UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS DANIELE DOS SANTOS CYPRIANO

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1 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS DANIELE DOS SANTOS CYPRIANO PROPOSTA DE UM SISTEMA AVANÇADO DE PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PARA MELHORIA DA PERFORMANCE DE ENTREGA JOINVILLE SC BRASIL 2011

2 2 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS DANIELE DOS SANTOS CYPRIANO PROSPOSTA DE UM SISTEMA AVANÇADO DE PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PARA MELHORIA DA PERFORMANCE DE ENTREGA Trabalho de Graduação apresentado à Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de Engenheira de Produção e Sistemas. Orientador: Dr. Evandro Bittencourt JOINVILLE SC BRASIL 2011

3 3 DANIELE DOS SANTOS CYPRIANO PROSPOSTA DE UM SISTEMA AVANÇADO DE PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PARA MELHORIA DA PERFORMANCE DE ENTREGA Trabalho de Graduação aprovado como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheira do curso de Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca Examinadora: Orientador: Prof. Dr. Evandro Bittencourt UDESC CCT Membro: Membro: Prof. Dr. Lírio Nesi Filho UDESC CCT Prof. Msc. Valdésio Benevenutti UDESC CCT Joinville, 11 de novembro de 2011

4 4 Aos meus pais, pela garra e persistência em me proporcionar uma educação de qualidade.

5 5 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus, por me dar saúde e sabedoria para o aprendizado, e pela força para concluir esta etapa mesmo nos momentos mais difíceis. Aos meus pais Carlos Alberto e Rosana, pelos valores que me foram passados, com muito amor e dedicação, acreditando na minha capacidade e realização dos meus sonhos. Aos meus irmãos Débora e Willian, por sempre me proporcionarem momentos de alegrias. Ao meu marido Gerson, pela paciência e apoio na conclusão desta jornada. Aos professores do Departamento de Engenharia e Produção que contribuíram para a minha formação, em especial ao professor Evandro Bittencourt pela orientação e auxílio no desenvolvimento deste trabalho. Aos meus amigos de universidade, principalmente ao Bruno, Débora, Felipe, Isis, Marcus, Pablo e Ricardo, por terem tornado mais fácil e agradável este período. A todos os meus amigos e familiares que entenderam minha ausência neste período. Enfim, a todos que sempre torceram e acreditaram na finalização desta importante etapa.

6 6 O universo sempre conspira a seu favor quando você possui um objetivo claro e uma disponibilidade de crescimento (Paulo Coelho) Vivemos todos sob o mesmo céu, porém, não temos o mesmo horizonte (Konrad Adenauer)

7 7 DANIELE DOS SANTOS CYPRIANO PROPOSTA DE UM SISTEMA AVANÇADO DE PLANEJAMENTO DA PRODUÇÃO PARA MELHORIA DA PERFORMANCE DE ENTREGA RESUMO A busca pela competitividade leva as organizações a procurarem soluções que possibilitem seu sistema de gerenciamento a interagir com as flutuações de demanda das montadoras e sistemistas do setor automotivo. É fundamental que o sistema de planejamento e programação da produção acompanhe a evolução das organizações e possa contribuir para o crescimento das mesmas, neste segmento os usuais sistemas de capacidade infinita não atendem a expectativa dos clientes em relação ao atendimento de seus pedidos, é necessário que o sistema também seja flexível, atendendo as alterações constantes de demanda. A presente pesquisa propõe um sistema avançado de planejamento da produção tendo como objetivo principal a melhoria da performance de entrega em uma empresa fornecedora de peças automotivas. Para atingir o objetivo proposto foi realizada uma pesquisa sobre os temas pertinentes para o desenvolvimento deste estudo e avaliada a situação atual do processo de planejamento da produção, apresentado então à proposta de um APS. Com esta ferramenta de apoio nas tomadas de decisões espera-se a melhoria do desempenho das entregas, através de um sequenciamento factível com o chão de fabrica, sistematizando o processo de PCP e consequentemente, aumentando a credibilidade dos clientes em relação aos prazos acordados. PALAVRAS-CHAVE: Cliente. Planejamento da produção. Sistema avançado. Demanda. Performance de entrega.

8 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 PCP e fluxo de informações Figura 2 CPR versus Capacidade de carga finita Figura 3 Representação da operação de um sistema de programação da produção com capacidade finita Figura 4 Fluxo atual da programação de pedidos Figura 5 Fluxo da programação dos pedidos através do APS Figura 6 Gráfico de carga Figura 7 Gráfico de Gantt (sequenciamento das operações) Figura 8 Gráfico de Gantt item Figura 9 Relatório de datas de entrega reprogramada... 37

9 9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Descrição dos critérios de desempenho Tabela 2 Índice de performance de entrega Tabela 3 MPS usinagem item U Tabela 4 Programação diária de produção do item U... 32

10 10 LISTA DE ABREVIATURAS APS CRP CT EDI EP ER ERP JIT LT MPS MRP MRPII OPT PCP PE PPCP RCCP SFC Advanced planning and scheduling (Sistema avançado de produção) Planejamento da capacidade de recursos Centro de trabalho Electronic Data Interchange (Intercâmbio eletrônico de dados) Entregas planejadas Entregas realizadas Enterprise Resource Planning (Sistema integrado de gestão empresarial) Just in time (No momento exato) Lead time (Tempo de execução) Master Production Scheduling (Plano mestre de produção) Manufacturing resouce planning (Planejamento dos recursos de manufatura) Manufacturing resouce planning II Optimized production tecnology (Tecnologia de produção otimizada) Planejamento e controle da produção Performance de entrega Planejamento, programação e controle da produção Planejamento de capacidade de grosso modo Controle de chão de fábrica

11 11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ESTRATÉGIA DE MANUFATURA PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO SISTEMAS DE PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO Just in Time MRP/MRP II Limitações MRP/MRPII Sistemas baseados no conceito de capacidade finita Sistemas avançados de planejamento da produção PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ETAPAS DA PESQUISA ESTUDO DE CASO APRESENTAÇÃO DA EMPRESA DESCRIÇÃO DO PROCESSO ATUAL Planejamento e programação da produção PROPOSTA DE UM SISTEMA DE PLANEJAMENTO AVANÇADO RESULTADOS ESPERADOS COM O SISTEMA AVANÇADO DE PRODUÇÃO Agilidade na programação e reprogramação Análise de diferentes cenários Análise simultânea da capacidade de recursos e matéria-prima Assertividade das datas de entrega CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS... 42

12 12 1 INTRODUÇÃO Tendo em vista a busca interminável pela vantagem competitiva no cenário atual, as empresas precisam se adaptar as constantes alterações do mercado, buscando soluções que permitam a tomada rápida de decisões. São necessários investimentos na tecnologia fabril, mas também são fundamentais que os sistemas para gestão da capacidade e planejamento da produção evoluam juntamente com o chão de fábrica, sendo assim capazes de controlar com maior eficiência a produtividade da organização, garantindo que a fábrica produza os itens no momento e na quantidade correta. Segundo Pedroso e Corrêa (1996), a busca da competitividade por parte das empresas, focando melhorar o nível de serviço percebido pelo cliente, em termos de maior velocidade de entrega, uma melhor pontualidade nos prazos acordados e um aumento de flexibilidade em relação às variações de demanda e dos recursos produtivos, coloca os sistemas de planejamento e controle da produção como uma aérea de decisão prioritária, objetivando apoiar as decisões de o que, quanto, quando e onde produzir os itens, visando atender a demanda dos clientes. Usualmente, as empresas teem adotado os sistemas de MRP/MRPII para a programação de seus recursos, porém esses sistemas possuem uma série de limitações, no que diz respeito principalmente às restrições. Conforme Corrêa, Gianesi e Caon (2001), esse sistema é inviável em relação a capacidade, pois não considera a sobrecarga dos equipamentos, tornando assim a programação da produção possível mesmo quando os recursos estão estourados, gerando planos que não podem ser cumpridos pela produção, e consequentemente acarretando em atrasos dos pedidos de entrega. Para suprir este problema foram desenvolvidos os sistema de planejamento de capacidade finita. De acordo com Tubino (2009), estes sistemas trabalham em cima de um calendário real de disponibilidade dos recursos, seqüenciando a produção até o limite de tempo disponível de todos os recursos, segundo regras de restrições. Dessa forma, é possível verificar o que, quando, quanto e onde produzir os itens de acordo com a realidade da empresa, visualizando os pedidos que não poderão ser atendidos conforme necessidade dos clientes, e negociando com antecedência prazos que serão realmente cumpridos. Este trabalho de conclusão de curso apresenta como tema principal a proposta de um sistema avançado de planejamento da produção em uma empresa fornecedora de peças para as montadoras e sistemistas do segmento automotivo. Baseado na necessidade de melhorar o

13 13 desempenho do planejamento e programação da produção em relação à confiabilidade dos prazos acordados com o cliente na empresa estudada formula-se a pergunta de pesquisa do presente trabalho: Como melhorar a performance de entregas em relação as datas firmadas, e garantir respostas rápidas e assertivas no que se refere as constantes alterações de demanda, assegurando assim a satisfação dos clientes? O objetivo geral deste estudo é melhorar o desempenho no índice de performance de entrega dos clientes, focado na sistematização do planejamento e programação da produção, assegurando respostas rápidas e precisas na tomada de decisões em relação aos pedidos dos clientes. São objetivos específicos deste trabalho: 1. Melhorar a pontualidade de entregas, principalmente em relação a atrasos das datas acordados com os clientes. 2. Responder com rapidez e assertividade as solicitações de antecipações e inclusões de pedidos. 3. Aumentar a credibilidade com os clientes. 4. Tornar o sistema de PCP sistematizado. 5. Garantir um sequenciamento de produção conforme alterações constantes da demanda de pedidos 6. Melhorar a produtividade dos recursos produtivos através de um plano de produção factível com o chão de fábrica. 7. Assegurar a manutenção da norma ISO TS no quesito qualidade de entregas. O nível insatisfatório de atendimento ao cliente devido à atual sistemática de planejamento da produção na empresa foco desta pesquisa constitui-se na problemática que motivou este estudo. O processo atual de programação da produção é baseado no MPS e analisado manualmente na tentativa de passar para a fábrica um plano viável com a capacidade dos recursos, este processo além de lento está suscetível a erros, resultando em constantes atrasos nos cliente. Para a permanência e crescimento da empresa no mercado automotivo cada vez mais competitivo, é de vital importância que o atendimento ao cliente final, neste caso montadoras e sistemistas (empresas que fornecem conjuntos de componentes para as montadoras), seja de acordo com a necessidade do mesmo, seguindo as alterações constantes de demanda. Assim necessita-e de um sistema avançado de planejamento da produção (APS), baseado na capacidade finita dos recursos, gera um programa de produção de acordo com a realidade do ambiente fabril. Dessa forma é possível controlar sistematicamente o seqüenciamento da produção e saber com antecedência quais os itens serão atendidos conforme necessidade do

14 14 cliente e quais terão que ser negociados, aumentando assim a flexibilidade e informando datas que sejam factíveis de entrega. A presente pesquisa se limita a propor um sistema de planejamento da produção avançado em uma empresa fornecedora de peças usinadas para clientes automotivos e sistemistas. Com o software APS é possível otimizar o sequenciamento da produção, possibilitando a resposta rápida na tomada de decisão em relação as alterações de demanda, e permitindo a confiabilidade nos prazos de entrega firmados com os clientes. Este trabalho está estruturado em cinco capítulos, onde o primeiro apresenta a introdução, o tema, a problemática, o objetivo geral e os específicos, a justificativa, a delimitação do estudo e a estrutura do trabalho. O capítulo seguinte é fundamentado na teoria necessária para o desenvolvimento deste estudo. O terceiro capítulo consiste no procedimento metodológico utilizados. O quarto capítulo traz a apresentação da empresa, bem como a situação atual do processo de PCP e a proposta de um sistema avançado de produção, com os resultados esperados com o APS. Finalizando, o quinto capítulo, com as considerações finais deste estudo.

15 15 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Este capítulo apresenta a fundamentação teórica referente ao tema pesquisado. Aborda as teorias relacionadas à estratégia de manufatura, planejamento e controle da produção, bem como seus sistemas. 2.1 ESTRATÉGIA DE MANUFATURA O principal objetivo de uma estratégia de manufatura é garantir que organização atinja as vantagens competitivas. Conforme Corrêa e Gianesi (1993), esta vantagem é conseguida através do gerenciamento dos recursos de manufatura de forma a prover a organização com um mix de características de desempenho, ou prioridades competitivas, adequado a suas necessidades estratégicas. Segundo Davis, Aquilano e Chase (2001), a chave para o desenvolvimento de uma estratégia de manufatura efetiva está em compreender como criar ou agregar valor para os clientes, contribuindo assim para um planejamento de longo prazo para determinar como melhor utilizar os recursos da empresa, de modo que haja um grau de compatibilidade entre os recursos e a estratégia corporativa. As características de desempenho são um conjunto consistente de prioridades que a organização terá para competir no mercado, e se aplicam primariamente ao nível funcional. De acordo com Tubino (2000), os principais critérios de desempenho nos quais a produção deve agir são colocados em quatro grupos: custo, qualidade, desempenho de entregas e flexibilidade. Na tabela 1, é dada uma rápida descrição sobre cada um deles. Tabela 1 Descrição dos critérios de desempenho Fonte: adaptado de Tubino (2000)

16 16 O grau de importância de cada prioridade varia de acordo com o mercado em que a empresa atua. Para determinado segmento o critério mais relevante pode ser prazo, estando assim o cliente disposto a pagar pelo atendimento de acordo com suas necessidades. Para Slack (1993), também é útil distinguir estas prioridades entre objetivos Qualificadores e objetivos Ganhadores de Pedidos, pois todos os aspectos são importantes para os clientes, porém alguns são essenciais para a preferência e outros teem que atingir um nível mínimo de desempenho para poder competir no mercado. Os objetivos qualificadores não são os principais determinantes do sucesso, mas são importantes de outro modo. São os aspectos da competitividade nos quais o desempenho tem de estar acima de um determinado nível para que seja inicialmente considerado pelos clientes como possível fornecedor, abaixo desse nível crítico de desempenho, a empresa sequer irá entrar na concorrência, como por exemplo, possuir a certificação ISO 9000 para exportar para a Europa. Os objetivos ganhadores de pedidos contribuem diretamente para o ganho de negócios, são fatores chaves da competitividade, que mais influenciam nas decisões de quantos negócios fazer com a empresa. Aumentar o desempenho nesses objetivos melhora a chances de ganhar mais negócios. 2.2 PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO O planejamento e controle da produção, PCP, é área da empresa que trata as informações dos outros departamentos e assim é capaz de dar suporte a produção para que o produto seja entregue na quantidade e data solicitada. Conforme Lustosa et al. (2008), as empresas teem de adaptar seus sistemas para a melhoria contínua da produtividade, criando sistemas flexíveis, sustentáveis, com rapidez e desenvolvimento de novos produtos, além de lead time e estoques reduzidos objetivando o atendimento das necessidades do cliente. A associação desses aspectos traz como conseqüência o aumento da importância de aperfeiçoamento dos sistemas de produção, e na busca pela excelência percebe-se a influência do PCP, ao comandar, coordenar e controlar o processo produtivo. As atividades do Planejamento e Controle da Produção, segundo Fernandes e Godinho (2010), envolvem uma série de decisões com o objetivo de definir o que, quanto e quando produzir, comprar e entregar. Essas decisões seguem níveis hierárquicos.

17 17 Tubino (2009, pag. 2), descreve as atividades do PCP, exercidas nos três níveis hierárquicos de um sistema de produção. No nível estratégico, em que são definidas as políticas estratégicas de longo prazo da empresa, o PCP participa da formulação do Planejamento Estratégico da Produção, gerando um Plano de Produção. No nível tático, em que são estabelecidos os planos de médio prazo para a produção, o PCP desenvolve o Planejamento Mestre da Produção, obtendo o Plano Mestre de Produção (MPS). No nível operacional, em que são preparados os programas de curto prazo de produção e realizado o acompanhamento dos mesmos, o PCP prepara a Programação da Produção, administrando os estoques, seqüenciando, emitindo ordens de compras, fabricação e montagem, bem como executa o Acompanhamento e Controle da Produção, gerando um relatório de avaliação de desempenho. A figura 1 demonstra uma visão geral do inter-relacionamento das atividades de PCP. Os dados das áreas de Marketing, Engenharia e Compras são as informações de entrada para o cálculo do planejamento e programação, com os dados analisados e validados são liberadas para a fábrica ordens para que o processo de fabricação seja iniciado. Durante a produção essas ordens são acompanhadas e visualizadas conforme o andamento do processo, estando o produto em estoque ou já pronto e liberado para embarque ao cliente. Figura 1 PCP e fluxo de informações Fonte: Tubino (2009)

18 18 Ainda de acordo com Tubino (2000), as informações dentro desses níveis devem estar consolidadas, ou seja, o plano mestre de produção só será viável se estiver de acordo com as decisões tomadas a longo prazo, previstas no Planejamento Estratégico da Produção, como aquisição de equipamentos. Da mesma forma, a programação de determinada operação do produto será eficiente se a capacidade produtiva do setor em que a mesma será processada tiver sido equacionada no MPS, com a definição do número de turnos, mão de obra e materiais alocados. Para auxiliar na tomada de decisão em relação as planejamento, programação e controle da produção, foram criados os sistemas de PPCP. 2.3 SISTEMAS DE PLANEJAMENTO E CONTROLE DA PRODUÇÃO Os sistemas de planejamento, programação e controle da produção (PPCP) passaram a ser considerados como aérea de prioridade na empresa, a partir dos anos 90, com o objetivo de planejar e alocar os recursos produtos visando atender aos pedidos dos clientes. Com a função de auxiliar na tomada de decisões em relação ao que, quanto, quando e onde produzir/comprar, existem diversos sistemas que podem ser utilizados. De acordo com Pedroso e Corrêa (1996, p. 61). A literatura tem abordado predominantemente sistemas como MRPII, JIT e OPT, que já há alguns anos fazem parte do jargão da área. Recentemente um novo conjunto de sistemas e termos como Leitstand, finity capacity scheduling systems, simuladores, manufacturing execution systems e manufacturing operation management systems têm sido crescentemente divulgados na literatura. Todos esses sistemas são, basicamente, centrados na utilização de aplicativos informatizados como ferramentas de suporte ás decisões em administração da produção e, particularmente, em PPCP. Para cumprirem seu papel de suporte em alcançar os objetivos estratégicos, os sistemas de PPCP devem ser capazes de apoiar às tomadas de decisões da logística a (Corrêa, Gianese e Caon, 2001): Planejar as necessidades futuras da organização. Planejar os materiais comprados. Planejar os níveis de estoque. Programar as atividades da produção, garantindo que os recursos estejam sendo utilizados, de forma correta e eficaz. Prometer prazos menores e garantir o seu atendimento. Ser capaz de reagir eficazmente.

19 19 A seguir serão descritos os sistemas de PPCP que posteriormente serão citados no estudo de caso relacionados neste trabalho Just in Time Inicialmente aplicada na indústria automobilística, particularmente na Toyota Motors Company, o JIT surgiu no Japão, no inicio da década de 60. De acordo com Tubino (2000), os princípios gerais foram se consolidando, e seus conceitos difundidos para o setor de autopeças e eletrônica, no qual o Japão passou a ser reconhecido como padrão de excelência. Com o avanço da economia japonesa, nos anos 80 a técnica foi universalizada e implantada largamente no ocidente, onde ficou conhecido como Kanban, nome dado aos cartões que autorizam a produção e movimentação dos itens. De acordo com Corrêa, Gianesi e Caon (2001), o sistema de puxar a produção a partir da demanda, produzindo em cada estágio somente a quantidade necessária e no momento necessário é muito mais que uma técnica ou um conjunto de técnicas de gestão da produção; é considerado como uma completa filosofia, incluindo aspectos de administração de materiais, gestão da qualidade, layout, projeto do produto, organização, entre outros. O principal objetivo de um sistema JIT é a melhoria contínua do processo produtivo, para Corrêa e Gianesi (1993), a perseguição destes objetivos dá-se através de redução de estoques, que tendem a esconder os reais problemas fabris. Alguns benefícios fundamentais do JIT são reduzir os custos, obter níveis crescentes de qualidade e dar flexibilidade ao processo. Esta flexibilidade é conseguida através da redução de lead times, uma vez que os estoques são retirados no processo, obtendo um fluxo contínuo de produtos. Como esta técnica restringe a variedades de produtos, as principais limitações estão ligadas ao mix de produtos oferecidos ao mercado e a variações de demanda de curto prazo, pois o sistema requer que a demanda seja estável para que se consiga um balanceamento dos recursos, possibilitando o fluxo contínuo MRP/MRP II O MRP (Manufacturing Resouce Planning Planejamento dos Recursos de Manufatura) e o MRP II (Manufacturing Resouce Planning II Planejamento dos Recursos de manufatura II), são os sistemas de grande porte que têm sido implementados na maioria das grandes empresas ao redor do mundo, desde a década de 70.

20 20 De acordo com Fernandes e Godinho (2010), baseado nos produtos finais, o MRP decide automaticamente o que, quanto e quando produzir os itens semiacabados, componentes e matérias-prima. O MRP II, sendo uma evolução do MRP, leva em consideração também a questão de como produzir, ou seja, com quais recursos. Com a intenção de tornar o MRP II um sistema integrado, capaz de planejar e controlar os todos os recursos da empresa e estimular o sistema de produção foram inclusos módulos no tradicional MRP, estes módulos são descritos por Zattar (2004): RCCP (Planejamento de capacidade de grosso modo): verifica a capacidade dos recursos a partir do plano mestre de produção, demonstrando se estes apresentam alguma inviabilidade e sugerindo alocação de mais recursos, se necessário. CRP (Planejamento da capacidade de recursos): é executado somente após a verificação de viabilidade do plano mestre através do RCCP, com este resultado têmse perfis detalhados de capacidade para todos os recursos nos diferentes horizontes de planejamento. SFC (Controle de chão de fábrica): libera as ordens de produção a serem utilizadas, com os estoques disponíveis já descontados, por centro de trabalho Limitações MRP/MRPII Neste trabalho serão citadas algumas limitações consideradas relevantes à análise do estudo de caso: Lead time fixo: os programas gerados pelo MRP tratam o lead time como estático. Segundo Davis, Aquilano e Chase (2001), o LT muda por uma série de fatores, como por exemplo, variações no tempo de processamento, manutenções, atrasos de processamento. Além do que, ao considerar um LT fixo, não considera o tempo de operação, que varia de acordo com a quantidade produzida. Capacidade infinita: os sistemas de MRP são inviáveis em relação à capacidade, pois não consideram a sobrecarga na programação. Considerando que o módulo CPR trabalha em separado do MRP, sendo assim o MRP não considera as limitações de capacidade, essas serão somente verificadas após pelo CRP. Havendo atrasos ou postergações de ordens é necessário que o MRP seja reprogramado até que o plano seja ajustado, o que pode exigir bastante tempo (Corrêa, Gianesi e Caon, 2001).

21 21 Convém comentar, conforme Slack, Chambers e Johnston (2002), o MRP considera o momento necessário para compra/produção dos componentes através de um processo denominado programação para trás, que leva em conta o lead time dos mesmos. Como esta programação é feita através da data de entrega do produto final, as ordens serão geradas para o atendimento no prazo, mesmo que para a fabricação os recursos estejam com capacidade superior em alguns períodos. Programação empurrada: em um sistema MRP, de acordo com Slack et al. (1996), as atividades são programadas por um sistema central e completadas em linha com instruções centrais, cada centro de trabalho empurra a operação sem considerar se o próximo centro de trabalho poderá utilizar. Como existem muitas razões pelas quais as condições reais diferem da realidade, nos sistemas empurrados, consequentemente, tem-se tempo ocioso, estoques e filas freqüentes, podendo também gerar atrasos de entrega já acordadas. Tratamento de prioridades: a revista APS Insight, apud Zattar (2004, p. 32), afirma que os sistemas MRP/MRPII exigem roteiros fixos, ignorando possíveis alternativas. Além disto, a lógica de prioridade é baseada unicamente na data do pedido, ignorando opções como: prioridade do cliente, troca de dispositivo, tempo de setup, entre outras Sistemas baseados no conceito de capacidade finita Na década de 90, conforme Corrêa, Gianesi e Caon (2001), visando apoiar as decisões referentes à programação, foram desenvolvidos os sistemas de programação da produção com capacidade finita. A característica principal desses sistemas, conforme descrito por Corrêa, Gianesi e Caon (2001), é considerar a capacidade produtiva dos recursos e as tecnologias do sistema produtivo com uma restrição a priori para a tomada de decisão, garantindo assim uma programação que caiba dentro da capacidade disponível. Segundo Whybark et al. (2006), os sistemas de programação finita podem ser vistos como uma extensão da abordagem utilizada pelos sistemas de planejamento das necessidades (CRP), com a grande diferença que o CRP calcula somente as necessidades de capacidade, sem fazer ajustes referente a alocação acima da disponibilidade dos recursos, tornando o planejamento inexecutável. A programação finita carrega todas as tarefas em todos os postos de trabalho necessários no horizonte de planejamento, ou seja, simula as ordens reais gerando um programa detalhado para cada ordem de produção.

22 22 A figura 2 demonstra a diferença entre o CRP e o sistema de capacidade finita. A programação finita determina quais tarefas serão completadas para preencher a capacidade do recurso, sugerindo novas datas para as tarefas atrasadas e utilizando métodos que priorizem essas decisões. A seleção da tarefa não é baseada somente nas tarefas que estão fisicamente esperando no centro de trabalho (CT), ou seja, estes sistemas enxergam também as que estão sendo completadas no CT anterior, deixando-o assim ocioso e imediatamente disponível para uma tarefa em particular, de acordo com as prioridades. Ou seja, enquanto o CPR distribui as ordens de produção de forma infinita no recurso de acordo com a data necessária de produção, sem avaliar se a carga do CT irá ultrapassar o limite de disponibilidade, os sistemas de capacidade finita distribuem as operações obedecendo aos limites de capacidade, tornando o planejamento executável no chão de fábrica. Figura 2 CPR versus Capacidade de carga finita Fonte: Adaptado de Whybark et al. (2006) Os sistemas de programação da produção com capacidade finita são baseados na lógica de simulação, ou seja, permitem, segundo Pedroso e Corrêa (1996), que o usuário: Modele o sistema de produção, como máquinas, mão de obra, ferramentas, calendário, turnos e informe, os roteiros de fabricação, as restrições tecnológicas, os tempos de setup. Informe a demanda, determinada pelo MPS ou pela carteira de pedido, juntamente com as alterações ocorridas, como alterações nas quantidades e datas de entrega.

23 23 Informe as condições reais da fábrica, ou seja, matéria-prima disponível, saldo dos componentes, manutenções corretivas e preventivas, entre outros. Modele parâmetros para a tomada de decisões, definindo regras de liberação, prioridades e metas a serem alcançadas. A figura 3 representa o ambiente em que o sistema opera, onde a programação da produção considera as particularidades do chão de fábrica, de acordo com o que foi modelado previamente. Figura 3 Representação da operação de um sistema de programação da produção com capacidade finita Fonte: Pedroso e Corrêa (1996) De acordo com Corrêa, Gianesi e Caon (2001, p. 326), alguns dos principais fatores que impulsionam o desenvolvimento desses sistemas são: As limitações dos sistemas MRPII em gerar programas de produção viáveis para sistemas produtivos cuja gestão do chão de fábrica seja complexa. Entre outras coisas, isto ocorre pelo fato de o MRPII utilizar o conceito de capacidade finita. A busca pela competitividade pelas empresas, aliada ao melhor entendimento das implicações das decisões da programação da produção, na estratégia da manufatura das empresas. O desenvolvimento das técnicas de simulação e algoritmos baseados em inteligência artificial, disponibilizados como ferramentas práticas aplicadas ao problema de programação da produção. O crescente desenvolvimento dos equipamentos (hardware), que passam a permitir a resolução do problema da programação da produção a partir das técnicas citadas em tempos viáveis na prática, fato impossível no passado devido ao grande volume de informações que necessitam ser processadas.

24 24 Como evolução natural dos sistemas de capacidade finita, aderindo a estes sistemas outras funcionalidades, como a restrição de matéria-prima, surge os sistemas de planejamento avançado da produção Sistemas avançados de produção Os sistemas de planejamento e programação avançados, ou simplesmente APS (Advanced Planning and Scheduling), são sistemas informatizados que estendem os sistemas de capacidade finita para além questão da capacidade, ou seja, planejam também as entregas de matéria-prima, para o cumprimento das ordens de produção. Segundo Carillo et al. (2006), a meta do APS é criar modelos de software capazes de simular as ações de uma cadeia de abastecimento, incluindo seus processos de produção. Esses modelos empregam algoritmos matemáticos avançados para avaliar diversos eventos, como mudanças repentinas de demanda do cliente ou falta imprevista de matéria-prima no abastecimento. Este sistema é capaz de criar programas de produção que atendam aos pedidos prometidas aos clientes, de forma factível e minimizando os custos de operação através de suas matrizes de programação. Tubino (2009) explica que este sistema trabalha em cima de um calendário real de disponibilidade de produção nos recursos, seqüenciando as ordens conforme suas regras, até o limite de tempo disponível do recurso. Normalmente, o que foi seqüenciado, pode ser visualizado de maneira gráfica, chamada de gráfico de Gantt, auxiliando assim a programação, onde é possível arrastar ordens manualmente no gráfico, gerando novas soluções de seqüenciamento, e consequentemente demonstrando o impacto de tal alteração. Os sistemas APS utilizam técnicas que considerem simultaneamente as restrições relevantes de um processo produtivo, gerando uma programação de produção de curto prazo e factível com o ambiente fabril. Faé e Erhart (2005) destacam também que esses sistemas permitem reprogramações instantâneas, inevitáveis em função dos imprevistos e alterações do chão de fábrica. Outra característica fundamental é a possibilidade de simular vários cenários, pois como demonstra a realidade da produção é possível analisar as performances de entrega ao cliente e os custos envolvidos ao utilizar horas extras, terceirizações, compras de equipamentos, divisão de lotes, entre outros. Os sistemas avançados de produção são capazes de analisar rapidamente as implicações de decisões alternativas, destacando conseqüências e problemas, gerando

25 25 programações factíveis. Segundo England apud Zattar (2004), são considerados APS aqueles sistemas que: Consideram simultaneamente os recursos materiais e da planta; Utilizam algoritmos de otimização que incorporam as restrições e as metas do negócio; São capazes de prover um planejamento e programação em tempo real, com rápida regeneração após novas mudanças e com capacidade de simular diversos cenários em poucos minutos, através do uso de memória residente; Auxiliam em decisões de suporte em tempo real; Realizam programação do tipo disponível para promessa em tempo real. Os softwares APS são especialistas em programação da produção, e integrados aos sistemas MRP são capazes de suprir as limitações já mencionadas desses sistemas. Conforme Carillo et al. (2006), o APS não é um substituto dos sistemas de MRP/MRP II. Esses sistemas tomam os dados básicos, como lista de materiais, status atual das ordens, dados do pedido do cliente, entre outros, do banco de dados do MRP para construir o modelo otimizado do sistema de planejamento avançado. Sendo assim o investimento existente no MRP fica protegido, tornando o APS um complemento do sistema já utilizado pela gestão.

26 26 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS O presente capítulo apresenta a procedimento metodológico adotado para o desenvolvimento deste trabalho. Para atender o objetivo geral desta pesquisa, melhorar a performance de entregas da empresa em estudo, utilizou-se a pesquisa exploratória, apresentando a realidade encontrada na empresa e buscando maiores informações em relação ao tema proposto. Segundo Gil (2010), estas pesquisas têm como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema, com vistas a torná-lo mais explícito ou a construir hipóteses. Os procedimentos técnicos empregados neste trabalho são a pesquisa bibliográfica e o estudo de caso. Ainda de acordo com Gil (2010) a pesquisa bibliográfica é baseada em materias já elaborados e o estudo de caso consiste no estudo profundo de um objeto, de maneira que permita o amplo conhecimento do problema, e posterior compreensão do mesmo. 3.1 ETAPAS DA PESQUISA Este trabalho foi desenvolvido em uma empresa, no qual uma de suas unidades é fornecedores de peças automotivas para montadoras e sistemistas. Neste segmento a acuracidade das datas acordadas com os clientes tem fundamental importância para não gerar transtornos da linha de montagem final, onde os estoques são reduzidos e qualquer falha pode gerar uma parada de linha. Para a formulação do problema foi realizada entrevistas não estruturadas com os setores de administração de vendas, planejamento e controle da produção, administração da produção e engenharia, onde detectou-se que o sistema atual de planejamento da produção não garante que as datas acordadas com os cliente sejam realmente cumpridas no decorrer da fabricação do produto. No desenvolvimento da fundamentação teórica foi utilizada a literatura publicada sobre os assuntos relevantes neste estudo, apoiando-se em livros, dissertações e artigos mencionados nas referências deste trabalho, com o intuito de obter um aprofundamento e compreensão do tema. Foram estudadas as estratégias relevantes na manufatura, o conceito de planejamento e controle da produção e os sistemas de PPCP relacionados com a empresa objeto desta pesquisa. Na próxima etapa foi realizada a coleta de dados, através da discussão e da observação dos colaboradores diretamente envolvidos para buscar maiores informações sobre a situação

27 27 atual do processo, identificando assim os problemas relacionados com o sistema utilizado no planejamento da produção. Na última fase desta pesquisa foram levantadas as informações necessárias para propor um sistema avançado de produção, visando suprir a necessidade da empresa em garantir que as datas acordadas com os clientes possam ser atendidas. Nesta fase também serão apresentados as resultados esperados com a utilização de um APS.

28 28 4 ESTUDO DE CASO Este capítulo apresenta o projeto de pesquisa do presente trabalho. Iniciando com a apresentação da empresa, seguido da situação atual do processo de PCP e finalizando com a proposta de um sistema avançado de produção, visando primordialmente a melhoria da performance de entrega. 4.1 APRESENTAÇÃO DA EMPRESA A empresa, objeto deste estudo, está localizada em Joinville/SC e foi fundada em 1963 como uma pequena fundição de produtos de linha própria. Atualmente é uma empresa de capital aberto composta por duas unidades de negócio, a Divisão de Compressores, fornecedor mundial de soluções em ar comprimido e equipamentos para uso doméstico e industrial, e a Divisão Automotiva, fornecedor mundial de produtos fundidos e usinados. A Divisão Automotiva vem evoluindo continuamente no seguimento de componentes fundidos e usinados, dispondo de uma moderna fundição de ferro nodular e cinzento e de uma usinagem com máquinas de última geração, além de um completo laboratório dimensional, o que garante para a empresa a homologação como fornecedora global de seus clientes. Produz peças que variam de 1 a 120kg, tendo como mercado alvo os fabricantes e montadoras de ônibus e caminhões, máquinas agrícolas, sistemistas de motores, freios, transmissões e eixos, visando ser referencia mundial em produtos fundidos, usinados e componentes montados. A usinagem automotiva conta com cerca de 150 máquinas de usinagem, em sua maioria tornos e centros CNC, que produzem aproximadamente peças por mês, referentes a 71% do faturamento mensal da unidade automotiva. 4.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO ATUAL A empresa está investindo fortemente em tecnologias de usinagem para o mercado automotivo, o que vem aumentando sua taxa de crescimento e participação neste segmento. Porém juntamente com o constante crescimento e aumento de pedidos de vendas existe a necessidade de melhora no que se refere ao seu desempenho operacional, especialmente tratando-se dos indicadores de performance de entrega e flexibilidade.

29 29 A confiabilidade nos prazos de entregas tem extrema importância perante os clientes, sendo medida e na maioria dos casos divulgada abertamente em seus sites, devido a dois principais fatores: 1. São montadoras automotivas e suas linhas são planejadas conforme os pedidos firmados com os fornecedores. Por trabalharem com a filosofia Just in time e com estoques reduzidos, a entrega firmada se torna importante para evitar possíveis reprogramações (quando possível e avisada com alguns dias de antecedência) ou até mesmo paradas de linhas, esta com clausula contratual de multa por minuto de parada. 2. Uma performance de entrega de acordo com a expectativa do Cliente auxilia no orçamentos de novos projetos. Dependendo do percentual de desempenho, os novos projetos são bloqueados pelo departamento comercial do Cliente, e nem sequer são enviados para análise e posterior desenvolvimento. A Divisão Automotiva utiliza um sistema ERP para gerenciamento integrando, com cerca de 1900 itens ativos cadastrados, sendo que cada item possui uma série de operações que são programadas a partir da realização das operações anteriores. O sistema produtivo possui equipamentos especializados e mão de obra treinada. São considerados dois processos principais: Fundição e Usinagem, onde a fábrica é divida em galpões separados conforme estes processos, tornando assim visivelmente a Usinagem como cliente interno da Fundição. Este estudo se limita ao estudo do processo de planejamento em relação aos itens usinados. A tabela 2 demonstra a performance de entrega de pedidos de produtos usinados da empresa nos últimos 12 meses. Apesar da meta deste indicador ser 100%, trabalha-se internamente com o valor aceitável de 95%, considerando que alguns fatores inerentes ao fluxo de processo habitual podem vir a prejudicar a entrega de todos os lotes no prazo estipulado, como retrabalho, por exemplo. Este percentual aceitável está de acordo com o que cada cliente passa como base de alteração em suas linhas de montagem, sem prejudicar o indicador e consequentemente gerar demérito. Para cálculo performance de entrega (PE) para os clientes são consideradas as entregas planejadas (EP) no período e as entregas realizadas no mesmo período (ER): PE (%) = (EP ER)/EP Considerando a média dos últimos 12 meses, a unidade-caso apresenta 83,9% de performance de entregas, porém com alguns casos críticos com índice menor de 70,0%, como pode ser visualizado na tabela 2, o cliente M possui o menor desempenho de entregas, 52%. Este baixo desempenho está relacionado principalmente ao fato do planejamento da produção

30 30 da empresa foco este estudo ser baseado os datas sugeridas pelo MRP, sendo um processo lento e parcialmente manual também não está de acordo com as oscilações na carteira dos clientes, pois considera o planejamento com ordens liberados no horizonte de 5 dias úteis. Tabela 2 Índice de performance de entrega Fonte: Empresa (2011) Visto esta deficiência no processo, este trabalho propõem um sistema de planejamento avançado de produção para a sistematização do PCP, e consequentemente a melhoria na performance de entrega dos clientes.

31 Planejamento e programação da produção A entrada dos pedidos é realizada automaticamente para o sistema ERP através de uma ferramenta denominada EDI (Electronic Data Interchange), essa ferramenta permite que os pedidos enviados para a empresa possam ser baixados para o ERP sem que os mesmos precisem ser reintroduzidos no sistema manualmente, tornando assim a carteira de pedidos atualizada de forma ágil e confiável. A carteira considera um horizonte de 6 meses de pedidos e é atualizada semanalmente conforme atualizações dos clientes, esses enviam novas programações, com alterações e/ou inclusões em um dia fixo da semana, pré-definido de acordo com o cliente. Conforme os dados são passados para o sistema, os pedidos são analisados pelo departamento de Administração de Vendas. Por não haver um sistema capaz de visualizar o impacto dessa nova programação no chão de fábrica, através de consenso com a área de PCP, são negociados com os clientes somente os pedidos solicitados antes de 10 dias úteis da data corrente. Esses 10 dias são referentes à média de dias que um item é produzido e disponibilizado na expedição para embarque. O planejamento da produção é rodado mensalmente através do MRP, onde se estipulam as metas de produção do mês em exercício e a necessidade de matéria-prima dos próximos meses. Porém, como se trata de um segmento dinâmico, assim como a carteira de pedidos o MPS também é rodado semanalmente, gerando o plano de usinagem atualizado para posterior programação das máquinas e das peças brutas necessárias. A tabela 3 demonstra os dados no plano de produção de usinagem, considerando o que, quando, quanto e onde produzir cada item. Como esses dados são calculados a partir do cadastro do item no ERP, a programação dos itens não é divulgada para a fábrica conforme este plano devido às limitações do MRP. Da forma apresentada a fábrica não consegue cumprir o programado, pois não considera a capacidade de cada recurso, o que gera oscilações, ora o recurso possui programação acima da capacidade ora está ocioso. Além deste fato, também é relevante observar que o MRP considera lead time fixo, ou seja, independentemente do tamanho do lote, o plano considera o cadastro para finalização de determinado processo, não considerando o tempo de operação de acordo com as unidades necessárias. Dessa forma, na tentativa de minimizar esses problemas, cabe ao planejador de produção, analisar o MPS e programar a fábrica através de planilhas, criando assim uma programação factível para a fábrica.

32 32 Tabela 3 MPS usinagem item U Plano Item Máquina Linha Processo Data Produção Qtde U CE Usinagem 22/08/ U CE Usinagem 24/08/ U CE Usinagem 26/08/ U CE Usinagem 29/08/ U CE Usinagem 31/08/ U CE Usinagem 02/09/ Fonte: Empresa (2011) A tabela 4 mostra como a programação é enviada para a produção. Com os dados do MPS a necessidade é distribuída nos recursos conforme a capacidade destes, por se tratar de vários itens e vários recursos essa operação é lenta, em torno de 8 horas para a programação semanal. Além disso, sendo uma sistemática manual e baseada no feeling do planejador contém erros que precisam ser revisados diariamente, a fim de garantir que as máquinas estejam produzindo realmente a necessidade do cliente. A figura 4 demonstra o esquema de programação na situação atual. Tabela 4 Programação diária de produção do item U Recurso Código Cliente Código Usinado Qtde Planejada 22-ago 23-ago 24-ago 25-ago 26-ago CE C U Fonte: Empresa (2011) Figura 4 Fluxo atual da programação de pedidos Fonte: Primária (2011) Sendo assim, a maior dificuldade relacionada à programação diz respeito ao cumprimento das datas de entrega acordadas com os clientes. Não é possível simular o atendimento dos pedidos e assim negociar previamente os produtos que não poderão ser entregues conforme necessidade. Esta deficiência é atribuída à falta de automação do processo, tornando-o lento e pouco flexível.

33 PROPOSTA DE UM SISTEMA DE PLANEJAMENTO AVANÇADO Diante da necessidade de melhorar a satisfação dos clientes em relação ao atendimento de seus pedidos, propõem-se para a unidade da empresa em estudo um Sistema Avançado de Produção (APS). Este sistema é uma ferramenta capaz e automatizar os planos de produção gerados pelo MRP, integrando os cadastrados já existentes para a simulação dos pedidos em andamentos e planejados, oferecendo informações fundamentais para a tomada rápida de decisões. Como características relevantes, observam-se no ambiente produtivo estudado que a orientação para a produção é baseada nos pedidos do cliente, sob-encomenda, onde há a necessidade da melhoria constate dos prazos de entrega e respostas rápidas as reprogramações repentinas. O sequenciamento de produção influencia na produtividade, pois seu fluxo de produção é complexo e não podem ser simplificados. Existe variação significativa na carga dos recursos, tornando assim os gargalos variáveis em relação ao mix de produção e o lead time variável de acordo com a carga da fábrica. O APS pode ser integrado ao sistema ERP, assim o investimento anterior não é perdido, e as rotinas das outras áreas com Vendas, Engenharia, Compras, não é alterada. O APS utiliza como base os dados do ERP, como itens, pedidos, estrutura dos pedidos e itens, roteiro de fabricação, dias úteis, turnos, horas disponíveis por turno. Aliados a estes cadastrados que são importados do ERP, no APS podem ser cadastrados dados específicos como, prioridades entre clientes, lote mínimo/máximo diário, roteiros alternativos, eficiência específica para determinados recursos, calendário de manutenção preventiva, restrições de ferramentais, entre outros. Com as dados do ERP, o sistema avançado de produção é capaz de criar diversos cenários de acordo com a disponibilidade de matéria-prima e da capacidade dos recursos, estabelecendo aquele que melhor atenda as estratégias da empresa. O APS sugere as datas de entrega para os produtos que não podem ser entregues conforme a solicitação do cliente. Posteriormente essas datas serão repassadas para o setor de Administração de Vendas, e avaliadas junto ao cliente alternativas para melhor atendê-lo. Com as entregas negociadas antecipadamente é possível evitar atrasos inesperados, e consequentemente deméritos por não entregar os pedidos nas datas firmadas. Dessa forma o processo de planejamento deixa de ser manual, tornando-o sistemático e confiável. A figura 5 demonstra o fluxo de planejamento com a utilização do APS.

34 34 Figura 5 Fluxo da programação dos pedidos através do APS Fonte: Primária (2011) Com o APS, o procedimento para a programação da produção ficará disposto da seguinte forma: 1. Efetuação da carga de dados: através da interface entre os sistemas, os dados da carteira de pedidos, roteiros de fabricação e saldos em processos importados do ERP são sincronizados com as dados cadastrados no APS. Verifica as ordens em aberto, os recursos alternativos associados, a existência de matrizes de setup. 2. Identificação dos gargalos: efetua a sumarização da carga e capacidade de cada recurso, identificando assim os recursos com restrição de capacidade, conforme pode ser analisado na figura 6. Nesta etapa, os itens com cadastrados com recursos alternativos podem ser alterados para aqueles que possuem carga, aliviando assim os que estão acima da capacidade. Figura 6 Gráfico de carga Fonte: Manual do usuário Drummer APS (2006)

35 35 3. Análise do sequenciamento: o resultado do planejamento é gerado através do gráfico de Gantt. Neste passo é possível analisar as operações posicionadas na linha do tempo proposto pelo APS e o impacto deste sequenciamento no desempenho de entrega. A figura 7 evidencia a criticidade dos pedidos no gráfico de Gantt através da simbologia de cores: Colunas verdes indicam os pedidos que serão atendidos no prazo. Colunas laranjas demonstram os pedidos que irão consumir de 50% a 100% do pulmão de segurança, de acordo com o cadastro prévio do item. Colunas amarelas demonstram os pedidos que irão consumir de 0% a 50% do pulmão de segurança, de acordo com o cadastro prévio do item. Colunas vermelhas estão relacionadas com os pedidos que terão atrasos em relação a sua data original. É possível analisar diversos cenários, utilizando os parâmetros de agrupamentos de itens, recursos alternativos e aplicação de horas extras para verificar a alternativa mais viável de sequenciamento. Figura 7 Gráfico de Gantt (sequenciamento das operações) Fonte: Manual do usuário Drummer APS (2006) 4. Validação da programação: após as alterações executadas, a programação pode ser validada no cenário analisado como ideal.