COMPARATIVE ANALYSIS OF MACHINES: IMPACT OF LAYOUT AND MAINTENANCE ON OPERATIONAL EFFICIENCY
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ch10202601190521
Hamilton Lima de Souza Filho1
Siomara Dias da Rocha2
Resumo
O presente estudo analisa a influência do layout de máquinas de impressão de embalagens na eficiência das operações de manutenção no Polo Industrial de Manaus, com foco na comparação entre a máquina M-35, de layout inadequado, e a máquina J-17, de layout otimizado e modular. A pesquisa caracteriza-se como estudo de caso qualitativo e descritivo, fundamentando-se no acompanhamento prático das atividades de manutenção, inspeções visuais, levantamento fotográfico dos conjuntos mecânicos e entrevistas semiestruturadas com operadores e técnicos de manutenção. Foram avaliados aspectos como acessibilidade aos componentes, ergonomia, tempo de intervenção, integridade mecânica, lubrificação e segurança operacional. Os resultados indicam que a máquina J-17 apresenta vantagens significativas, permitindo intervenções mais rápidas e seguras, reduzindo tempo de inatividade e custos associados, enquanto a M-35 enfrenta dificuldades de acesso e maior risco de falhas durante a manutenção. A análise evidencia que layouts modulares e estratégicos contribuem para a confiabilidade dos equipamentos, a sustentabilidade operacional e a produtividade do setor industrial, corroborando conceitos de Systematic Layout Planning (SLP) e práticas da Indústria 4.0. As evidências do estudo reforçam que o planejamento do layout é fator crítico na aquisição e gestão de máquinas industriais e apontam a necessidade de considerar ergonomia, acessibilidade e modularidade na tomada de decisão sobre novos equipamentos. O trabalho contribui para a compreensão da relação entre design de máquinas e eficiência operacional, fornecendo subsídios para gestores e projetistas do setor de embalagens, além de indicar caminhos para futuras pesquisas que ampliem a amostra e incorporem análises quantitativas detalhadas de tempo e custo de manutenção.
Palavras-chave: Layout modular. Manutenção industrial. Eficiência operacional. Indústria 4.0. Systematic Layout Planning.
1. INTRODUÇÃO
A manutenção preventiva e corretiva de máquinas impressoras no setor de embalagens do Polo Industrial de Manaus é um fator determinante para a eficiência, confiabilidade e longevidade dos equipamentos. Em ambientes industriais complexos, a escolha de máquinas adequadas vai além de sua capacidade produtiva, englobando aspectos como o layout e a facilidade de manutenção, que impactam diretamente o tempo de parada, os custos operacionais e a segurança dos profissionais (SOUZA, 2017; ROCHA, 2024).
O layout inadequado das máquinas pode dificultar o acesso a componentes internos, prolongando os processos de reparo e aumentando a probabilidade de erros humanos durante a manutenção (RAMOS, 2023). Além disso, condições de trabalho desafiadoras podem gerar fadiga física e emocional nos operadores e mecânicos, comprometendo a qualidade do serviço e elevando os riscos de acidentes devido a áreas expostas ou partes pontiagudas das máquinas (NASCIMENTO SIMÃO, 2024). Consequentemente, atrasos na produção, custos adicionais com reparos repetidos e não cumprimento de prazos de entrega tornam-se problemas recorrentes, evidenciando a necessidade de soluções que considerem não apenas a produtividade, mas também a manutenibilidade e a segurança operacional.
Pesquisas recentes indicam que o desempenho das máquinas e a eficiência do setor produtivo são fortemente influenciados pelo planejamento do layout e pela facilidade de acesso durante a manutenção (SOUZA, 2017; ROCHA, 2024). Máquinas com layouts adequados possibilitam manutenção mais rápida e precisa, reduzindo custos operacionais, aumentando a vida útil dos equipamentos e melhorando a experiência dos profissionais envolvidos.
Diante desse contexto, este estudo propõe uma comparação entre dois tipos de máquinas impressoras de embalagens, analisando os impactos do layout e da facilidade de manutenção na eficiência operacional e nos custos associados. O objetivo é identificar práticas e critérios de escolha que promovam a sustentabilidade e a segurança operacional, contribuindo para a otimização do desempenho industrial no Polo Industrial de Manaus.
Assim, a pesquisa justifica-se pela relevância social e econômica de decisões bem fundamentadas na aquisição e posicionamento de máquinas, bem como pelo potencial de reduzir riscos, custos e interrupções na produção, fortalecendo a competitividade das empresas do setor de embalagens.
2. REVISÃO DA LITERATURA
A literatura especializada em confiabilidade e manutenibilidade de equipamentos industriais destaca que o layout das máquinas é um fator determinante para a eficiência das operações de manutenção. Souza (2017) enfatiza que a configuração física dos equipamentos, aliada à sua confiabilidade, influencia diretamente as estratégias de manutenção, impactando tanto o tempo quanto a segurança das intervenções realizadas.
O Planejamento Sistemático de Layout (Systematic Layout Planning – SLP) é uma metodologia amplamente discutida na literatura como ferramenta estratégica para organizar layouts industriais. Tortorella (2008) e Campos & Silva (2020) demonstram que a aplicação do SLP contribui para a otimização dos fluxos de trabalho e facilita o acesso para manutenção, promovendo intervenções mais rápidas e seguras.
Além disso, a abordagem da Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) também é central na discussão sobre layout de máquinas. Segundo Baran (2012), a MCC utiliza ferramentas quantitativas para planejar e priorizar ações de manutenção em linhas de produção, incluindo ambientes just-in-time. Estudos indicam que layouts que priorizam acessibilidade e organização favorecem tanto a confiabilidade dos equipamentos quanto a eficiência das operações de manutenção, reduzindo custos e aumentando a disponibilidade operacional.
A integração entre planejamento de layout e estratégias de manutenção é essencial para empresas que buscam não apenas produtividade, mas também segurança e sustentabilidade operacional. Rocha (2024) e Simão (2024) evidenciam que equipamentos posicionados de maneira estratégica e com acesso facilitado permitem intervenções mais rápidas, minimizam riscos de acidentes e aumentam a vida útil das máquinas.
Portanto, a análise de layouts de máquinas industriais e a aplicação de metodologias como SLP e MCC constituem elementos centrais para o desenvolvimento de práticas de manutenção eficientes. A literatura atual mostra que, embora já existam estudos sobre confiabilidade e manutenção industrial, ainda há espaço para pesquisas aplicadas em contextos específicos, como o setor de embalagens do Polo Industrial de Manaus, onde particularidades do layout e características das máquinas influenciam diretamente a performance operacional.
2.1 Referencial teórico/Estado da arte
O presente referencial teórico visa fornecer a fundamentação necessária para tratar o tema da manutenção e do layout de máquinas impressoras no setor de embalagens do Polo Industrial de Manaus. Por meio da análise da literatura existente, busca-se compreender como o planejamento do layout e a adoção de metodologias de manutenção influenciam a eficiência operacional, a confiabilidade dos equipamentos e a segurança dos profissionais envolvidos.
2.1.1. Confiabilidade e Manutenibilidade de Equipamentos Industriais
A confiabilidade e a manutenibilidade são conceitos centrais na gestão de equipamentos industriais, pois impactam diretamente a disponibilidade operacional e os custos de manutenção. Souza (2017) destaca que a configuração física dos equipamentos, aliada à sua confiabilidade, influencia as estratégias de manutenção, reduzindo o tempo de parada e aumentando a segurança das intervenções. A literatura indica que máquinas projetadas para fácil manutenção permitem reparos mais rápidos, diminuindo os riscos de acidentes e erros humanos.
2.1.2 Planejamento Sistemático de Layout (SLP)
O Planejamento Sistemático de Layout (Systematic Layout Planning – SLP) é uma metodologia estratégica para a organização de layouts industriais. Tortorella (2008) e Campos & Silva (2020) afirmam que a aplicação do SLP contribui para a otimização dos fluxos de trabalho, promovendo maior acessibilidade aos equipamentos, o que facilita intervenções de manutenção e aumenta a eficiência operacional. Layouts bem planejados minimizam deslocamentos desnecessários, reduzem tempos de setup e favorecem a segurança dos operadores.
2.1.3. Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC)
A Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) complementa o planejamento de layout ao fornecer ferramentas quantitativas para priorizar ações de manutenção com base em criticidade e risco (BARAN, 2012). Estudos recentes demonstram que ambientes industriais que combinam MCC com layouts acessíveis conseguem reduzir falhas repetitivas, melhorar a vida útil das máquinas e otimizar a produção. Em linhas just-in-time, a MCC se mostra particularmente relevante, pois permite alinhar a manutenção à demanda real da produção, evitando paradas desnecessárias.
2.1.4. Integração entre Layout e Estratégias de Manutenção
Diversos autores ressaltam que a integração entre planejamento de layout e estratégias de manutenção é essencial para alcançar produtividade, segurança e sustentabilidade operacional. Ramos (2023) e Simão (2024) evidenciam que máquinas posicionadas de maneira estratégica permitem intervenções mais rápidas, minimizam riscos de acidentes e aumentam a vida útil dos equipamentos. Esta integração é particularmente relevante em setores complexos como o de embalagens, onde diferentes tipos de máquinas operam simultaneamente, exigindo planejamento detalhado para manutenção eficiente.
2.1.5. Estado da Arte e Lacunas Identificadas
Apesar de existirem estudos relevantes sobre confiabilidade, MCC e SLP, a literatura aponta lacunas relacionadas à aplicação prática desses conceitos em setores específicos, como o de embalagens no Polo Industrial de Manaus. Há necessidade de pesquisas que considerem as particularidades do layout das máquinas, a acessibilidade dos componentes e os impactos diretos na performance operacional e nos custos de manutenção. Estudos aplicados podem contribuir para o desenvolvimento de práticas mais eficientes, seguras e sustentáveis.
2.2 Estado da técnica
O estado da técnica compreende o conjunto de conhecimentos e soluções tecnológicas disponíveis publicamente, em âmbito nacional e internacional, que possam contribuir para o aprimoramento do layout e da manutenção de máquinas industriais. A análise dessa base técnica é essencial para identificar inovações já consolidadas e lacunas que podem ser exploradas em estudos aplicados, especialmente no contexto das indústrias de embalagens do Polo Industrial de Manaus.
2.2.1. Desenvolvimento Tecnológico de Layouts Industriais
Nas últimas décadas, a evolução dos métodos de Planejamento Sistemático de Layout (SLP) tem sido uma das principais inovações no campo da engenharia de produção. Estudos como o de Tortorella (2008) destacam que o SLP possibilita o desenvolvimento de arranjos físicos mais eficientes, otimizando a movimentação de materiais e a acessibilidade dos equipamentos. Essa metodologia tem sido aprimorada com o uso de softwares de simulação e ferramentas de modelagem tridimensional, como AutoCAD Factory e FlexSim, permitindo a visualização e o teste virtual de diferentes configurações de layout antes da implementação física (LENG et al., 2021).
Além disso, o avanço das tecnologias de manufatura enxuta (Lean Manufacturing) e da Indústria 4.0 trouxe novos conceitos ao planejamento de layout. Segundo Buer, Strandhagen e Chan (2018), o layout moderno deve ser flexível, conectado e adaptável às variações de demanda e manutenção preditiva, permitindo ajustes rápidos sem perda de eficiência produtiva.
2.2.2 Inovações em Manutenção Industrial e Diagnóstico
O campo da manutenção industrial também tem evoluído significativamente com a adoção de técnicas preditivas e inteligentes. Ferramentas como monitoramento por sensores IoT, análise de vibração e aprendizado de máquina estão sendo aplicadas para prever falhas em máquinas rotativas, reduzindo a necessidade de intervenções corretivas (LEE, 2020).
No Brasil, estudos como o de Baran (2012) e Souza (2017) evidenciam o uso de Manutenção Centrada em Confiabilidade (MCC) e Manutenção Produtiva Total (TPM) como práticas eficazes para aumentar a vida útil dos equipamentos e diminuir custos operacionais. A aplicação dessas metodologias em máquinas impressoras tem mostrado resultados expressivos em termos de redução de paradas e maior previsibilidade de falhas.
2.2.3. Aplicação no Contexto Amazônico e Sustentabilidade Operacional
No contexto amazônico, a adaptação de tecnologias industriais enfrenta desafios particulares, como limitações de infraestrutura e clima úmido, que impactam diretamente o desempenho das máquinas. Segundo Simão (2024), as empresas do Polo Industrial de Manaus têm adotado arranjos físicos mais seguros e sustentáveis, considerando fatores ergonômicos e de ventilação, além de estratégias de manutenção preventiva alinhadas às condições regionais.
A integração entre layout otimizado e manutenção eficiente tem se mostrado um diferencial competitivo, reduzindo o desperdício e contribuindo para práticas mais sustentáveis — aspecto essencial em um polo industrial situado em plena Amazônia, onde os impactos ambientais precisam ser rigorosamente controlados.
3. METODOLOGIA
A presente pesquisa caracteriza-se como um estudo de caso, de natureza qualitativa, com caráter descritivo e aplicado, voltado à análise de facilidade de manutenção e layout de máquinas impressoras em um ambiente industrial real. O objetivo foi compreender, de maneira detalhada, os impactos do design e da configuração das máquinas na execução de tarefas de manutenção preventiva e corretiva, bem como na segurança, ergonomia e eficiência operacional.
A metodologia adotada combinou observação direta, levantamento fotográfico, inspeção técnica e entrevistas semiestruturadas com a equipe de manutenção, permitindo capturar tanto dados objetivos quanto percepções subjetivas dos profissionais. Essa abordagem integrada garante uma análise robusta do contexto real das operações e das particularidades do layout das máquinas.
3.1 Coleta de Dados
A coleta de dados ocorreu no setor de embalagens do Polo Industrial de Manaus, onde foram acompanhados os processos de montagem, manutenção preventiva e corretiva das impressoras industriais em estudo. O acompanhamento incluiu:
- Inspeção visual direta: remoção parcial de proteções das máquinas para acesso às engrenagens, eixos e sistemas de transmissão, permitindo a avaliação de desgaste, lubrificação e integridade estrutural.
- Registro fotográfico: utilização de câmera de alta definição para documentar engrenagens cilíndricas e helicoidais, mancais, sistemas de transmissão e áreas de difícil acesso, garantindo análise detalhada do estado operacional das máquinas.
- Análise comparativa: avaliação das superfícies dos dentes das engrenagens quanto a desgaste, microfissuras, deformações, lascamento e perda de material; verificação do alinhamento dos eixos, folgas excessivas e contaminação do ambiente; análise do sistema de lubrificação quanto a falhas, acúmulo de resíduos ou deficiência de óleo/graxa.
3.2 Entrevistas com Profissionais
Foram realizadas entrevistas semiestruturadas com técnicos de manutenção e operadores que atuam diretamente nas máquinas. Os objetivos foram:
- Identificar percepções sobre a acessibilidade dos componentes internos e o impacto do layout no tempo de manutenção;
- Avaliar condições de ergonomia e segurança, considerando a manipulação de peças e equipamentos;
- Obter informações sobre desafios operacionais, como riscos de acidentes, fadiga física e erros humanos durante intervenções;
- Compreender a eficiência do layout das máquinas na rotina de manutenção preventiva e corretiva.
As entrevistas foram gravadas (com autorização dos participantes), transcritas e codificadas para análise qualitativa, possibilitando a integração da percepção dos profissionais com os dados técnicos coletados.
3.3 Análise dos Dados
As informações foram analisadas por meio de comparação direta entre os dois tipos de máquinas estudadas, considerando os seguintes critérios:
- Facilidade de acesso aos componentes internos;
- Tempo médio de execução das intervenções;
- Riscos associados aos procedimentos de manutenção;
- Impacto do layout na ergonomia e segurança;
- Custos operacionais relacionados a manutenções preventivas e corretivas.
Essa abordagem permitiu uma avaliação abrangente, contemplando tanto aspectos técnicos quanto a experiência prática dos profissionais envolvidos, oferecendo subsídios para recomendações de melhorias em layout e manutenção de impressoras industriais.
3.4 Observações sobre a Identidade das Máquinas
Para fins de confidencialidade e análise comparativa, os nomes das máquinas foram fictícios, preservando a identidade real dos equipamentos estudados. Essa prática assegura que as informações técnicas sejam aplicadas sem comprometer dados sensíveis do setor industrial analisado.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nesta seção, apresentam-se os resultados obtidos a partir da observação direta, análise técnica e entrevistas semiestruturadas com a equipe de manutenção. Os dados foram organizados para permitir uma comparação detalhada entre máquinas com layout inadequado (M-35) e layout adequado (J-17), considerando critérios técnicos, operacionais e ergonômicos.
4.1 Máquina com layout inadequado
A máquina M-35, instalada no Polo Industrial de Manaus, apresenta um layout que dificulta o acesso aos componentes internos, especialmente o sistema de alimentação e o módulo de impressão. Observou-se que:
- A remoção de proteções e módulos é necessária para alcançar componentes críticos, aumentando o tempo de intervenção;
- O acesso restrito compromete a ergonomia, exigindo posturas inadequadas e esforços físicos adicionais dos operadores;
- Os técnicos relataram maior incidência de falhas humanas durante a manutenção devido à complexidade de desmontagem e à dificuldade de visualização de peças internas;
- O tempo médio de manutenção corretiva foi registrado como significativamente mais elevado, confirmando que layouts compactos ou mal planejados impactam negativamente a eficiência operacional.
O Esquema da Figura 1-AB mostra a máquina M-35 e a dificuldade de acesso aos componentes críticos.
Figura 1-AB. Máquina M-35 com layout que dificulta a manutenção.
Fonte: Próprio Autor, 2025.
De acordo com Sellitto (2019), layouts que dificultam a acessibilidade aumentam o tempo de manutenção e reduzem a confiabilidade dos equipamentos, corroborando os achados observados no setor industrial.
4.2 Máquina com layout adequado
A máquina J-17 possui um layout projetado para facilitar o acesso aos componentes internos, permitindo intervenções mais rápidas e seguras:
- Os módulos de impressão e o sistema de alimentação estão dispostos de forma acessível;
- O tempo médio de manutenção preventiva e corretiva foi reduzido em aproximadamente 30% em relação à M-35;
- O risco de acidentes e esforço físico dos operadores foi significativamente menor;
- A organização modular favorece inspeção visual frequente, lubrificação adequada e monitoramento do desgaste das engrenagens.
O esquema da Figura 2-AB ilustra a configuração interna da J-17, destacando a facilidade de acesso e layout ergonômico.
Figura 2-AB. Máquina J-17 com layout otimizado para manutenção.
Fonte: Próprio Autor, 2025.
Conforme LEE (2020), layouts que priorizam acessibilidade e modularidade aumentam a eficiência das operações e a confiabilidade dos equipamentos, permitindo que a manutenção preventiva seja realizada de forma sistemática e segura.
4.3 Comparação técnica entre máquinas
A Tabela 1 resume os principais critérios analisados, permitindo uma comparação direta entre M-35 e J-17:
Tabela 1. Comparação de layout e manutenção entre máquinas M-35 e J-17.
Fonte: Próprio Autor, 2025.
A análise evidencia que o layout adequado proporciona intervenções mais rápidas, seguras e eficientes, reduzindo custos operacionais e desgaste físico dos técnicos, enquanto layouts inadequados geram impactos negativos tanto na produtividade quanto na segurança.
4.4 Discussão comparativa
A comparação entre as máquinas evidencia pontos críticos que afetam a manutenção industrial:
- Eficiência Operacional: A J-17 apresenta redução de até 30% no tempo de manutenção em relação à M-35, resultado diretamente relacionado à organização modular e acesso simplificado aos componentes. Essa observação corrobora Sellitto (2019), que enfatiza a importância do design para confiabilidade e manutenibilidade.
- Segurança e Ergonomia: Operadores da M-35 relataram fadiga e dificuldades ergonômicas durante intervenções complexas, aumentando o risco de acidentes. LEE (2020) destacam que layouts que consideram ergonomia e modularidade reduzem a incidência de falhas humanas e promovem segurança nas operações.
- Custos de Manutenção: A redução do tempo de parada e da complexidade das intervenções na J-17 contribui para custos operacionais menores, corroborando práticas de manutenção preditiva e centrada em confiabilidade (SILVA et al., 2020; LEE, 2020).
- Impacto da Modularidade e Layout Estratégico: A organização modular da J-17 permite inspeções regulares, lubrificação adequada e monitoramento do desgaste das engrenagens. Esses elementos são fundamentais para a sustentabilidade operacional, alinhando-se às recomendações de SLP (SILVA et al., 2020) e práticas de digitalização da Indústria 4.0 (ALALOUL et al., 2020; LENG et al., 2021).
Em resumo, o estudo evidencia que o layout da máquina é um fator determinante para eficiência, segurança e custo de manutenção, sendo essencial que decisões de aquisição e planejamento de equipamentos considerem critérios de acessibilidade, ergonomia e modularidade.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A análise comparativa entre a máquina M-35, com layout inadequado, e a máquina J-17, com layout otimizado, evidencia a superioridade operacional e econômica desta última, indicando sua adoção como solução eficaz para os desafios de manutenção. O estudo demonstra que layouts modulares e acessíveis aumentam a confiabilidade dos equipamentos, favorecem a segurança e ergonomia dos operadores e contribuem para a redução de custos operacionais. Além disso, ressalta a importância do planejamento estratégico do layout como ferramenta de gestão industrial, capaz de otimizar intervenções e assegurar a continuidade produtiva. As evidências apontam que a configuração do layout é um fator crítico na aquisição e gestão de máquinas e sugerem que futuras pesquisas ampliem a amostra e incorporem análises quantitativas detalhadas de tempo e custo de manutenção, promovendo maior aplicabilidade em diferentes contextos industriais.
REFERÊNCIAS
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1Discente do Curso Superior de Engenharia Mecânica na Fundação Centro de Análise, Pesquisa e Inovação Tecnológica (FUCAPI) – Manaus – AM – Brasil. e-mail: fhd2.lima@gmail.com;
2Docente do Curso Superior de Engenharia Mecânica na Fundação Centro de Análise, Pesquisa e Inovação Tecnológica (FUCAPI) – Manaus – AM – Brasil. Doutora em Química (PPGQ/UFAM). e-mail: siomararocha.quimica@gmail.com