O mercado, no âmbito mundial, está cada vez mais competitivo e, por essa razão, as empresas necessitam de mais tecnologias e ferramentas que as auxiliem na melhoria dos seus processos produtivos e na tomada de decisões. O presente trabalho analisou o caso de uma fábrica de cadernos e teve como objetivo obter dados para escolher o arranjo físico mais adequado, com a finalidade de alcançar um padrão de eficiência operacional otimizada. Nesse sentido, a metodologia da realização do estudo de caso se deu em três etapas: a concepção, apresentando os objetivos, a definição do sistema e a construção do modelo conceitual; a implementação, onde foi realizada a construção do modelo computacional, por meio do software FlexSim®, simulando a situação inicial, a qual utiliza o modelo de layout em linha; e a análise, propondo um modelo de layout celular, o qual foi elaborado com o auxílio de técnicas de balanceamento de linha de montagem e testado por meio da execução dos experimentos no modelo computacional, simulado no mesmo software. O modelo proposto foi comparado com o da situação inicial e resultado obtido superou os dados iniciais no que diz respeito à capacidade produtiva, ao aproveitamento da área produtiva, à redução de máquinas no processo, à redução da mão de obra necessária e à redução da perda por transporte, atestando os benefícios que a literatura apresenta acerca da aplicação dessas tecnologias nos processos produtivos.