MODELO PARA PROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES E A ALOCAÇÃO DE TÉCNICOS PARA A INSTALAÇÃO E ASSISTÊNCIA TÉCNICA DE EQUIPAMENTOS

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1 MICHELE BIAGIONI JUNIOR MODELO PARA PROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES E A ALOCAÇÃO DE TÉCNICOS PARA A INSTALAÇÃO E ASSISTÊNCIA TÉCNICA DE EQUIPAMENTOS SÃO PAULO 2008

2 MICHELE BIAGIONI JUNIOR MODELO PARA PROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES E A ALOCAÇÃO DE TÉCNICOS PARA A INSTALAÇÃO E ASSISTÊNCIA TÉCNICA DE EQUIPAMENTOS Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Engenharia SÃO PAULO 2008

3 MICHELE BIAGIONI JUNIOR MODELO PARA PROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES E A ALOCAÇÃO DE TÉCNICOS PARA A INSTALAÇÃO E ASSISTÊNCIA TÉCNICA DE EQUIPAMENTOS Dissertação apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Área de Concentração: Engenharia Naval Orientador: Prof. Dr. Rui Carlos Botter SÃO PAULO 2008

4 DEDICATÓRIA Dedico à minha esposa Ana Beatriz, meu filho Andreas, meus pais Shirley e Michele, além dos meus irmãos e irmãs.

5 AGRADECIMENTOS Ao Prof. Dr. Marco Antônio Brinati por sua contribuição durante a fase de desenvolvimento do algoritmo, e principalmente pela paciência demonstrada. Á minha esposa Ana Beatriz pela paciência e, sobretudo, pelo apoio nos momentos de maiores dificuldades na conciliação de questões pessoais, profissionais e acadêmicas. Ricardo Ikeda e André Bergsten Mendes pela imensa ajuda com os programas da primeira e segunda etapas. Finalmente, faço um agradecimento especial ao Prof. Dr. Rui Carlos Botter, por sua orientação e oportunidades de aprendizado durante este período.

6 EPÍGRAFE Há, verdadeiramente, duas coisas diferentes: saber e crer que se sabe. A ciência consiste em saber; em crer que se sabe está a ignorância. (Hipócrates)

7 RESUMO Este trabalho consiste na elaboração de um modelo para programação de atividades e alocação de técnicos que executam tarefas de instalação, manutenção preventiva e visita diagnóstica em equipamentos utilizados na produção de bens de consumo em escala industrial. O modelo utiliza técnicas de pesquisa operacional visando minimizar os custos envolvidos. O modelo em questão descreve as fases para a elaboração da programação das atividades e da alocação dos técnicos para executá-las, trazendo como contribuição ao tema restrições como acordo sindical de banco de horas celebrado com os empregados e nível de serviço prestado ao cliente. O presente modelo considera ainda eventuais penalidades existentes por atraso no início da instalação dos equipamentos comercializados. O modelo define as atividades que deverão ser atendidas prioritariamente e os impactos econômicos de tal decisão, distribuindo a carga de trabalho de forma mais uniforme possível entre os técnicos dentro do horizonte de planejamento. Palavras-Chave: Programação de atividades. Alocação de mão-de-obra. Assistência técnica.

8 ABSTRACT This paper presents a model to schedule the activities and allocation of technicians that perform tasks of installation, preventive maintenance and diagnostic visits in equipments used in the production of consuming goods in industrial scale. The model uses operation research techniques aiming at minimizing the costs involved in these activities. The model in question describes the phases of scheduling and allocation of technicians in order to perform their activities. It brings as contribution to this theme constrains such as union agreement on Accumulation of hours regime entered with the employees and the level of service rendered to the client. This model also considers the occasional existing penalties due to delays at the beginning of the installation of the sold equipments. This model defines which activities must be prioritized as well as their economic impacts, distributing the workload in the most even way among the technicians within the planning horizon. Key-Words: Tasks scheduling. Manpower allocation. Technical assistance.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Distribuição das horas - oferta e demanda...5 Figura 3.1 Fluxo de informação em um sistema de serviços...26 Figura 3.2 Penalidades por antecipações e atrasos...27 Figura 3.3 Classificação das abordagens aproximativas...41 Figura 4.1 Diagrama de blocos do algoritmo utilizado para a geração de roteiros viáveis...68

10 LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 Exemplo da tabela de custo de deslocamentos valores Ilustrativos...20 Tabela 2.2 Exemplo da tabela de custos de hospedagem valores ilustrativos...21 Tabela 2.3 Exemplo do efeito do saldo do banco de horas no custo diário do técnico...22 Tabela 5.1 calendário utilizado para este capítulo e exemplo de programação e alocação...76 Tabela 5.2 Consolidação das requisições primeira semana...77 Tabela 5.3 Dados referentes ao corpo técnico primeira semana...79 Tabela 5.4 Custos estimados de deslocamento...80 Tabela 5.5 Custos estimados de hospedagem...80 Tabela 5.6 Alguns roteiros viáveis gerados na primeira etapa da solução primeira semana...81 Tabela 5.7 Roteiros escolhidos - solução ótima do problema da primeira semana...83 Tabela 5.8 Representação do resultado da programação primeira semana...84 Tabela 5.9 Consolidação das requisições segunda semana...86 Tabela 5.10 Dados atualizados referentes ao corpo técnico segunda semana...87 Tabela 5.11 Parte dos roteiros viáveis segunda semana...89

11 Tabela 5.12 Roteiros selecionados- programação da segunda semana...91 Tabela 5.13 Representação do resultado da programação segunda semana...92 Tabela 5.14 Resumo dos dias da primeira e segunda semanas...94

12 GLOSSÁRIO AG...Algoritmo Genético AGs...Algoritmos Genéticos AT01S1...Atividade número 1 da semana 1 AT22S2...Atividade número 22 da semana 2 BOMBISTAS...Operadores de bombas de gasolina CLP...Controlador Lógico Programável CSP...Constraint Satisfaction Problems DI..Declaração de Importação ETP...Employee Timetabling Problems GAMS...General Algebraic Modeling System IN..Instalação de Equipamento MP Manutenção Preventiva MIP...Mixed Integer Programming PCSP...Partial Constraint Satisfaction Problem PLI...Programação Linear Inteira PSR...Problemas de satisfação de restrições RESTRIÇÕES CRISP...Também chamadas booleanas ou hard SA...Simulated Annealing SAH...Simulated Annealing Heuristic SISCOMEX...Sistema Integrado de Comércio Exterior TEC001...Técnico número 001 UM...Unidade Monetária VD...Visita Diagnóstica

13 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS DA PESQUISA MOTIVAÇÃO PARA A PESQUISA Contribuição ao tema ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA DE PROGRAMAÇÃO E ALOCAÇÃO DE RECURSOS CENÁRIO DO PROBLEMA DE PROGRAMAÇÃO E ALOCAÇÃO DE RECURSOS TIPOS DE ATIVIDADES INCERTEZAS E REPROGRAMAÇÕES SERVIÇO AO CLIENTE BANCO DE HORAS DOS TÉCNICOS CUSTOS DA OPERAÇÃO TEMPOS ENVOLVIDOS FREQÜÊNCIA DA GERAÇÃO DE PROGRAMAÇÕES E ALOCAÇÕES CONSIDERAÇÕES...24

14 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA CLASSIFICAÇÕES E TERMINOLOGIAS BIBLIOGRAFIA ESTUDADA MÉTODOS DE SOLUÇÃO E OTIMIZAÇÃO COMBINATÓRIA Relaxações Heurísticas OUTRAS ABORDAGENS ANÁLISE DA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA OPORTUNIDADE DE PESQUISA: MODELO DE PROGRAMAÇÃO DAS ATIVIDADES E ALOCAÇÃO DE RECURSOS MODELAGEM PROPOSTA CARACTERÍSTICAS DO MODELO GERAL Requisições Atendimentos Corpo técnico Roteiros viáveis Dados de entrada do problema Premissas...65

15 4.2 ETAPAS DO MODELO DE PROGRAMAÇÃO E ALOCAÇÃO Geração de roteiros viáveis e respectivos custos Estrutura do modelo para a seleção dos melhores roteiros APLICAÇÃO DA MODELAGEM PROBLEMA A SER RESOLVIDO E DADOS NECESSÁRIOS PRIMEIRO PERÍODO DE PROGRAMAÇÃO PRIMEIRA SEMANA SEGUNDO PERÍODO DE PROGRAMAÇÃO SEGUNDA SEMANA CONSIDERAÇÕES CONSIDERAÇÕES FINAIS SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS LISTA DE REFERÊNCIAS APÊNDICE A - ORGANIZAÇÃO DAS EMPRESAS FABRICANTES DE EQUIPAMENTOS APÊNDICE B - PROGRAMA E ARQUIVO DE SAÍDA DO GAMS PRIMEIRA SEMANA APÊNDICE C - PROGRAMA E ARQUIVO DE SAÍDA DO GAMS SEGUNDA SEMANA APÊNDICE D - ALGORITMO DA PRIMIERA FASE