APOSTILA SOBRE PROCESSOS DE PRODUÇÃO (Curso de Química)

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1 APOSTILA SOBRE PROCESSOS DE PRODUÇÃO (Curso de Química) 2007 Prof. Eng. Eletric. Renato Neves Allemand, Dr.

2 SUMÁRIO 1. Introdução 2. Principais cadeias produtivas da área química 3. Técnicas de programação de atividades 4. Métodos de otimização de estoques 5. Controle estatístico de processos BIBLIOGRAFIA 15/3/ Página n o 2

3 1. INTRODUÇÃO A presente apostila tem por função auxiliar os alunos do Curso de Química na área de processos de produção. Consta de alguns tópicos em abordagem inicial, os quais, por não esgotarem os assuntos, obviamente, devem ser complementados por estudos posteriores pelos alunos. Há uma certa complexidade em alguns temas propostos nesta apostila, decorrente também, pelo fato de que o profissional da área química atua junto aos segmentos da saúde, alimentos, e meio ambiente, etc. Mas também é devido à periculosidade e insalubridade presentes. A responsabilidade decorrente é óbvia, para o profissional da área química, no aprofundamento e atualização constante destes temas. 2. PRINCIPAIS CADEIAS PRODUTIVAS DA ÁREA QUÍMICA Os principais processos produtivos da área química atualmente no Brasil são: Álcool, Alimentos e bebidas, Cerâmico, Cosméticos, Fármacos, Fertilizantes, Fibras, Papel e celulose, Petroquímico, Pigmentos e tintas, Plásticos e borrachas, PVC, Refino do petróleo, Têxtil e Vernizes. No processo de planejamento e organização, visando o investimento e conseqüente desenvolvimento dos países, foi criado o conceito de cadeia produtiva. No Brasil, este conceito foi introduzido no início da década de 90, pela EMBRAPA. As vantagens do uso deste conceito é que se permite uma análise detalhada das empresas que interagem entre si, para fornecer um produto ou um serviço a um mercado consumidor. Assim é possível a análise, por exemplo, dos pontos fortes e fracos, as oportunidades e ameaças da cadeia produtiva, entre outras. Também se destaca a melhor qualificação de pessoal, através de treinamentos especializados. Pode-se conceituar cadeia produtiva como: o conjunto de atividades que se articulam progressivamente, desde os insumos básicos até o produto final, incluindo a distribuição e a comercialização, como se fossem verdadeiros elos de uma corrente ou cadeia. Assim, o uso do conceito de Cadeia Produtiva permite, dentre outros: visualizar a cadeia produtiva de um modo integral; motivar articulação solidária nos elos; identificar gargalos, elos faltantes ou estrangulamentos existentes no sistema; identificar elos dinâmicos que trazem maior movimentação à cadeia produtiva; maximizar a eficácia político-administrativa das ações públicas; Cadeia produtiva têxtil-confecções Fonte: ( Programa São Paulo Design Governo do Estado de São Paulo) Para cada um dos processos produtivos descritos acima, existe uma cadeia produtiva, com menor ou maior complexidade, tamanho e importância sob vários aspectos a serem considerados. A figura anterior, mostra um exemplo de cadeia produtiva na área têxtil e confecções. Outros dois exemplos, a seguir, que generalizam o conceito, são a cadeia produtiva do Café Orgânico e do Petróleo: 15/3/ Página n o 3

4 Cadeia Produtiva do Café Orgânico Mudas --> Produtor --> Cooperativas e Associações --> Traders --> Mercado externo --> Consumidor Cadeia Produtiva do Petróleo Exploração & Produção & Produção Transporte (óleo bruto e e GN) e GN) GN) upstream dod wo ns w ns tr ea tr ea m m Refino o Transporte Derivados s Petroquímica Distribuição a o Distribuição de de GN GN GN Combustão Petroquímica o Domicílio a Siderúrgica o Automotivos a s Resinas Postos e Grandes Consumidores Fonte: Ana Amélia Martini Análise da Cadeia Produtiva Petrolífera Na área química, cada aluno poderá, conforme seu interesse e necessidade, aprofundar a análise da cadeia produtiva em que estiver trabalhando. Vários sites na Internet disponibilizam estas informações, em ter eles, Federações, associações, sindicatos, etc. Além da esfera da iniciativa privada, há também um grande número de trabalhos acadêmicos (monografias de conclusão de curso, dissertações de mestrado e teses de doutorado), abordando em profundidade várias cadeias produtivas no Brasil. No Rio Grande do Sul, um exemplo a ser mais detalhado é o da COPESUL, no município de Triunfo. Para maior fidelidade nas informações, a seguir será transcrito um dos sites da empresa. htm 15/3/ Página n o 4

5 CADEIA PRODUTIVA A Copesul fornece os petroquímicos básicos necessários à produção de inúmeros artigos presentes na vida moderna. Processando matérias-primas derivadas de petróleo (nafta, GLP, condensado), a empresa produz eteno, propeno, butadieno, benzeno, solventes e combustíveis, que por sua vez serão matériasprimas para quatro grandes cadeias produtivas: Cadeia das resinas termoplásticas: produzidas a partir de eteno e propeno pelas indústrias de segunda geração do Pólo Petroquímico do Sul (Ipiranga Petroquímica, Braskem, Petroquímica Triunfo e Innova), são comercializadas com as indústrias de transformação plástica. Cadeia dos elastômeros: também produzidos por empresas do Pólo do Sul (Petroflex e DSM Elastômeros), são comercializados com as indústrias de transformação de borracha. Cadeia dos solventes: abrange a indústria de tintas, calçados, móveis, agroindústria e outros setores que processam petroquímicos básicos para produzir solventes, adesivos e outros. Cadeia dos combustíveis: abrange distribuidores de combustíveis e outros. A Copesul é a indústria de 1ª geração do Pólo Petroquímico do Sul. Sua função é produzir e fornecer as matérias-primas que alimentam as indústrias de 2ª geração do complexo, além de abastecer o mercado brasileiro e externo. As empresas que formam um pólo petroquímico classificam-se em 3 segmentos. As indústrias de 1ª geração, também conhecidas como centrais de matérias-primas, produzem os petroquímicos básicos (1ª geração petroquímica). As indústrias de 2ª geração, processam os petroquímicos básicos para fabricar os produtos intermediários (2ª geração petroquímica). E as indústrias de 3ª geração, também conhecidas como indústrias de transformação, processam os produtos intermediários para manufaturar os bens de consumo que chegam até o consumidor. A seguir, mostra-se o Destino dos Produtos da COPESUL, para maior compreensão do processo: 1ª geração petroquímica Produtos Copesul 2ªgeração petroquímica Clientes Copesul no Pólo 2ºgeração petroquímica Produtos Produtos finais da Cadeia Produtiva Ipiranga Petroquimica Braskem PE --- Polietileno de alta densidade (PEAD) --> Sacolas, embalagens de cosméicos e produtos de limpeza, autopeças, utilidades domésticas, outros. Ipiranga Petroquimica Braskem PE --- Polietileno linear de baixa densidade (PELBD) --> Embalagens para alimentos, brinquedos, utilidades domésticas, frascos para injeção, embalagens para produtos de higiene, outros. ETENO Petroquimica Triunfo Braskem PE --- Polietileno de baixa densidade (PEBD) --> Embalagens para alimentos, brinquedos, utilidades domésticas, frascos para injeção, embalagens para produtos de higiene, outros. Innova --- Estireno (ES) > Poliestireno (PS) --> Descartáveis, componentes eletrônicos, videocassete, placas isolantes, outros. DSM --- Borracha EPDM --> Borrachas, autopeças. 15/3/ Página n o 5

6 PROPENO ---- Ipiranga Petroquímica Braskem PP --- Polipropileno (PP) --> Autopeças, sacarias, eletrodomésticos, utilidades domésticas, fios têxteis, outros. BUTADIENO ---- Petroflex --- Borracha SBR --> Pneus, solados de calçados RAFINADO, C Oxiteno --- Metil etil cetona (MEK) --> Solvente para tintas BUTENO-1, PROPANO ALTA PUREZA (PAP) ---- Braskem PE Ipiranga Petroquímica --- Polietileno linear de baixa densidade (PELBD) --> Embalagens para alimentos, brinquedos, utilidades domésticas, frascos para injeção, embalagens para produtos de higiene, outros. BENZENO ---- Innova --- Estireno -> Poliestireno (ES) (PS) --> Descartáveis, componentes eletrônicos, borrachas, espumas, outros. TOLUENO,XILENOS MTBE C6C8 RAFINADO C9 DE PIRÓLISE, C7 C8 AROMÁTICO ÓLEO BTE GASOLINA, GLP SOLVENTE C6 SOLVENTE ALINFÁTICO LEVE C9 AROMÁTICO Tintas, thinner, adesivos, defensivos agrícolas. Gasolina Tintas, adesivos Gasolina Óleo combustível, negro de fumo Combustível Diluentes, adesivos Diluentes, desidratação de álcool, adesivos Tintas, agroquímicos 3. TÉCNICAS DE PROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES Neste item, serão abordadas algumas técnicas de programação de atividades para a otimização da produção e dos serviços. Para se efetuar o controle e a avaliação da execução de projetos, deve-se lançar mão de métodos específicos. Os processos de controle são a medição e monitoramento do desempenho do projeto. Garantem que os objetivos do projeto sejam alcançados através do monitoramento e medição regular do progresso, de modo que ações corretivas possam ser tomadas quando necessário. Serão vistas algumas ferramentas de controle como: ordem de serviço, gráfico de Gantt, cronograma físico-financeiro, rede PERT e diário de obra. Ordem de serviço: As ordens de serviço (OS) contêm uma série de informações necessárias a execução de uma ou mais tarefas/atividades. Toda a vez que seja recebida uma ordem de serviço, esta deve ser detalhadamente analisada, em especial no que tange aos prazos envolvidos, aos objetivos e metas, aos materiais, às técnicas e métodos a serem utilizados, à qualificação da mão-de-obra a ser envolvida, bem como EPI e EPC a serem utilizados. 15/3/ Página n o 6

7 Quaisquer pontos constantes numa ordem de serviço, que não sejam totalmente entendidos, devem ser imediatamente esclarecidos com a pessoa ou setor que a gerou. A pessoa que aceita uma ordem de serviço, com algum tipo de problema, acaba sendo de uma certa forma, co-responsável pelos resultados que dela serão obtidos. Postura pró-ativa de análise de dados e informações ao se receber uma ordem de serviço é o mínimo que se necessita de uma pessoa responsável, num canteiro de obras. Cronograma ou gráfico de Gantt O cronograma é um instrumento de planejamento e controle, semelhante a um diagrama, onde são definidas e detalhadas minuciosamente as atividades a serem executadas durante um período estimado de tempo. A nível gerencial, um cronograma é um artefato de controle importante para levantamento dos custos de um projeto e, a partir deste artefato, pode ser feita uma análise de viabilidade antes da aprovação final para a realização do projeto. Usa-se um gráfico de Gantt para: - Criar e editar um projeto inserindo tarefas e durações de tarefas; - Estabelecer relações seqüenciais entre suas tarefas; - Atribuir pessoal e outros recursos às tarefas; - Controlar o andamento do seu projeto; - Alterar as informações exibidas; - Alterar as unidades de tempo que são exibidas; Em resumo, um gráfico de Gantt (Henry Gantt), é uma tabela de dupla entrada, na qual se insere na coluna mais à esquerda (nas linhas), as atividades (ou os fatores de produção, como por exemplo, ações, máquinas, operários, etc)). As outras colunas servem para indicar os tempos envolvidos no processo, por exemplo, horas, dias, semanas, meses, etc. A simbologia utilizada, geralmente é aquela em que nas linhas há uma distinção entre uma ação que está planejada, executada, ou ainda, que não foi possível ser executada por algum motivo. No exemplo anterior, as barras azuis indicam o prazo estimado (previsto) e as barras vermelhas indicam as ações já realizadas. Se uma ação projetada não pudesse ser realizada, poderia ser passado um risco horizontal na mesma. Também uma marcação tipo V pode ser feita na linha superior do tempo, em que fique indicada a data em que foi feita a última marcação (revisão) das atividades realizadas ou de verificação do uso dos fatores de produção usados. O gráfico de Gantt é bastante utilizado, porque comunica visualmente muito bem. No entanto, tem a desvantagem de não mostrar as relações de interdependências entre as atividades (ações). Assim, é recomendado para uso em situações, em que se tenha no máximo 300 atividades, e neste caso, o usuário deve conhecer muito bem, as interdependências entre as atividades, para não ter problemas no processo. Outra desvantagem é que podem ocorrer atividades que demandam meses e outras que demandam dias (ou horas). Neste caso, o gráfico apresenta dificuldade de uso. 15/3/ Página n o 7

8 Exemplo genérico de um cronograma: Atividades Tempo de duração Ação 1 Ação 2 Ação 3... Ação n Exemplo de um cronograma genérico 15/3/ Página n o 8

9 Cronograma físico-financeiro: Neste caso, o cronograma anterior, o qual pode ser chamado de cronograma físico, é agregado de informações em cada célula, ou barra de atividades, com valores financeiros, por exemplo, reais. Na coluna mais à direita e na linha mais abaixo, podem ser totalizados estes valores em reais. Rede PERT: PERT é a sigla de program evaluation and review technique e consiste em uma metodologia utilizada para planejar, coordenar e controlar o andamento de projetos de quaisquer tamanho, inclusive de grande porte. Foi criado no final da década de 1950 em um trabalho conjunto da marinha norte-americana, da empresa Lookheed Aircraft e da firma de consultoria Booz-Allen and Hamilton para o projeto de construção do Míssil Polaris. Este projeto possuía milhares de atividades envolvendo mais de empresas contratadas. Um projeto é constituído por uma gama de atividades, independentes uma das outras, no entanto, com ligação entre elas, de forma lógica. É possível que estas atividades sejam ligadas entre si, através de uma figura chamada de rede. Usa-se o PERT para: criar e ajustar uma agenda, vincular tarefas para especificar a seqüência das tarefas e determinar as datas de início e término, mostrar graficamente tarefas concluídas, em andamento ou ainda não iniciadas e atribuir pessoas e outros recursos (como um equipamento) a tarefas específicas. Existem muitos softwares para gerenciamento de projetos, sendo que o instituto americano PMI, disponibiliza um lista bem abrangente. O software atualmente mais usado é o MS Project, sendo abaixo, mostrado um exemplo: Exemplo de uma rede PERT obtida no software MS Project 15/3/ Página n o 9

10 Diário de obra: Em um diário de obra, ou RDO (Relatório Diário de Obra), muitas informações são anotadas, para o controle da mesma, bem como seu monitoramento. Os motivos pelos quais, numa obra deve ter um DRO, são: - Identificação dos responsáveis pela condução dos serviços; - Identificação do avanço dos serviços (com parâmetros indicativos numéricos) e que serve como instrumento para o pagamento; - Dificuldades encontradas durante as atividades; - Listagem de materiais e insumos utilizados; - Listagem das técnicas e métodos utilizados; - Acompanhamento da fiscalização da obra; - Identificação dos equipamentos de proteção EPI e EPC necessários e - Condições climáticas, entre outros. A seguir, um exemplo de um RDO: 15/3/ Página n o 10

11 Exemplo de um Relatório Diário de Obra (RDO): RDO Nº LOGOMARCA DA EMPRESA RELATÓRIO DIÁRIO DE OBRA DATA OBRA CÓDIGO FIRMA CONTRATADA CONTRATO Nº PRAZO DATA INÍCIO DATA TÉRMINO DIAS DECORRIDOS CONDIÇÕES CLIMÁTICAS (TEMPO) SERVIÇOS EXECUTADOS OBSERVAÇÕES DA FISCALIZAÇÃO Equipamentos Utilizados Quant. Mão-de-Obra Quant. RESPOSÁVEL FIRMA FISCAL DATA ASSINATURA C/ CARIMBO DATA ASSINATURA C/ CARIMBO Exemplo de um Relatório Diário de Obra 15/3/ Página n o 11

12 4. MÉTODOS DE OTIMIZAÇÃO DE ESTOQUES Todas as indústrias, buscando a maior produtividade, lucratividade e rentabilidade possíveis, utilizam os mais diversos métodos de controle de insumos e materiais nas linhas de produção. Do ponto de vista de definição de estoques para a eficiente e eficaz produção, este item abordará sucintamente o método JIT Just in Time e também o método KANBAN será avaliado. Este tema tanto é abordado na área de logística, como na área de produção e pode ter um aprofundamento bastante complexo, abordagem que não é o objetivo desta apostila, de forma que maiores conhecimentos devem ser complementados pelos alunos. Até a década de 80 e 90, predominava a técnica MRP Material Requirements Plan (ou Manufaturing Resources Planning numa segunda fase), no entanto, o maior desenvolvimento na área se deu através do JIT e do KANBAN. O sistema JIT nasceu no Japão, com a TOYOTA MOTOR COMPANY, na década de 60, quando a indústria automobilística japonesa saiu de 4% da produção mundial para 29% em Enquanto que o MRP foi extensivamente usado na década de 50 e 60, e o JIT e KANBAN na de 90, a partir da primeira década deste século, os sistemas ERPs são os que englobam sistemicamente a produção industrial, juntamente com todas as outras áreas de uma empresa (comercial, finanças, financeira, etc). O sistema JIT trabalha com uma filosofia, que é a de estoque mínimo. Na realidade, é a peça certa na quantia certa no momento certo e no local certo. O KANBAN é um sistema de informações para que o sistema JIT possa funcionar. Existem métodos desde o uso de papéis e quadros, como sistemas informatizados de KANBAN. A filosofia do JIT está baseada nos seguintes parâmetros: Estoque nulo Erro nulo em cálculo de estoque Nenhum defeito Nenhum tempo de preparação (setup) e movimentação Inexistência de papéis 5. CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSOS (CEP) O tema CEP - Controle Estatístico de Processo é na realidade um sub-tema de Controle Estatístico de Qualidade. Historicamente, em 1924 que foi utilizado pela primeira vez pela Bell Telephone Laboratories através de gráficos de controle. Após 1944, com a produção em massa, é que este conceito foi utilizado extensivamente, principalmente no Japão, para obter-se o controle eficiente nos processos industriais. O CEP é usado para determinar se para um certo processo, apenas causas naturais estão influenciando, ou seja, permite que através de técnicas estatísticas, amostras possam determinar a aceitação ou não de um lote (amostra), comparando-se com padrões pré-estabelecidos. Medidas como peso, massa, medidas lineares, etc são objetos de análise do CEP, para que se possa obter a qualidade desejada numa linha de produção. 15/3/ Página n o 12

13 BIBLIOGRAFIA BORBA, Vanderlei. Apostila de Pesquisa Operacional Versão FURG. Rio Grande/RS PEINADO, Jurandir e GRAEML, Alexandre R.. Administração da Produção Operações Industriais e de Serviços. Curitiba. Unicenp PETROBRÁS. Apostila de Gestão Empreendedora Encarregado de Montagem Mecânica. CEFET-RS. João Antônio Neves Allemand e Renato Neves Allemand SLACK, Nigel et al. Administração da produção. São Paulo. Atlas Sites e artigos na Internet: /3/ Página n o 13