UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GUSTAVO SEVEGNANI

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM JOINVILLE SC BRASIL 2007

2 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLOGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM Trabalho apresentado a Universidade do Estado de Santa Catarina como requisito para a obtenção do grau de Engenheiro, do Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas. Orientador: Prof. Adalberto J. Tavares Viera JOINVILLE - SC - BRASIL 2007

3 GUSTAVO SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM Trabalho aprovado como requisito parcial para a obtenção do grau de Engenheiro, no Curso de Graduação em Engenharia: Habilitação em Produção e Sistemas, da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora Adalberto José Tavares Vieira, Dr. Orientador Nilson Campos, Esp. Ricardo Kirchhof Unfer, Msc. Joinville, 08 de novembro de 2007

4 Não apenas este trabalho, mas a todas as minhas conquistas pessoais e profissionais são dedicadas a Deus e a que tudo ele representa, a minha família e a minha namorada Tacila.

5 A diferença entre a grandiosidade e mediocridade está frequentemente, em como um indivíduo enxerga um erro. Nelson Boswell

6 GUSTAVOS SEVEGNANI BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORAMENTO DE PARADAS DE MÁQUINA EM UMA LINHA DE USINAGEM No mercado competitivo atual, as empresas cada vez mais buscam o melhor aproveitamento do parque fabril reduzindo assim investimentos e custos de produção. Para isso a gestão da produção necessita evoluir, utilizar novas tecnologias e conceitos de gerenciamento de máquina. Portanto, é proposto um sistema de monitoramento de máquina que consiste na coleta de dados automática, no processamento desses dados e a disponibilização deles como informação precisa e rápida, para auxiliar a gestão da produção no processo de tomada de decisão e identificação de perdas. Palavras-Chave: Gestão da Produção; Sistema de Monitoramento; Identificação de Perdas

7 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS...9 LISTA DE QUADROS...10 LISTA DE ABREVIAÇÕES...11 CAPÍTULO PRIMEIRO INTRODUÇÃO APRESENTAÇÃO DO TEMA OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA DELIMITAÇÃO DO ESTUDO METODOLOGIA ESTRUTURA DE TRABALHO...15 CAPÍTULO SEGUNDO SISTEMAS DE PRODUÇÃO TIPOS DE OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO TIPOS DE PROCESSOS EM MANUFATURA Processos de Produção em Massa ou Linha CENTRO DE USINAGEM NO PROCESSO DE MANUFATURA...21 CAPÍTULO TERCEIRO GESTÃO DA PRODUÇÃO PROCESSOS DE PLANEJAMENTO, PROGRAMAÇÃO E CONTROLE DA PRODUÇÃO (PPCP) SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTÃO ERP (ENTERPRISE RESOURCE PLANNING) MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING CIM) INDICADORES DE DESEMPENHO DO SISTEMA PRODUTIVO PRODUTIVIDADE MONITORAMENTO E SUPERVISÃO DA PRODUÇÃO MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS (MES) DEFINIÇÃO DE TEMPOS Takt Time Tempo de Ciclo Tempo Padrão GARGALOS DE PRODUÇÃO PERDAS SEGUNDO FILOSOFIA MANUTENÇÃO PRODUTIVA TOTAL (TPM) ÍNDICE DE EFICIÊNCIA GLOBAL DO EQUIPAMENTO ( OVERALL EQUIPMENT EFFECTIVENESS OEE) FILOSOFIA OPTIMIZED PRODUCION TECHNOLOGY (OPT)...42

8 FILOSOFIA JUST IN TIME (JIT) Técnicas JIT para Identificar Desperdícios CAPÍTULO QUARTO SISTEMA INJET DE COLETA DE DADOS ARQUITETURA DO SISTEMA Aquisição de Dados das Máquinas Servidor Computador Mestre Terminal de Monitoração (TM)...47 CAPÍTULO QUINTO METODOLOGIA CIENTÍFICA METODOLOGIA UTILIZADA Identificação do problema Delimitação do estudo de caso Coleta de Dados Análise e interpretação dos Dados Avaliação dos resultados...53 CAPÍTULO SEXTO ESTUDO DE CASO APRESENTAÇÃO DA LINHA DE USINAGEM Demanda do Cliente Turnos de Trabalho Capacidade de Produção da Linha Vista SISTEMA DE COLETA DE DADOS MANUAL (CASO 1) Função dos Operadores na Coleta de Dados Função dos Técnicos de Linha na Coleta de Dados Função dos Líderes de Produção na Coleta de Dados Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Manual (caso 1) SISTEMA DE COLETA DE DADOS AUTOMÁTICA (CASO 2) Estrutura do Sistema Injet na Empresa Função dos Operadores e dos IPÊS na Coleta de Dados Função dos Líderes e os TM na Coleta de Dados Informações Fornecidas pelo TM Coleta dos Dados e Resultados Obtidos Através do Sistema Automático (caso 2) COMPARAÇÃODOS RESULTADOS OBTIDOS ENTRE O CASO 1 E CASO Comparação Entre os Indicadores de Desempenho do Caso1 e Caso 2) Comparação Entre os Dados Disponíveis do Caso1 e Caso 2) CAPÍTULO SÉTIMO CONSIDERAÇÕES FINAIS...74 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...76

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Modelo de Sistema de Produção...16 Figura 2: Tipologia de operações...18 Figura 3: A influência da customização e do volume na escolha do processo...19 Figura 4: Evolução dos Sistemas ERP...27 Figura 5: Objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos...29 Figura 6: Perdas escondidas devido à falta do monitoramento...32 Figura 7: Cálculo do takt time...35 Figura 8: Instalação física e lógica do sistema Injet...46 Figura 9: Tela de monitoramento em tempo real do Injet...48 Figura 10: Gráfico de paradas por área responsável...49 Figura 11: Gráfico da situação da fábrica...49 Figura 12: Layout Linha Vista...55 Figura 13: Gráfico de tempos por operação Figura 14: Centro de Usinagem da OP Figura 15: Caderno RAP preenchido...59 Figura 16: Caderno de CDP preenchido...60 Figura 17: Foto do quadro de CDP...61 Figura 18: Estrutura do sistema Injet na empresa...65 Figura 19: Gráfico de paradas por área responsável...68 Figura 20: Gráfico ABC dos motivos de paradas...68 Figura 21: Gráfico dos últimos tempos de ciclo...69 Figura 22: Gráfico ABC dos motivos de paradas...70 Figura 23: Gráfico da porcentagem de contribuição do OEE....72

10 LISTA DE QUADROS Quadro 1: Tempos e capacidade horária por Operação...56 Quadro 2: Informações coletadas no RAP e CDP...62 Quadro 3: Indicadores desempenho Quadro 4: Códigos para auxílio dos operadores...66 Quadro 5: Indicadores desempenho Quadro 6: Comparação entre indicadores desempenho....72

11 11 LISTA DE ABREVIAÇÕES OEE Overall Equipment Effectiveness ERP Enterprise Resource Planning TI - Tecnologia da Informação GRI Information Resource Management SI Sistemas de Informação MRP Material Requirements Planning MRPII Manufacturing Resource Planning CIM Computer Integrated Manufacturing P&D Pesquisas e Desenvolvimentos MÊS Manufacturing Execution Systems TPM Manutenção Produtiva Total ID Índice de Disponibilidade TO Tempo de Operação TTD Tempo Total Disponível IE Índice de Eficiência IQ Índice da Qualidade Cb Capacidade Bruta de Produção Te Tempo de Ciclo da Operação Cl Capacidade Líquida s segundos h hora pç peça OPT Optimized Producion Technology JIT Just In Time TM Terminal de Monitoração CLP`s Controladores Lógicos Programáveis IPÊ Nome atribuído ao CLP que possui interface com operador no sistema Injet OP Operação RAP Registro de Acompanhamento de Processo CDP Controle Diário de Produção

12 12 CAPÍTULO PRIMEIRO 1 INTRODUÇÃO O panorama mundial impõe que as indústrias de manufatura sejam competitivas para se manter no mercado. Para tal existem várias possibilidades como, redução de custos de produção, melhorias na qualidade, redução do lead time, aumento da produtividade, eliminação de desperdícios e melhoria no processo de tomada de decisão. Essas alternativas quando bem utilizadas influenciam diretamente no preço final do produto, permitindo que a empresa seja mais competitiva. Para uma indústria, o departamento onde estão concentradas as maiores perdas e também o maior potencial de ganho, é no processo produtivo, podendo citar os refugos, paradas de produção e decisões erradas. Portanto, a evolução do sistema de monitoramento de produção, utilizando novas tecnologias é fundamental para facilitar a identificação dessas perdas. O sistema de monitoramento de máquina automático elimina os apontamentos manuais, que possuem grandes potenciais de erros e facilita a coleta de dados, pois a mesma é feita instantaneamente via computador. Também fornece para o gestor diversas informações sobre o desempenho e status de cada máquina, além de gerar relatórios e históricos dos equipamentos. O sistema pode fornecer diversos tipos de relatórios como, por exemplo, o de paradas de máquina, motivo de cada parada, o comparativo entre o tempo padrão e o realizado, a eficiência, a taxa de utilização, a produtividade, a produção realizada e também o indicador de eficiência global (OEE) de cada equipamento. Essas informações quando estão disponíveis para o gestor facilita o processo de tomada de decisão, pois a mesma se baseia em dados históricos coletados pelo sistema.

13 APRESENTAÇÃO DO TEMA O tema deste trabalho de conclusão de curso é identificar os benefícios da utilização de um sistema de monitoramento automático que supervisiona o equipamento. Este sistema gera relatórios que facilitam a identificação de perdas e também o processo de tomada de decisão através do controle dos processos produtivos, evitando-se desvios de informação. 1.2 OBJETIVO GERAL O objetivo geral deste trabalho é realizar uma análise conceitual da gestão da produção, pela importância de uma fonte de informações segura e rápida para apontamento de paradas de máquina. Demonstrar quais foram os ganhos que uma empresa obteve com utilização do sistema de monitoramento automático de máquina em uma linha de usinagem. 1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os objetivos específicos são os seguintes: Facilitar a coleta de dados do chão de fábrica; Gerar relatórios sobre o desempenho do sistema produtivo; Identificar perdas via sistema de monitoramento; Reduzir os tempos de paradas desnecessárias; Aumentar o OEE das máquinas; Avaliar a utilização desse sistema em uma linha de usinagem e apresentar os resultados obtidos via estudo de caso. 1.4 JUSTIFICATIVA

14 14 Esse trabalho se justifica, pois na gestão da produção, caso as informações de chão de fábrica não sejam tratadas da forma adequada, uma série de problemas pode ocorrer, sendo que o principal deles é a impossibilidade de recuperação de informações para consultas. Isto faz com que decisões sejam tomadas com base em informações desatualizadas e que podem conter erros e imprecisões. No caso da disponibilização das informações não ser adequada, poderá ocorrer atrasos e também ser necessário esforço para obtê-las. Este esforço é relacionado à necessidade de tempo que as pessoas terão, para entrar em contato com outras pessoas, deslocar-se ou procurar estas informações. 1.5 DELIMITAÇÃO DO ESTUDO O estudo proposto neste trabalho é direcionado para uma empresa de Joinville, que implantou em uma de suas linhas de usinagem de peças automotivas um sistema que monitora automaticamente os centros de usinagem, existentes nesse processo de produção. Baseia-se em identificar os benefícios e ganhos que essa empresa obteve com a utilização deste sistema. Esses sistema está associado aos estudos de, administração da produção, sistemas de informações gerencias e manutenção industrial em nossas disciplinas no curso de Engenharia de Produção e Sistemas. 1.6 METODOLOGIA Para que se alcance a identificação dos benefícios do sistema de monitoramento automático, será elaborada uma pesquisa classificada como Descritiva, assumindo a forma de Estudo de Caso. O desenvolvimento do estudo de caso será realizado através da coleta de dados e também da comparação dos resultados obtidos com dois tipos de sistemas de monitoramento de máquina.

15 ESTRUTURA DE TRABALHO No primeiro capítulo do trabalho de conclusão de curso, são apresentados os objetivos gerais do trabalho, os objetivos específicos, a justificativa da escolha deste tema, a delimitação do trabalho além dos procedimentos metodológicos aplicados. O segundo e terceiro capítulos apresentam a revisão da literatura de assuntos referentes ao tema geral do trabalho como: sistemas de produção, gestão da produção, indicadores de desempenho e também outros pontos necessários para um bom entendimento sobre o assunto abordado no trabalho. O quarto capítulo descreve o funcionamento do sistema de monitoramento de paradas de máquina Injet. Este é o sistema instalado na empresa onde será feito o estudo de caso, tornando-se extremamente importante o conhecimento das particularidades do mesmo. O quinto capítulo relata todas as fases da pesquisa, relacionada com o tema base do trabalho de conclusão do curso. O sexto capítulo relata brevemente a empresa, local onde ocorreu o estudo de caso. Comenta sobre o sistema manual e automático de coleta de dados e também todos os dados coletados e os resultados obtidos em cada sistema. Os demais capítulos apresentam as considerações finais, sugestões para trabalhos futuros e as referências utilizadas neste trabalho.

16 16 CAPÍTULO SEGUNDO 2 SISTEMAS DE PRODUÇÃO De acordo com Moreira (2004), defini-se Sistemas de Produção como o conjunto de atividades e operações inter-relacionadas envolvidas na produção de bens ou serviços. Já para Martins & Laugeni (2006) a conceituação de sistema tem sido utilizada no desenvolvimento de várias disciplinas, tanto nas ciências exatas como nas humanas, mas para nossas aplicações, sistema é um conjunto de elementos inter-relacionados com um objetivo comum. A figura 1 apresenta uma representação clássica de sistemas. Figura 1: Modelo de Sistema de Produção Fonte: Martins & Laugeni (2006) Todo sistema é composto de três elementos básicos: as entradas (inputs), as saídas (outputs) e as funções de transformação: Os inputs são os insumos, ou seja, todo o conjunto de recursos necessários como máquinas, matéria prima, energia, mão de obra, informações e outros. Esses são transformados em outputs durante as funções de transformação tendo como resultado um produto manufaturado ou serviços.

17 17 Para Slack, Chambers & Johnston (2002) qualquer operação que produz bens ou serviços, ou um misto dos dois, faz isso através de um processo de transformação ou sistema de produção. 2.1 TIPOS DE OPERAÇÕES DE PRODUÇÃO Embora as operações sejam similares entre si na forma de transformar recursos de input em output de bens e serviços, apresentam diferenças em quatro aspectos importantes (Slack, Chambers & Johnston (2002): volume de output: variedade de output variação da demanda do output grau de visibilidade (contato com o consumidor) envolvido na produção do output. Todas as quatro dimensões possuem implicações para o custo de criação de produtos a serviços (processos produtivos). De forma simples: alto volume, baixa variedade, baixa variação e baixa visibilidade (contato) com o consumidor, todos ajudam a manter os custos de processamento baixos. De forma inversa, baixo volume, alta variedade, alta variação e alta visibilidade (contato) com o consumidor geralmente carregam algum tipo de penalidade em custos para a produção. Por isso, a dimensão volume é desenhada com sua extremidade baixa à esquerda, ao contrário das outras dimensões, para manter todas as implicações de baixo custo à direita. A figura 2 resume as implicações desse posicionamento, ou seja, qual seria o melhor processo produtivo.

18 18 Figura 2: Tipologia de operações Fonte: Slack, Chambers & Johnston (2002) 2.2 TIPOS DE PROCESSOS EM MANUFATURA Para Slack, Chambers & Johnston (2002) cada tipo de processo em manufatura implica uma forma diferente de organizar as atividades das operações com diferentes características de volume e variedade. Na manufatura, esses tipos de processo são em ordem de volume crescente e variedade decrescente: processo de projeto; processo de jobbing ou tarefa; processos em lotes ou bateladas;

19 19 processos de produção em massa ou linha; processos contínuos. De acordo com Ritzman & Krajewski (2005) a melhor escolha de um processo depende do volume do grau de customização exigido. A escolha pode ser aplicada ao processo inteiro ou apenas a um de seus sub-processos. Conforme demonstrado na figura 3. Figura 3: A influência da customização e do volume na escolha do processo Fonte: Ritzman & Krajewski (2005)

20 Processos de Produção em Massa ou Linha Para Ritzman & Krajewski (2005) o processo em linha é caracterizado pelo fluxo em linha, com pouco estoque armazenado entre as operações, cada operação executa o mesmo processo repetidamente, com pequena variação dos produtos ou serviços oferecidos. A linha de produção proporciona a possibilidade de fabricação de produtos em elevadas quantidades, a custo individual extremamente baixo, utilizando-se para isso a reprodutibilidade de operações, em detrimento da sua variabilidade. Propiciam-se grandes volumes de produção, porém em um número extremamente restrito de opções de produtos ao consumidor. Este conceito foi implementado pela primeira vez por Henry Ford. O conceito fundamental da linha de produção está na disposição linear de operações subseqüentes, onde a realização de uma operação depende da conclusão da operação anterior. Desta maneira, realizam-se diversas operações paralelamente, em uma grande quantidade de produtos, permitindo-se uma elevada produtividade na linha. Já para Moreira (2004), o sistema de produção contínuo ou fluxo em linha representam uma seqüência linear para se fazer o produto ou serviço, os produtos são bastante padronizados e fluem de um posto de trabalho a outro numa seqüência prevista. As diversas etapas do processo devem ser balanceadas para que as mais lentas não retardem a velocidade do processo. Às vezes, os sistemas de fluxo em linha aparecem subdivididos em dois tipos: A produção em massa, para linhas de montagem de produtos ou mais variados possíveis e produção contínua propriamente dita, nome reservado nessa classificação para as chamadas indústrias de processo. Esses processos contínuos tendem a ser altamente automatizados e a produzir produtos com elevado grau de padronização, sendo qualquer diferenciação pouco ou nada permitida. De uma forma geral, os sistemas de fluxo de linha são também caracterizados por uma alta eficiência e acentuada inflexibilidade. Essa eficiência é derivada de uma substituição maciça de trabalho humano por máquinas, bem como a padronização do trabalho restante em tarefas altamente repetitivas.

21 CENTRO DE USINAGEM NO PROCESSO DE MANUFATURA Os centros de usinagem são extremamente importantes em processos de manufatura de usinagem. Esse tipo de máquina possui alta flexibilidade e pode ser utilizados em praticamente todos os tipos de processo de manufatura que envolvam remoção de cavaco. Para Costa & Caulliraux (1995) os centro de usinagem são máquinas equipadas com controle numérico e dispositivos de troca automática de ferramenta. Estas máquinas são capacitadas a desempenhar diversas rotinas de usinagem diferentes ao mesmo tempo ( fresar, furar, roscar e mandrilhar) na mesma máquina. Para esses autores, a integração de diferentes funções na mesma máquina fazem com que ela seja extremamente versáteis e flexíveis.

22 22 CAPÍTULO TERCEIRO 3 GESTÃO DA PRODUÇÃO Para Slack (1993), se uma função de manufatura potente é o alicerce do sucesso estratégico, então todas as empresas deveriam ter visão estratégica das suas operações de manufatura. Pensar estrategicamente sobre o lado operacional dos negócios não é mais a contradição que um dia pareceu ser. É um reconhecimento de que a forma pela qual uma organização administra a sua operação de manufatura, tem um significativo efeito sobre sua possibilidade de proporcionar aquelas coisas que significam sucesso no mercado. Para Costa & Caulliraux (1995) o fundamento da necessidade de uma estratégia de produção é que todo sistema tecnológico tem sua atuação limitada pelas tecnologias de equipamentos, processos, materiais e de sistemas gerenciais e de informação que utiliza. É preciso escolher entre opções tecnológicas diversas, pois cada combinação produz a diferentes desempenhos nos diversos parâmetros operacionais de um sistema produtivo. Slack, Chambers & Johnston (2002) a primeira responsabilidade de qualquer equipe de administração da produção é entender o que se está tentando atingir. Ou seja, saber quais são os objetivos organizacionais para os termos: desempenho da produção, qualidade, velocidade, confiabilidade, flexibilidade e custo. A gestão da produção envolve todos os processos relacionados à produção em uma empresa de manufatura. O ambiente competitivo destas empresas está se tornando cada vez mais disputado, para Souza & Ires (1999), fazendo com que a busca por melhorias no processo de gestão da produção se dê em várias iniciativas. Entre estas melhorias, a busca por uma alta eficiência dos recursos produtivos, como forma de maximizar o rendimento operacional, é freqüentemente perseguida em muitas empresas. Este modo de pensar está fundamentado na idéia de que, ao se utilizar todos os recursos ao máximo, os ganhos econômicos são maiores. Para (VOLLMANN et. al., 1993) uma alternativa para obtenção de uma boa posição competitiva é a utilização de um processo estruturado de gestão da produção e inventários.

23 23 Para Slack (1993) a manufatura é importante demais para ser gerenciada de forma estanque, segura no conforto de sua própria rotina. Ela precisa de direcionamento estratégico, caso se espera que seu potencial como motor competitivo da empresa, seja completamente realizado. Segundo Porter et. al. (1999), outra alternativa para obtenção de vantagens competitivas, que praticamente todas organizações perseguem, é a mudança da produção contínua para uma produção "intermitente para contínua", alcançando benefícios da economia de escala, e ao mesmo tempo, oferecendo grandes possibilidades de customização para seus produtos. Por outro lado Souza & Ires (1999) relatam que, existe uma defasagem entre as reais necessidades competitivas das empresas de manufatura e suas práticas usuais, geralmente substanciadas por seus indicadores de desempenho adotados. Outra forma encontrada por algumas empresas para obter melhores respostas e conseqüentemente posições no mercado, é possuir um elemento de suporte à decisão que trabalhe em tempo quase real, fornecendo conselhos inteligentes e informações para as funções de programação e liberação de ordens, no caso de distúrbios e eventos imprevistos no processo de produção controlado. As principais atividades do processo de gestão da produção são o planejamento, a programação e o controle da produção (CORRÊA, 2001). A integração das funções de planejamento e programação da produção pode introduzir melhorias significativas para a eficiência das condições de produção, através da redução de conflitos de programação, redução do tempo de fluxo e dos materiais em processo, aumento da utilização dos recursos de produção e adaptação a eventos irregulares do chão de fábrica. Embora a estratégia para alcançarmos objetivos e metas de produção da organização seja baseada em melhorias contínuas de longo prazo, no curto prazo, gerentes têm que tomar decisões de como reagir aos problemas diários.

24 PROCESSOS DE PLANEJAMENTO, PROGRAMAÇÃO E CONTROLE DA PRODUÇÃO (PPCP) Para Slack, Chambers & Johnston (2002) o planejamento e controle da produção é a atividade de decidir o melhor emprego dos recursos de produção, assegurando, assim, a execução do que foi previsto. Já para Martins & Laugeni (2006) é um sistema de transformação de informação, pois recebe informações sobre estoques existentes, vendas previstas, linha de produtos, modo de produzir e capacidade produtiva. Tendo como incumbência transformar essas informações em ordens de fabricação. Segundo Porter et. al. (1999), para que uma empresa encontre uma boa solução para o planejamento, programação e controle da produção, é necessário que seus principais processos de negócio sejam compreendidos. Martins & Laugeni (2006) relatam que a programação da produção deve assegurar uma alta taxa de utilização das instalações. Segundo Slack, Chambers & Johnston (2002) cada parte da operação precisa ser monitorada para assegurar que as atividades planejadas estão de fato ocorrendo. Completando Corrêa, Gianesi & Caon (2001) afirmam que o ambiente de manufatura é confrontado com mudanças freqüentes no mix de produção, quebras de equipamentos e prazos de entrega curtos. Neste ambiente, é essencial que o controle da produção seja realizado em tempo hábil, que em alguns casos pode ser em tempo real. Tais funções de controle e monitoramento devem ser realizadas pelos gestores da produção. 3.2 SISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO De acordo com Corrêa, Gianesi & Caon (2001) os sistemas de administração da produção são genericamente chamados os sistemas de informação utilizados para apoio à tomada de decisão. Independente da lógica a ser utilizada pela empresa, os sistemas de administração da produção para cumprirem o seu papel de suporte ao cumprimento dos objetivos estratégicos da empresa, devem ser capazes de apoiar o tomador de decisões a:

25 25 Planejar as necessidades futuras de capacidade produtiva da organização; Planejar os materiais comprados; Planejar níveis adequados de estoques de matérias-primas, semi-acabados e produtos finais, nos pontos certos; Programar atividades de produção para garantir que os recursos produtivos envolvidos estejam sendo utilizados, em cada momento, nas coisas certas e prioritárias; Ser capaz de informar corretamente a respeito da situação corrente dos recursos (pessoas, equipamentos, instalação, materiais) e das ordens de compra e de produção; Ser capaz de prometer os menores prazos possíveis aos clientes e depois fazer cumpri-los; Ser capaz de reagir eficazmente. Para Costa & Caulliraux (1995) o conceito de sistema de administração da produção revela severas limitações quanto à resposta a eventos de curto prazo, tais como quebra de máquinas ou materiais defeituosos. Para solução desse problema é necessário a utilização de sistemas de coleta de dados operacionais para garantir a alimentação de informações atualizadas sobre o que está ocorrendo na produção. Já Yusuf (1998) acredita que a estratégia de integração tem o potencial para facilitar a realização da escolha correta para alcançar uma disponibilidade ampla de informações em tempo real, para ter uma vantagem competitiva sobre seus competidores. 3.3 SISTEMAS INTEGRADOS DE GESTÃO ERP (ENTERPRISE RESOURCE PLANNING) Para Martins & Laugeni (2006) estamos passando pela era da informação. Ela faz com que as empresas utilizem cada vez mais as técnicas e a Tecnologia da Informação (TI). Esta era da informação exige mudanças no modo de gestão das empresas, que passam a utilizar, de

26 26 maneira intensa, computadores para processamento de dados, redes de comunicação e automação de processos produtivos com o objetivo de gerar informações para suas operações. Surge um novo conceito de gestão empresarial, denominado de Gestão de Recursos de Iinformação ou GRI (Information Resource Management) fundamentado em três componentes: 1. Informação, como sendo o modo organizado para apresentar e usar conhecimento das pessoas para a gestão empresarias; 2. Sistemas de informação (SI), que criam um ambiente integrado e consistente capaz de tratar e fornecer informações necessárias a todos os usuários; 3. Tecnologia da informação (TI), entendida como a adequada utilização da ferramentas de informação, comunicação e automação, juntamente com as técnicas de organização e gestão alinhadas com a estratégia de negócio para aumentar a competitividade da empresa. Os sistemas de informação Enterprise Resource Planning (ERP), denominados de sistemas integrados de gestão, ou de sistemas para planejamento dos recursos da corporação, têm sido implantados largamente pelas empresas para atender a essas novas necessidades. O ERP é um modelo de gestão corporativo baseado num sistema de informações, com o objetivo de promover a integração entre os processos de negócios da organização e fornecer elementos para decisões estratégicas. O sistema ainda possibilita à empresa automatizar e integrar a maioria de seus processos de negócio, compartilhar dados e práticas em toda a empresa e produzir e acessar as informações em tempo real. Segundo Martins & Laugeni (2006), o ERP é um sistema que facilita o fluxo de informação dentro de uma empresa, integrando as diferentes funções, quais sejam: manufatura, logística, finanças, recursos humanos e engenharia, entre outras. Ainda apresenta uma base de dados que opera em uma única plataforma e que consolida todas as informações em um único ambiente computacional. O surgimento do ERP pode ser considerado a evolução do MRP e MRPII. Conforme a figura 4 o MRPII foi ampliado para cobrir áreas de engenharia, finanças, vendas, suprimentos, empreendimentos e recursos humanos, denominando-se ERP.

27 27 Figura 4: Evolução dos Sistemas ERP Fonte: Martins & Laugeni (2006) No mercado brasileiro, estão presentes ERPs mundialmente utilizados, por exemplo, o SAP R/3, Oracle ERP, I2. Os ERPs brasileiros de destaque são o Starsoft/Siscorp, Datasul e Microsiga. 3.4 MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING CIM) Para Slack, Chambers & Johnston (2002) a manufatura integrada por computador pode ser definida como o monitoramento baseado em computador e controle de todos os aspectos do processo de manufatura, baseado num banco de dados comum e comunicando por meio de

28 28 alguma forma de rede de computadores. Apesar de o termo CIM ser agora freqüentemente usado para indicar formas muito menos ambiciosas de manufatura integrada. 3.5 INDICADORES DE DESEMPENHO DO SISTEMA PRODUTIVO Qualquer sistema produtivo necessita de parametros que expressem seu desempenho em números. Estes parâmetros são utilizados pela gerência para identificar disperdícios e perdas. A melhoria destes indicadores são tratados como objetivo da gestão da produção. Para Slack, Chambers & Johnston (2002) existem cinco objetivos de desempenho da produção que se aplicam a todos os tipos de operações produtivas. São divididos em: Qualidade - fazer certo as coisas. A qualidade reduz custos e aumenta a confiabilidade do produto. Rapidez - entregar no tempo certo. A rapidez enriquece a oferta. Quanto mais rápido estiverem disponíveis para o consumidor, mais provável é que este venha a comprálos. Rapidez reduz estoques internos tornando as operações mais enxutas e o risco de estoques de produtos acabados acima da média de giro normal ou ideal menor. Confiabilidade cumprir prazos. A confiabilidade economiza tempo que geralmente é gasto com procedimentos de emergência; economiza dinheiro uma vez que o uso ineficaz de tempo será transformado em custo operacional extra; dá estabilidade, previsibilidade. Flexibilidade capacidade de mudar o que se faz. Aplica-se, geralmente, a produtos e serviços, mix de produtos, volume e entrega. Na operação interna, agiliza a resposta, economiza tempo, e mantém a confiabilidade. Custo proporciona competitividade e deixa margem. Ganha-se dinheiro, geralmente, em custos de funcionários, instalações, tecnologia e equipamentos e materiais. Varia os ganhos de organização para organização, onde numa a tecnologia é o carro chefe,

29 29 em outra é o número de funcionários. É altamente afetada pelos outros objetivos de desempenho. Esses cinco objetivos devem ser atendidos para satisfazer os stakehoders e que formam o pano de fundo para todo processo decisório da produção. Para melhor entendimento dos objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos ver figura 5. OBJETIVOS DE DESEMPENHO DA MANUFATURA BAIXO PREÇO, ALTA MARGEM OU AMBOS BAIXO TEMPO DE ENTREGA CUSTO ENTREGA CONFIÁVEL VELOCIDADE ALTA PRODUTIVIDADE TOTAL CONFIABILIDADE FLUXO RÁPIDO OPERAÇÂO CONFIÁVEL QUALIDADE PRODUTOS LIVRES DE ERRO, DE ACORDO COM AS ESPECIFICAÇÕES PROCESSO HABILIDADE SEM ERRO PARA MUDAR NOVOS PRODUTOS ASPECTOS INTERNOS FLEXIBILIDADE FREQUENTES, LARGA FAIXA DE PRODUTOS, AJUSTES DE VOLUME E ENTREGA ASPECTOS EXTERNOS Figura 5: Objetivos de desempenho e seus efeitos internos e externos Fonte: Adaptado de Slack, Chambers & Johnston (2002) 3.6 PRODUTIVIDADE Conforme Martins & Laugeni (2006) a produtividade é assunto importante para qualquer nível da organização. O objetivo final de todo gerente é aumentar a produtividade da unidade organizacional sob sua responsabilidade, sem, entretanto, descuidar da qualidade.

30 30 Aumento na produtividade fornece os meios para o aumento da satisfação do cliente, redução dos desperdícios, redução dos estoques de matéria-prima, produtos em processos e de produtos acabados, redução nos preços de venda, redução dos prazos de entrega, melhor utilização dos recursos humanos, aumento dos lucros, segurança no trabalho e maiores salários. Aumentos de produtividade requerem mudanças na tecnologia, na qualidade ou na forma de organização do trabalho, ou em todas em conjunto. Para Martins & Laugeni (2006) a conceituação de produtividade tem abrangência ampla, uma delas, talvez a mais tradicional, é a que considera a produtividade como a relação entre o valor do produto e/ou serviço produzido e o custo dos insumos para produzi-lo. Assim, a produtividade depende essencialmente do output, ou seja, o numerador da fração, e do input, isto é, o denominador. O valor obtido na venda do produto e/ou serviço tem componente primordial, que é o mercado, muitas vezes totalmente fora do controle da empresa. O outro fator, a gestão dos custos dos insumos, pode ser controlado pela empresa. As empresas têm sofrido pressão do mercado no sentido de baixarem os preços de vendas, vale dizer, o valor do output, forçando, dessa forma, a baixarem na mesma proporção, ou de forma mais acentuada, os custos dos insumos. Isso tem levado a uma verdadeira guerra pela produtividade. Podemos afirmar que todas as técnicas modernas ou antigas, modismos ou não, atualmente divulgadas por meio de cursos, seminários, palestras etc. visam, em sua essência, o aumento da produtividade, seja em âmbito pessoal, departamental, empresarial ou macroeconômico. Conforme Martins & Laugeni (2006) vários são os fatores que determinam a produtividade nas empresas: a) Relação capital-trabalho: indica o nível de investimentos em máquinas, equipamentos e instalações em relação a mão-de-obra empregada. b) Escassez de alguns recursos: tem gerado problemas de produtividade, como a energia elétrica, em que aumentos de custos geram grande impacto nos processos industriais que utilizam à eletrólise. c) Mudanças na mão-de-obra: decorrente de alterações de processos produtivos, em que o pessoal com maior grau de instrução faz-se necessário. Hoje, não adianta ter mãode-obra barata se não for produtiva. Na era do trabalhador do conhecimento, seus elevados custos são mais do que recompensados por sua produção.

31 31 d) Inovações e tecnologias: são grandes responsáveis pelo aumento da produtividade nos últimos anos. Assim, investimentos em pesquisas e desenvolvimentos (P&D) dão indicativos das perspectivas de aumento da produtividade a médio prazo. e) Restrições legais: têm imposto limitações a certas empresas, forçando-as a implantar equipamentos de proteção ambiental, com impactos na produtividade. f) Fatores gerenciais: relacionados com a capacidade dos administradores de se empenharem em programas de melhoria de produtividade de sua empresa. g) Qualidade de vida: que refere a cultura do ambiente em que a empresa se situa. Muitas empresas se preocupam em melhorar a qualidade de vida dos seus funcionários. Muitas vezes o termo produtividade é confundido com uma alta produção, nem sempre uma superprodução estará garantindo uma alta produtividade, porém a produtividade é escrita da seguinte forma: Produtividade = Output = Qualidade = Faturamento Input Custos Custos A produtividade depende essencialmente do output, ou seja, o numerador da fração, e do input, isto é o denominador, pois o objetivo de toda empresa é aumentar a produtividade, sem, entretanto diminuir a qualidade de seus produtos e/ou serviços. Para Ritzman & Krajewski (2005) a produtividade é o valor dos resultados (produtos e serviços) dividido pelo valor dos insumos (salário, custos) utilizados. O resultado produtivo depende do constante acompanhamento de seus gestores 3.7 MONITORAMENTO E SUPERVISÃO DA PRODUÇÃO Somente através do monitoramento e supervisão da produção pode-se avaliar o desempenho de um sistema produtivo. Para isso é necessário coletar os dados da produção e controlá-los. Quanto maior o grau de informação controlada pela gestão da produção, maior a capacidade do time para visualizar as perdas que ficam escondidas atrás de indicadores que não são controlados (figura 6).

32 32 Figura 6: Perdas escondidas devido à falta do monitoramento Fonte: Adaptado de Slack, Chambers & Johnston (2002) Mesmo com o crescente desenvolvimento tecnológico, as técnicas de monitoramento da produção ainda são bastante deficientes. Os apontamentos de produção e dados das máquinas, na maior parte dos casos são coletados de forma manual gerando uma disparidade em relação à realidade do chão de fábrica. Conseqüentemente, as informações geradas a partir desses apontamentos manuais são inseridas nos sistemas ERP, que por sua vez geram respostas irreais para análises em um processo de tomada de decisão. Em um ambiente produtivo, a falta de informações confiáveis de chão de fábrica cria uma perspectiva que não retrata a realidade. Um monitoramento que forneça informações de forma rápida e confiável pode ser um grande diferencial para manter a competitividade das empresas de manufatura (CAETANO et. al., 1999) Os sistemas de monitoramento da produção que são responsáveis pela geração de informações do chão de fábrica estão se tornando inevitáveis, devido à demanda por qualidade e rapidez destas informações (JEMIELNIAK, 1999). A utilização de sensores instalados nos equipamentos de produção podem ser integrados a sistemas que criam

33 33 informações em forma gráfica e em tempo real para monitoramento do processo (SIEGEL, 1997). Os dados coletados e informações fornecidas utilizando este tipo de sistema podem ser de vários tipos: Soares et. al. (2000) cita como exemplos análises reais de produtividade e situação (status) da produção; Meireles (2000), afirma que um sistema de supervisão pode coletar informações tecnológicas e de produção. Referindo-se a alguns exemplos de dados tecnológicos coletados, cita os tempos de ciclo e de paradas, número de peças produzidas e motivos de paradas. Caetano et. al. (1999), comenta que para cada ordem de produção podem ser coletados conjuntos de informações sobre o que foi realizado, como: tempos de execução e de máquinas paradas e quantidades produzidas. Para Jemielniak (1999) o monitoramento pode ser feito utilizando os seguintes componentes industriais: atuadores, sensores, condicionadores, amplificadores e monitores. O monitor possui função de apresentar as informações. Para Soares et. al. (2000) os sinais que são utilizados como dados podem ser coletados através de sensores ou diretamente através dos painéis de controle e botões dos equipamentos e máquinas. O uso de sensores para monitoramento fornece informações precisas e confiáveis pois não sofrem manipulação. A instalação desse sistema em alguns modelos de máquinas pode ser mais simples do que outros. Siegel (1997), afirma que equipamentos com controle computadorizado, como os equipamentos de controle numérico, facilitam a instalação de sensores para monitoramento de algumas variáveis do processo produtivo. Caetano et. al. (1999) apresenta uma solução denominada Sistema de Monitoramento, Supervisão e Diagnóstico da Produção, composta dos seguintes módulos funcionais: Monitoramento da produção: faz o sensoreamento e coleta em tempo real dos dados de produção; Supervisão da produção: análise dos dados coletados;

34 34 Repositório de informações da produção: armazena as informações da produção e Diagnóstico do chão de fábrica: trata as informações tecnológicas. 3.8 MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS (MES) As informações que são coletadas através do sistema de monitoramento automático de paradas de máquina, podem ser utilizadas em outros sistemas da empresa, como por exemplo, programação e alocação da produção. Segundo Corrêa, Gianesi & Caon (2001) o sistema de execução e controle de chão de fábrica (MES Manufacturing Execution System) é um sistema orientado para a melhoria de desempenho que complementa e aperfeiçoa os sistemas integrados de gestão da produção. Um MES coleta e acumula informações do realizado no chão de fábrica e os realimenta para o sistema de planejamento, fazendo a ligação deste sistema com o chão de fábrica. Entre as funções do MES está o controle, liberação e alocação da produção. As funcionalidades principais destes módulos são as seguintes: Gerência dos lotes de produção; Gestão detalhada de recursos, incluindo seqüenciamento, liberação e monitoramento de equipamentos; Alocação e coordenação de recursos humanos e ferramental; Instruções de trabalho; Rastreabilidade;

35 DEFINIÇÃO DE TEMPOS Os sistemas de produção necessitam de tempo para executar as tarefas que envolvem a manufatura de um produto ou serviço. O entendimento de como as industrias definem metas de produção pelo tempo de trabalho é extremamente importante para que o gestor controle a produção e identifique as perdas que ocorrem no sistema Takt Time Para Rother & Harris (2002) Takt Time é a velocidade na qual os clientes solicitam os produtos acabados. Ela é determinada pela divisão do tempo total disponível de produção por turno pela necessidade do cliente (veja a equação na figura 7). ( Takt é uma palavra alemã para velocidade, com passo ou ritmo, figurativamente comparada à batuta do maestro ). Figura 7: Cálculo do takt time Fonte: Rother & Harris (2002) Takt time é um número de referência utilizado para ajudar a vincular a taxa de produção em um processo puxador ao ritmo de vendas. Takt time = tempo de trabalho disponível por turno demanda do cliente por turno

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