Ingeniería Industrial.
Actualidad y Nuevas Tendencias
Año 9, Vol. V, N° 17
ISSN: 1856-8327
Ferreira y Battesini, Otimização do arranjo dos locais de armazenament, p. 61-74
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Otimização do arranjo dos locais de armazenamento de
produtos em estoque de uma empresa varejista
Optimization of the arrangement of warehousing product places in a retailer
company
Giovana Ferreira; Marcelo Battesini
Palavras chave: Armazenamento, Otimização, Leiaute.
Key words: Warehousing, Optimization, Layout.
RESUMEN
As organizações têm voltado suas atenções à
gestão de estoques por terem percebido sua
importância na cadeia produtiva e de varejo
que, quando bem efetuada, reduz os custos
logísticos e aumenta o nível de serviço, com
impacto importante sobre o consumidor final.
Este artigo tem como objetivo propor um
método para a otimização no arranjo de
materiais em estoque de uma empresa
varejista do setor de materiais de construção
em Santa Maria, RS. A partir de uma análise
inicial da situação atual da empresa, foram
propostas duas novas alternativas para o
arranjo de locais de armazenamento de
conexões de água fria, água quente, esgoto e
de rede elétrica. Ambas as soluções utilizam a
estratégia dedicada baseada em classes e a
classificação ABC na otimização do arranjo de
locais de armazenamento. Em uma delas foi
utilizada a Análise de Correlação, de forma
complementar, caracterizando um método não
relatado na literatura pesquisada. Concluiu-se
que é possível reduzir o tempo de busca em
mais de 47% com a implantação de ambas as
soluções, quando tomada como referência a
situação inicial, o que representa um impacto
positivo no nível de serviço esperado para os
materiais envolvidos no estudo.
ABSTRACT
Organizations have focused their attention to
the inventories management for having
perceived their importance in the productive
chain and retail that, when well performed,
reduces the logistics costs and increases the
service level, with a major impact on the final
consumer. This article proposes an
optimization method for materials inventories
arrangement at a retail company of building
materials sector in Santa Maria, RS. From an
initial analysis of the current company
situation, were proposed two new alternatives
for the arrangement of storage locations for
cold water, hot water, sewage and electricity
connections. Both solutions use the dedicated
strategy based on classes and the ABC
Classification. In one of them was used
correlation analysis, complementarily,
featuring a method not reported in the
literature. One of these solutions for the
optimization uses the Correlation Analysis,
characterizing a method reported in the
literature. It was concluded that it is possible
to reduce the search time by more than 47 %
with the implementation of both solutions,
when taken as a reference the initial situation,
representing a positive impact on the level of
service expected for the materials involved in
study.
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INTRODUÇÃO
A armazenagem e recuperação de itens em
estoque são operações importantes no
processo logístico que estão relacionadas à
última etapa do ciclo do produto, antes de
chegar ao consumidor final. Atuar com
eficiência nesses processos tende a
aumentar a competitividade empresarial
com base no grau de satisfação dos
clientes. A necessidade de entregar o
produto certo, no lugar certo e na hora
certa faz com que a empresa dê atenção
especial à sua gestão logística, de modo
que os requisitos dos clientes sejam
atendidos (Figueiredo et al., 2006).
Segundo Ballou (2011), desde o instante
em que a produção é finalizada até o
momento no qual o comprador toma
posse, as mercadorias são
responsabilidade do processo logístico.
O conceito de logística se relacionava com
todo o processo de aquisição e
fornecimento de materiais durante a
Segunda Guerra Mundial e foi utilizado
por militares americanos para atender a
todos os objetivos de combate da época
(Ching, 2010). A logística empresarial
estuda como a administração pode prover
melhor nível de rentabilidade nos serviços
de distribuição, através de planejamento,
organização e controle efetivos para as
atividades de movimentação e
armazenagem, que visam facilitar o fluxo
de produtos (Ballou, 2011). Na perspectiva
da cadeia de suprimentos, para Ching
(2010), a logística é um conjunto de ações
que começa pela caracterização das
potenciais necessidades do mercado e dos
produtos e serviços visando este mercado,
segue na coordenação das fontes de
fornecimento em sua origem e termina no
aproveitamento final desses produtos e
serviços.
Um amplo espectro de atividades está
relacionado ao manuseio de materiais, que
segundo Thompkins et al (2010), é a arte e
a ciência de movimentar, estocar, proteger
e controlar materiais, providenciando a
quantidade exata, do material correto, na
condição correta, na posição correta, na
sequência correta, por um custo adequado,
utilizando o método apropriado.
Similarmente, de acordo com o MHI
(2015), a movimentação de materiais
refere-se à movimentação, ao
acondicionamento, a proteção e ao
controle através do processo de
manufatura e distribuição, incluindo o seu
consumo e disposição.
Independentemente do nível de excelência
das operações logísticas das empresas,
erros podem ocorrer (Bowersox, 2011). O
manuseio eficiente de mercadorias em um
depósito é influenciado pelo próprio
projeto do armazém, sendo que pequenas
variações na configuração, arranjo físico
ou arranjo das docas de descarga podem
resultar em economias substanciais nos
custos de manuseio (Ballou, 2011).
Além do arranjo físico, a estratégia de
armazenagem adotada pelo sistema de
estocagem pode influenciar nos tempos de
busca, quando da separação de pedidos. A
função de um sistema de estocagem é
estocar materiais por período de tempo,
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permitindo o seu acesso quando
necessário, devendo sua performance
justificar o investimento realizado e sua
operação (Groover, 2011). Segundo o
autor, a escolha da estratégia de alocação
afeta as medidas de performance, sendo
comum a armazenagem em sequência da
quantidade de peças, da numeração dos
produtos, ou em função do nível de
atividade.
A literatura descreve várias estratégias,
sendo as mais relatadas a aleatória e a
dedicada, além da dedicada baseada em
classes, que busca uma relação de
compromisso entre essas se aproveitando
das vantagens de ambas. A alocação
baseada em classes é o método que
designa locais aos produtos por meio de
um agrupamento, onde as classes são
estabelecidas levando em conta a
frequência de picking ou a demanda do
produto, onde as classes com maior
demanda serão alocadas na zona mais
próxima da expedição. As classes são
comumente determinadas com o auxílio
do sistema ABC (LE-DUC, 2005), que é
inspirado na regra de Pareto, que
considera que os itens mais importantes
estão entre 15% e 20% do total de itens
analisados (De Koster et al., 2007).
Segundo Dias (2010), a curva ABC é um
importante instrumento que permite
identificar aqueles itens que justificam
atenção, sendo obtida pela ordenação dos
itens conforme sua importância relativa
atribuída pelo investigador.
O leiaute e arranjo físico de posições de
armazenagem em sistemas de estocagem
se distingue do problema da roteirização
da separação de itens, como apresentado
em Bonassa e Cunha (2011), sendo tratado
na literatura como problema de alocação
da posição de estocagem (Storage Location
Assignment Problem – SLAP). O SLAP
envolve uma relação de compromisso
entre a minimização de espaço de
estocagem e os tempos de manuseio de
materiais sendo, de acordo com Fumil et
al. (2013), crítico aos gerentes de operações
e a sua otimização tem sido tratada em na
literatura na proposição de metodologias
para melhorar a efetividade da ocupação
do espaço disponível. Battista et al. (2011)
e Gomes et al. (2015) apresentam
otimizações baseadas na solução do SLAP
para a identificação da melhor posição de
locais de armazenamento no contexto de
planejamento do leiaute.
A questão motivadora deste artigo está
inserida neste contexto, e se relaciona a
redução do tempo de busca de produtos
que não se encontram armazenados em
localizações próximas, mas aparecem com
frequência nos mesmos pedidos. O
objetivo deste trabalho é identificar
arranjos otimizados para os locais de
armazenamento de produtos em estoque
de uma empresa varejista. Além desta
seção, este artigo está estruturado nas
seções abordagem metodológica,
resultados, discussão e considerações
finais.
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ABORDAGEM METODOLÓGICA
Este artigo se caracteriza como um estudo
de caso por realizar uma investigação
empírica que reúne informações
detalhadas por meio de observação
(Cervo, Brevian y Silva, 2007). O estudo de
caso é o método preferido quando são
propostas as questões do tipo “como” ou
“por que”, o investigador tem pouco ou
nenhum controle sobre os eventos e o
enfoque está sobre um fenômeno
contemporâneo no contexto da vida real,
tendo como fontes de evidência a
observação direta dos eventos estudados e
entrevistas das pessoas envolvidas (Yin,
2010).
Os objetivos, as fontes utilizadas e os
procedimentos de coleta podem ser
utilizados para identificar a natureza
metodológica de trabalhos de pesquisa
(Santos, 2007). Nesse sentido, esta
pesquisa teve objetivo analítico e utilizou
como procedimento de coleta de dados a
observação direta, a pesquisa de campo e
documental, que produziram os dados
utilizados.
A pesquisa foi conduzida em um conjunto
de etapas sequenciais, brevemente
descritas a seguir. Inicialmente foi
caracterizada a situação atual, o que
envolveu a coleta de um conjunto de
informações em relação a posição atual de
armazenagem dos produtos, a planta
baixa do estoque, aos procedimentos e
equipamentos utilizados na busca, as
distâncias, a forma de acondicionamento,
assim como ao histórico dos pedidos.
A partir do sistema de informação
utilizado pela empresa, foram analisados
cerca de 5.500 pedidos efetivados por
clientes, referentes ao mês de julho de
2014, que foi considerado um mês de
vendas típico para a empresa. Como os
dados dos pedidos, referentes ao número
do pedido, código do item, data do pedido
e quantidade de itens, dentre outros,
foram fornecidos em formato .pdf, foi
necessária sua transcrição para uma
planilha eletrônica, procedimento que
consumiu uma quantidade relevante de
tempo. Desse total de pedidos, foram
considerados neste estudo 322 pedidos
que continham os 351 produtos
selecionados para fazer parte deste estudo,
sendo todos eles tipificados como
conexões de tubulações de água fria, água
quente, esgoto ou elétrica. Apesar da
abordagem utilizada ser aplicável aos
demais produtos armazenados, este
estudo foi intencionalmente delimitado
aos produtos considerados pela empresa
como os mais problemáticos em termos de
tempos de busca.
A seguir, as plantas baixas do depósito
foram transcritas para o meio digital, em
escala, o que permitiu identificar as
posições de armazenagem de forma
relacional, local de expedição, as
distâncias a serem percorridas e a
definição de quatro classes de posições de
armazenagem. Posteriormente, foram
identificados produtos que são vendidos
conjuntamente com mais frequência, com
base nas associações entre produtos
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identificadas com o auxílio de uma análise
de correlação entre itens demandados nos
pedidos. Finalmente, foram propostas de
soluções alternativas de arranjo dos locais
de armazenamento de produtos em
estoque.
Caracterização da situação problemática
A empresa estudada situa-se na cidade de
Santa Maria, no interior do Rio Grande do
Sul, e atua no ramo de comércio varejista
de materiais de construção desde 1981. O
centro de distribuição da empresa abriga
10 mil produtos, possui uma área de 2.400
m² e fornece produtos para várias regiões
dentro e fora do estado. O sistema de
estocagem utiliza prateleiras (racks), que
nos níveis inferiores são utilizados como
estantes e nos níveis superiores permitem
a alocação de paletes. As posições de todos
os produtos são controladas por sistema
informatizado que endereça as buscas
para um determinado corredor, bloco,
nível, sendo que cada nível de cada bloco
é subdividido em 10 apartamentos. A
Figura 1 apresenta uma prateleira típica.
Figura 1. Prateleira típica de armazenamento de conexões
Arranjo dos locais de armazenamento
adotado na situação atual
Os produtos mantidos em estoque pela
empresa são alocados nos apartamentos
de um conjunto de prateleiras localizadas
em uma grande edificação. Com base no
sistema de informação utilizado na gestão
do estoque, foram identificadas as
posições dos apartamentos dos produtos
estudados.
RESULTADOS
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Essa sistematização permitiu verificar que
a empresa adota uma estratégia de
estocagem aleatória, que permite o uso de
uma mesma posição de estoque para
diferentes produtos.
A estratégia aleatória reduz a quantidade
de posições necessárias, quando
comparada a outras estratégias de
alocação, porém tende a aumentar os
tempos de busca (Thompkins et al 2010).
Ciente dessas características e disposta a
alterar sua estratégia, a empresa
disponibilizou dois corredores para a
realização deste estudo de otimização,
cada um deles com 10 blocos em cada
lado, sendo os blocos ímpares à esquerda e
blocos pares à direita.
A inserção da área estudada no centro de
distribuição da empresa é representada de
modo esquemático na Figura 2, na qual
destaca-se as prateleiras estudadas, que
aparecem em cor mais escura em relação
às demais, e as referências de início e final
de percurso utilizadas na busca por itens
armazenados, que são indicados com
círculos.
Figura 2.- Inserção do espaço disponível para a realização do estudo
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Solução de arranjo dos locais de
armazenamento baseada na estratégia de
alocação
A adoção da estratégia dedicada baseada
em classes demandou a análise do
conjunto de produtos em função de suas
demandas de deslocamentos para a busca
no estoque, análise que foi conduzida com
o auxílio de planilha eletrônica.
Apesar de a literatura usualmente
caracterizar três classes, as características
de demanda dos 351 produtos estudados
determinaram a adoção de quatro classes,
denominadas A, B, C e D. Os produtos
com maior frequência de busca foram
classificados considerados como classe A,
enquanto os demais foram classificados
como classe B ou C. Os produtos que não
tiveram demanda no período avaliado
foram classificados como D. Como
resultado, 16 produtos foram classificados
como classe A, representando 38,94% do
total de buscas em estoque realizadas no
período investigado, ver Tabela 1; 41
produtos foram classificados como classe
B, envolvendo 30,75% da frequência total
de busca; e 153 produtos compuseram a
classe C, compreendendo 30,31% do total
de buscas. Dessa forma, 16,2% dos
produtos estudados representam 69,69%
do total de buscas, resultado que confirma
a validade da Lei de Pareto.
Tabela 1.- Frequências de busca absoluta por produtos da classe A
Código Produto 367 614 335 475 347 12329 340 348 447 537 12334 473
Frequência 72 61 51 39 33 32 28 28 27 26 26 22
Com base nessa sistematização, foi
possível criar a primeira alternativa de
arranjo das posições de alocação, que
considerou simultaneamente a quantidade
de posições necessárias, os tipos de
conexões e as classes identificadas.
Inicialmente, foi definido que cada
corredor do estoque iria receber um tipo
de produto e, a seguir, os produtos foram
associados aos blocos e apartamentos em
ordem da classificação A, B, C e D,
tomando como referência a sua distância
em relação ao ponto de saída de busca
indicado na Figura 2. Exemplificando,
produtos de água fria foram alocados
apenas no corredor 2 enquanto os demais
tipos foram alocados ao corredor 3. A cada
corredor os produtos classe A foram
alocados próximos da expedição, e a
seguir os produtos classe B, e assim por
diante. O mesmo procedimento foi
adotado no corredor 3, onde as conexões
do tipo esgoto foram alocadas às posições
mais próximas à expedição e as conexões
de eletrodutos e de água quente às
posições restantes. É importante destacar
que a decisão de realizar essas alocações se
baseou no fato de o conjunto de produtos
do tipo conexões de eletrodutos e de água
quente terem sido classificados,
respectivamente, como classes C ou D.
Uma vez dimensionado o número de
posições necessárias para cada classe e as
suas localizações nos espaços existentes
nos corredores disponibilizados, foi
necessário realizar as alocações de cada
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um dos produtos a essas localizações. Para
a definição da posição física das classes no
espaço, foi considerado que: seriam
alocados na classe A os apartamentos
distantes até 7 metros do ponto
intermediário de busca; os produtos classe
B distariam entre 7 e 8 metros; produtos
classe C ocupariam as posições entre 8 e 9
metros; e que as demais posições seriam
destinadas a classe D. O resultado dessa
sistematização é apresentado na Figura 3,
na qual destaca-se as regiões do estoque
classificadas como A, B, C e D. Além disso,
são indicados os apartamentos reservados
aos diferentes tipos de conexão e a área
reservada aos produtos classe D, que foi
apenas parcialmente indicada.
Figura 3.- Solução de alocações baseado na estratégia de alocação.
Solução de arranjo dos locais de
armazenamento baseada na estratégia de
alocação e nas correlações entre produtos
Considerando necessidade de aproximar
as posições de alocação de produtos que
com frequência são demandados em um
mesmo pedido, de modo a reduzir os seus
tempos de busca, evitar erros e alinhado
com a otimização solicitada pela empresa,
foi proposta uma segunda solução de
alocação dos apartamentos. A construção
dessa solução utilizou a análise de
correlação entre os produtos que possuíam
demandas conjuntas em um mesmo
pedido, além da alocação dedicada
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baseada em classes apresentada na seção
anterior.
A Análise de Correlação tem como objeto
verificar a existência e o grau da relação
entre duas variáveis aleatórias X e Y,
sendo utilizado como medida da
correlação linear entre as variáveis o
coeficiente de correlação (rxy) de Pearson
(Montgomery, 2012). O valor de rxy varia
entre 0 e 1 e pode ser calculado com base
na Equação (1), sendo que valores de rxy
próximos a 1 indicam alta correlação entre
as variáveis e valores próximos a 0
indicam baixa correlação.
r i i-
i i
n
i - i
n i -
i
n
(1)
De modo a identificar os produtos
demandados em um mesmo pedido, foi
realizada uma análise de correlação entre
cada um dos 351 produtos estudados.
Procedimento que demandou a
sistematização dos pedidos em linhas e
dos produtos em colunas de uma mesma
planilha eletrônica, tendo sido atribuído o
valor 1 toda vez que determinado produto
estava presente em um dado pedido. A
planilha de correlações obtida foi
analisada com base nos critérios: produtos
com valores de rxy entre 0,59 e 1 foram
considerados com alta correlação e
tiveram maior prioridade de aproximação
nas alocações das posições de
armazenagem; produtos com correlação
entre 0,4 e 0,589 foram considerados com
prioridade intermediária, enquanto que os
demais não receberam nenhum grau de
priorização. São exemplos de produtos
com alta correlação os produtos 208 e 609
(rxy=0,705), 408 e 341 (rxy=0,745) e 228 e
6487 (rxy=1).
Após analisadas as intensidades das
correlações entre os produtos, foi possível
criar uma nova alternativa de leiaute,
concebida a partir da solução obtida na
seção 3.2. O procedimento utilizado foi
aproximar as posições dos produtos com
alta correlação dentro de uma mesma
classe (A, B, C ou D) e, também, entre
classes. Um exemplo disso, foi aproximar
a posição de um produto da classe B da
posição de um produto da classe A,
flexibilizando a regra de pertencimento à
uma dada classe. Nesse sentido, as
posições das alocações dos produtos
foram redefinidas considerando,
simultaneamente, as classificações A, B, C
e D e as suas correlações.
Como resultado, os produtos com maior
rotatividade permaneceram próximos a
expedição, pois quando um produto A
tinha correlação com um B, o produto A
permanecia na sua posição, sendo o
produto B trazido próximo a ele. O arranjo
assim obtido é a presentado na Figura 4,
na qual é possível visualizar as regiões A,
B, C e D e os produtos que tiveram a
posição de seus apartamentos alteradas,
que foram destacados em cor mais escura
(roxa), e a área reservada aos produtos
classe D, que foi apenas parcialmente
indicada.
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Figura 4.- Solução de alocações baseado na estratégia de alocação e em correlações.
Observa-se na Figura 4 que o novo arranjo
proposto, além de aproximar os produtos
em função das importâncias de suas
correlações, manteve, em grande parte, as
alocações obtidas no arranjo dos locais
baseado apenas na estratégia de alocação,
ou seja, os produtos considerados como A
continuaram mais próximos da expedição
do que os demais (B, C e D). Isto pode ser
explicado pelo fato de que, em geral, os
produtos com maior frequência de busca
(alto rxy) pertenciam as mesmas classes.
É importante destacar que as correlações
entre produtos identificadas poderiam ter
produzido outras formas de alocação não
testadas neste trabalho, a exemplo de
definir para os produtos com maiores
correlações uma posição específica, que
seria próxima ao ponto de busca e
dedicada, ou seja, distinta das classes A, B,
C e D.
A comparação entre as soluções
alternativas foi realizada com base nas
distâncias percorridas na busca de 50
pedidos aleatoriamente selecionados, que
correspondem a 15,5%, dentre os 322
pedidos analisados neste estudo. Em sua
porção inicial, os percursos foram os
mesmos para as três situações: ponto de
partida junto a expedição e, após, o
deslocamento de 5,43m, para um dos
pontos intermediários de busca
DISCUSSÃO
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localizados nos corredores 2 ou 3, ver
Figura 2. A seguir foi acrescida a (s)
distância (s) até a posição do apartamento
de cada item do pedido e a distância de
retorno ao ponto inicial. Procedimento que
foi realizado com medições diretas nos
desenhos em escala, para a situação inicial
e para as duas soluções de alocação
propostas.
A alternativa de alocação da situação
inicial SI foi utilizada como referência para
mensurar a otimização potencial com a
implantação das soluções alternativas:
baseada na estratégia de alocação (SbEA) e
baseada na estratégia de alocação e na
análise de correlação (SbEA+AC). O
somatório das distâncias percorridas no
conjunto de pedidos analisados é
apresentado na Tabela 2, onde observa-se
que ambas as soluções possibilitaram uma
redução superior a 47% nas distâncias
percorridas para a busca dos produtos,
quando comparadas com a situação
inicial. É importante destacar relação
direta entre a distância percorrida e o
tempo de busca, indicador comumente
utilizado para aferir a performance de
sistemas de estocagem.
Tabela 2.- Comparação entre as soluções de alocação propostas
Arranjo Distância percorrida Diferença (m) Diferença (%)
SI 2.827,57m 0 0%
SbEA 1.497,30m 1330,27m 52,95%
SbEA+AC 1.498,18m 1329,39m 52,98%
A aproximação dos itens com maior
correlação (SbEA+AC) não produziu
importante diferença, fato que pode ter
diferentes motivações. Uma delas está
relacionada a natureza dos pedidos que
podem conter mais itens do que àqueles
mais fortemente correlacionados,
especialmente os de classe C e D, mais
distantes, o que levaria o funcionário a
percorrer distâncias similares. Outra está
relacionada a simplicidade do formato do
leiaute, que utiliza apenas dois corredores
de prateleiras, aproximando as distâncias
percorridas em ambas as soluções
propostas, o que reduz a possibilidade de
identificação de diferenças entre elas.
Apesar disso, a utilização das correlações
como critério complementar à priorização
ABCD para realizar as alocações de
posições de armazenagem se mostrou uma
abordagem com potencial promissor à
redução de medidas de performance em
sistemas de estocagem. Com base nos
resultados obtidos, recomenda-se a adoção
indistinta das soluções de arranjo
identificadas.
Este trabalho abordou a temática de
leiaute e arranjo físico de posições de Considerações finais
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armazenagem de sistemas de estocagem
e teve como objetivo identificar arranjos
otimizados para os locais de
armazenamento de produtos em uma
empresa varejista.
O estudo das frequências de busca dos
diferentes itens e a sua designação às
classes A, B, C e D serviu como ponto de
partida para a proposição de duas
soluções de alocação de posições de
estocagem, que quando comparadas com
o arranjo inicial, indicam uma redução
superior a 47% nas distâncias percorridas
na busca dos pedidos estudados. Essa
redução sugere uma redução
proporcional nos tempos de busca,
representando uma otimização que
permite recomendar a adoção indistinta
de ambas a soluções de arranjo
propostas.
Apesar de ambas as soluções
apresentarem resultados similares, a
utilização da correlação entre os
produtos, como critério adicional a
alocação baseada na estratégia de
alocação, mostrou ser uma abordagem
promissora para a redução de medidas
de performance em sistemas de
estocagem. Esse potencial recomenda a
investigação em trabalhos futuros da sua
utilização em situações que envolvam
outras configurações de leiaute,
diferentes sistemas de estocagem e
outros tipos de produtos.
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ISSN: 1856-8327
Ferreira y Battesini, Otimização do arranjo dos locais de armazenament, p. 61-74
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Autores
Giovana Ferreira. Engenharia De Produção, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM),
Santa Maria, RS, Brasil.
Email: [email protected]
Marcelo Battesini. Engenharia De Produção, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM),
Santa Maria, Centro de Tecnologia, Prédio 7, Av. Roraima 1000, Bairro Camobi, CEP: 97105-900,
sala 306 ou 410, fone (55) 3220-8442, RS, Brasil.
Email: [email protected]
Recibido: 11-06-2015 Aceptado: 14-10-2016