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Administração da Produção: Uma coletânia de resenhas

Wanderson S. Paris


MRP – MATERIAL REQUERIMENTS PLANNING

De ....

Os textos tratam do MRP – O que é, o que pode fazer, o que não pode fazer, qual é sua lógica, como se compara aos sistemas de ponto de pedido e também aos novos desenvolvimentos nas atividades de manufatura japonesas. Ele aborda os diferentes objetivos do MRP e as diferentes atividades ou áreas de planejamento relacionadas ao MRP. Qualquer que seja o sistema considerado, a seguinte pergunta deveria ser feita: Como o sistema está conectado em termos de Plano Mestre de Produção, Planejamento da Capacidade, Liberação dos Pedidos de Compra, Liberação das Ordens de Produção ou outros Sub-Sistemas de Controle?

O MRP I – Material Requeriments Planing (Planejamento das Necessidades de Materiais), possuía um modelo mais simplificado, pois era essencialmente voltado para o planejamento e controle da produção e estoques.

Desenho esquemático do MRP I:


ESQUEMA DO MRP


O MRP II – Manufacturing Resource Planning (Planejamento de Recursos de Produção) foi definido por Oliver Wight como: “um plano global para o planejamento e monitoramento de todos os recursos de uma empresa de manufatura: manufatura, marketing, finanças e engenharia. Tecnicamente, ele envolve a utilização do sistema MRP de ciclo fechado para gerar números financeiros”.

Na “Administração em Ciclo Fechado” – após a explosão do MRP, O Planejamento das Prioridades é essencial.

Uma meta muito importante do MRP é o baixo nível dos estoques. Alguns pensam em termos de rotatividade, rotatividade de estoque ou giros de inventário. Esta meta é ainda mais importante quando as taxas de juros do mercado são altas. Normalmente, ela é medida em termos de dias, semanas ou meses de suprimento. Na administração de Materiais e na Manufatura, muitas vezes o estoque é considerado como um direito inalienável. O inventário custa muito caro, bem como os custos de estocagem e movimentação e, ainda, o tempo de vida ou obsolescência. Este está relacionado com os produtos que sofrem freqüentes alterações de engenharia em suas listas de material.

A segunda é o Atendimento ao Cliente. Na verdade, o controle do nível de estoque e o atendimento ao cliente são as duas metas mais visíveis, traçadas para a Administração de Materiais. Embora medir os custos de manter estoques seja um problema, um problema muito maior é medir a Falta de Estoque. Esta é a principal razão pela qual o atendimento ao cliente é muito importante, apesar de ser difícil quantifica-lo.

Outro objetivo importante do MRP é a Produtividade da Mão-de-Obra. A redução do tempo de preparação aumenta a produtividade. Quanto maior o tempo de preparação, mais importante torna-se este assunto. A Quebra de Equipamentos é outro aspecto importante e a manutenção preventiva ou outras devem ser levadas em consideração. Outro objetivo geralmente é deixado de lado é a utilização da capacidade da instalação. Na maioria das vezes, a capacidade instalada é superdimensionada para ter maior segurança, assim como os estoques.

O que deve ser feito pela Administração de Materiais é melhorar continuamente as metas e objetivos do MRP. O desafio é atender o cliente da melhor forma, com o menor investimento em estoque. Os principais fatores que influenciam estas metas são a Previsão de Vendas e o desenvolvimento de um Plano Mestre de Produção, A alta administração também deve perceber que o fluxo de caixa está implícito no Plano Mestre e podemos chamá-lo de Plano Global. A preparação deste plano não deve ser feita por uma pessoa isoladamente. Uma outra atividade é a denominada Liberação de Ordens. Existe uma dimensão de tempo e quantidade nesta atividade, ou seja, QUANDO e QUANTO. A liberação das ordens está ligada ao Plano Mestre.Outra atividade feita no MRP é o seguimento (“follow-up”), expedição, planejamento de prioridade. Temos, ainda, O Planejamento da Capacidade, que é a atividade onde se constata se existem altos e baixos ou ainda sobrecargas de capacidade, podendo tomar as medidas necessárias com antecedência. Finalmente, chegamos à Manutenção dos Registros. Assim como um péssimo Plano Mestre pode prejudicar o MRP, ou qualquer outro sistema, a falta de acuracidade dos registros também pode. Para que o conceito de Administração de Materiais seja efetivo, é necessário ter COORDENAÇÃO. A Administração de Materiais envolve muitas pessoas com necessidades, objetivos e prioridades conflitantes.

Para uma melhor visualização de entradas e saídas do sistema MRP, verefica-se um quadro retratando a visão geral do sistema.

ESQUEMA DO MRPII


Um dos autores cita alguns princípios do MRP, comparando o sistema com o hipotético da CIA XYZ.

(1)   Cálculo da demanda dependente – A lista de material denteada (fornece um histórico completo de cada item);
(2)   Listas de um único nível (Indica os componentes usados em cada item e suas quantidades);
(3)   Processamento Nível a Nível (Reúne as três entradas básicas: Programa Mestre, Registro d Inventário e Lista de Materiais);
(4)   Cálculo do Registro em Fase (Acrescenta fases ao sistema);
(5)   Determinação do Prazo de Reposição (tempo que se leva, desde a ordem de compra até a chegada do componente);
(6)   Informes de Ação (produz informações para tomada de decisões);
(7)   Liberação de Pedidos para Itens Comprados (encaminha o pedido ao comprador ou lança na lista de requisição);
(8)   Itens de baixo valor e o MRP (Controle de itns de baixo valor através de um estoque central);
(9)   Estoque de Segurança e MRP (Determinação do nível de segurança do estoque);
(10)  Algumas Diretrizes para Estoque de segurança (utiliza-lo somente onde há incertezas sem abusar do uso, promover controle e replanejamento quando necessário).

Existem dois tipos de sistemas MRP, o Sistema Regenerativo, onde é usado o enfoque de lote com replanejamento periódico, e o de Mudança Líquida, onde a todo momento ocorre uma mudança ou qualquer tipo de transação. O registro de inventário deve estar sempre atualizado com base em todas as transações do sistema. Só assim poderemos visualizar a disponibilidade dos materiais e controlar o aumento ou redução do recebimento programado.

Ficam também registrados, alguns conceitos importantes:

MPS – Master Production Schedule (Programa-mestre de Produção) é a fase mais importante do planejamento e controle de uma empresa, constituindo-se na principal entrada para o planejamento de necessidades de materials.

RCCP – Rough-Cut Capacity Plans (Planos de Capacidade a Grosso Modo). São planos de capacidade finita, que devem operar com certas restrições. A médio e curto prazo, os programas mestres de produção devem utilizar a capacidade disponível. O ciclo de realimentação neste nível confronta o MPS somente contra gargalos e recursos-chave.

CRP – Capacity Requeriments Plans (Planos de Necessidade de Capacidade). Ele projeta, períodos a frente, a carga de equipamentos específicos ou trabalhadores individuais, podendo gerar planos de curtíssimo prazo.

OPT – Optimized Production Tecnology (Tecnologia de Produção Otimizada). É uma técnica computadorizada que auxilia a programação de sistemas produtivos, ao ritmo ditado pelos recursos mais fortemente carregados, ou seja, os gargalos. Surgiu a partir do conceito da Teoria das Restrições, a qual foi desenvolvida para focalizar a atenção na restrição da capacidade ou gargalo de produção.

ADMINISTR. DA PRODUÇÃO – CAP 10 – a partir de Gantt

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O método de programação mais comumente usado é o de gráfico de Gantt. É uma ferramenta simples (inventado por H.L. Gantt em 1971) que representa o tempo como uma barra num gráfico. Freqüentemente, os gráficos são feitos de canaletas de plástico longas, dentro das quais podem ser colocados pedaços de papel para indicar o que está acontecendo com o trabalho ou com o centro de trabalho. Os momentos de início e fim de atividades podem ser indicados e algumas vezes o progresso real do trabalho também é indicado no mesmo gráfico.

As vantagens dos gráficos de Gantt são que eles proporcionam uma representação visual simples de o que deveria estar realmente acontecendo na operação.

A atividade de programação é uma das mais complexas tarefas no gerenciamento de produção. Primeiro, os programadores têm que lidar com diversos tipos diferentes de recurso simultaneamente. As máquinas terão diferentes capacidades e capacitação; o pessoal terá diferentes habilidades. De maneira mais importante, o número de programações possíveis cresce rapidamente à medida que o número de atividades e processos aumenta. Mais genericamente, para n trabalhos há n! (n fatorial) maneiras diferentes de programação dos trabalhos em processo simples.

A programação para frente envolve iniciar o trabalho logo que ele chega. A programação para trás envolve iniciar o trabalho no último momento possível sem que ele tenha atraso.

A escolha entre programação para frente ou para trás depende das circunstâncias. A tabela a seguir, lista algumas vantagens e desvantagens das duas abordagens. Em teoria, tanto o planejamento de necessidade de materiais (material requeriments planning – MRP) como o just in time (JIT) usam programação para trás, somente  começando os trabalhos quando necessário. Na prática, todavia, os usuários do planejamento de necessidades de materiais tendem a locar tempo demais para cada tarefa ser completada, por essa razão cada tarefa não é iniciada no último momento possível. Em comparação, o JIT é começado, como o nome sugere, em cima da hora.

Vantagem da programação para frente

Vantagem da programação para trás



Alta utilização do pessoal – os trabalhadores sempre começam a trabalhar para manter-se ocupados.



Flexível – as folgas de tempo no sistema permitem que o trabalho inesperado seja programado.


Custos mais baixos com material – os materiais não são usados até que eles tenham que ser, retardando assim o agregar valor até o último momento.


Menos exposto a risco no caso de mudança de programação pelo consumidor.


Tende a focar a operação nas datas prometidas ao consumidor.

                                                              Tabela 01 - As vantagens de ambas as programações


Em um sistema de planejamento e controle empurrado, as atividades são programadas por meio de um sistema central e completadas em linha com as instruções centrais, como em um sistema MRP. Cada centro de trabalho empurra o trabalho, sem levar em consideração se o centro de trabalho seguinte pode utilizá-lo.

Em um sistema de planejamento e controle puxado, o passo e as especificações de o que é feito são estabelecidos pela estação de trabalho do “consumidor”, que “puxa” o trabalho da estação antecedente (fornecedor). O consumidor atua como o único “gatilho” do movimento. Se uma “requisição” não é passada para trás pelo consumidor para o fornecedor, o fornecedor não é autorizado a produzir nada ou mover qualquer material.

Compreender os diferentes princípios das programações empurrada e puxada é importante porque eles têm diferentes efeitos em termos das propensões das duas a acumular estoque na operação. Os sistemas puxados são muito menos prováveis de resultar em criação de estoque e são, portanto, favorecidos pelas operações JIT.

Operações que produzem alta variedade de produtos ou serviços, em volume relativamente baixo, vão claramente ter consumidores que requerem um conjunto diferente de fatores e usar processos que têm um conjunto diferente de necessidades daquelas operações que criam produtos ou serviços padronizados em grande volume.

MANUAL DO PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO – CAP 6 

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As atividades de curto prazo de programação da produção, realizadas pelo PCP, buscam implementar um programa de produção que atenda ao PMP gerado para os produtos acabados. Estas atividades podem ser divididas em três grupos hierarquicamente relacionados: a administração dos estoques, o seqüenciamento, e a emissão e liberação das ordens.

A administração dos estoques está encarregada de planejar e controlar os estoques definindo tamanhos de lotes, modelos de reposição e estoques de segurança do sistema. Escolhida uma sistemática de administração dos estoques, serão geradas, de forma direta ou indireta, as necessidades de compras, fabricação e montagem dos itens para atender ao PMP. Convencionalmente, as ordens de compras, uma vez geradas, vão para o setor encarregado das compras e saem da esfera de ação do PCP. Já as necessidades de fabricação e montagem normalmente precisam passar por um sistema produtivo com limitações de capacidade. A adequação do programa gerado aos recursos (máquinas, homens, instalações etc.) é função do seqüenciamento.

Uma vez estabelecidas todas as informações necessárias à execução do programa de produção, ou seja, a definição para cada ordem da especificação do item, o tamanho do lote, a data de início e conclusão das atividades e a seqüência e o local onde as mesmas serão executadas, a programação da produção pode partir para a emissão e liberação do programa de produção. Emitido e liberado, este programa passará para a esfera do acompanhamento da produção, a última etapa dentro das funções do PCP.

Estas atividades de programação da produção apresentam-se de forma diferenciada, dependendo de como o sistema produtivo está projetado para empurrar ou para puxar o programa de produção. Nos sistemas de puxar a produção, normalmente implementados com o kanban, as atividades da programação da produção são deixadas a cargo dos próprios funcionários, conforme será explicado mais tarde. Já nos sistemas convencionais de empurrar a produção, há necessidade de definir a cada programa de produção sua seqüência, baseada em critérios predeterminados, e emitir as ordens autorizando a compra, fabricação e montagem dos itens.

Em princípio, o seqüenciamento e a emissão de um programa de produção por deveriam ser uma tarefa simples para o PCP, já que este programa está sendo suportado por um plano de produção de longo prazo e por um PMP de médio prazo, onde as necessidades de capacidade de produção foram analisadas e equacionadas em tempo de hábil. Porém, dentro da dinâmica empresarial, instabilidades de curto prazo, como vel cancelamentos, adiantamentos ou acréscimos em pedidos dos clientes, alterações nas especificações dos itens, ou ainda, deficiências na qualidade e nos ritmos de trabalho, fazem com que a eficiência do sistema produtivo dependa fundamentalmente de um processo dinâmico de seqüenciamento e emissão do programa de produção. Contudo, por mais que se desenvolvam técnicas e softwares visando acelerar estas atividades, nada substitui a estabilidade e a confiabilidade do sistema produtivo.  

SEQUENCIAMENTO NOS PROCESSOS CONTÍNUOS - Os processos contínuos de produção são empregados para produtos que não podem ser identificados individualmente, com alta uniformidade na produção e demanda, onde os produtos e os processos produtivos são totalmente dependentes.
Como os processos contínuos se propõem à produção de poucos itens, normalmente um por instalação, não existem problemas de seqüenciamento quanto à ordem de execução das atividades. Os problemas de programação resumem-se à definição da velocidade que será dada ao sistema produtivo para atender determinada demanda estabelecida no PMP.
Em processos contínuos, a preocupação maior no atendimento de uma programação da produção concentra-se no fluxo de chegada de matérias-primas e na manutenção das instalações produtivas, como forma de garantir que o sistema produtivo não pare por qualquer problema em um destes dois pontos.  

SEQUENCIAMENTO NOS PROCESSOS REPETITIVOS EM MASSA - O trabalho da programação da produção nos processos repetitivos em massa consiste em buscar um ritmo equilibrado entre os vários postos de trabalho, principalmente nas linhas de montagem, conhecida como “balanceamento” de linha, de forma a atender economicamente uma taxa de demanda, expressa em termos de “tempo de ciclo” de trabalho. Em outras palavras, o balanceamento da linha busca definir conjuntos de atividades que serão executados por homens e máquinas de forma a garantir um tempo de processamento aproximadamente igual (tempo de ciclo) entre os postos de trabalho.

SEQUENCIAMENTO NOS PROCESSOS REPETITIVOS E M LOTE - Os processos repetitivos em lotes caracterizam-se pela produção de um volume médio de itens padronizados em lotes, onde cada lote segue uma série de operações que necessita ser programada à medida que as operações anteriores sejam concluídas. Estes sistemas produtivos são relativamente flexíveis, empregando equipamentos menos especializados, que permitem, em conjunto com funcionários polivalentes, atender a diferentes volumes e variedades de pedidos dos clientes.

A questão do seqüenciamento em processos repetitivos em lotes pode ser analisada sob dois aspectos: a escolha da ordem a ser processada dentre uma lista de ordens (decisão 1) e a escolha do recurso a ser usado dentre uma lista de recursos disponíveis (decisão 2).

A primeira decisão, quanto a escolha da ordem a ser processada dentre uma fila de espera de ordens a processar, se resume ao estabelecimento de prioridades entre os diversos lotes de fabricação concorrentes por um mesmo grupo de recursos, no sentido de atender a determinados objetivos.

A segunda decisão, que diz respeito à escolha do recurso a ser utilizado dentre um grupo de recursos disponíveis, na prática fica restrita à situações onde existem variações significativas no desempenho dos equipamentos, seja nos tempos de processamento ou de setup. Via de regra, nos processos repetitivos em lote, quanto maior o volume de produção e, conseqüentemente, a repetição na programação dos lotes, a decisão quanto a que recurso prioritariamente usar é estabelecida na etapa de projeto do sistema produtivo.

O gráfico de Gantt é um instrumento para a visualização de um programa de produção, auxiliando na análise de diferentes alternativas de seqüenciamento deste programa. O gráfico de Gantt pode ser empregado de diferentes formas, sendo que uma das mais comuns consiste em listar as ordens programadas no eixo vertical e o tempo no eixo horizontal. Com a evolução dos pacotes computacionais para PCP, uma das limitações clássicas do emprego efetivo dos gráficos de Gantt para a programação da produção em situações muito dinâmicas, resultante da dificuldade de atualização manual das ordens programadas, foi eliminada, fazendo com que este tipo de ferramenta de visualização possa ser empregado nas mais diferentes situações.

REGRAS DE SEQÜENCIAMENTO

As regras de seqüenciamento são heurísticas usadas para selecionar, a partir de informações sobre os lotes e/ou sobre o estado do sistema produtivo, qual dos lotes esperando na fila de um grupo de recursos terá prioridade de processamento, bem como, qual recurso deste grupo será carregado com esta ordem. Geralmente, as informações mais importantes estão relacionadas com o tempo de processamento (lead time) e com a data de entrega, que podem ser estabelecidos tendo por base as informações dos produtos finais ou dos lotes individualmente. Estas regras normalmente assumem, para simplificar, que os tempos e custos dos setups são independentes da seqüência escolhida, e são adicionados ao tempo de processamento do lote.

Soluções otimizadas para o problema de seqüenciamento empregando técnicas de Pesquisa Operacional, principalmente a clássica programação linear, são viáveis matematicamente. Porém, na prática, devido à natureza combinatória do problema e rigidez dos algoritmos desenvolvidos, fica difícil conciliar a variabilidade dos dados de produção com a dinâmica de atualização dos parâmetros do algoritmo.

As regras de seqüenciamento podem ser classificadas segundo várias óticas. Podemos dividi-las em regras estáticas e regras dinâmicas. As regras estáticas não alteram as prioridades quando ocorrem mudanças no sistema produtivo, enquanto as regras dinâmicas acompanham estas mudanças, alterando as prioridades. Outra classificação seria a de regras locais versus regras globais. As regras locais consideram apenas a situação da fila de trabalho de um recurso, ao passo que as regras globais consideram as informações dos outros recursos, principalmente do antecessor e do sucessor, na definição das prioridades.

Outra classificação associada à complexidade das regras consiste em separá-las em regras de prioridades simples, combinação de regras de prioridades simples, regras com índices ponderados e regras heurísticas sofisticadas. As regras de prioridades simples baseiam-se em uma característica específica do trabalho a ser executado, como a data de entrega, tempo de folga restante, tempo de processamento restante etc. A combinação de regras de prioridades simples, como o próprio nome está dizendo, consiste em aplicar diferentes regras de prioridades simples conforme o conjunto de lotes que se pretende seqüenciar em um dado momento.

As regras com índices ponderados adotam pesos para diferentes regras simples, formando um índice composto que defini as prioridades. Já as regras heurísticas mais sofisticadas determinam as prioridades incorporando informações não associadas ao trabalho específico, como a possibilidade de carregar antecipadamente o recurso, o emprego de rotas alternativas, a existência de gargalos no sistema etc.

De modo geral, as regras de seqüenciamento mais empregadas na prática estão apresentadas na tabela abaixo. Não existem regras de seqüenciamento que sejam eficientes em todas as situações. Geralmente, a eficiência de um seqüenciamento é medida em termos de três fatores: o lead time médio, o atraso médio, e o estoque em processo médio.

Sigla

Especificação

Definição

PEPS

Primeira que entra primeira que saí

Os lotes serão processados de acordo com sua chegada no recurso.

MTP

Menor tempo de processamento

Os lotes serão processados de acordo com os menores tempos de processamento no recurso.

MDE

Menor data de entrega

Os lotes serão processados de acordo com as menores datas de entrega.

IPI

Índice de prioridade

Os lotes serão processados de acordo com o valor da prioridade atribuída ao cliente ou ao produto

ICR

Índice crítico

Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: (data de entrega data atual) / tempo de processamento

IFO

Índice de folga

Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de:
(data de entrega -
S tempo de processamento restante) / número de operações restante

IFA

Índice de falta

Os lotes serão processados de acordo com o menor valor de: quantidade em estoque / taxa de demanda

                                                              Tabela 02 - Regras de Seqüenciamento


De modo geral, existem algumas características importantes com relação às regras empregadas para a definição do seqüenciamento de um programa de produção, entre as quais podemos citar:

Característica

Descrição

Simplicidade

as regras devem ser simples e rápidas de entender e aplicar;

Transparência

a lógica por trás das regras deve estar clara, caso contrário o usuário não verá sentido em aplicá-la;

Interatividade

Supervisores e operadores, as regras devem facilitar a comunicação entre estes agentes do processo produtivo;

Gerar Propriedades palpáveis

as regras aplicadas devem gerar prioridades de fácil interpretação. Os usuários entendem mais facilmente uma regra baseada na data de entrega do que, por exemplo, em um índice muito elaborado.

                                                             Tabela 03 - Características



TEORIA DAS RESTRIÇÕES

A teoria das restrições têm sua origem no final da década de 70, quando pesquisadores, em especial Goldratt e Fox, procuraram alternativas para a lógica convencional de planejamento e programação da produção via MRP, desenvolvendo um software comercialmente conhecido como OPT (Optimized Production Technology) -  A disponibilidade de recursos computacionais mais potentes permitiu que o software OPT, ao contrário dos softwares baseados na lógica do MRP oriundo da década de 60, fosse desenvolvido em cima de uma base de dados que considerava a estrutura do produto (lista de materiais) e a estrutura do processo (rotina de operações) simultaneamente, tornando viável a análise em paralelo entre a capacidade de produção e o seqüenciamento do programa.

O software OPT, na década de 80, teve alguma penetração na Europa e nos EUA, porém no Brasil não teve a mesma sorte. Contudo, em nível acadêmico, as questões levantadas por este software com relação a programação finita da rede de atividades em um sistema de produção convencional, foram estruturadas em um conjunto de regras ou conceitos conhecido como “teoria das restrições”, que têm por base o princípio de gargalo.

Gargalo é um ponto do sistema produtivo (máquina, transporte, espaço, homens, demanda etc.) que limita o fluxo de itens no sistema. Podemos identificar quatro tipos básicos de relacionamento entre recursos gargalos e não-gargalos.

A partir da constatação de que os recursos produtivos podem ser divididos nestes dois grupos (gargalos e não-gargalos), e de que a forma como eles se relacionam definem o fluxo produtivo, os custos com estoques e as despesas operacionais, um conjunto de 10 regras é usado para direcionar as questões relativas ao seqüenciamento de um programa de produção. Estas regras são descritas a seguir.

Regra 1: A taxa de utilização de um recurso não-gargalo não é determinada por sua capacidade de produção, mas sim por alguma outra restrição do sistema.
Regra 2: Utilização e ativação de um recurso não são sinônimos.
Regra 3: Uma hora perdida num recurso gargalo é uma hora perdida em todo o  sistema produtivo.
Regra 4: Uma hora ganha num recurso não-gargalo não representa nada.
Regra 5: Os lotes de processamento devem ser variáveis e não fixos.
Regra 6: Os lotes de processamento e de transferência não necessitam ser iguais.
Regra 7: Os gargalos governam tanto o fluxo como os estoques do sistema.
Regra 8: A capacidade do sistema e a programação das ordens devem ser consideradas simultaneamente, e não seqüencialmente.
Regra 9: Balanceie o fluxo e não a capacidade.
Regra 10:  A soma dos ótimos locais não é igual ao ótimo global.

Na prática, é muito difícil implementar estes conceitos dentro de um sistema produtivo convencional, principalmente em função da mudança constante dos pontos gargalos. Soluções mais duradouras são obtidas pela implementação da filosofia JIT/TQC, que reformula todos os princípios convencionais de produção. Porém, existindo uma certa constância dos pontos limitantes do sistema, podemos empregar uma heurística de cinco passos como forma de direcionar as ações da programação da produção dentro destas regras, qual seja:

      1. identificar os gargalos restritivos do sistema;
      2. programar estes gargalos de forma a obter o máximo de benefícios (lucro, atendimento de entrega, redução dos WIP etc.);
      3. programar os demais recursos em função da programação anterior;
      4.  investir prioritariamente no aumento da capacidade dos gargalos restritivos do sistema;
      5. alterando-se os pontos gargalos restritivos, voltar ao passo 1.  

SEQUENCIAMENTO NOS PROCESSOS POR PROJETO - Os processos por projeto buscam atender a demanda específica de um determinado cliente, que muito provavelmente não se repetirá nos próximos pedidos. Desta forma, os recursos produtivos são temporariamente alocados a este produto, e uma vez concluído, passam para a próxima tarefa, que pode ter características diferentes. Sendo assim, os produtos são projetados em estreita ligação com as necessidades dos clientes, dificultando a padronização das operações e das instalações e equipamentos. Geralmente o projeto a ser executado exige a criação de uma estrutura própria de PCP que, ao final do mesmo, se desloca para o próximo projeto.

Nos processos típicos por projetos, a principal questão a ser resolvida pelo PCP, em particular pelo seqüenciamento das tarefas, está ligada a alocação dos recursos disponíveis no sentido de garantir a data de conclusão do projeto. Esta data de conclusão é, junto com o custo e as aptidões técnicas do executor, um fator determinante na escolha pelo cliente da empresa executora do projeto, havendo inclusive multas e restrições contratuais que buscam evitar atrasos no cumprimento dos contratos.                         Desta forma, o PCP de processos por projetos busca seqüenciar as diferentes atividades do projeto, de forma que cada uma delas tenha seu início e conclusão encadeados com as demais atividades que estarão ocorrendo em seqüência e/ou paralelo com a mesma. A técnica mais empregada para planejar, seqüenciar e acompanhar projetos é a técnica conhecida como PERT/CPM.

O PERT (Program Evaluation and Review Technique) e o CPM (Critical Path Method) são duas técnicas, desenvolvidas independentemente na década de 50, que buscaram solucionar problemas de PCP em projetos de grande porte. Devido às soluções semelhantes encontradas, atualmente são conhecidas, simplesmente, como técnica PERT/CPM. Esta técnica, permite que os administradores do projeto tenham:

•    visão gráfica das atividades que compõem o projeto;
•    estimativa de quanto tempo o projeto consumirá;
•    visão de quais atividades são críticas para o atendimento do prazo de conclusão do projeto;
•    visão de quanto tempo de folga dispomos nas atividades não-críticas, o qual pode ser negociado no sentido de reduzir a aplicação de recursos.



Rede PERT/CPM

A primeira providência para utilizar a técnica PERT/CPM consiste em elaborar uma rede ou diagrama que represente as dependências entre todas as atividades que compõem o projeto. A partir da montagem da rede, podemos trabalhar com os tempos e a distribuição de recursos necessários para atingirmos a previsão de conclusão. Neste sentido, especial atenção deve ser dada a esta primeira etapa, pois a validade das conclusões obtidas dependerá da correta montagem deste diagrama de precedências.

Cálculo dos tempos de uma rede PERT/CPM

Para cada nó ou evento de uma rede que representa um projeto, podemos calcular dois tempos que definirão os limites no tempo que as atividades que partem deste evento dispõem para serem iniciadas. Estes valores são conhecidos como Cedo (Early) e Tarde (Late) de um evento. Graficamente, representamos os Cedos e os Tardes dos eventos em uma rede como uma “fração”, colocada junto aos nós, onde o numerador é o Cedo e o denominador é o Tarde.

O Cedo de um evento é o tempo necessário para que o evento seja atingido, desde que não haja atrasos imprevistos nas atividades antecedentes deste evento. Desta forma, podemos calcular o Cedo de um evento como o valor máximo entre todos os valores dos tempos de conclusão das atividades que chegam a este evento, calculado, para cada atividade, como o resultado da soma do Cedo do evento inicial desta atividade mais o valor do seu tempo de execução.

O Tarde de um evento é a última data de início das atividades que partem deste evento de forma a não atrasar a conclusão do projeto. Desta forma, podemos calcular os Tardes dos eventos como o valor mínimo entre todos os valores dos tempos de início das atividades que partem deste evento, calculado, para cada atividade, como o resultado da subtração do Tarde do evento aonde esta atividade chega menos o valor do seu tempo de execução.

A partir da definição destas datas, podemos calcular um conjunto de folgas para cada atividade. Antes porém, vamos definir o que seja “tempo disponível”, ou TD, de uma atividade. O TD é o intervalo de tempo que existe entre a PDI e a UDT de uma atividade, ou seja, é o maior intervalo de tempo que uma atividade dispõem para ser realizada, sem alterar o Cedo do evento inicial nem o Tarde do evento final.

Com as folgas calculadas podemos definir claramente o caminho crítico do projeto. O caminho crítico é a seqüência de atividades que possuem folga total nula (conseqüentemente, as demais folgas também são nulas) e que determina o tempo total de duração do projeto. As atividades pertencentes ao caminho crítico são chamadas de atividades críticas, visto que as mesmas não podem sofrer atrasos, pois caso tal fato ocorra, o projeto como um todo sofrerá este atraso.

A identificação do caminho crítico de um projeto é de fundamental importância para o gerenciamento do mesmo, pois o PCP pode concentrar seus esforços para que estas atividades tenham prioridade na alocação dos recursos produtivos. Já as atividades não críticas, como possuem folga, permitem certa margem de manobra pelo PCP, porém, se uma delas consumir sua folga total, passará a gerar um novo caminho crítico que merecerá atenção. Existem situações em que toda a rede é crítica, e qualquer desvio do planejado refletirá no prazo de conclusão do projeto.

Tempos probabilísticos de uma rede PERT/CPM

Cada atividade possui um tempo previsto de conclusão que está associado ao nível de recursos alocados para sua realização. Quando este tempo pode ser previsto com alto grau de confiabilidade, dizemos que as estimativas são determinísticas. Por outro lado, quando as estimativas estão sujeitas a variações aleatórias, dizemos que as estimativas são probabilísticas. As estimativas probabilísticas devem incluir uma indicação do grau de variabilidade das previsões.

Aceleração de uma rede PERT/CPM

As estimativas de tempo das atividades de um projeto estão relacionadas à quantidade de recursos (homens, equipamentos, dinheiro etc.) alocados para cada atividade. Geralmente, é possível adicionar ou retirar recursos alocados a uma atividade de forma a acelerar ou desacelerar seu prazo de conclusão. Desta forma, uma vez montada a rede e identificado o caminho crítico, duas análises de custos podem ser realizadas:

•       podemos analisar as folgas das atividades não críticas e verificar a possibilidade de reduzir os recursos e, conseqüentemente os custos alocados às mesmas;
•      podemos analisar as atividades do caminho crítico e verificar a possibilidade de reduzir ou aumentar o prazo de conclusão do projeto.  

EMISSÃO E LIBERAÇÃO DAS ORDENS - A última atividade do PCP antes do início da produção propriamente dita, consiste na emissão e liberação das ordens de fabricação, montagem e compras, que permitirão aos diversos setores operacionais da empresa executarem suas atividades de forma coordenada, no sentido de atender determinado PMP projetado para o período em questão.

Uma ordem de fabricação, montagem ou compras deve conter as informações necessárias para que os setores responsáveis pela fabricação, montagem ou compras possam executar suas atividades. Basicamente, estas ordens contém a especificação do item, o tamanho do lote, a data de início e de conclusão das atividades. Dependendo do tipo de produção, junto com as ordens de fabricação e montagem, devem seguir também os desenhos e instruções técnicas que informarão aos operadores como proceder suas atividades. Geralmente, em processos de produção contínuos e repetitivos em massa estas informações são desnecessárias pois os equipamentos estão dispostos segundo o roteiro de produção e a variedade de itens produzidos é pequena. Já nos processos repetitivos em lotes e nos sob encomenda, com a diversificação dos roteiros e produtos, estas informações são de fundamental importância para o entendimento das ordens emitidas.

TECNOLOGIA DE GRUPO (CAPÍTULO 6)

De .....

Snead é considerado o introdutor da Tecnologia de Grupo (TG) iniciada em 1989. Ela foi concebida através da teoria de gerenciamento baseada no princípio de  que: “objetos similares podem ser feitos similarmente.”  O termo manufatura celular é comumente utilizado.  Uma célula é um pequeno grupo de apenas uma ou duas máquinas, raramente este número ultrapassa de cinco. Uma célula típica deve ter uma máquina central, uma máquina de inspeção e planos de monitoramento, armazenagem de peças e ferramentas e um hardware de controle.

J. L. Burbidge especificou sete características de grupos bem sucedidos: especificação do time de trabalhadores dedicados; especificação dos produtos (e nenhum outro); especificação das máquinas e equipamentos dedicados; espaço contínuo de dedicação para facilitar as especificações; meta comum ao grupo, estabelecida no início de cada período; os grupos podem atingir metas independentes; o tamanho deve ficar entre 6 e 15 trabalhadores, mais que isto pode gerar eventuais acomodações.

Para uma eficiente introdução da TG, faz-se necessário o desenvolvimento de um bom sistema de codificação de peças que reflitam a similaridade nos projetos e processos. Assim,  a TG pode ser eficiente no tamanho, flexibilidade de expansão, inclusive no aumento da população de peças, capacidade de discriminação entre peças baseada nos valores chave, e compatibilidade com tecnologias comuns. A seleção do código é direcionada pela população de componentes, compreensão do uso, avaliação dos recursos a serem implementados, e o nível de detalhamento requerido. Códigos hierárquicos são eficientes no armazenamento de informações mas são de aprendizagem mais difícil. Códigos híbridos, normalmente otimizados, são geralmente a melhor escolha. Codificação de peças baseadas nas similaridades facilitam a correção de projetos de peças e layout de processo.

Na fase seguinte, trabalha-se na determinação das máquinas para os grupos (células). Para tanto se deve iniciar pela análise do fluxo da produção. Aqui, o objetivo é determinar as máquinas para os grupos bem como minimizar o fluxo de material entre os grupos. A análise de grupos consiste de três pontos básicos. O primeiro envolve a confecção de uma lista de tipos de peças relacionados a cada tipo de máquina necessária e a determinação da máquina chave.  O segundo ponto é a checagem para ver se as máquinas restantes podem ser divididas em subgrupos. O último estágio envolve a combinação dos subgrupos dentro do grupo de tamanho desejado. Para isto, o autor trabalha um tabelamento denominado de Algoritmo de ordenação binária. Este tabelamento promove uma eficiente rotina para arbitrar a matriz máquina-peça e reordenar as linhas de máquinas e as colunas de peças para obter mai0r proximidade da estrutura diagonal de bloco. A heurística de caminho simples pode construir tentativas de grupos rapidamente. A solução heurística pode baratear o projeto. O problema decisório pode ser modelado também, como um gráfico de máquinas com os custos refletindo o movimento entre elas. Dentro dos grupos, as técnicas de layout simplificado podem ser usadas com o objetivo de alcançar vantagens da linha de fluxo.

O relacionamento entre as máquinas pode ser sumarizado por coeficientes de similaridade. Estes permitem criação rápida de uma gama de decisões possíveis. Porém, estes coeficientes podem sacrificar importantes informações em função dos custos atuais.

Quando várias máquinas de um mesmo tipo são necessárias, operações nas peças podem ser determinadas com a priorização de máquinas específicas determinando as máquinas para os grupos. Neste caso a divisão gráfica pode ser usada para melhorar esta análise.

A TECNOLOGIA DE GRUPO EM O PROJETO DA FÁBRICA COM O FUTURO

De J. T. BLACK

Segundo Black, a TG oferece uma solução de sistemas para a reorganização do sistema funcional, reestruturando o layout funcional em sistemas de manufatura celular.

Em uma instalação de manufatura, a TG agrupa peças componentes de projeto ou de seqüências de manufatura similares em família. As máquinas podem então ser reunidas em grupos ou células (cédulas de manufatura) para processarem uma família. A disposição das máquinas na célula define a seqüência de manufatura. Talvez não seja possível converter imediatamente a fábrica inteira em células. Assim, o sistema de manufatura será uma mistura, desenvolvendo-se, com o tempo, em direção a um perfeito sistema de células interligadas. Problemas de programação são criados quando os tempos de processamento para componentes feitos pelas células são muito diferentes daqueles feitos sob as condições tradicionais do layout funcional. Entretanto, como o volume de peças na área funcional diminui, o sistema inteiro se tornará mais eficiente e simples.

Encontrar famílias de peças é um dos primeiros passos para converter o sistema funcional em célula. Há várias maneiras de alcançar isto. Métodos de julgamento usando princípios de projetos axiomáticos são, naturalmente os mais fáceis e baratos, mas também os menos compreensíveis. Técnicas de observação funcionam para restaurantes, mas não em grandes layouts funcionais (job shops) onde o número de componentes pode atingir 10.000 e o número de máquinas varia de 300 a 500.

A Análise do Fluxo de Produção (AFP) usa a informação disponível nos roteiros de produção. A idéia é selecionar todos os componentes e agrupá-los por uma análise matricial usando informações de roteiro do produto. Este método é simples, barato, e rápido, mas com julgamento mais analítico do que tácito. AFP é uma ferramenta preciosa no problema de reorganização dos sistemas. A AFP pode reduzir em muito a incerteza na tomada de decisão de reorganização. Como parte desta técnica, é feita uma análise de fluxo de material na fábrica inteira, colocando a base o novo layout de células interligadas da fábrica inteira.

Na conversão para um sistema celular, muitas empresas têm usado um método de Classificação/Codificação (C/C), que é mais compreensivo do que a AFP. Há códigos de projeto, códigos de manufatura, e códigos que cobrem ambos, o projeto e a manufatura. A Classificação separa os itens em classes ou famílias, baseada nas suas semelhanças. Ela usa um código para atingir esta meta. Codificar é atribuir símbolos (letras, números, ou ambos) a elementos específicos dos componentes, baseado em diferenças de forma, função, material, tamanho e processos de manufatura. Qualquer que seja o sistema C/C escolhido, este deveria ser feito sob medida para a empresa particular, e deveria ser tão simples quanto possível para que todos o entendessem. Não é necessário descartar a numeração antiga das peças, mas todo componente terá que ser codificado antes do próximo passo no programa, a determinação de famílias de peças. Este método de codificação é caro e leva tempo, mas a maioria das empresas que opta por esta conversão entende a necessidade de fazer esta análise.

As famílias de peças não terão o mesmo fluxo e assim necessitarão de diferentes projetos (layouts). Em algumas famílias, cada peça irá para uma máquinas exatamente na mesma seqüência, nenhuma máquina será ?pulada?, e nenhum fluxo contrário será permitido. Esta, naturalmente, é a mais pura forma de sistema celular. Outras famílias podem conter alguns componentes que pulem algumas máquinas e exijam a duplicação de algumas máquinas. Entretanto, o fluxo contrário continua não sendo permitido.

A formação de famílias de peças leva ao projeto de células, mas isto não acontece automaticamente. Este é o passo crítico na reorganização e precisa ser planejado cuidadosamente. Muitas empresas iniciam com uma célula piloto de maneira que todos possam aprender e entender como as células funcionam. A empresa deveria iniciar o desenvolvimento de células e não esperar até que todas as peças tenham sido codificadas. Eu sei de muitas empresas que iniciaram a codificação e ainda não formaram células. O sistema de células manuais proporciona ao trabalhador um ambiente natural ao engrandecimento do trabalho. Um maior envolvimento no trabalho aumenta as possibilidades do enriquecimento e proporciona claramente uma disposição ideal para melhorar a qualidade.

A qualidade da peça pode ser verificada entre cada etapa do processo.

Outros métodos para projetar células, incluindo observação ou julgamentos tácitos, envolvem:

1. Encontrar a máquina chave.
2. Construir uma célula em torno de um grupo comum de componentes.
3. Construir uma célula em função de um grupo comum de processos.
4. Construir uma célula em função de um grupo de peças para eliminar os elementos mais longos (maiores consumidores de tempo) nos setups entre as peças feitas na célula.
5. Pegar produtos, então projetar um sistema de manufatura de células interligadas.

Outro método de projetar o SMCI é o que eu chamo de Kanban progressivo. Este método é mais lento e é essencialmente a abordagem usada por Taichi Ohno. Aqui estão os passos essenciais:

1. Ligar processos individuais com o sistema de controle de estoque de puxar (kanban).
2. Remover o estoque continuamente, expondo problemas em cada processo.
3. Resolver problemas e continuar a reduzir o número de carrinhos entre processos.
4. Aproximar máquinas quando o número de lotes aproximar-se de 5 ou 10 e o número de carrinhos chegar a 3.
5. Quando a qualidade for alta, a manutenção das máquinas excelente, os tempos de setup curtos ou de um toque, colocar as máquinas lado a lado, formando uma célula.
6. Reduzir o tamanho do lote para um e eliminar carrinhos.

Como Benefícios da Conversão, o autor cita que a estratégia SPMI de simplificar o sistema de manufatura antes de usar a automação evita riscos e torna a automação mais fácil. A conversão para sistemas de manufatura celular resulta em economia significativa de custo em um período de 2 a 3 anos. Especificamente, empresas de manufatura relatam reduções significativas em estoques de matéria-prima e em processo, custos de setup, tempos de atravessamento, mão-de-obra direta e indireta, pedidos atrasados, custos de ferramentas, custos de qualidade e os custos de trazer novos projetos para a linha. Entretanto, esta reorganização tem um benefício maior, imensurável. Ela prepara o caminho para a automação.

Para alcançar o CIM, deve-se integrar primeiro, então automatizar e informatizar.

A manufatura celular oferece estas vantagens:

1. A realimentação de qualidade entre operações de manufatura e montagem é muito mais rápida.
2. O manuseio de material é drasticamente reduzido.
3. O tempo de setup é reduzido ou até eliminado.
4. O monitoramento do processo, controle e realimentação de estoques, e a qualidade são melhor desenvolvidos.
5. É atingido um fluxo mais suave e rápido dos produtos através das operações de manufatura.
6. As variações do tempo de ciclo e limitações do balanceamento de linha são reduzidos.
7. A implementação da automação das operações de manufatura é mais fácil.
8. Capabilidade e confiabilidade do processo são melhorados.

Além da dificuldade em reconhecer células como uma nova forma de sistemas de manufatura, um grande esforço da empresa é necessário para estabelecer a conversão para SMCI. As limitações para a implementação são as seguintes:

1. Mudanças de sistemas são inerentemente difíceis de implementar.
2. As empresas gastam livremente para a inovação do produto mas não para a inovação do processo.
3. Os tomadores de decisão (gerentes) temem o desconhecido.
4. Os tomadores de decisão (gerentes) usam critérios falhos. As decisões deveriam ser baseadas na habilidade da companhia.
5. A conversão para sistemas de manufatura celular representa uma ameaça real à média gerência.
6. Há uma falta de envolvimento dos operadores no processo de tomada de decisão da empresa.

A educação é necessária para ultrapassar essas restrições. As atitudes da gerência e dos trabalhadores precisam mudar. Mudar para SMCI requer uma filosofia evolutiva e dinâmica, mas tais conversões oferecem um grande potencial para melhoras notáveis na qualidade e produtividade.