elaboração do plano do projeto da máquina agrícola, principal resultado a ser obtido nesta

fase. A segunda macrofase, denominada de projetação, envolve a elaboração do projeto do

produto e do plano de manufatura. Decompõe-se em quatro fases denominadas “projeto

informacional”, “projeto conceitual”, “projeto preliminar” e “projeto detalhado”. Os

resultados principais de cada fase são, respectivamente, as especificações de projeto, a

concepção da máquina, a viabilidade econômica e a solicitação de investimento. A última

macrofase, implementação, envolve a implementação do plano de manufatura na produção da

empresa e o encerramento do projeto. Esta macrofase decompõe-se em três fases

denominadas “preparação da produção”, “lançamento” e “validação”. Os resultados principais

destas fases incluem, respectivamente, a liberação do produto, a liberação do lote inicial e a

validação do projeto.

IMPLEMENTAÇÃOPROJETAÇÃO

PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS

PLANEJAMENTO

Validação

Validação do Projeto

Lançamento

Lote Inicial

Preparaçãoda Produção

Liberação do Produto

ProjetoDetalhado

Solicitação de Investimento

ProjetoPreliminar

Viabilidade Econômica

Projeto Conceitual

Concepção

Projeto Informacional

Especificaçõesde Projeto

Planejamentodo Projeto

Plano doProjeto

Fonte: Romano, 2003.

Figura 15 – Processo, macrofases, fases e saídas do modelo de referência para o PDMA.

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Análise da localização e arranjo físico da nova organização

Conforme Ritzman & Krajewski (2004), o estudo da localização e arranjo físico são

importantes para as questões contábeis, no que diz respeito às estimativas de custos e

operações em novos locais, para problemas de distribuição, como manuseio de materiais e

diminuição dos tempos de resposta dos clientes, para a engenharia, pois são importantes as

considerações do impacto das escolhas do projeto do produto no arranjo físico, para as

finanças, que apontam soluções e levantam problemas para o investimento em novos locais e

arranjos físicos, para os recursos humanos, pois há necessidades cruciais de diferenças

culturais, treinamento de empregados e apoio a novas operações novas ou relocalizadas, para

os sistemas de informações gerenciais, que trabalham com sistemas de informações que unem

as operações em diversos locais, para o marketing e suas preocupações em satisfazer o cliente

a partir de novos locais e arranjos físicos e, enfim, para as operações, que procuram identificar

locais e arranjos físicos e seus reflexos nos critérios de desempenho.

Localização

Localização das instalações, segundo Ritzman & Krajewski (2004), é o processo de

determinar o local geográfico para as operações de uma empresa. Há muitos pontos a serem

considerados pelos gerentes no momento de determinar ou analisar uma determinada

localização, tais como: custos, qualidade, tempo e flexibilidade.

Em grande parte dos casos, é preciso registrar, não basta definir o local ótimo a ser

determinado e, simplesmente, direcionar todas as análises para aquele ponto no mapa

regional, por exemplo. Inúmeros fatores preponderantes e fora do contexto habitual da

realidade dos gerentes podem estar envolvidos numa determinação de localização, isto é, há

grandezas externas que podem influir de modo crucial sobre a decisão sobre uma localização

de instalações, entre as quais se podem citar: influências sociais e econômicas da comunidade

local, vantagens ou incentivos fiscais do município ou do estado, perspectivas de negócios

futuros e o fator distribuição que deve ser analisado sobre estas possibilidades futuras, entre

outras tantas considerações. Neste caso específico da pesquisa, por exemplo, o Estado do

Tocantins foi pré-determinado, assim como a cidade de Palmas, devido à disponibilidade e

proximidade de fornecedores, acesso aéreo e terrestre desenvolvidos, redes de abastecimento

de energia elétrica, água, telefone e Internet que garante uma infra-estrutura ideal,

proximidade às Secretarias de Obras e Recursos Hídricos, prolatores das principais propostas

de negócios a serem disputados pela empresa através de processos licitatórios e concorrências

públicas estaduais e federais. Além disso, há o incentivo fiscal local se a empresa gerar

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impostos e postos de trabalho. Outro fator importante é a localização no centro do estado,

pois, inicialmente a empresa atenderá o Projeto do Rio Formoso, porém, como é de domínio

público, o Estado do Tocantins tem projetos de irrigação e expansão de perímetros irrigados

em todo o seu território.

A partir destas premissas, foi fundamental um levantamento de dados locais para que

fossem conhecidas as fortalezas e fraquezas do ponto de localização, onde o empreendimento

irá se instalar. Foi elaborado um checklist de requisitos informacionais que podem auxiliar no

conhecimento das facilidades e dificuldades que a corporação enfrentará em seu novo

panorama de mercado. Na seção Resultados deste trabalho, ilustra-se a Tabela 10 - Checklist

de Facilidades e Dificuldades de Localização. É importante salientar que a metodologia de

estabelecimento dos itens a serem levantados deve ser desenvolvida de modo específico para

cada empresa e sua realidade particular. Antes, porém, da confecção da Tabela 10, é indicado

levantamento da melhor rota, distâncias percorridas, pedágios e estradas posicionadas entre a

sede atual da empresa e a nova fábrica. Na Figura 16, um exemplo de rota ou itinerário entre a

matriz e a filial pode ser observado. O mapa traça de modo ilustrativo o itinerário mais curto,

pelas rotas com melhores estradas do trajeto.

Figura 16 – Rota entre a empresa matriz e a empresa filial.

O detalhamento das informações referentes à rota traçada na Figura 16 é útil para a

elaboração de um plano de deslocamento terrestre de recursos, podendo servir como

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parâmetros de levantamento de tempo necessário para trânsito, locais e tempos de paradas,

assim como, por exemplo, no caso de deslocamento de recursos humanos entre uma sede e

outra, estimar a quantidade de horas extras e despesas necessárias para o transporte de

trabalhadores.

Arranjo Físico

Partindo-se da fábrica fictícia desenhada com referência na fábrica original constituída

pela sede-matriz da empresa, pode-se então principiar as análises importantes para

determinação do arranjo físico ótimo para a nova fábrica. Segundo Ritzman & Krajewski

(2004), o arranjo físico pode ser escolhido sob uma abordagem de processo ou de produto.

Em seu livro Administração da Produção e Operações, Ritzman & Krajewski propõe uma

sequência de três etapas básicas para análise do novo arranjo físico, quais sejam: (1) Colher

informações; (2) Desenvolver um plano geral e (3) projetar um arranjo físico detalhado. Este

trabalho, como apresenta uma proposta preliminar para suprir as necessidades dos gestores de

iniciar e/ou antecipar as análises sobre a nova fábrica, deter-se-á à etapa número (1).

Três tipos de informações são necessárias para o início de um projeto de arranjo físico:

necessidades de espaço por centro, espaço disponível e fatores de proximidade.

A Tabela 5 ilustra as necessidades de espaço que, no caso específico deste trabalho,

define valores arbitrários para cada centro (entenda-se por “centro” as áreas de controle

especificadas na Tabela 5 ). Tabela 5 – Necessidades de espaço por centro.

Área de controle ou centro Área (m²)

Pré-montagem 100

Montagem 400

Preparação e fabricação 1000

Área de circulação 500

Logística interna 400

Cargas e distribuição 300

Pintura 50

Recebimento de Matéria Prima 100

Depósito 300

Administrativa 200

Estoque 500

Total 3.850

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O analista deverá vincular as necessidades de espaço aos planos de capacidade. Calcular

as necessidades específicas de cada equipamento e o espaço correspondente para cada área de

controle, além de incluir espaços de circulação como corredores.

Para o levantamento do espaço disponível, o analista deve ter em mãos as informações

de área e dimensões a partir de um croqui do armazém ou galpão. Num caso prático de

detalhamento do arranjo físico, o projetista começa pela divisão do espaço em 11 partes iguais

pois estas 11 partes se referem às áreas de controle especificadas no presente trabalho. Logo

após, cada área específica deve ser analisada isoladamente, calculando-se a sobra ou falta de

espaço que se evidenciará a partir da análise dos espaços necessários a cada equipamento

somado a sua área de circulação. Feito isto, demarcar-se-á as áreas ocupadas e as áreas sem

ocupação de cada área inicial, procedendo-se ajustes subsequentes até a distribuição ótima de

espaço físico.

Por fim, os Fatores de Proximidade devem ser considerados para a localização de cada

centro ou área de controle específico, definindo-se quais centros devem se avizinhar e quais

não necessariamente precisam estar próximos. Isto pode ser feito levantando-se o número de

movimentações entre centros. A Tabela 6 é intitulada “Matriz de Movimentações” e foi

proposta por Ritzman & Krajewski (2004) e adaptada ao presente trabalho.

Tabela 6 – Matriz de Movimentações

Centro ou Área de Controle Movimentações entre centros

1 2 3 4 5 1. Pré-montagem - 30 55 0 30 2. Montagem - 29 0 20 3. Preparação e fabricação - 0 15 4. Cargas e distribuição - 50 5. Pintura -

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2.3 Resultados e Discussões

Durante a pesquisa, foram revistos definições e conceitos dos componentes utilizados

em estações de bombeamento hidroagrícolas, o que, teoricamente, deve estruturar a base

necessária para a formação da massa crítica que fundamentará todo universo prático do

contexto analisado neste trabalho. Foram elaboradas de maneira propositiva duas planilhas

para o levantamento preliminar dos requisitos de projeto e especificação do perfil e as

necessidades do cliente, as quais podem ser observadas nas Tabelas 7 e 8.

Tabela 7 – Planilha informacional das necessidades do cliente “Produtor Arrozeiro”.

Item Definição

Cliente

Localização

Cultura

Área a irrigar (A)

Dotação de água (DA)

Altura geométrica

Distância entre o ponto de captação e

descarga

Oscilação máxima do nível do rio

Período de irrigação

Tempo de irrigação diária

Fornecimento de energia elétrica Não Sim

Temperatura ambiente média

Consumo energético

A partir da estrutura fabril pré-projetada, também foi abordada a necessidade interna da

empresa, especialmente no Setor de Engenharia, determinando-se, de modo oportuno, a

prerrogativa de que as atividades deste setor sejam balizadas por uma Metodologia de Projeto

do Produto viável, qualificada e definida de modo formal, para isso, apresentou-se uma

sequência de Quadros para o desenvolvimento das atividades de projeto, os quais servirão de

referência para os gestores do novo empreendimento.

Conhecidos o perfil do cliente, os requisitos de projeto, a cultura atendida e a região de

aplicação do produto final, passou-se a apresentar um modelo fictício preliminar de arranjo

físico do parque fabril de uma fábrica de pequeno porte, sendo que, o referido modelo, teria a

função de simular ou projetar a empresa matriz conhecida proporcionalmente à nova empresa

denominada Filial. Além disso, foi executada a pré-moldagem de um workflow, com recursos

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humanos, máquinas e áreas de controle para a análise inicial do cenário do processo

produtivo. Uma planilha-tabela informacional dos recursos mínimos necessários foi

apresentada para delinear o primeiro modelo de arranjo físico do processo produtivo,

conforme Tabela 9.

Tabela 8 - Planilha informacional dos requisitos de projeto “Bombeamento Arrozeiro”.

Item Especificação

Vazão de projeto

Marca / Modelo Bomba hidráulica

Massa da bomba

Posição do eixo da bomba

Tipo de transmissão

Diâmetro da polia motora

Material da Pm

Massa da Pm

Diâmetro da Pb

Material da polia da Pb

Massa da polia da Pb

Distância entre centros motor-bomba

Nº de canais das polias

Nº de Correias de transmissão

Perfil da correia

Modelo comercial da correia

Potência por correia

Motorização Diesel Elétrica

Potência nominal do motor

Nº de pólos do motor

Frequência do motor

Marca/Modelo Motor comercial

Massa do motor

Posição do eixo do motor

Nº de Rotações do eixo da bomba

Nº de Rotações do eixo motor

Relação de transmissão

Diâmetro do eixo da bomba

Diâmetro do eixo do motor

Modelo do anel de fixação e ajuste da Pm

Modelo do anel de fixação e ajuste da Pb

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Tabela 9 – Planilha informacional dos recursos mínimos necessários por área de controle.

Nome da área de controle Equipamento/setor

administrativo Quant.

Dimensões

(cm)

Nº RH por

máquina

Total de equipamentos Total de RH

Quadros para o desenvolvimento das atividades de projeto

Romano (2003) propõe um modelo de referência para o Processo de Desenvolvimento

de Máquinas agrícolas aplicável ao caso aqui estudado. Em sua série de quadros que servem

de orientação para as análises iniciais do processo, macrofases, fases e saídas do modelo de

referência para o PDMA, Romano orienta os gestores dos processos de engenharia no sentido

de organizar metodológica e formalmente suas atividades.

O sistema de documentação do projeto a ser proposto envolve a elaboração dos

documentos relativos à macrofase de projetação, e dão suporte ao desenvolvimento de projeto

de máquinas agrícolas. Este tipo de análise é vital para o estabelecimento das rotinas de

engenharia, organização e métodos dos trabalhos a serem planejados para a nova fábrica em

desenvolvimento. Basicamente o SDP (Sistema de Documentação do Projeto) é decomposto

de duas partes, uma que contém os documentos do projeto de natureza gerencial e, a outra,

técnica, ambas incluídas no escopo desse projeto. Os Quadro 3, 4, 5 e 6, enumeram os

documentos técnicos e gerenciais padrão a serem previstos para implantação do PDMA.

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Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais

Projeto

Informacional

Fatores de influência no projeto da máquina

Planejamento de marketing - I

Necessidades dos clientes/usuários

Requisitos dos clientes/usuários

Requisitos de projeto

Avaliação das máquinas disponíveis no mercado

Especificações de projeto

Fatores de influência no plano de manufatura - I

Estratégia para o envolvimento de fornecedores

Informações sobre segurança da máquina - I

Metas de dependabilidade

Custo meta da máquina

Lições aprendidas – I

Código do projeto

Análise de fluxo de caixa do projeto - I

Avaliação das especificações de projeto

Aprovação das especificações de projeto

Relatório de progresso do projeto - I

Plano do projeto - I

Ficha de aprovação de passagem de fase – I

Fonte: Romano, 2003.

Quadro 3 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto informacional.

Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais

Projeto Conceitual Planejamento de marketing – II

Estrutura funcional

Fornecedores envolvidos

Princípios de solução

Concepções alternativas

Modelos das concepções alternativas

Estimativa de custo das concepções alternativas

Relatório de avaliação das concepções alternativas

Concepção da máquina agrícola

Conceito da máquina agrícola

Fatores de influência no plano de manufatura - II

Informações sobre segurança da máquina - II

Lições aprendidas – II

Contrato de desenvolvimento com fornecedor

Análise de fluxo de caixa do projeto - II

Avaliação da concepção da máquina agrícola

Aprovação da concepção da máquina

Relatório de progresso do projeto - II

Plano do projeto - II

Ficha de aprovação de passagem de fase - II

Fonte: Romano, 2003.

Quadro 4 - Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto conceitual.

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Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais

Projeto Preliminar Planejamento de marketing - III

Leiaute inicial

Leiautes preliminares

Leiaute dimensional

Lista de componentes preliminar

Responsáveis pelo detalhamento dos componentes

Desenhos dos componentes

Lista de componentes comprados

Leiaute final

Desenhos do leiaute final

Lista de componentes

Custo preliminar dos componentes / unidades de

grupo

Especificações técnicas

Relatório de pedido de patente

Plano de fabricação e de teste do protótipo

Requisição de protótipo

Estrutura preliminar do protótipo

Custo preliminar do protótipo

Requisitos preliminares de manufatura

Custo preliminar de manufatura do protótipo

Solicitação de investimento para construção do

protótipo

Capabilidade de manufatura interna

Capabilidade de manufatura externa

Informações sobre segurança da máquina - III

Lições aprendidas - III

Análise de fluxo de caixa do projeto - III

Viabilidade econômica

Avaliação da viabilidade econômica

Aprovação da viabilidade econômica

Relatório de progresso do projeto - III

Plano do projeto - III

Ficha de aprovação de passagem de fase - III

Fonte: Romano, 2003.

Quadro 5 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto preliminar.

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Fase Documentos Técnicos Documentos Gerenciais

Projeto Detalhado Planejamento de marketing - IV

Divergências de montagem do protótipo

Relatório de montagem do protótipo

Relatório de protótipo montado

Relatório de teste de campo

Plano de clínica

Relatório de clínica

Relatório de segurança do protótipo

Relatório de dependabilidade do protótipo

Plano de ação corretiva do protótipo

Relatório de implementação das ações corretivas

Aprovação do protótipo

Cronograma de liberação da documentação

Obsolescência dos componentes

Componentes otimizados

Status do atendimento às normas para homologação

Desenhos dos componentes

Desenhos de montagem

Estimativa de custo detalhado dos componentes

Solicitação de amostras dos componentes

Estrutura do produto

Especificações técnicas

Plano de manufatura

Certificados de aprovação de amostras

Procedimentos de segurança

Procedimentos de assistência técnica

Esquema das publicações de assistência técnica

Manual de instruções

Manual de assistência técnica

Catálogo de peças

Documentação da máquina agrícola

Relatório de custo da máquina agrícola

Relatório de custo de ferramental

Relatório de custo de lançamento e propaganda

Preço de venda detalhado

Lições aprendidas – IV

Relatório de custo de desenvolvimento

Análise de fluxo de caixa do projeto - IV

Solicitação de investimento

Avaliação da solicitação de investimento

Aprovação da solicitação de investimento

Relatório de progresso do projeto - IV

Plano do projeto - IV

Ficha de aprovação de passagem de fase - IV

Fonte: Romano, 2003.

Quadro 6 – Documentos técnicos e gerenciais do sistema de documentação do projeto detalhado.

Tendo sido definidas as informações preliminares fundamentais às análises de

gerenciamento e planejamento estratégico do novo empreendimento (Filial), passou-se a

analisar e propor um checklist de levantamento das fraquezas e fortalezas da nova empresa em

sua localização de instalações, conforme planilha especificada na Tabela 10.

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Tabela 10 - Checklist de Facilidades e Dificuldades de Localização

Item de localização Checklist

Acesso por via aérea. Sim Não

Acesso por via rodoviária. Sim Não

Acesso por via ferroviária. Sim Não

Acesso por via hidroviária. Sim Não

Rede elétrica trifásica. Sim Não

Rede de água. Sim Não

Rede de esgoto. Sim Não

Rede de telefonia. Sim Não

Posto de gasolina a menos de 1 km. Sim Não

Hospital de Pronto Atendimento na cidade. Sim Não

Plantão de polícia. Sim Não

Patrulhamento ostensivo de Policia Militar . Sim Não

Localizado em Distrito Industrial. Sim Não

Fornecedor de O2 e gás mistura na região. Sim Não

Supermercado a menos de 1 km. Sim Não

Fornecedor de chapas de aço e perfis metálicos na região. Sim Não

Fornecedor de EPI e uniformes na região. Sim Não

Rede hoteleira (mínimo 3 estrelas). Sim Não

Farmácia a menos de 1 km. Sim Não

Serviços de informática e fornecimento de hardware e software na região. Sim Não

Acesso à Internet banda larga. Sim Não

Oficina mecânica Diesel a menos de 1 km. Sim Não

Fornecedor de insumos (rolos MIG, eletrodo, discos de corte e desbaste, parafusos,

porcas e arruelas) na região.

Sim Não

Tabelionato – Cartório no Município. Sim Não

Faculdade de Engenharia na Região. Sim Não

Curso de Nível Técnico Industrial na Região Sim Não

Transporte urbano que atenda ao local de instalação. Sim Não

Serviço de frete rodoviário, ferroviário ou hidroviário na região. Sim Não

Serviço de coleta de lixo e resíduos industriais na região. Sim Não

Veículo de comunicação regional - rádio Sim Não

Veículo de comunicação regional - TV Sim Não

Veículo de comunicação regional - jornal Sim Não

Escritório de consultoria jurídica no Município Sim Não

Serviços de manutenção industrial na região Sim Não

Agências bancárias na região (Citar: ............................................

.......................................................................................................

Sim Não

A pesquisa de Características para Processo Produtivo de Fabricação de Sistemas de

Bombeamento Hidro-Agrícola foi proposta uma análise geral e considerações sobre os

principais tipos de arranjos físicos e os pontos a serem analisados num estudo inicial a partir

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do leiaute fictício da fábrica modelada anteriormente. A partir de uma Matriz de

Movimentações básica entre Áreas de Controle, é possível iniciar as análises preliminares

para o projeto do Arranjo Físico ótimo, levando-se em conta posteriormente circulação de

operadores, movimentação de materiais e/ou fluxos do processo produtivo. Na Tabela 11

configura-se a “Matriz de Movimentações” básica para aplicação em casos genéricos. Note-se

que o número de colunas de movimentações entre centros deve coincidir com o número de

linhas de Centro ou Área de Controle.

Tabela 11 - Planilha informacional Matriz de movimentações.

Centro ou Área de Controle Movimentações entre centros

1 2 3 4 5 1. Centro 1 - 2. Centro 2 - 3. Centro 3 - 4. Centro 4 - 5. Centro 5 -

Finalizando, é crucial enumerar em forma de síntese uma proposta sequencial de

características para o processo de fabricação de sistemas de bombeamento hidroagrícolas,

tema deste trabalho de investigação.

A Tabela 12 enumera os 15 principais itens propostos e identificados como

características fundamentais de um processo de fabricação a serem analisadas e consideradas

num processo de gestão de uma nova fábrica.

Com a intenção de facilitar ou abreviar os primeiros passos de instalação de uma nova

empresa, filial ou empresa similar, é que este trabalho buscou mapear algumas necessidades

informacionais para que sirvam de ponto de partida do processo de gestão. Com estes

resultados, os gerentes e colaboradores técnicos do processo de implantação do novo

empreendimento poderão iniciar suas atividades de Planejamento Estratégico, Gestão de

Processos e Estudos de Viabilidade Econômica e Análises de Custos, poderão antever

problemas técnicos, minimizar os conflitos e fatores de limitação estratégicos, assim como

organizar-se de modo mais eficiente para as reuniões e atividades de formação e distribuição

de tarefas de equipes.

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Tabela 12 – Roteiro de Características para a análise preliminar do processo de gestão.

1. Elaborar um estudo das definições, conceitos e desenhos dos componentes utilizados em estações de

bombeamento hidroagrícolas que serão desenvolvidos na nova fábrica.

2. Definir formalmente o perfil e as necessidades do cliente.

3. Definir formalmente os requisitos de projeto para o produto sob encomenda a ser desenvolvido.

4. Determinar o mapa de áreas de controle ou centros a serem analisados na nova fábrica.

5. Determinar o tipo de máquinas que serão utilizadas, dimensões e recursos humanos necessários.

6. Desenhar uma fábrica fictícia genérica que seja proporcionalmente similar a uma fábrica (matriz) com

base nas informações anteriores.

7. Preparar um dossiê sobre os aspectos sócio-econômicos, geográficos e de localização, econômicos e

políticos do local de implantação do novo empreendimento.

8. Formular um checklist das fraquezas e fortalezas do local de instalação.

9. Elaborar um quadro de recursos necessários (homens e máquinas).

10. Leiautar o organograma da empresa.

11. Projetar um workflow inicial.

12. Estabelecer um modelo de Processo de Desenvolvimento de Produto.

13. Gerar uma tabela de Movimentações do fluxo de produção.

14. Estabelecer as necessidades de espaço por centro, espaço disponível e estabelecer fatores de

proximidade a partir da Matriz de movimentações, para analisar preliminarmente o arranjo físico de

processo.

15. Reunir todas as informações e planilhas anteriores em um documento com versões impressas e

eletrônicas e compartilhar com toda a equipe de gestão para nivelamento de conhecimento.

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3 CONCLUSÕES

3.1 Conclusões da pesquisa

A partir dos levantamentos propostos no presente trabalho, presume-se que haja maior

interação e afirmação entre as práticas gerenciais empregadas pelos analistas de gestão

incumbidos de projetar e garantir resultados positivos de um novo empreendimento e os

investidores deste novo contexto processual. Um levantamento informacional preliminar

certeiro favorece a visão holística sobre a nova situação, garantindo assim uma minimização

de erros e falhas durante o processo de gestão do novo negócio a ser gerido.

Com o embasamento teórico sobre o produto manufaturado, entende-se que é possível

tomar consciência dos vários aspectos que envolvem o projeto, a fabricação e a utilização

deste determinado produto, fazendo com que todos os indivíduos envolvidos na cadeia

produtiva compreendam os porquês e a importância de seu trabalho corporativo e

colaborativo em função do todo (todo este que pode ser entendido como o conjunto de três

subconjuntos interdependentes: o processo de produção, a qualidade em todos os seus nuances

e o contexto mercadológico).

A concepção de documentos auxiliares para facilitar e abreviar problemas e questões

inerentes ao planejamento estratégico de uma nova empresa e/ou de um novo processo de

fabricação, talvez contribua para a minimização de erros e estabelecimento de critérios

certeiros de projetação e implantação de um empreendimento.

Nem sempre a realidade do dia a dia vivido pelos gerentes, analistas e projetistas de

sistemas de produção é confirmada e se adéqua às proposições e soluções teóricas, por isso é

importante e vital se munir de dados que evidenciem informações significativas, as quais, por

consequência, possam conduzir os gestores de um novo empreendimento ao conhecimento de

fato. Daí a importância de um roteiro preliminar de gestão documentado que oriente os

primeiros passos a serem dados por todos aqueles envolvidos nos processos gerenciais

decisórios, de modo colaborativo e nivelado em termos de conhecimento.

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Parece evidente a necessidade informacional sob uma ótica organizacional e sistêmica

em relação às micro e pequenas empresas do ramo metal-mecânico. Em grande parte, elas são

empresas de ordem e administração familiar e com alto grau de informalidade, seja no que diz

respeito à documentação de processos, seja no que tange aos fluxos e armazenamento de

informações com o objetivo específico de alimentarem o banco de conhecimento da empresa.

No que se tem vivenciado em aspectos práticos do dia a dia e peculiares de chão de

fábrica, as micro e pequenas empresas possuem um know-how altamente valioso, porém

armazenado de modo subjetivo e intuitivo na mente dos seus Recursos Humanos, o que torna

a base de conhecimento da empresa frágil e volátil, com alto risco de degradação no tempo.

Deste modo, os processos organizacionais que demandam decisões estratégicas e

planejamento minucioso de ações sobre demandas inusitadas e/ou ainda desconhecidas de um

novo mercado que requeira posturas proativas, criativas e preservacionistas no que se refere

ao statu quo da empresa, devem se antecipar a possíveis e prováveis erros estratégicos e

dúvidas inerentes ao processo decisório que deverá confluir na implantação de uma novo

realidade. A oportunidade de formalizar processos, implantar metodologias e minimizar

ruídos de comunicação gerencial se faz presente no momento em que os profissionais desta

pequena ou micro empresa se veem diante de um novo e desafiador empreendimento. É com

esta filosofia e propósito que o presente trabalho foi desenvolvido.

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