Balanceamento de linhas

Apresentação
Você sabia que a linha de montagem corresponde ao mais antigo dos modelos
de produção, introduzido por Henry Ford no início do século XX, quando a linha de
montagem do Ford T (primeira movida por meios mecânicos) marcava o início da
produção em massa Mesmo depois de tanto tempo transcorrido, tantas mudanças e
evoluções, atualmente permanece sendo um dos tipos mais utilizados pela indústria,
como a automobilística. Nesse ambiente, a produção é programada de forma a buscar
um ritmo equilibrado entre os diversos postos de trabalho, o que é normalmente
denominado balanceamento de linha, com a intenção de atender a uma taxa de
demanda, sendo expressa em termos de tempo de ciclo de trabalho. O balanceamento
da linha de produção busca atribuir tarefas às estações de trabalho de modo que
essas demandem aproximadamente o mesmo tempo para a execução das tarefas a
elas destinadas, minimizando a ociosidade dos recursos.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar as características e os
objetivos do balanceamento da linha de produção, bem como o procedimento para
estabelecimento do balanceamento, além dos indicadores para verificação do
desempenho da linha de produção.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes
aprendizados:
 Listar as características do balanceamento da linha de produção.
 Reconhecer o procedimento para balanceamento da linha de produção.
 Identificar os principais indicadores de desempenho da linha de produção.
Infográficos
O balanceamento da linha de produção pode ser estabelecido através da
adoção de um conjunto de oito procedimentos, que geram benefícios e viabilizam o
equilíbrio entre as atividades componentes da linha de produção.
Acompanhe o Infográfico, que demonstra esses procedimentos e alguns de
seus benefícios.
 Conteúdo do Livro
Para o bom desempenho da atividade produtiva, é necessário que a produção
seja programada de forma a buscar um ritmo equilibrado entre os diversos postos de
trabalho, com a intenção de atender a uma determinada taxa de demanda. E esta é a
função do balanceamento das linhas de produção.
Acompanhe os trechos da obra Planejamento e Controle da Produção, que
serve de referencial teórico para esta Unidade de Aprendizagem, especialmente o
capítulo que trata sobre o Balanceamento de Linhas.
Boa leitura.
Balanceamento de linhas
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:

 Expressar características e objetivos do balanceamento da linha de produção.

 Reconhecer os procedimentos para balanceamento da linha de produção.
 Identificar alguns dos principais indicadores de desempenho da linha de
produção.

Introdução
A linha de montagem corresponde ao mais antigo dos modelos de produção,
introduzido por Henry Ford no início do século XX, quando a linha de montagem do
Ford T, primeira movida por meios mecânicos, marcava o início da produção em
massa. Mesmo depois de tanto tempo, mudanças e evolução, a linha de montagem de
Henry Ford continua sendo um dos tipos mais utilizados pela indústria, principalmente
a automobilística. Neste modelo, voltado para produtos padronizados e operações
repetitivas, as máquinas, equipamentos e postos de trabalho são dispostos de acordo
com a sequência de montagem. Desta forma, as atividades são aproximadas e as
distâncias percorridas pelos recursos são encurtadas. O material se desloca,
percorrendo um caminho previamente estabelecido, sem caminhos alternativos.
Neste ambiente, a produção é programada para buscar um ritmo equilibrado
entre os diversos postos de trabalho, normalmente denominado balanceamento de
linha, que tem a intenção de atender a uma taxa de demanda expressa em termos de
tempo de ciclo de trabalho. O balanceamento da linha de produção busca atribuir
tarefas às estações de trabalho de modo que estas demandem aproximadamente o
mesmo tempo para a execução das tarefas a elas destinadas, minimizando a
ociosidade dos recursos.
Neste texto, você vai estudar as características e objetivos do balanceamento
da linha de produção, bem como o procedimento para estabelecimento do
balanceamento, além de alguns dos principais indicadores para verificação do
desempenho da linha de produção.

O balanceamento da linha de produção

O termo capacidade está associado à ideia de competência, volume máximo
ou quantidade máxima de alguma coisa, em condições fixas, podendo ser aplicado a
diversos cenários. No ambiente da produção, por exemplo, o balanceamento da linha
está diretamente relacionado à sua capacidade de produção.
Mas o que significa capacidade de produção? Assim como na definição do
termo, a capacidade de produção também está associada ao volume ou quantidade,
porém, com um elemento adicional: o aspecto dinâmico da produção. Assim, neste
contexto, a dimensão tempo passa a integrar a definição de capacidade. Desta forma,
a capacidade produtiva pode ser definida como a quantidade máxima de produtos e
serviços que uma unidade produtiva (fábrica, máquina ou pessoa) consegue processar
em um determinado intervalo de tempo.

Exemplo
 A fim de entender melhor a questão da capacidade afetada pelo tempo, vamos
considerar a seguinte situação: uma sala de cinema, com capacidade para 400
pessoas, funcionando oito horas por dia, em que cada sessão dura cerca de duas
horas. Em uma condição totalmente fixa, poderíamos concluir que a capacidade de
processamento diário do cinema é de 1.600 pessoas.
Porém, quando considerado um intervalo de vinte minutos entre as sessões, a
capacidade de processamento diário cairá para 1.200 pessoas.
Então, na busca pelo atingimento da maior capacidade de produção, as
empresas procuram adotar métodos e ferramentas capazes de maximizar a utilização
de seus recursos, evitando sua ociosidade e o consequente desperdício de
capacidade. E é neste sentido que o balanceamento da linha tem a intenção de atuar.
O ambiente apropriado para a aplicação do balanceamento de linhas, como o
próprio nome já sugere, são as linhas de produção, que correspondem ao modelo de
arranjo físico por produto, em que o fluxo de operações é contínuo, lidando com
produtos padronizados e operações repetitivas. Mesmo que esse tipo de layout
promova certa monotonia do trabalho (por ser normalmente simples e repetitivo), ele
também traz benefícios: permite a divisão do trabalho em tarefas elementares, com
boas curvas de aprendizagem.
Outro fator a ressaltar com relação à linha de produção corresponde à
sequência entre as atividades: ela é preestabelecida, sendo definida e imposta pelo
produto a ser fabricado na linha. Neste sentido, caberá um estudo prévio das
atividades e suas conexões, a fim de verificar as dependências entre elas (relação de
precedência).
Neste contexto, o balanceamento da linha de produção consiste na
atribuição de tarefas às estações de trabalho de tal modo que, respeitando seu
sequenciamento, demandem aproximadamente o mesmo tempo de execução. Assim,
com tempos de execução semelhantes (ou o mais próximo possível), será possível
minimizar a ociosidade, evitando atrasos ou esperas entre atividades relacionadas.
Como alguns dos principais benefícios do balanceamento da linha, podemos
relacionar reflexos como:

 Melhor aproveitamento dos recursos (mão de obra, máquinas e outros).

 Minimização da ociosidade dos recursos.
 Redução de atrasos e esperas entre atividades.
 Redução do estoque em processamento.
 Aumento da capacidade.

Fique atento
O balanceamento da linha de produção tem o objetivo de determinar a atribuição de
tarefas às estações de trabalho de tal modo que elas demandem aproximadamente o
mesmo tempo de execução, minimizando a ociosidade dos recursos.
Linhas com adequado nível de balanceamento apresentam fluxo contínuo de
trabalho, com tempos de execução semelhantes entre as tarefas. Isso demonstra que
as tarefas foram adequadamente divididas e alocadas aos postos de trabalho,
permitindo que seus operadores trabalhem no mesmo ritmo, obtendo o maior grau
possível de aproveitamento dos recursos (mão de obra e equipamentos).
 Contudo, existem desafios à promoção do balanceamento da linha de
produção. O maior deles consiste na formação das tarefas ou conjunto de atividades,
para que tenham o mesmo tempo de duração. Em determinadas situações, podem
haver tarefas longas que não possam ser divididas e tarefas curtas que não possam
ser agrupadas, complicando o balanceamento. Linhas em que os tempos de execução
são significativamente diferentes costumam apresentar características como:

 Tentativa de compensação pelo operador da tarefa mais longa, que tenta

trabalhar em ritmo mais acelerado (comum em linhas de produção artesanais).
 Alocação dos operadores mais ágeis nos postos de trabalho mais difíceis.
 Elevação dos custos de produção, em decorrência da ociosidade nas tarefas
de menor duração.
 Velocidade da linha é determinada pela velocidade da operação mais lenta
(gargalo).

Procedimentos para o balanceamento da linha

O balanceamento da linha de produção pode ser realizado por meio da adoção
de um conjunto de oito procedimentos:
1. Divisão das operações em elementos que permitam a execução do trabalho de
modo independente.
2. Apuração do tempo padrão dos elementos do trabalho, através da
cronoanálise.
3. Definição da sequência adequada das tarefas.
4. Desenho do diagrama de precedências.
5. Apuração do tempo de ciclo e número mínimo de estações de trabalho.
6. Atribuição das tarefas às estações de trabalho, de acordo com a ordem de
montagem, considerando as seguintes regras:
a) Todas as tarefas anteriores já devem estar alocadas.
b) O tempo da tarefa a ser alocada não pode superar o tempo disponível da
estação de trabalho.
c) Caso exista mais de uma tarefa possível de alocação, priorizar a que tiver
maior duração ou que tenha mais tarefas subsequentes.
d) Caso não exista nenhuma tarefa possível de alocação na estação de
trabalho, a estação seguinte deve ser avaliada, até que toda a linha esteja
completa.
7. Revisão do balanceamento, verificando se existe possibilidade de melhorias,
distribuindo uniformemente eventual tempo ocioso entre as estações.
8. Apuração do percentual de tempo ocioso e índice de eficiência da linha de
produção.
Além destes passos ainda existe a alternativa de balanceamento da linha por meio
de estações em paralelo para a realização das operações elementares mais
demoradas, que não são passíveis de divisão em atividades menores. Assim, com
duas estações paralelas realizando a mesma operação, a velocidade será dobrada
naquele ponto do processo produtivo.

Saiba Mais
Leia mais sobre cronoanálise e como é realizada na obra Estudo de
movimentos e tempos: projeto e medida do trabalho (BARNES, 1999).
Indicadores de desempenho da linha de
produção
No contexto do planejamento e controle de produção, existem diversos
indicadores capazes de auxiliar na verificação do desempenho da linha, permitindo a
análise e tomada de decisão sobre a mesma, na intenção de identificar oportunidades
que possam ser exploradas pela técnica do balanceamento de linhas, dentre os quais
podemos destacar:

 Tempo de ciclo.
 Lead time.
 Takt time.
 Capacidade de produção.
 Nível de produção desejado.
 Número de estações de trabalho.
 Índice de ociosidade.
 Grau de utilização.
O tempo de ciclo pode ser definido como o tempo transcorrido entre o início e
o fim de uma atividade em uma estação de trabalho, que é repetida diversas vezes ao
longo da linha de produção. É o tempo de processamento de um produto, em uma
estação de trabalho específica, antes que a tarefa passe para a estação seguinte,
revelando a frequência com que o referido produto é finalizado pela linha de produção.
Tempo de ciclo = tempo de processamento da tarefa mais longa da linha
A Figura 1 demonstra o exemplo de uma linha de produção. Nela, é possível
verificar que o tempo de ciclo é de 50 segundos, que corresponde ao tempo da tarefa
mais longa. Ou seja, a linha tem capacidade para entregar uma unidade do produto a
cada 50 segundos.
No tempo de ciclo, a operação mais lenta dita o ritmo das demais, ou, no
mínimo, das tarefas subsequentes a ela, impondo uma restrição à produção,
denominada de gargalo. Esta é uma questão bastante relevante, abordada mais
profundamente pela Teoria das Restrições, que corresponde a uma importante
metodologia de raciocínio e gerenciamento, muito útil ao planejamento e controle da
produção. Partindo do pressuposto de que as restrições são a causa de muitos dos
problemas enfrentados pelas empresas, estas devem ser identificadas e tratadas o
mais rapidamente possível, impedindo ou minimizando seus impactos sobre a
operação.
Já as tarefas antecedentes ao gargalo (caso apresentem tempo inferior a ele),
se mantiverem seu ritmo, estarão gerando estoque em ponto anterior ao gargalo. Caso
a totalidade das operações envolvidas na montagem do produto seja realizada na
mesma estação de trabalho, o tempo máximo de montagem do produto corresponderá
à soma dos tempos das tarefas individuais.

Saiba Mais
Leia mais sobre a Teoria das Restrições e o impacto dos gargalos sobre a produção
na obra Sistemas de produção: conceitos e práticas para projetos e gestão da
produção enxuta, no capítulo 4 (ANTUNES et al., 2008).
O lead time, que em uma tradução literal significa “tempo de conduzir”,
corresponde ao tempo de atravessamento ou tempo total entre o início e o fim do
processo produtivo. Ou seja, será o tempo necessário para que o produto percorra a
totalidade da linha, passando por todas as operações necessárias para que a matéria-
prima se transforme em produto acabado. Verificando a Figura 1, é possível apurar
que o lead time do referido processo corresponde a 120 segundos.
Lead time = Σ tempos de produção (do início ao fim da linha).
É oportuno comentar que, quanto maior o tempo de atravessamento, mais
longo será o ciclo de caixa da empresa, tendo em vista que, para produzir, ela precisa
adquirir matérias-primas, que serão convertidas em recursos líquidos (dinheiro)
somente quando ela vender e entregar os produtos aos clientes. Por estas e outras
razões, o lead time está estreitamente relacionado a uma das dimensões mais
competitivas entre as empresas: a velocidade. Pode afetar seus resultados de forma
direta, como já comentado anteriormente, e até mesmo interferir na decisão de compra
do cliente que, muitas vezes, pode se dispor a pagar um maior preço por uma entrega
mais rápida.
Neste contexto, o lead time é extremamente suscetível ao impacto aos
desperdícios na produção, como as perdas por espera, decorrentes de paradas
(programadas ou não), ocorridas durante o processo produtivo. Desta forma, tempos
de atravessamento reduzidos dependem diretamente da redução das perdas com
espera.
Já o takt time corresponde ao tempo necessário (ou disponível) para a
produção de um produto no ritmo ditado pela demanda. Em função desta
proveniência, o takt time só é possível de ser calculado quando existe demanda, não
correspondendo a uma variável dada, mas sim determinada. Uma vez que é ditado
pela demanda e suas flutuações, sua apuração não depende do tempo de ciclo da
produção.
Takt time = tempo definido para produção / total de peças a serem produzidas
(ambos definidos pela demanda).
É oportuno comentar que o takt time também será responsável por ditar ritmo
do fluxo de materiais na linha ou célula de produção, e que o tempo disponível para a
produção pode ser afetado pelos tempos de paradas programadas da produção (como
manutenções preventivas, por exemplo).

Exemplo
Entende-se por lead time de um produto o tempo total, computado desde a
inserção do pedido até a emissão da nota fiscal do produto.
O takt time pode ser entendido, metaforicamente, pela comparação do sistema
produtivo a uma orquestra, em que corresponderá à batuta do maestro regendo a
sinfonia da produção.
A capacidade de produção é determinada a partir do tempo disponível e do
tempo de ciclo, representando a produção obtida por uma linha em determinado
intervalo de tempo. Em outras palavras, corresponde ao tempo de trabalho dividido
pelo tempo necessário para o processamento de um determinado produto na linha de
produção.
Capacidade de produção = Tempo disponível / Tempo de ciclo
Quando a demanda é superior à capacidade de produção, torna-se necessário
identificar o nível de produção desejado. Apurada através da relação entre o tempo
disponível e a demanda (em número de peças), resulta no tempo de ciclo desejável
para que a referida demanda possa ser atendida. Sinaliza eventual necessidade de
reconfiguração da linha de produção, aumentando o número de estações de trabalho
para que o tempo de ciclo possa ser reduzido.
Tempo de ciclo desejável = Tempo disponível / Demanda
Diretamente relacionado ao indicador anterior, o número de estações de
trabalho corresponde ao número de postos de trabalho que precisa conter na linha
para que a capacidade produtiva atinja o tempo de ciclo desejável. Contudo, este é
considerado um número teórico, utilizado para demonstrar eventual incapacidade de
atendimento da demanda com um determinado número de estações de trabalho,
considerando que as operações envolvidas são elementares e indivisíveis, condições
que impediriam o balanceamento. Logo, a quantidade real de estações de trabalho
dependerá da configuração da linha e das possibilidades de balanceamento.
Número de estações de trabalho = Σ tempos individuais / Tempo de ciclo
desejável
Por melhor que seja o nível de balanceamento de uma linha de produção,
sempre haverá alguma diferença entre os tempos demandados pelas atividades,
fazendo com que uma ou outra estação tenha que aguardar que outras concluam sua
parte do trabalho. Como resultado, o ritmo de produção acaba sendo impactado por
paradas, provocando algum tempo ocioso. Para que este tempo seja medido e
controlado, utiliza-se o índice de ociosidade, que é apurado pelo comparativo entre a
soma dos tempos ociosos e o tempo total de trabalho. Nesta comparação, considera-
se a ociosidade de todas as operações que tiveram trabalho inferior à maior carga
possível e o tempo total de trabalho aplicado sobre o produto. Em condições
hipotéticas, seria possível atingir o balanceamento teórico perfeito, situação na qual a
ociosidade seria nula em todas as estações de trabalho.
Índice de ociosidade = Σ tempos ociosos das estações / (número de estações x
tempo de ciclo)
Por fim, o grau de utilização representa quanto dos recursos disponíveis na
linha de produção (mão de obra, equipamentos ou outro) está sendo efetivamente
utilizado no desempenho das atividades. Sua apuração é realizada pela diferença
entre a capacidade disponível e a ociosidade, tomando-se capacidade como um inteiro
e descontando dele o índice de ociosidade apurado. Ou seja, revelando qual o
percentual dos recursos estão sendo utilizados (se somarmos grau de utilização com a
ociosidade, o resultado será 100%).
Grau de utilização = 1 – Índice de ociosidade
Tendo-se em vista a direta relação entre demanda e capacidade, torna-se
evidente a necessidade do apropriado planejamento e controle da produção, visando o
estabelecimento de um sistema produtivo adequado à demanda do mercado em que a
empresa está inserida. Para tanto, a definição de objetivos estratégicos e a promoção
do alinhamento do sistema de produção a estes, aumenta em muito as chances de os
resultados gerados corresponderem ao esperado.
Neste sentido, o balanceamento da linha de produção pode representar uma
importante ferramenta para que a produção seja adequadamente conduzida, evitando
a ocorrência de sobrecarga do sistema em momentos de pico ou a subutilização de
sua capacidade em momentos de queda na demanda.

EXERCÍCIOS
1. O balanceamento de linhas busca distribuir a carga das várias operações, visando a
melhoria da eficiência e da produtividade. Sobre o balanceamento, é verdadeiro
considerar que:
a) Em uma visão prática e resumida, seu objetivo consiste na alocação das tarefas às
estações de trabalho.
b) O balanceamento é mais indicado para processos de produção sob encomenda,
caracterizados por baixo volume e alta variedade, de fluxo não contínuo.
c) A adoção do balanceamento de linha traz o risco do aumento a ociosidade dos
recursos.
d) A aproximação dos tempos de execução das tarefas promove a geração de
gargalos.
e) A elevação dos custos é um dos reflexos do balanceamento da linha.
2. O balanceamento da linha de produção pode ser realizado através da adoção de
um conjunto de oito procedimentos, sobre os quais é possível afirmar:
a) O primeiro procedimento a ser adotado corresponde ao desenho do diagrama de
precedências entre atividades.
b) A apuração do tempo de ciclo através da cronoanálise.
c) A atribuição das tarefas às estações de trabalho é realizada de acordo com os
tempos de duração das atividades, em ordem crescente.
d) A revisão do balanceamento verifica a possibilidade de melhorias, distribuindo
eventual sobras de materiais entre as máquinas.
e) Após atendidos os oito procedimentos, é possível ainda promover balanceamento
da linha por meio da adoção de estações de trabalho em paralelo, para a realização
das tarefas mais demoradas.
3. Quando falamos em “tempo necessário para que a matéria prima seja transformada
em produto acabado” estamos nos referindo a:
a) Capacidade de produção.
b) Takt time.
c) Tempo de ciclo.
d) Lead time.
e) Grau de utilização.

Referências
ANTUNES, J. et al._Sistemas de produção: conceitos e práticas para projetos e
gestão da produção enxuta. Porto Alegre: Bookman, 2008.
BARNES, R. Estudo de movimentos e tempos: projeto e medida do trabalho. São
Paulo: Edgar Blücher, 1999.

Leitura recomendada
COX III, J. F.; SPENCER, M. S. Manual da teoria das restrições. Porto Alegre:
Bookman, 2002

Na Prática
No contexto do planejamento e controle de produção, existem diversos indicadores
capazes de auxiliar na verificação do desempenho da linha, permitindo a análise e a
tomada de decisão sobre ela, na intenção de identificar oportunidades que possam ser
exploradas pela técnica do balanceamento de linhas.
Acompanhe o exemplo a seguir, que demonstra alguns desses indicadores, além de
revelar algumas avaliações possíveis através deles.