ANÁLISE PARCIAL DA PESQUISA SOBRE SIMULAÇÃO

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1 ANÁLISE PARCIAL DA PESQUISA SOBRE SIMULAÇÃO Anna Cristina Barbosa Dias de Carvalho Escola de Engenharia de São Carlos EESC-USP - Departamento de Engenharia Mecânica Av. do Trabalhador São Carlense, São Carlos SP - CEP abarbosa@sc.usp.br Arthur José Vieira Porto Escola de Engenharia de São Carlos EESC-USP - Departamento de Engenharia Mecânica Av. do Trabalhador São Carlense, São Carlos SP - CEP ajvporto@sc.usp.br Abstract - The Simulation is a tool outlet of decision. She has been studied in several levels. As: Modeling form, methodology of development of studies, application forms, development of systems other mathematical and several studies. In the case of that work, to main concern is with the application of the Simulation in companies of manufacture of discreet events. The research is being accomplished to identify which the principal problems faced by the companies in the use of that tool. That concern appeared due to the difficulties found for use of some software in the Laboratory of Simulation from where that research is being coordinated. The results were not still all tabulated, but some subjects can be analyzed. The proposal of that work is to present the partial results of that research and to lift some possibilities of works that can be developed not only for a university, but also for a group interdisciplinary that work with simulation. Keyword: Simulation, Learning, and Production Process 1. Introdução Uma das maiores dificuldades das empresas, escolas, universidades, grupos de trabalhos é encontrar uma forma de acompanhar o desenvolvimento tecnológico. Segundo Toffler (1997) estamos no meio da terceira onda conhecida como era da informação. Todos os sistemas estão interligados e sofrendo uma forte influência do ambiente onde estão e até de outros ambientes. Um exemplo deste fato é a influência das constantes quedas das bolsas de valores nos países conhecidos como Tigres Asiáticos, que têm afetado os países com uma estrutura econômica bastante sólida como Estados Unidos, Alemanha, Inglaterra. Essa influência interna é conseqüência da globalização que une mercados, cria fluxos de informações mais rápidas e mais eficientes. A Internet é um outro instrumento de informação que tem uma grande influência nos hábitos e costumes das pessoas. A globalização influencia na economia, no comércio, na venda de produtos, no tipo de clientes, nas empresas e também o aprendizado passa a ser influenciado por esse processo de rapidez na aquisição da informação. A pergunta que se espalha por instituições de ensino é como lidar com mudanças tão rápidas? E como preparar pessoal especializado para enfrentar toda essa maratona no mercado de trabalho. As discussões nesse sentido são geradoras de novas idéias, novas ferramentas, além de novas aplicações.

2 O jogo de empresa, a simulação, os tutores multimídia, o uso da realidade virtual, dentre outros são algumas ferramentas já conhecidas, utilizadas para aprimorar o aprendizado não só de estudantes, mas de profissionais de diversas áreas. Esse treinamento tem proporcionado uma maior maturidade e criatividade em lidar com mudanças. Em função dessas mudanças constantes na tecnologia da informação, surgem fabricantes e representantes de softwares, com diversas aplicações, que prometem resultados milagrosos. Uma das ferramentas que possui uma quantidade razoável de programas é a Simulação. Seus resultados e aplicações são estudados em diversas áreas. Mas existe uma série de dúvidas quanto à aplicabilidade dos softwares de simulação em áreas diversas, como: manufatura, comércio e outras. Essas questões foram discutidas e muitas dúvidas surgiram em função dos questionamentos levantados no grupo de trabalho sobre simulação da Escola de Engenharia de São Carlos. Dessas discussões surgiu a idéia de desenvolver o presente trabalho. Este trabalho tem por finalidade desenvolver uma pesquisa para levantar os resultados do uso da simulação em sistemas de manufatura. O trabalho será composto inicialmente por conceitos sobre simulação, sua aplicação, suas vantagens; em um segundo momento será apresentado os resultados parciais obtidos na pesquisa que está sendo desenvolvida pelo Grupo de Simulação da Escola de Engenharia de São Carlos. 2. Simulação Segundo Banks, Simulação é a imitação de operações de um sistema real. Ela pode ser executada através de computadores ou não. A Simulação pode estudar sistemas sem que seja necessário construir ou modificar o sistema real, através da construção de um modelo. A simulação permite a análise detalhada do projeto, layout, inclusão de equipamentos, retirada de máquinas e outros problemas ou sistemas existentes, sem que ocorra gasto financeiro ou mudanças sem a análise prévia dos resultados, identificação de problemas, comparação de desempenho, estudos sobre a utilização da capacidade instalada, refinamento do projeto, gargalo do sistema, treinamento de operadores, teste de inicialização de equipamentos (Lobão, 1996). A Simulação utiliza modelos para representar a realidade. Entende-se por modelo um conjunto de informações sobre um sistema, obtidos com o propósito de estudar o sistema real. Um dos grandes problemas na definição do modelo é chegar a um nível de detalhamento que auxilie a sua construção. Algumas perguntas são importantes: Para que usar o modelo? Quem vai usar o modelo? Quais recursos são necessários para executar o modelo? Existe uma preocupação de utilizar modelos corporativos, ou seja, que possua interface com outros sistemas, sem perder tempo na obtenção em dados já existentes, como gráficos, bancos de dados e outros. Os modelos podem ser contínuos e discretos. O modelo contínuo é aquele que o estado da variável muda continuamente no tempo. O modelo discreto é aquele que o estado da variável muda somente no conjunto discreto de pontos no tempo. A Simulação pode ser utilizada em diversas áreas: Sistemas de manufatura na aplicação de sistemas movimentação de materiais, análise de inventários, definição da capacidade do sistema, levantamento de custos em sistemas just-in-time, análise de rotina; em sistemas de saúde, análise de sistemas de emergência, análise da utilização dos leitos; sistemas militares, em treinamento de tática de guerra, levantamento de recursos nas operações, desenvolvimento de táticas de ação. Em sistemas de transportes, sequenciamento de rotas, construção de sistemas de entrega, operações de container,

3 organização e administração de restaurante, processo de reengenharia, processamento de alimentos e análise de performance de sistemas computacionais. Para que a Simulação possa ser executada é necessário seguir alguns passos para atingir êxito no trabalho. A seqüência para simular um processo possui uma variação nos passos dependendo do autor, mas no geral os passos são semelhantes. Seguiremos a seqüência utilizada no laboratório de Simulação da Escola de Engenharia de São Carlos (Lobão, 1996). Os passos são: a) Definição do problema e dos objetivos do estudo; b) Elaboração de um esboço do modelo; c) Aquisição de dados; d) Validação dos dados; e) Construção do modelo; f) Validação do modelo; g) Projetar o experimento; h) Executar o experimento e analisar os resultados; i) Reformar o projeto do experimento; j) Análise final dos resultados e documentação do processo. Além dos passos listados é importante conhecer o software que será utilizado. Os detalhes de programação e a linguagem que deverá ser utilizada. É importante que a linguagem seja adequada com a complexidade do problema. Existem diversos softwares de Simulação de Eventos Discretos, como: ARENA, AUTOMOD, PROMODEL, ESTELA, GPSS e outros. Para fazer a escolha do software adequado, a empresa precisa definir claramente seu objeto de estudo e seu nível de detalhamento. Os softwares de Simulação podem se adequar a diversos tipos de estudos. Existem softwares de Simulação que possuem ferramentas mais indicadas para análise de negócios, outros para análise de chãode-fabrica, outros voltados para detalhamento de operações, outros para estudos teóricos de variáveis, outros para análise de processos completos ou parte desses processos. Para conhecer o software que melhor se encaixa no seu tipo de problema, o usuário precisa conhecer bem o tipo de problema que pretende estudar, além de conhecimentos na área de estatística e modelagem para conseguir identificar qual o melhor tipo de software. Sem esses conhecimentos a escolha pode ser feita pelo preço oferecido pelo representante do software ou pelo nível de animação que é apresentado pelo software. A Simulação é uma ferramenta muito poderosa no auxílio à tomada de decisão, porém o seu estudo precisa ser feito de forma adequada. A escolha errada do software pode trazer problemas de gastos desnecessários e frustração nos resultados esperados. Para desenvolver um estudo sobre simulação é importante que alguns requisitos sejam seguidos. Como: 1. Grupo de trabalho deve ser formado por pessoas de diversas áreas.como: Estatística, Computação, Engenheiro da área de manufatura, pessoal especializado em modelagem e pessoal da própria empresa; 2. Levantamento do sistema real e todas as variáveis que possam interferir no sistema; 3. Conhecimento da área a ser analisada, bem como das expectativas de resultados; 4. Entrosamento da equipe com o pessoal da empresa; 5. Disponibilidade de recursos (tempo, pessoal, dinheiro, informações); 6. Pessoal treinado na empresa para realizar estudos e pessoal para coordenação de estudos futuros, mesmo que esse trabalho seja feito juntamente com pessoal de consultoria.

4 Apesar de ser uma ferramenta muito eficiente, a Simulação exige alguns conhecimentos e procedimentos que tornam seus resultados confiáveis. Essas exigências foram observadas durante estudos teóricos e práticos na área. A partir dessas experiências foi desenvolvida a pesquisa junto as empresas de grande e médio porte, que utilizavam algum software de simulação, para identificar se essas exigências são necessárias e quais as principais dificuldades quando elas não existem. 3. Metodologia da Pesquisa Para identificar os usuários dos softwares de Simulação procuramos os representantes dos softwares ARENA, AUTOMOD e PROMODEL. Apresentamos a proposta da pesquisa e pedimos que os mesmos nos auxiliem no contato com as principais empresas que estavam utilizando os respectivos softwares, porém não houve interesse por parte desses representantes em auxiliar na pesquisa. A partir desse ponto passamos a analisar algumas empresas através da internet e de conhecimentos em artigos técnicos que as mesmas utilizam algum tipo de software de Simulação. Após a seleção dessas empresas, passamos a identificar os responsáveis pela área de Produção e mandamos o convite para participarem da pesquisa. Em algumas empresas obtivemos respostas imediatas, em outras não conseguimos contato com o responsável pela área. Paralelo a esse trabalho foram realizadas algumas atividades que ajudassem na análise da pesquisa. A equipe de pesquisa é composta por um aluno de graduação, um aluno de doutorado, um aluno de mestrado e o coordenador do laboratório. Estudo Teórico sobre Simulação o objetivo dessa etapa foi nivelar os conhecimentos da equipe que iria analisar as repostas obtidas pelas empresas, bem como aprimorar os conhecimentos já adquiridos através de estudos realizados pelo laboratório e estudos teóricos feitos na área; Elaboração do questionário O questionário foi elaborado baseado nas questões analisadas nos estudos anteriores feitos no laboratório de simulação e nas dúvidas quanto a escolha e utilização dos softwares de Simulação. O questionário contém perguntas referentes à aplicação do software, ao treinamento dado ao usuário, aos resultados obtidos com a aplicação do software e os trabalhos que estão sendo utilizados pela empresa; Análise e tabulação das respostas dados Nessa etapa foi discutido como seriam analisados os resultados obtidos e que propostas poderiam ser levantadas após esse levantamento; Discussão junto aos fabricantes Apesar do desinteresse dos representantes do software de Simulação em participar da pesquisa, achamos que é importante apresentar o resultado da pesquisa e junto com eles elaborar material adequado para ser apresentado aos novos clientes; Elaboração de uma nova metodologia para análise de estudos de Simulação serão listados os principais problemas encontrados com os usuários e suas possíveis soluções, e assim será desenvolvida uma nova metodologia que ajude o usuário a escolher o software, ser treinado para utilizá-lo de maneira eficaz, desenvolvimento de um tutorial que poderá ser usado não somente para treinamento, mas para apresentação do próprio software, facilitando o treinamento do estudante e de outros profissionais que possam vir a usá-lo; Experimentação e conclusão serão feitos testes como o novo material elaborado, serão analisados os resultados obtidos junto as empresas, caso ocorra alguma distorção será corrigida e passará a ser utilizada para implantação de softwares de Simulação em empresas ou para treinamento em universidades, consultoria e outras atividades utilizando simulação;

5 A figura 1 mostra de forma gráfica como serão realizados os passos acima citados. Identificação dos usuários Elaboração do Questionário Envio dos Questionários Análise e Tabulação dos dados Discussão com os distribuidores e fabricantes Elaboração de material de treinamento e suporte Testes com os novos materiais Figura 1 Etapas para elaboração da pesquisa 4. Resultados Parciais A pesquisa é de caráter exploratório. Foram enviados questionários para 37 empresas da área de Manufatura. Essas empresas foram contatadas por e convidadas para participarem da pesquisa. Obtivemos 27% de resposta, das quais 30% não utilizavam nenhum tipo de software de Simulação, 20% se negaram a participar da pesquisa e 50% nos enviaram os questionários respondidos. Do total de empresas pesquisadas 35% ainda não nos enviaram nenhum tipo de resposta. Os perfis das empresas pesquisas são: As empresas pesquisadas são de grande porte; Com um nível de exportação alto; Quantidade de funcionários acima de 2000; Atuam na área automobilística, aço, eletrodomésticos, serviços;

6 São empresas com estrutura econômica considerada sólida e com uma visão de inovação grande; As questões enviadas para as empresas foram: 1. Dados sobre a empresa: Nome da empresa; Setor de contato; Pessoas contatadas; Área de atuação; 2. Dados sobre Simulação Empresa usa ou não simulação; Em Quais as áreas da empresa; Como foi escolhido o Software; Qual o software que está sendo utilizado; Quanto tempo o software vem sendo utilizado; 3. Quanto ao estudo de Simulação e ao Treinamento Que tipo de treinamento foi oferecido; Quais as principais dificuldades em utilizar o software; Existe ou não pessoal específico para trabalhar com Simulação; Qual a freqüência de uso da Simulação; Que tipos de projetos foram realizados; 4. Quanto aos resultados obtidos Os resultados foram satisfatórios; Valeu a pena o investimento no software; 5. Quanto às melhorias Quais as sugestões para treinamento de pessoal: Quais as sugestões em relação à realização do estudo de Simulação; Quais os conhecimentos que seriam necessários para auxiliar no estudo; Como deveria ser o processo de implantação do Software; Que melhorias poderiam ser feitas para utilizar melhor o software; Que tipos de cursos seriam importantes como complemento dos cursos básicos; Os resultados obtidos dos 50% das empresas que já obtivemos respostas são as seguintes: a) Não encontramos empresas de pequeno porte que utilizem a Simulação como a ferramenta de auxílio a tomada de decisão; b) As empresas pesquisadas responderam que utilizam a Simulação para: Visualizar melhor o processo produtivo; Levantar necessidades de Benchmarking; Na redução de custos; Na racionalização do processo produtivo; Análise de movimentação de materiais; Dimensionamento de recursos; c) Os softwares utilizados pelas empresas pesquisadas são: ARENA, Deneb, Promodel e Automod, Pyramid/Tnanson s Jack; d) O software utilizado por essas empresas foi escolhido com os seguintes motivos: 20% devido ao preço, 20% devido a decisão de unificação do uso do software na América latina e 60% por oportunidades (algum gerente conhecia o software ou foi oferecido por um representante comercial); e) 80% das empresas usam o software com uma freqüência trimestral, para fazer análise de algum problema;

7 f) 100% das empresas só tiveram treinamento oferecido pelo representante do software; g) As principais dificuldades encontradas para utilização do software foram: Falta de conhecimento em técnicas de modelagem; Desconhecimento das etapas para elaboração de um estudo de Simulação; Dificuldade em lidar com o software; Falta de gente especializada na área; h) Todas as empresas disseram não ter pessoal exclusivo para utilização do software de Simulação, mas que sempre que precisam tomar alguma decisão em relação aos itens acima citados; i) Todas as empresas sugeriram a estruturação de cursos sobre simulação, sobre modelagem, sobre levantamento de dados; j) 80% das empresas obtiveram os resultados esperados quando utilizarão a simulação como ferramenta de apoio à decisão, 20% não obtiveram resultado ainda por estarem em processo de estudo. 5. Comentários sobre os resultados parciais Através dos dados obtidos pelas empresas e a experiência com a pesquisa, podemos perceber alguns problemas que poderiam ser contornados. O fato dos representantes comerciais trabalharem e sem o apoio de um grupo de pesquisa ajuda a agravar o problema de aplicação do software e da ferramenta nas empresas. Observamos que a maioria das empresas não conhecia a ferramenta e sua aplicação, por conhecimento de algum gerente ou por um representante mais esforçado a ferramenta acabou sendo oferecida para teste na empresa. Vender um software de Simulação não é a mesma coisa que vender um computador. Por trás do software existe toda uma preparação de conhecimentos e estrutura que precisa ser passado para o cliente. As vantagens são muitas em usar o estudo de Simulação, porém esse resultado exige um preparo e conhecimento do processo de utilização da ferramenta. È possível observar que os softwares de Simulação são vendidos com um treinamento básico e as empresas passam a sub utilizar a ferramenta. Algumas dificuldades são percebidas na pesquisa, como: necessidade de treinamento, de material didático apropriado, de consultorias prestando serviços na área, de uma relação mais próxima entre universidade/ empresas. 6. Sugestões de trabalhos Diante dos resultados obtidos propomos alguns trabalhos que poderiam auxiliar na utilização dos softwares. Esses trabalhos podem ser desenvolvidos por universidades e compartilhados com os representantes dos softwares ou ser feito através de parceria entre empresa ou representante com a universidade que trabalha com o software. Além de aproximar a realidade da vida acadêmica das empresas, o inverso também seria interessante. Estudos práticos aprimorariam as técnicas existentes bem como seriam gerados recursos para novas pesquisas. Uma das ferramentas mais importantes no auxílio ao estudo de Simulação é a estatística. Um tutor multimídia que passasse os conceitos básicos necessários para análise dos dados de entrada e de saída do Software. Esse tutor poderia ser passado junto com um curso introdutório coordenado pelos representantes, através de um curso introdutório de estatística, que poderia ser dado à distância ou na própria empresa. Os exemplos do curso poderiam ser tirados na própria empresa, auxiliando o pessoal de fábrica a entender como os dados são coletados e a diferenças dos tipos de coleta e análise.

8 Um outro material interessante seria um tutor de simulação que contivesse os conceitos básicos de simulação e alguns exemplos de aplicação da ferramenta. Como o conteúdo básico apresentado poderia ser feito uma parceria entre a universidade e a empresa para aprender a utilizar o software. A escolha do software também é importante, pois cada software tem uma finalidade específica. Junto com o grupo da empresa poderia ser levantado todos os pontos positivos e negativos para utilização do software e a partir desse ponto ser escolhido o software que melhor se adapte as condições da empresa. Escolhido o software, a empresa passaria a utilizar o software através de modelos didáticos para se familiarizar com o mesmo. À medida que o conhecimento vai sendo aprofundado, pequenos problemas na empresa poderiam começar a serem estudados e analisados os resultados. Depois de algum tempo, a empresa estaria pronta a utilizar o software sem muitas dúvidas, porém receberia assistência da universidade sempre que surgisse algum problema. 7. Bibliografia BANKS, Jerry; CARSON, John S.; NELSON, Barry L.; Discrete-Event System Simulation, 2 a ed., Editora Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 1996; LOBÃO, Elídio de Carvalho; PORTO, Arthur José Vieira; Proposta para Simulação de Estudos de Simulação, ENEGEP, 1996; BANKS, Jerry; GIBSON, Randall R.; Selecting Simulation Software; IIE Solutions, May 1997; LAW, Averill M.; HALDER, S. Wall; Selecting Simulation Software for Manufacturing Applications: Practical Guidelines & Software Survey; IIE, May, 1989; LAW, Averill M.; McCOMAS, Michael G.; How to Select Simulation Software for Manufacturing Applications; Industrial Engineering, July, 1992; HLUPIC, Vlatka; PAUL, Ray J.; Methodological Approach to Manufacturing Simulation Software Selection; Computer Integrated Manufacturing Systems, Vol. 9, No. 1, pp49-55, 1996; HLUPIC, Vlatka; Simulation software: an operation research society survey of Academic and Industrial users; WinterSim 2000, p , 2000; Apostila de simulação utilizada no curso de pós-graduação da EESC-USP; São Carlos, 1995; TOFFLER, Alvin; A terceira Onda; Ed. Campus, São Paulo, 1997.